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過濾器
來源:互聯網

過濾器(filter),是用于清除液體或氣體中固體雜質的裝置。過濾器通常由殼體、濾芯以及其他配件組成。

公元前200年,中國古代在使用植物纖維制作紙張的過程中應用過濾技術。大約在公元700年,瑪雅城市蒂卡爾的最大水庫中發現了一種火山礦物,顯示瑪雅人可能有意對水進行過濾。17世紀開始,過濾器的發明開始獲得專利。作為工業上實施的機械分離方法,過濾在19世紀開始逐漸發展。過濾器被廣泛用于從氣體中濾除懸浮的灰沙、煙塵、酸霧和濕氣等。氣體過濾和液體過濾成為過濾領域的兩大分支。過濾器根據過濾驅動力的性質可分為重力過濾器、壓力過濾器和真空過濾器。根據機械特性可分為板框式過濾器、葉片式過濾器、旋轉滾筒式過濾器、頂進式過濾器、盤式過濾器、砂床式過濾器和預涂層過濾器。

不同類型的過濾器應用于不同領域,比如化學過濾器通常用于凈化空氣中的氣體污染物。油體過濾器的作用是清除油液中的固體污染物。

概念簡述

過濾器是用于清除液體或氣體中的固體雜質的裝置。從廣義上來說,過濾可被定義為利用外力驅動懸浮流體通過某種可滲透性介質,該介質能夠截留懸浮物質而允許流體通過,從而實現兩相分離的過程。

在制冷裝置中,過濾器被用于制冷劑循環系統、潤滑油系統和空調器中。在制冷劑循環系統中使用的過濾器有不同類型的濾芯,包括金屬絲網或添加了過濾填料。當這些過濾器安裝在壓縮機的回氣管上時,它們可以防止污物進入壓縮機氣缸。此外,在電磁閥和熱力膨脹閥之前也安裝了過濾器,以防止自控閥件堵塞,從而保持系統正常運轉。這些過濾器可以清除制冷系統中混入制冷劑的金屬屑、氧化皮、塵埃和其他雜質,防止系統管路堵塞,并減少壓縮機和閥件的磨損,防止氣密性受損。獨立過濾器通常由殼體和濾網組成。氨過濾器采用網孔為0.4mm的兩層或三層鋼絲網,而氟利昂過濾器則使用網孔為0.2mm(用于過濾氣體)或0.1mm(用于過濾液體)的銅絲網。

發展歷史

早期歷史

過濾作為固-液分離的傳統方法,歷史悠久。公元前200年,中國古代已在使用植物纖維制作紙張的過程中應用過濾技術。公元105年改進了造紙法。他在過程植物纖維紙漿蕩于致密的細錦屏藤上。水經竹簾縫隙濾過,一薄層濕紙漿留于竹簾面上,干后即成紙張。早在公元3世紀,就有記錄描述了一種陶制染缸,其底部鉆孔,草席和生石灰被用作介質,黏土則作為助留劑,用于染料過濾器。

大約在公元700年,瑪雅城市蒂卡爾的最大水庫中發現了一種火山礦物,能夠捕獲微生物和重金屬。這種礦物在附近環境中并不常見,暗示著瑪雅人可能有意對水進行過濾。研究人員對水庫底部的沉積物進行了詳細調查,發現了四層厚度為幾厘米的石英晶體過濾層,呈褐色。這些晶體沙粒大小,能夠用來過濾水,盡管不能捕捉所有有害微生物。

不斷發展

17世紀開始,過濾器的發明開始獲得專利。民間使用棉紗等織物作為濾布,通過重力過濾方法一直延續。然而,作為工業上實施的機械分離方法,過濾在19世紀開始逐漸發展。隨著各種性能過濾機械的相繼發明,過濾操作的范圍擴大了。過濾機械的發展和更新使得過濾操作可以在廣泛的溫度范圍內進行,并且能夠實現大規模連續化生產。它們能夠過濾至微米級的顆粒粒度,甚至可以按相對分子質量的大小進行物質分離。因此,過濾操作不再局限于從液體中過濾懸浮的固體顆粒,還被廣泛用于從氣體中濾除懸浮的灰沙、煙塵、酸霧和濕氣等?,F今,氣體過濾和液體過濾已成為過濾領域的兩大分支。

1942年,美國試制了折疊形濾紙高效過濾器,并于1954年投放市場。1956年,日本從美國進口了高效過濾器,并在1958年開始研發本國產品,1965年投放市場。在60年代初期,中國也開始了高效過濾器的研制工作,1965年通過了鑒定,并開始批量生產。

2017年,印尼科字院的研究人員發明了一種沸石過濾器,這一發明獲得了印尼科字院2016年的發明家獎。研究人員對印度尼西亞境內的沸石進行了改良和激活,以提高其凈化能力。他們發明的沸石過濾器能夠提高甲烷含量,使其增加5%至20%,從而提升沼氣轉換為電能的效率。此外,這種過濾器還有助于減少潛在的腐蝕問題,并消除沼氣中難聞的氣味。

工作原理

要過濾的流體只有在某種驅動力的作用下才能通過過濾介質。這種力可能是由重力、離心力、對過濾器上方流體的壓力或過濾器下方的真空或這些力的組合造成的。在大型砂床過濾器和簡單的實驗室過濾中,可單獨使用重力。裝有多孔過濾介質碗的離心機可視為過濾器,其中的重力被比重力大許多倍的離心力所取代。如果實驗室過濾困難,通常會在過濾介質下面的容器中抽取部分真空,以提高過濾速度。大多數工業過濾過程都要使用壓力或真空,這取決于所使用的過濾器類型,以提高過濾速度,同時減小所需設備的體積。

過濾器的使用有助于減少與其連接的設備的磨損,并提高其運行可靠性。在特定過濾精度以上,過濾器幾乎完全降低了待過濾物質流中的固體物質吸附濃度。然而,在過濾精度以下,凈化效果會下降。經過過濾的物質流中可能存在超過過濾精度的粒子,這些小粒子可能會在出口端結合并穩定,但在受力作用下,例如在軸承的油楔中,它們容易分解成原來的小粒子,對損壞過程幾乎沒有影響。

過濾器可以設置在主回路或旁路中。主回路中的過濾器旨在保護連接設備。在循環系統中,過濾器也常被設置在旁路中。這些過濾器能降低旁路中的固體物質吸附濃度,從而降低循環流的平均固體物質吸附濃度。而主回路過濾器則對供給連接設備所需的全部物質流進行過濾。

結構形式

過濾器通常由殼體、濾芯以及其他配件組成。在液壓管路中使用的過濾器將濾芯安裝在殼體內進行過濾操作。然而,裝在油箱內的過濾器則沒有殼體,僅依靠濾芯進行過濾。

濾芯

濾芯由實現過濾作用的過濾介質(也稱濾材)和保護濾芯的支承層構成,通常呈現圓筒形狀。油液流經濾芯時,是從外部向內部穿過濾芯進行流動。濾芯作為過濾器的關鍵組成部分,其過濾性能主要取決于結構參數和濾材特性。

殼體及內裝閥件

過濾器的殼體由濾頭和裝有濾芯的濾杯組成。在使用過程中,隨著濾芯逐漸被污染物堵塞,濾芯前后的壓差逐漸增大。為了保護濾芯不被壓潰或破裂,在殼體內通常設置了一個安全閥(也稱為旁通閥)。當濾芯前后的壓差達到一定值時,安全閥會打開,使油液繞過濾芯直接通向出口。然而,在正常情況下,旁通閥是不允許泄漏的。

壓差指示器

壓差指示器和安全閥都是過濾器的安全保護裝置。當濾芯前后的壓差接近濾芯允許的極限值時,但尚未達到安全閥開啟的設定值時,壓差指示器會發出信號,提示維修人員需要立即更換濾芯或進行清洗。若在信號發出后未采取維護措施,壓差繼續增大到安全閥設定值時,安全閥會開啟,以防止濾芯破裂。

壓差指示器有幾種形式,包括機械式、磁鐵式和電信號式。在正常情況下,磁鐵和活塞在彈簧的作用下位于上部位置;當濾芯前后的壓差增加時,活塞上的力會克服上下磁鐵之間的吸力和彈簧的彈力,使紅色指示帽在彈管的作用下向上跳出,顯示紅色信號。在正常情況下,磁鐵和活塞在彈簧的作用下處于左邊位置;當濾芯前后的壓差增加到一定值時,推動活塞和磁鐵向右移動,磁鐵移動到干簧管中部時,使干簧管內部的兩片軟磁合金材料接點磁化而閉合,接通電源,發出報警信號。這個信號可以是燈光或聲音,也可以通過控制裝置使系統停止工作。

主要分類

根據過濾驅動力性質分類

過濾器根據過濾驅動力的性質可分為重力過濾器、壓力過濾器和真空過濾器。

重力過濾器

重力過濾器是最古老、最簡單的一種過濾器。安裝在城市水廠中的重力砂床過濾器是最常見的過濾器之一。這種過濾器使用的水箱通常由混凝土制成。水箱底部是格柵或假底,上面是粗礫石或大小均勻的碎石,最上面是大小均勻的石英砂層。在工業過濾中,分級的碎焦炭被用于襯鉛的箱子中過濾硫酸,分級的碎碳酸鈣被用于堿性液體,木炭床被用于通過過濾和吸附凈化有機液體。

壓力過濾器

最常見的帶濾布的壓力過濾器被稱為壓濾機。這是一種批量操作的過濾器,用于過濾能力不足以投資更昂貴的連續式壓力或真空過濾器的情況。板框壓濾機單位過濾面積所需的占地面積最小,單位面積的資本成本通常也最低。但是,由于它是分批操作的,必須人工裝卸,因此人工成本較高,尤其是大型壓濾機。壓濾機有許多不同的類型。在一種設計中,厚度約為1英寸(2.5厘米)的凹板裝配在支撐框架上,框架之間有濾布。框架末端的螺旋壓緊裝置可使裝配緊密。漿液在壓力作用下通過通常位于濾板四角的端口輸送到每塊濾布和支撐板上。清液則通過凹槽和濾板上的其他端口排出。濾布上沉積濾餅后,可通過過濾器泵水清洗。然后將濾板分開,人工清除濾餅。

真空過濾器

大多數實驗室過濾和大多數工業連續過濾都采用真空操作。實驗室的橡膠軟管連接和玻璃設備在部分真空下使用比在壓力下使用更方便、更安全。最常見的標準實驗室過濾器包括:內襯折疊濾紙或凹槽濾紙的標準錐形玻璃漏斗、底部穿孔以支撐濾紙的陶瓷布氏漏斗,以及底部穿孔并覆蓋一層薄石棉纖維以提供過濾介質的古氏堝。

根據機械特性分類

根據機械特性對過濾器進行分類,可分為板框式過濾器、葉片式過濾器、旋轉滾筒式過濾器、頂進式過濾器、盤式過濾器、砂床式過濾器和預涂層過濾器。

葉片過濾器

葉片過濾器也可用于批量壓力過濾。葉片過濾器由一個中間部分的粗金屬網組成,用于支撐過濾介質并允許濾液流出。中間部分的兩側覆蓋著過濾介質,過濾介質通常是網孔大小合適的編織金屬絲網。濾葉可以是圓形或矩形的,安裝在一個框架上,框架上有濾液排出口。該組件通常封閉在一個壓力容器中,該容器中還裝有泥漿。在葉片上沉積了足夠的濾餅后,卸下壓力,打開容器,取出帶有濾餅的葉片組件。濾餅可通過噴水或向濾液管路施加氣壓來去除。與壓濾機相比,葉濾機的運行成本更低,因為它具有無需移除葉片即可高效清洗和排出濾餅的優勢。

轉鼓式真空過濾器

轉鼓式真空過濾器廣泛用于工業領域,可連續過濾大量含有大量懸浮固體的漿料。這種過濾器由一個圓柱形轉鼓組成,轉鼓內部有分隔、端口和閥門,用于抽真空和去除濾液。轉鼓上覆蓋著過濾介質,通常是編織金屬絲網或布,部分浸沒在漿料槽中。轉鼓內的部分真空使濾液流入轉鼓并從端口流出,在轉鼓表面沉積濾餅。當轉鼓旋轉時,濾餅可能會被噴上清洗水,然后被刮刀刮走。在連續式真空過濾器的另一種設計中,使用了與間歇式葉片壓力過濾器類似的葉片組件來代替轉鼓。葉片提供了更大的過濾面積,但過濾處理能力較低。在轉鼓真空過濾器的另一種設計中,轉鼓周圍有一個提供熱空氣的罩子,用于干燥濾餅。在這種設計中,漿料通常被送入轉鼓頂部,然后從底部刮入一個料斗。

根據過濾方式分類

按照過濾方式和濾芯材質不同,常用過濾器可分為網式、線隙式、紙芯式、燒結式和磁性式五種。

網式過濾器

這種過濾器由上蓋、網、骨架和下蓋構成,其過濾精度通常在0.08至0.18毫米之間。結構簡單,通流能力強,壓力損失較?。s為0.01至0.025兆帕),但過濾效果較差,主要用于吸油路的粗過濾。同時,還有一種精度較高的網式過濾器,它使用2至3層較細的金屬網制成,通常安裝在調速閥前進行過濾。

線隙式過濾器

這種過濾器由端蓋、殼體和具有孔洞的筒形芯架構成。線縫式過濾器利用金屬絲之間的間隙,阻攔顆粒較大的雜質以實現過濾,其過濾精度約為0.03至0.08毫米,而壓力損失在0.02至0.06兆帕之間。其特點在于結構簡單,通流能力強,過濾精度高。然而,濾芯材料強度較低,難以清洗,通常適用于低壓管道。

紙芯式過濾器

紙芯式過濾器和線縫式過濾器在結構上非常相似,但其濾芯為紙芯。紙芯式過濾器采用三層紙芯以提升濾芯強度,有些濾芯還設有中間的彈簧支撐。通常有0.01毫米和0.02毫米兩種過濾精度類型,可承受高達38兆帕的工作壓力,而壓力損失在0.05至0.12兆帕之間。其特點在于過濾精度高、通流能力強,但容易堵塞且無法清洗,需要頻繁更換紙芯,因此適合用于精細過濾。

燒結式過濾器

燒結式過濾器的濾芯是由金屬燒結而成,利用金屬顆粒之間的間隙進行過濾。濾芯可采用不同的金屬粉末制成,通常的過濾精度介于0.01至0.1毫米之間。這種過濾器的優勢在于結構簡單、強度高、耐腐蝕,具備高過濾精度,能夠承受熱應力和抗沖擊。然而,其缺點包括易堵塞、難以清洗以及較大的壓力損失(通常在0.03至0.2兆帕之間)。

磁性過濾器

磁性過濾器的濾芯是由永久磁鐵制成的,能夠吸附油液中的鐵屑、鐵粉等具有鐵磁性的雜質。利用磁化原理,該過濾器將這類雜質與油液有效分離。通常與其他濾芯組合形成復合濾芯使用,特別適用于加工鋼鐵件的機床液壓系統。

根據濾芯材料過濾機制分類

濾芯是過濾器的關鍵部分,過濾器的性能主要取決于濾芯的結構參數和過濾材料的特性。按照濾芯材料的過濾機制來分,有表面型過濾器、深度型過濾器和吸附型過濾器3種。

表面型過濾器

整個過濾作用是通過一個幾何表面來實現的。污染雜質被截留在濾芯元件靠油液上游的一側。濾芯材料具有均勻標定的小孔,能夠濾除比這些小孔尺寸大的雜質。由于污染雜質會積聚在濾芯表面,因此它很容易被阻塞。編網式濾芯和線縫式濾芯屬于這種類型。

深度型過濾器

這種濾芯材料采用多孔可透性材料,內部具有彎曲回轉的通道結構。較大于表面孔徑的雜質會直接被滯留在外表面,而較小的污染雜質則進入濾材內部,在通道壁上碰撞,并通過濾芯材料的吸附作用被濾除。此類型的過濾器使用紙芯、毛氈、燒結金屬、陶瓷以及各種纖維制品等作為濾芯材料。

吸附型過濾器

這種過濾器的濾芯材料能把油液中的有關雜質吸附在其表面上。

按照性能分類

手動過濾器

單節過濾器直接安裝在流體流中。清潔過濾器時,必須中斷流體流或者將其繞過過濾器。在船舶運行中,這種過濾器主要用于通風和空調設備以及潤滑油系統中的指示過濾器。雙聯或多聯過濾器是兩個或多個過濾器并聯配置的形式,但始終有一個過濾器作為備用。

自動過濾器

自動過濾器是多聯過濾器,在達到一定壓力差時會自動清洗過濾器表面。該自動清洗過程完全由自動程控執行。電氣控制用于清洗過程與過濾器分開安裝在一個轉換開關盒中,壓差控制器帶有電氣觸點,起到控制和監控過濾器功能的作用。當固體物質截留在過濾器表面形成壓力降,隨著污染物積聚增加,壓力降也隨之增加。當壓力降達到設定值時,自動清洗功能啟動。此清洗過程由電控完成。通過電動機、液壓馬達或氣動缸操作開關裝置,將存儲腔轉換為待清洗的腔。存儲腔的排空導致壓力差降低。自動清洗過濾器轉換過程時,串聯裝置可能出現壓力沖擊。為避免這種沖擊,過濾器殼體設計成具備蓄能器作用或者在排水管中增加蓄能器。

根據作用分類

吸油過濾器

吸油過濾器的主要任務是保護液壓泵免受大顆粒的損壞,通常采用不帶殼體的網式粗濾器。為避免液壓泵氣蝕,吸油過濾器的壓降需限制在嚴格范圍內,因此需要選擇較大的過濾面積。當液壓系統面臨嚴重污染,可能導致泵受損的風險特別高時,必須使用吸油過濾器。例如,與齒輪傳動系統共用油箱的液壓系統,或者使用較大尺寸或復雜形狀的焊接油箱或成形油箱的設備。對于淹沒在油箱液面以下難以監測和檢修的網式吸油過濾器,可選擇帶殼體的吸油管路外部配置的過濾器。有時,會選擇25m的絕對過濾精度的精密過濾器,其作用不僅限于防止大顆粒引起的失效,還可防止泵因磨損等因素而發生退化失效。在這種情況下,特別需要注意監測和維持泵進口的真空度。

高壓過濾器

這種過濾器安裝在壓力管路中,主要功能是保護液壓系統中的關鍵元件,因此需要盡可能靠近受保護的元件位置。特別是當元件對污染物特別敏感(如服閥、比例閥、調速閥)且對系統功能至關重要,或者元件非常昂貴(如大型液缸、電液服閥、低速大扭矩液壓馬達)或對設備的安全至關重要(如液壓轉向、傳動系統和制動系統),或者污染可能導致昂貴的停機維修(如發電設備、軋鋼機等)時,考慮采用高壓過濾器進行保護。高壓過濾器必須能夠承受系統的最高壓力,并具有足夠的疲勞強度,以應對系統工作中的壓力變化和壓力峰值。對于特別敏感的元件上游,應只使用不帶旁通閥的高壓過濾器,其濾芯本身必須能夠承受很大的壓差而不受損。

回油過濾器

回油過濾器清除系統內外的污染物,位于低壓回油側,對系統的所有油液進行過濾。需要特別關注回油流量可能大于輸出流量的情況,以確定回油過濾器的容量。油箱頂部的回油過濾器通常體積大部分位于油箱內,出油管插入油箱液面以下,確保油液出口始終低于液面,同時避免攪動沉淀物。最大背壓是旁通閥開啟的壓力。這種背壓對其他元件和整個系統都有影響,如冷卻器最好放在回油過濾器的下游。此外,過大背壓可能影響單桿液壓缸的運動。

離線過濾器

離線過濾回路由獨立的泵和過濾器組成,雖然不直接保護系統元件,但若流量足夠大(比系統流的20%要高),且具備適當的過濾精度,仍能有效控制系統油液的總污染度??稍谛枰Wo的元件處添加安全過濾器。這種離線過濾器可以是固定設備,也可組成便攜式過濾機以應對臨時需求。固定的離線過濾回路可獨立運行,應對系統流量變動、泵截流、溢流閥卸載、系統停機等情況,甚至在系統不停機的情況下更換濾芯。便攜式過濾機可同時處理多個系統的凈化任務,并用于系統注油過濾和循環沖洗。

泄油過濾器

泄油過濾器位于泵或馬達的殼體泄油管上,用于清除工作中產生的磨損屑等污染物,并防止其進入油箱。與回油過濾器相似,結構為低壓的精密過濾器。由于泵或馬達驅動軸的密封圈承受能力有限,泄油過濾器的開啟壓力需保持較低。

安全過濾器

這種過濾器是系統主過濾器的補充,專門用于捕捉能導致嚴重故障的較大顆粒。也稱為“最后機會”過濾器,可以是簡單的濾網片,也可以是帶旁通閥和差壓指示器的大面積元件。它們可持續使用至系統大修期再清理或更換,因為只捕捉大顆粒而不會因細小顆粒堵塞。用于關鍵元件前后、已知污染源后,或者影響安全的關鍵元件、死端管路、稀少使用的元件、有節流孔的元件處,可采用此過濾器來保護。

通氣過濾器

通氣過濾器中沒有油液直接通過,而是設在油箱的通氣孔處,防止外界的塵埃隨空氣進入油箱。

注油過濾器

新油即便含有較多污染顆粒,超過高性能液壓系統允許的10倍。給系統注油前需要過濾,可通過回油過濾器、離線過濾器或便攜式裝置進行。油箱注油口通常與通氣口相連,應配備大型網式濾器以防溢出,并確保其結構牢固,避免意外損壞。

主要功能

油體過濾器的作用是清除油液中的固體污染物。據了解,液壓系統中約有80%的故障源于油液污染。保持油液清潔對于確保液壓系統的可靠運行至關重要,而過濾器則是維持油液清潔的主要方式。

氣體過濾器利用微型網孔結構阻擋氣體中的固體或液體雜質,保證經過過濾后的氣體符合使用設備的要求。通常,氣體過濾器根據不同分類方法可呈現多種形式,但一般只具備單一的過濾氣體功能。

應用領域

不同類型的過濾器應用于不同領域,比如化學過濾器通常用于凈化空氣中的氣體污染物,例如異味、腐蝕性或有毒氣體。它們有效地改善室內空氣質量,保護人們健康,提升產品質量。廣泛地運用于多種中央通風系統,并常見于家用空氣凈化器中,使用化學過濾元件。

活性炭移動床過濾器主要應用于以下領域:城市垃圾焚燒煙氣處理、工業廢棄物焚燒煙氣處理、火電廠煙氣處理、鋼鐵爐煙氣處理,以及其他細小顆粒污染物的煙氣處理。

RFF纖維過濾器應用廣泛,包括冷卻水循環過濾、鋼鐵廠的各種過濾工段、養魚場的藻類去除、工業廢水固體顆粒的去除、玻璃磨削工藝中的除塵、飲用水中懸浮顆粒的去除、防滲膜和離子交換劑的預過濾、印刷電路板(PCB)生產中廢水的過濾、洗車線用水的再循環過濾、染色廠廢水回收,以及垃圾填埋區滲透污水的過濾。

性能及檢測

過濾器需要通過九種試驗項目來評估其性能,包括速芯結構完整性、濾芯強度、壓降、旁通閥動作等。其中,結構完整性與強度、過濾精度、通流能力和納垢容量是重要指標。過濾精度是指截留污染物的能力,其表現包括名義過濾精度、效率、平均和絕對過濾精度以及過濾比。β比則是最科學、真實地表達過濾器清除污染物能力的指標。在試驗中,向系統中注入受控污染物,并通過油樣分析評估過濾器的分離效能。試驗過程中注入的試驗粉末克數可代表過濾器的納垢容量,直到達到規定的最終壓降。

性能指標

過濾精度

過濾精度表征過濾器對污染顆粒的過濾能力,可用絕對過濾精度、過濾比和過濾效率進行評估。絕對過濾精度表示過濾器通過的最大顆粒尺寸,用于衡量過濾材料的最大通孔尺寸(以μm表示),可通過試驗測定。過濾比(β)是上下游油液中大于某一尺寸顆粒濃度的比值,βx越大,過濾精度越高,且達到75時可視為絕對過濾精度。過濾效率(E)可通過過濾比(βx)直接計算,E=(Nu-Nd)/Nu=1-(1/βx)。

不同液壓元件對過濾精度要求不同,常見要求如下:齒輪泵及馬達為30-50μm,葉片泵及馬達為20-30μm,柱塞泵及馬達為15-25μm,高壓液壓閥為10-15μm,高速閥和伺服閥為5-15μm,精密服閥為3-5μm。

過濾器不能完全過濾污染顆粒,但可以通過多次循環過濾提高效率。金屬網式過濾器通常作為粗過濾器,其過濾精度用目數表示,即每平方英寸面積上的小孔數量。不同國家的標準和目數與絕對過濾精度的換算關系存在差異,包括美國、英國日本標準的不同。

以上信息來源:

壓降特性

液壓回路中的過濾器給油液流動帶來一定阻力,導致油液通過濾芯時產生壓力降。通常情況下,過濾精度越高,壓降越大;有效過濾面積越大,壓降越??;油液黏度越大,經濾芯的壓降也越大。濾芯所能承受的最大壓降應該不至于損壞濾芯結構。在高壓系統中,濾芯在穩定狀態下只承受自身的壓降,這解釋了為何紙質濾芯可用于高壓系統。通常,濾芯的壓降大部分通過試驗或經驗公式確定。為防止濾芯損壞,油路系統需設置過濾器堵塞壓差顯示和壓差報警裝置,并可能需要設置旁路閥。

納垢容量

過濾器的納垢容量指它在規定壓降前可過濾并容納的污染物數量。這個性能指標通過多次通過性試驗來確定。納垢容量越大,使用壽命越長,因此是評估過濾器壽命的重要標準。一般來說,過濾面積越大,納垢容量也越大。過濾器的過濾面積A的計算公式為A=qμ/aΔp,其中q為過濾器額定流量,μ為油液黏度,Δp為壓降,a為過濾器單位面積通過能力。在20℃時,不同濾芯的單位面積通過能力為特種濾網約為0.003~0.006,紙質濾芯約為0.035,線隙式濾芯約為10,一般網式濾芯a=2。

產品選用

通常情況下,對過濾器有以下基本要求:(1)滿足液壓系統對過濾精度的要求。(2)濾芯應有足夠的強度,不會因壓力而損壞。(3)通流能力大,壓力損失小。(4)易于清洗或更換濾芯。

過濾器的過濾精度指的是濾芯能夠濾過的最小雜質顆粒的大小。根據雜質顆粒的公稱直徑d(過濾精度),大致可分為四種:粗過濾器(d≥100μm)、普通過濾器(d=10100μm)、精過濾器(d=510μm)和特精過濾器(d=1~5μm)。

液壓系統所需的過濾精度必須確保油液中所含雜質顆粒的尺寸小于有相對運動的液壓元件之間的配合間隙的一半或油膜厚度。系統工作壓力越高,液壓元件之間的配合間隙就越小,所需的過濾精度就越高。因此,液壓系統的過濾精度主要由系統的工作壓力決定。

產品安裝

過濾器在液壓系統中的安裝位置主要有以下幾個方面:

維護保養

保養

油壓沖洗的過濾器

在壓力差預設后,需要清洗的過濾器區域或濾板與液流分離。出口依然與清洗物出口相連,原入口側則連接到低背壓的出口。一旦出口開啟,清洗程序開始。通過高壓差推動的油以相反方向經過過濾,將表面附著的雜質沿著出口方向分離。這個過程對所有并聯的過濾元件都會重復。清洗過程中,在清洗油的出口會產生壓力下降。系統設計時需要考慮這個壓力下降。自動清洗完成后,無需對各過濾器區域排氣。

Moatti自動過濾器

自動過濾器采用堅固的圓片狀過濾元件。這些元件組成兩個濾腔:一個完全通流的腔(底部)和一個污泥分離腔(頂部)。每個濾腔內的圓片被肋片分成12段,形成獨立的濾層。中央設有液壓馬達驅動的分配器,由過濾后的油壓驅動。該馬達使分配器旋轉,將未過濾的油輸送至完全通流的腔內至少10個濾層中,并在此期間啟動一個濾層進行反向沖洗。隨著分配器每周旋轉一次,每個濾層都會進行一次反向沖洗。這種方法能夠連續地沖洗每層濾層,避免了壓力的大幅波動。反向沖洗的油到達污泥腔,在那里凈化后重新回到潤滑油儲槽中。開啟泄放旋塞可將污泥排出。在船舶操作中常用作潤滑油過濾器。

空氣反沖式自動過濾器

這種過濾器的核心結構包括過濾腔、中央空氣室和底部的過濾器接頭。一個旋轉圓盤滑閥封閉各過濾腔,并包含污泥泄放閥、沖洗閥和補給管。待過濾液體進入中央連接殼體分配到一個處于貯存狀態的過濾腔,經過過濾后流回連接殼體并排出。達到壓差時,換向器件切換到下一個待清洗的腔,釋放貯存腔的壓力。換向器件使清洗開始:先卸壓再打開污泥泄放閥和沖洗閥。壓縮空氣在空氣室中形成沖擊波,倒轉過濾方向,強力沖洗過濾液體,去除固體顆粒。隨后自動關閉氣閥和泄放閥,并釋放控制排氣管道。清洗并排氣后,過濾腔再次充滿待過濾液體,形成新的貯存腔。

運行監控

運行監控利用壓差實現。手動過濾器壓差增加需手動清洗,自動過濾器預調壓差自動清洗。清洗間隔由污染指示器或持續污染增加顯示,縮短清洗間隔需手動清洗。濾芯通流缺陷可導致清洗間隔變化。表面過濾器可石腦油和機械凈化清洗,固體沉淀可用超聲波浴清除。超聲波振動使污垢破裂,液體沖洗。

維修

過濾器要定期清除污垢、沉淀物和處理通流缺陷。污垢導致入口和出口壓差升高,減少供給設備的油流,可能導致設備故障。沉淀物附著在濾芯上,增加過濾精度和壓差,通常不能通過反向沖洗清除。通流缺陷導致介質流體未被凈化地穿過過濾器。

參考資料 >

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