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液压润滑油过滤器的设计与制造(四)

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2016/01/29 17:28
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   4.5、纳污容量

     我们前面多次提到纳污容量。纳污容量是过滤器的一个非常重要的性能指标。 纳污容量是过滤器在压力降达到规定值以前,可以滤除并容纳的污染物的数量。最佳的过滤器应同时具有高的过滤效率和大的纳污容量,以兼顾效率与经济两个方面。纳污容量越大,使用寿命越长。所以纳污容量是反应过滤器使用寿命的一个重要参数。

液压润滑油过滤器的设计与制造(四)
     滤芯的纳污容量与过滤面积之间的关系可用下式表示:
         G2=G1*(F2/F1)n
     式中G2-过滤面积为F2的纳污容量;
         G1-过滤面积为F1的纳污容量;
         n-系数,一般n=1.3~1.5。
     由上式得出:对于同一种滤材的过滤器,其纳污容量与滤层的尺寸大小有关。滤层越大,即过滤面积越大,其纳污容量越大。在流量一定的情况下,随着过滤面积的增大,单位面积上通过的流量减小,也即通过的流速减小,滤芯的压差也减小。因而达到额定压差时滤芯能够容纳更多的污染物。因此选用大纳污量、大流量的过滤器对现场油液的污染控制是很重要的一步。

液压润滑油过滤器的设计与制造(四)
     让我们再来品味一下国外优秀设计师在这方面的良苦用心吧。我们再重新回到前面,看一下PALL公司的HC9020/HC9021图。为了拥有最大的过滤面积,设计师们将端盖和骨架的厚度减到最小,滤层充满了整个端盖,为了增加滤层的厚度,HC9021甚至将骨架的内径减到了与端盖内径相同的尺寸。
     PALL过滤器发展到现在大致经历了五代产品。从第三代起,PALL开始采用特殊的高性能滤芯结构,如螺旋缠带、新型支撑网等,关键是采用了高性能的滤材。这种滤材采用渐变孔径结构,可以最大限度地截获颗粒,另外,与传统滤材相比,在相同孔径时它的纤维更细,因而具有更高的开孔率,有效降低通过滤材的流速,提高了纳污容量。第四代产品,更是采用了创新的无骨架结构,此举大大增高了波纹的高度,使过滤面积一下子提高了60%以上。就在我们对PALL设计师的创造感到眼花缭乱的时候,PALL又推出了第五代产品--“Ultipleat SRT过滤器”,PALL的广告词是--“不是改进,而是革命”。这种号称“新月形打褶”结构的滤芯,可使滤层的过滤面积达到最大,PALL公司骄傲地说“这种结构代表了我们所认为的打褶设计的极致”。如图所示,传统的折波方法,其波纹是从内向外辐射的,这样就会增加波纹之间的间距。从而产生未使用的体积。而“新月形”打褶结构,波纹与波纹之间没有未使用的空间,不会浪费体积,从而使过滤面积达到最大化。同时流量均匀分布,可有效消除传统打褶方式中流经波纹顶部的液体少于流经波纹底部的液体,从而使滤材均匀拦截杂质,延长了滤芯的使用寿命。这种结构还使波纹互相支撑,增强了波纹的稳定性。其中最主要的一点,还是可使滤芯在相同的过滤面积下,拥有较小的体积或是在或是在相同的体积下拥有更大的过滤面积。

液压润滑油过滤器的设计与制造(四)
     在我们欣赏国际设计大师产品同时,是不是也思考这样一个问题:在我们看起来很简单的过滤器,为什么世界顶极设计大师能够有如此层出不穷的创造?答案只有一个,那就是他们对过滤器有着深刻的认识并且有着追求最佳产品的努力。这正是我们国内设计师所缺乏的品质。每当我想到此处,都不禁发出一声感慨,同时也由衷的钦佩PALL公司的设计大师们,感谢他们为我们带来的新观点、新思路,将我们从设计的困境中解脱出来,让我们看到过滤器还可以这样设计,开拓了我们的眼界。

液压润滑油过滤器的设计与制造(四)
     4.6、支撑材料的选择
     合适的过滤材料选择好后,还要考虑如何加工才能使滤材的性能达到最佳状态。对于滤材来讲,必须在滤材的上下表面作适当的支撑,才能承受上下由的压差所引起的疲劳应力。如果没有支撑,在高压差情况下波纹会被压缩在一起,产生“并牙”现象,同时波纹的根部会因疲劳产生断裂,从而造成滤芯的失效。
     用金属编织网作过滤材料,如果材料的目数较低,丝径较粗,可以不用加支撑,如80目以下的方孔网及500#以下的特种网。如果材料的目数较高或需要承受大的压差,就要增加一层或多层支撑网。支撑网一般选40目以下的方孔网,有时甚至需要粗丝径密纹网。
     用滤纸做滤材,一般不加护网,如需承受大压差,可内加一层20目左右的方孔网。
     若用玻纤滤纸作滤材,不但要加支撑网,有时还需加护纸来保护滤材。
     在加工高精度过滤器的时候,需要我们特别注意。高精度过滤器的过滤材料一般选用玻璃纤维滤纸,玻璃纤维很脆,经过折叠易折断,因此需特别保护才行。
     过滤精度10μm以上的滤芯,一般内加一层40~60目的方孔网,外加一层25~40目的方孔网;若选用两面带护纸的玻纤滤纸,可不加护纸。
         过滤精度10μm以下的滤芯(包含10μm)可按照下列方法进行加工生产:
     1 若选用如南玻院NF系列带双层护纸的滤材,滤层的排布由外向内依次为:
       ⑴ 25~40目/吋丝径0.15方孔网
       ⑵NF玻璃纤维滤纸
       ⑶40~60目/吋丝径0.1方孔网
     2 若选用如LYPORE系列纯玻纤滤材时,滤层的排布由外向内依次为:
       ⑴ 40目/吋丝径0.15方孔网
       ⑵双层茶叶滤纸或60g无纺布
       ⑶ LYPORE玻璃纤维滤纸
       ⑷双层茶叶滤纸或60g无纺布
       ⑸60目/吋丝径0.1方孔网

液压润滑油过滤器的设计与制造(四)
     3 在折波纹前,所有滤网、滤纸均进行检验,若有跳丝、脱丝、破孔等,均不得使用。
     对于使用压差小于2MPa的滤芯,如有条件,最好采用尼龙方孔或菱形网来做支撑网,并且采用加热的方式折波。对于使用压差21MPa的滤芯,则必须采用金属网作支撑,并且保护层最好采用200目以上的尼龙编织方孔网。
     HYDAC-BH系列过滤器滤层的排布由外向内依次为:
       ⑴ 25目/吋丝径0.18金属编织方孔网
       ⑵单层无纺布
       ⑶玻璃纤维滤纸
       ⑷200目尼龙方孔编织丝网
       ⑸46目/吋丝径0.15金属编织方孔网
     HYDAC-BN系列过滤器滤层的排布由外向内依次为:
       ⑴ 25目/吋丝径0.18金属编织方孔网
       ⑵单层无纺布
       ⑶玻璃纤维滤纸
       ⑷单层无纺布
       ⑸46目/吋丝径0.15金属编织方孔网
     PALL-K系列过滤器滤层的排布由外向内依次为:
       ⑴ 3X1.3丝径0.33菱形尼龙网
       ⑵单层无纺布
       ⑶玻璃纤维滤纸(下游带护层)
       ⑷3X1.3丝径0.33菱形尼龙网
     PALL-D系列过滤器滤层的排布由外向内依次为:
       ⑴30目/吋丝径0.24金属编织方孔网
       ⑵280目尼龙方孔编织丝网
       ⑶玻璃纤维滤纸(下游带护层)
       ⑷280目尼龙方孔编织丝网
       ⑸85目/吋丝径0.13金属编织方孔网
      
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