过滤器工作原理及类型

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1、一、过滤器的工作原理及类型（产品图片）过滤器按过滤材料可分为表面型、深度型及磁性过滤器。它们对固体污染物的过滤作 用是通过直接阻截和吸附来完成的。1表面型过滤器 在表面型过滤器中，被滤除的颗粒污染物几乎全部阻截在过滤元件表面上游的一侧。b)M l II l0 b : _IllliIII滤芯材料上具有均匀的标定小孔，可以滤除大于标定小孔的固体颗粒。属于这一类的过滤器 有线隙式、网式和片式。a)图6-1 表面型过滤器a）网式过滤器 b）线隙过滤器1-滤芯 2-支撑架 3-外壳 4-滤芯 5-骨架图 6-1a 所示为网式过滤器。滤芯1 由绕在支撑架2 上的金属网组成，依靠金属网微小 网格来挡住油液中

2、杂质的通过。网式过滤器一般能滤去d0.18mm的杂质颗粒，压力损失 低于。网式过滤器没有外壳通常装在液压泵的吸油口处，作粗滤器用，以保证泵不受大颗粒 污物的损伤。该滤器特点是结构简单，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低。图 6-1b 所示为线隙式过滤器，由外壳3、滤芯 4 和骨架 5 等组成。用一条细铜丝每隔 一段距离将铜丝压扁一小段，然后将其缠绕在骨架上，由此形成的许多过滤小间隙。线隙式 过滤器能滤去d0.1mm杂质颗粒，压力损失约,常用于低压管道中，这种过滤器的结构 简单，过滤精度较高，但滤芯的材料强度较低，不易清洗。2深度型过滤器 深度型过滤器的滤芯为多孔可透性材料，内部具有曲折迂回的通

3、道。大于孔径的污染 颗粒直接被阻截在靠油液上游的外表面，而较小的颗粒进入滤芯内部通道时，由于受表面张 力（分子吸附力、静电力等）的作用偏离流束，而被吸附在过滤通道的内壁上。故深度型过滤 器的过滤原理既有直接阻截，又有吸附作用。这种滤芯材料有纸芯、烧结金属、毛毡和各种 纤维等。112a)b）图6-2 深度型过滤器a）烧结式过滤器b）纸芯式过滤器1-顶盖 2-外壳 3-滤芯 4-滤芯 5-支撑架图 6-2a 所示为烧结式过滤器。滤芯3 由金属粉末烧结而成，利用金属颗粒间的微孔来 挡住油中的杂质通过。改变金属粉末的颗粒大小，就可以制出不同过滤精度的滤芯。烧结式 过滤器能滤去d0.1mm杂质颗粒，压力

4、损失约。用在压力油路或回油路上。其特点是制 造简单、过滤精度高，滤芯能承受高压，但金属颗粒易脱落，堵塞后不易清洗。图 6-2b 所示为纸芯式过滤器，其结构与线隙式相同，但滤芯为平纹或波纹的酚醛树脂 或木桨微孔滤纸制成的纸芯。为了增大过滤面积，纸芯常制成折叠形。纸芯式过滤器能滤去 d0.05mm杂质颗粒，压力损失约。纸芯式过滤器用于对油液精度要求较高的场合。其 特点是过滤精度高，但滤芯堵塞后无法清洗，必须更换纸芯，所以其为一次性滤芯。3磁性过滤器 磁性过滤器则主要靠磁性材料的磁场力吸引铁屑及磁性磨料等。滤芯由永久磁铁制成， 能吸住在油液中的铁屑、铁粉或磁性的磨粉，常与其他形式滤芯一起制成复合式过

5、滤器，对 加工钢铁件的机床液压系统特别适用。二、过滤器的主要性能指标 过滤器主要性能指标有过滤精度，压降特性、纳垢容量，除此之外还有工作压力和工作温度等参数。1过滤精度过滤精度是指过滤器对不同尺寸颗粒污染物的滤除能力，常用绝对过滤精度，过滤比和过滤效率等指标来评定，过滤精度分为粗(dO.Imm)、普通(dO.OImm)、精(d$0.005mm)、 和特精(dO.OOImm)四个等级。(1) 绝对过滤精度 是指能够通过过滤器的最大坚硬污染颗粒的尺寸，以微米表示。它 可用试验方法测定。(2) 过滤比(B值)是指过滤器上游油液中单位容积中大于某给定尺寸x的污染物颗粒 数N与下游油液中单位容积中大于同

6、一尺寸的污染物颗粒数叫之比值，即对某一尺寸x的ud污染颗粒而言，其过滤比B的表达式为xB =N/Nx u dB =75时，则绝大部分尺寸大于x的污染颗粒被滤除，因此x值可认为是该过滤器的绝x 对过滤精度。过滤比已被国际标准化组织采纳作为评定过滤器过滤精度的性能指标。(3) 过滤效率E反映过滤器滤除油液中污染颗粒的能力，可用下式表示CE=(N-N)/ N =1-(1/B)c u d uE与B的关系见表6-1 oC表6-1过滤效率E与过滤宦比B的关系过滤比B值12c1O2O751OO1OOO过滤效率E (%)O5O9O9599C2压降特性液压回路中的过滤器对油液来说是一种液阻，因而油液经过时必然要

7、产生压降。一般 来说，在滤芯尺寸和油液流量一定的情况下，滤芯的过滤精度越高，则其压降越大，在流量 一定的情况下，滤芯的有效过滤面积越大，或油液的粘度越小，则压降越小。滤芯所允许的最大压降，应以使滤芯不致发生结构性破坏为原则。通常，航空、舰艇 用过滤器的初始压降不应超过；机械用过滤器的压降不大于MPa。3.纳垢容量过滤器在压力降大于其规定限值之前截留的污染物的问题称为纳污容量，以重量(g)表 示。过滤器的纳垢容量越大，则其寿命越长，所以它是反映过滤器寿命的重要指标。过滤器 的有效过滤面积越大，则纳垢容量也就越大。过滤器的设计过滤面积为A 二 qn /(aAp)式中，q为过滤器的额定流量(L/mi

8、n)； n为油液的动力粘度(Pas)； Ap为压力降(MPa)； a为滤芯单位面积的通油能力(L/cm2),由实验确定。在油温为2OC时，对特种滤网a=； 纸质滤芯a =；线隙式滤芯a=1O； 般网式滤芯a =2。三、过滤器的选用及安装方式1过滤器的选用(1) 选用过滤器时，可根据上述各种滤油器的特点，并结合各种典型液压元件及系统 对污染度等级的要求或过滤精度的要求，系统的工作压力、油温及油液粘度等来选定过滤器 的型号。(2) 过滤器要有足够的通流能力 通流能力是指在一定压降下允许通过过滤器的最大流 量，应结合过滤器在系统中的安装位置，根据过滤器样本来选取。(3) 过滤器要有一定的机械强度，不

9、因液压力而破坏。(4) 对于不能停机的液压系统，必须选择切换式结构的过滤器。可以不停机更换滤芯， 对于需要滤芯堵塞报警的场合，则可选择带发讯装置的过滤器。2过滤器的安装过滤器在系统中安装位置见图6-3。345图 6-3 过滤器在系统中的安装位置LI2(1) 安装在泵的出油口 可以保护除液压泵以外的其它液压元件；过滤器应能承 受油路上的工作压力和冲击压力；过滤阻力不应超过，以减小因过滤所引起的压力损失和 滤芯所受的液压力；为了防止过滤器堵塞时引起液压泵过载或使滤芯损坏，压力油路上宜 并联一旁通阀或串联一指示装置；必须能够通过液压泵的全部流量。此种方式常用于过滤 精度要求高的系统及伺服阀和调速阀前

10、，以确保它们的正常工作。如图6-3中过滤器1。(2) 安装在泵的吸油口 要求过滤器有较大的通流能力和较小的阻力(阻力不大于，其 通油能力应是泵流量的两倍，以防空穴现象的产生。主要用来保护液压泵，但液压泵中产生 的磨损生成物仍将进入系统。一般采用过滤精度较低的网式过滤器。如图6-3中过滤器3。(3) 安装在系统的回油路上可以滤掉液压元件磨损后生成的金属屑和橡胶颗粒，保 护液压系统；允许采用滤芯强度和刚度较低的过滤器；为防止滤芯堵塞等引起的系统压 力升高，需要与过滤器并联一单向阀起旁通阀作用。如图6-3中过滤器2、5。(4) 安装在独立的过滤系统 大型机械的液压系统中，可专设由液压泵和过滤器组成的

11、 独立的过滤系统，可以不间断地清除系统中的杂质，提高油液的清洁度。如滤油小车等。五、过滤器的发信装置 过滤器的发信装置和安全阀都是过滤器的安全保护装置。当滤芯前后压差尚未达到能使安全阀开启的设定值，但接近滤芯允许的压差极限值时，过滤器的电控装置发出信号，预示 维修人员需立即更换滤芯或进行清洗。通滤芯下游低压腔 a）8图 6-4 压差发信装置原理图a）磁铁式压差指示器b）电信号压差指示器1指示帽 2、4、11-磁铁 3、6、9-弹簧 5、10-活塞 7-外壳 8-外壳过滤器的发信装置有机械式、磁铁式和电信号式等几种形式。图 6-4a 为磁铁式发信 装置：正常情况下，磁铁4 和活塞5在弹簧6作用下

12、处于上部位置，当滤芯压差增加到一定 值时，作用于活塞5的力足以克服上下磁铁间的吸力和弹簧6的弹力而使活塞5 向下移动， 磁铁 4 和 2 不能吸合，此时红色指示帽1 在弹簧 3作用下向上跳出，显示出红色发信信号。图 6-4b 为电信号式发信装置原理图：正常情况下，磁铁 11 和活塞 10 在弹簧 9 作用 下处于左边位置：当滤芯压差增大到某一定值时，推动活塞10和磁铁11 向右移，当磁铁移 动到干簧管8 中部，使干簧管内部的两片软磁合金材料接点磁化而闭和，接通电源，发出报 警信号。信号可以是灯光或声响，也可以通过控制装置使系统停止工作。在使用过滤器时还应注意过滤器只能单向使用，按规定液流方向安装，以利于滤芯清 洗和安全。清洗或更换滤芯时，要防止外界污染物侵入液压系统。