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液壓潤滑油過濾器的設(shè)計與制造(四)

2016-01-29 17:28


   4.5、納污容量

     我們前面多次提到納污容量。納污容量是過濾器的一個非常重要的性能指標(biāo)。 納污容量是過濾器在壓力降達(dá)到規(guī)定值以前,可以濾除并容納的污染物的數(shù)量。最佳的過濾器應(yīng)同時具有高的過濾效率和大的納污容量,以兼顧效率與經(jīng)濟(jì)兩個方面。納污容量越大,使用壽命越長。所以納污容量是反應(yīng)過濾器使用壽命的一個重要參數(shù)。

液壓潤滑油過濾器的設(shè)計與制造(四)
     濾芯的納污容量與過濾面積之間的關(guān)系可用下式表示:
         G2=G1*(F2/F1)n
     式中G2-過濾面積為F2的納污容量;
         G1-過濾面積為F1的納污容量;
         n-系數(shù),一般n=1.3~1.5。
     由上式得出:對于同一種濾材的過濾器,其納污容量與濾層的尺寸大小有關(guān)。濾層越大,即過濾面積越大,其納污容量越大。在流量一定的情況下,隨著過濾面積的增大,單位面積上通過的流量減小,也即通過的流速減小,濾芯的壓差也減小。因而達(dá)到額定壓差時濾芯能夠容納更多的污染物。因此選用大納污量、大流量的過濾器對現(xiàn)場油液的污染控制是很重要的一步。

液壓潤滑油過濾器的設(shè)計與制造(四)
     讓我們再來品味一下國外優(yōu)秀設(shè)計師在這方面的良苦用心吧。我們再重新回到前面,看一下PALL公司的HC9020/HC9021圖。為了擁有最大的過濾面積,設(shè)計師們將端蓋和骨架的厚度減到最小,濾層充滿了整個端蓋,為了增加濾層的厚度,HC9021甚至將骨架的內(nèi)徑減到了與端蓋內(nèi)徑相同的尺寸。
     PALL過濾器發(fā)展到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了五代產(chǎn)品。從第三代起,PALL開始采用特殊的高性能濾芯結(jié)構(gòu),如螺旋纏帶、新型支撐網(wǎng)等,關(guān)鍵是采用了高性能的濾材。這種濾材采用漸變孔徑結(jié)構(gòu),可以最大限度地截獲顆粒,另外,與傳統(tǒng)濾材相比,在相同孔徑時它的纖維更細(xì),因而具有更高的開孔率,有效降低通過濾材的流速,提高了納污容量。第四代產(chǎn)品,更是采用了創(chuàng)新的無骨架結(jié)構(gòu),此舉大大增高了波紋的高度,使過濾面積一下子提高了60%以上。就在我們對PALL設(shè)計師的創(chuàng)造感到眼花繚亂的時候,PALL又推出了第五代產(chǎn)品--“Ultipleat SRT過濾器”,PALL的廣告詞是--“不是改進(jìn),而是革命”。這種號稱“新月形打褶”結(jié)構(gòu)的濾芯,可使濾層的過濾面積達(dá)到最大,PALL公司驕傲地說“這種結(jié)構(gòu)代表了我們所認(rèn)為的打褶設(shè)計的極致”。如圖所示,傳統(tǒng)的折波方法,其波紋是從內(nèi)向外輻射的,這樣就會增加波紋之間的間距。從而產(chǎn)生未使用的體積。而“新月形”打褶結(jié)構(gòu),波紋與波紋之間沒有未使用的空間,不會浪費(fèi)體積,從而使過濾面積達(dá)到最大化。同時流量均勻分布,可有效消除傳統(tǒng)打褶方式中流經(jīng)波紋頂部的液體少于流經(jīng)波紋底部的液體,從而使濾材均勻攔截雜質(zhì),延長了濾芯的使用壽命。這種結(jié)構(gòu)還使波紋互相支撐,增強(qiáng)了波紋的穩(wěn)定性。其中最主要的一點(diǎn),還是可使濾芯在相同的過濾面積下,擁有較小的體積或是在或是在相同的體積下?lián)碛懈蟮倪^濾面積。

液壓潤滑油過濾器的設(shè)計與制造(四)
     在我們欣賞國際設(shè)計大師產(chǎn)品同時,是不是也思考這樣一個問題:在我們看起來很簡單的過濾器,為什么世界頂極設(shè)計大師能夠有如此層出不窮的創(chuàng)造?答案只有一個,那就是他們對過濾器有著深刻的認(rèn)識并且有著追求最佳產(chǎn)品的努力。這正是我們國內(nèi)設(shè)計師所缺乏的品質(zhì)。每當(dāng)我想到此處,都不禁發(fā)出一聲感慨,同時也由衷的欽佩PALL公司的設(shè)計大師們,感謝他們?yōu)槲覀儙淼男掠^點(diǎn)、新思路,將我們從設(shè)計的困境中解脫出來,讓我們看到過濾器還可以這樣設(shè)計,開拓了我們的眼界。

液壓潤滑油過濾器的設(shè)計與制造(四)
     4.6、支撐材料的選擇
     合適的過濾材料選擇好后,還要考慮如何加工才能使濾材的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。對于濾材來講,必須在濾材的上下表面作適當(dāng)?shù)闹?,才能承受上下由的壓差所引起的疲勞?yīng)力。如果沒有支撐,在高壓差情況下波紋會被壓縮在一起,產(chǎn)生“并牙”現(xiàn)象,同時波紋的根部會因疲勞產(chǎn)生斷裂,從而造成濾芯的失效。
     用金屬編織網(wǎng)作過濾材料,如果材料的目數(shù)較低,絲徑較粗,可以不用加支撐,如80目以下的方孔網(wǎng)及500#以下的特種網(wǎng)。如果材料的目數(shù)較高或需要承受大的壓差,就要增加一層或多層支撐網(wǎng)。支撐網(wǎng)一般選40目以下的方孔網(wǎng),有時甚至需要粗絲徑密紋網(wǎng)。
     用濾紙做濾材,一般不加護(hù)網(wǎng),如需承受大壓差,可內(nèi)加一層20目左右的方孔網(wǎng)。
     若用玻纖濾紙作濾材,不但要加支撐網(wǎng),有時還需加護(hù)紙來保護(hù)濾材。
     在加工高精度過濾器的時候,需要我們特別注意。高精度過濾器的過濾材料一般選用玻璃纖維濾紙,玻璃纖維很脆,經(jīng)過折疊易折斷,因此需特別保護(hù)才行。
     過濾精度10μm以上的濾芯,一般內(nèi)加一層40~60目的方孔網(wǎng),外加一層25~40目的方孔網(wǎng);若選用兩面帶護(hù)紙的玻纖濾紙,可不加護(hù)紙。
         過濾精度10μm以下的濾芯(包含10μm)可按照下列方法進(jìn)行加工生產(chǎn):
     1 若選用如南玻院NF系列帶雙層護(hù)紙的濾材,濾層的排布由外向內(nèi)依次為:
       ⑴ 25~40目/吋絲徑0.15方孔網(wǎng)
       ⑵NF玻璃纖維濾紙
       ⑶40~60目/吋絲徑0.1方孔網(wǎng)
     2 若選用如LYPORE系列純玻纖濾材時,濾層的排布由外向內(nèi)依次為:
       ⑴ 40目/吋絲徑0.15方孔網(wǎng)
       ⑵雙層茶葉濾紙或60g無紡布
       ⑶ LYPORE玻璃纖維濾紙
       ⑷雙層茶葉濾紙或60g無紡布
       ⑸60目/吋絲徑0.1方孔網(wǎng)

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     3 在折波紋前,所有濾網(wǎng)、濾紙均進(jìn)行檢驗,若有跳絲、脫絲、破孔等,均不得使用。
     對于使用壓差小于2MPa的濾芯,如有條件,最好采用尼龍方孔或菱形網(wǎng)來做支撐網(wǎng),并且采用加熱的方式折波。對于使用壓差21MPa的濾芯,則必須采用金屬網(wǎng)作支撐,并且保護(hù)層最好采用200目以上的尼龍編織方孔網(wǎng)。
     HYDAC-BH系列過濾器濾層的排布由外向內(nèi)依次為:
       ⑴ 25目/吋絲徑0.18金屬編織方孔網(wǎng)
       ⑵單層無紡布
       ⑶玻璃纖維濾紙
       ⑷200目尼龍方孔編織絲網(wǎng)
       ⑸46目/吋絲徑0.15金屬編織方孔網(wǎng)
     HYDAC-BN系列過濾器濾層的排布由外向內(nèi)依次為:
       ⑴ 25目/吋絲徑0.18金屬編織方孔網(wǎng)
       ⑵單層無紡布
       ⑶玻璃纖維濾紙
       ⑷單層無紡布
       ⑸46目/吋絲徑0.15金屬編織方孔網(wǎng)
     PALL-K系列過濾器濾層的排布由外向內(nèi)依次為:
       ⑴ 3X1.3絲徑0.33菱形尼龍網(wǎng)
       ⑵單層無紡布
       ⑶玻璃纖維濾紙(下游帶護(hù)層)
       ⑷3X1.3絲徑0.33菱形尼龍網(wǎng)
     PALL-D系列過濾器濾層的排布由外向內(nèi)依次為:
       ⑴30目/吋絲徑0.24金屬編織方孔網(wǎng)
       ⑵280目尼龍方孔編織絲網(wǎng)
       ⑶玻璃纖維濾紙(下游帶護(hù)層)
       ⑷280目尼龍方孔編織絲網(wǎng)
       ⑸85目/吋絲徑0.13金屬編織方孔網(wǎng)
      
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