过滤器的功用与类型

1  液压系统中过滤器的作用

液压系统中过滤器的作用有:

1)滤除油液中的污垢颗粒,防止运动部件卡死、零件划伤、油道堵塞等故障,提高系统工作的可靠性和稳定性。

2)滤除油液中的细小颗粒杂质,防止零件磨料磨损,延长使用寿命。为此,过滤精度应满足需要保护的滑动间隙。

3)通过分析过滤器中积留污染物,分析故障隐患,查找磨损部件,监测设备运行。

2过滤器的类型

液压系统使用的过滤器,按滤芯材料的过滤机制,分为表面型、深度型和吸附型等三种。

1)表面型过滤器

过滤作用由一个几何面实现。

滤芯材料具有均匀的标定小孔,可以滤除比小孔尺寸大的颗粒。滤下的颗粒被截留在油液上游一侧滤芯的表面。

由于颗粒聚集在表面,滤芯很容易被堵塞,需要定时清洗。

编网式滤器和线隙式滤器,均属于此类。

① 编网式滤器,滤芯由芯架上包裹铜丝网组成。过滤精度低,与网孔大小和丝网层数有关;有80、100、180μm。用于压力管路,常用100、150、200目的铜丝网;用于液压泵吸入管路,常用20~40目的铜丝网。压力损失不超过0.004MPa。结构简单,流通能力大,清洗方便。

② 线隙式滤器,滤芯由芯架上缠绕金属线组成,利用线间微小间隙阻挡颗粒通过。过滤精度高,有30、50、80μm等三个等级。用于低压管路。压力损失不超过0.03~0.06MPa。结构简单,流通能力大,滤芯材料强度低,不便于清洗。

2)深度型过滤器

滤芯由多孔可透性材料组成,内部具有曲折迂回的通道。大于表面孔径的颗粒被截留在外表面;较小的颗粒进入材料内部,被通道壁吸附。纸、毛毡、烧结金属、陶瓷、各种纤维制品等滤芯的过滤器属于此类。

① 纸芯过滤器。结构与线隙式滤器相同,但滤芯为平纹和波纹的化学纤维或木浆微孔滤纸制成。为了增大过滤面积,纸芯常制成折叠形。为增强滤芯强度,其内外两侧通常用金属网加固。过滤精度高,可达5~20μm。压力损失约为0.01~0.4MPa。

② 烧结式过滤器。滤芯由金属粉末烧结而成,利用金属颗粒间的微孔挡住油液中的颗粒。过滤精度高,可达可达5~10 μm,可通过改变金属粉末颗粒的大小来改变过滤精度。适用于精过滤。

3)吸附型过滤器

滤芯材料将油液中的颗粒吸附在滤芯上。磁性滤器就属于吸附型滤器,由 磁铁制成,能吸附油液中的铁屑、铁粉或带有磁性的磨料。通常与其他型式的过滤器结合,制成复式过滤器。磁性过滤器还有监测机械设备磨损的作用。

磁过滤器分为普通磁过滤器和高梯度磁过滤器。普通磁过滤器利用磁铁的磁场直接捕捉油液中的铁磁性污染颗粒。其中永磁式过滤器具有结构简单、制造方便、运行可靠、运行费用低等优点,因而应用较广,其主要缺点捕捉颗粒效果差,同时磁极上吸附的颗粒很难清洗。高梯度磁过滤器能有效地克服以上缺点,使磁过滤器的性能有较大的提高。

铁磁性颗粒所受的吸引力与外磁场强度H成正比,与磁场强度的梯度gradH成正比。

普通磁过滤器是通过提高外磁场强度H来提高磁引力,从而提高过滤能力的;高梯度磁过滤器则是通过磁介质提高磁场的梯度gradH来增大吸引力以获得高效滤除污染物的效果。

在磁场中布置聚磁性多孔介质,会使磁介质附近的磁场H和磁场梯度gradH 比没有磁介质时大很多,尤其是gradH与磁介质截面直径d成反比,当d很小时,gradH的值可以很高。所以基于此原理的高梯度磁过滤器也称为高效磁过滤器。

高梯度磁过滤器利用被磁铁磁化了的磁介质捕捉污染颗粒,磁介质能大幅度提高介质周围的磁场梯度,所以高梯度磁过滤器的过滤性能明显高于传统式磁过滤器。