谈谈4点关于液压过滤器过滤精度的新概念
格雷创科技 / 2013-03-12
(1)过滤精度定义的历史和现状费奇博士研究了一个过滤器的模型(图2-28),以向过滤器的制造者和用户证明:10um的B值若标称不相同,也可以在模型中每条曲线上找到其他尺寸的B值。用户可根据自己设计的系统要求和特点,选出自己所需的各种尺寸`值的唐纳森滤芯过滤器。
即,虽然下角标出的是10,但不能说它的过滤精度就是10um,因为其比值是从1.01~105不等的。然而这群曲线每条都能找出自己所需要的、对下游污染度有控制能力的、要求精度的过滤器。例如:选定B0=10
这条线(这一过滤器),就可以在它安装系统中控制10um颗粒数在8000个/100mL(左右);选B10=100的过滤器,那么在系统中可控制5um颗粒数达40000个/100mL。
这一模型是费奇博士20世纪70年代的研究成果,那时使用的标准是IS04572。1999年这一标准改号为ISO16889,明确指定,试验结果的标称,测出是几微米就在B下角标多少,不一定标10,其比值可选定2、10、
20、75、100、200和1000。现在查询世界各地液压过滤器标称大部分为:β=1000。
一般国外对过滤器的精度表述习惯为“5um β等于1600;3um β是600…”而由于国内的习惯,我国很多人希望在标准中规定的那么多可选β值中确定一个值,明确它就是标准,规定的2~1000七个数中哪一个
是“标准”,例如:75是标准,达不到这个值即为不合格。然而,国际标准中并未规定明确的标准β值,而且,这是许多国家的代表参与共同起草的国际标准。我国也是参与制定者之一。我国
的国家标准GB18853也是参照ISO16889制定的,同样没有规定明确的标准β值。这点需要大家在考查β值时予以注意,如,标称β4=1000的过滤器会有很多。
(2)《多次通过试验》标准我国的液压界习惯把液压过滤器按实际过滤特性(多次通过法测出的)界定一个`值,明确一个过滤精度值,可以通过以下方法实现。
①建议过滤器生产厂家参照⒙O16889图C,3“过滤比和颗粒尺寸关系曲线示例”,制作这样的半对数坐标图,按标准13.5节规定:“按半对数坐标系中绘制平均过滤比卩和颗粒尺寸的关系曲线……”将生产的
唐纳森滤芯做一个多次通过试验,结果曲线描绘在该图上,其结果是出现如图228所示的βX=X的若干曲线组。
②ISO16889在附录中推荐了一个计算方法:采用内插法,在大于10um和大于15um的`值之间(>20和)100),找出“75”并描绘在半对数坐标纸上。βX(c)=75并不是标准制定人随意列举的,它不仅有历史的渊源
,也有现代的贴近实际应用的意义。“75”作为常用的技术交流值是最理想的β值。ISO标准的成功点就在这个图C.3上。它不仅正确引导了使用标准的用户理解标准和掌握标准,还让用户们发挥设计制造
者的智慧,选定本企业的具有品牌特性的标称。希望在我国液压界明确并推广该值。
③将β5、β10和β15等比值绘成曲线,将会给过滤器使用人带来极大方便。这几个尺寸颗粒比值如果能包含20~75,对液压系统污染控制就足以达到理想的水平。假如β5=75,则这只过滤器能控制NAS4-6级
。而那种试验研究性的滤芯(如喘流冲击试验)则可将β值定为1000或更高。
④如果,β值对压差、试验时间百分比给出关系曲线,更能让使用者得到方便。ISO标准中也有推荐,这里就不再赘述。
(3)稳态污染控制方程
费奇博士研究成果还证明:液压系统或润滑系统的污染度是过滤流量和过滤比(起着抵消污染物进入的作用)的综合结果。对于一定的流量和一定的污物侵入度,过滤器的过滤比越高,油液的污染度就越低。
侵人率指的是每分钟进人系统的颗粒数;而侵人度指的是每单位容积的循环油液中的颗粒浓度。对固定的侵人率而言,只是简单地增大通过过滤器的流量就可以降低侵入度。在这方面,其中一个最重要的关
系式就是稳态污染控制方程式(2-14)是用如图2-29所示的过滤器规范图解表示的。它等同于系统承受不同的污染侵人率时(这里,Ri为每分钟尺寸大于10um的颗粒数),为产生所需要的油液污染度(同时以
mg/L和每毫升油液中尺寸大于10um的颗粒数表示)而需要的过滤比。图2-29是根据过滤器的流量为75L/min或20ga1/min作出来的。
表示稳态污染控制方程的另一种方式见图2-30。这种形式称为过滤器选择图。它是稳态污染控制方程的一种简便图解法,并且,只要图中所有三个参数都反映同一尺寸,那么,对任何颗粒尺寸就都同样适用
。可将这里示出的特殊表示形式的刻度适当地扩大以便包含任何感兴趣的侵人度或保护度。用保护度这个名称,而不用滤油器下游的污染度,是因为如污染控制方程所述的那样,这是系统中可得到的最低
的污染度。
(4)系统污染侵人率和过滤比液压系统和润滑系统中的过滤器安装于以下四个位置(图231):泵前吸油管路、泵的排油压力管路、系统回油管路和旁通回路(滤油机支持)。在确定这些位置时,应考虑几个困
素:即每个位置上的压力、流量以及重要元件要通过什么样的油液污染等级。
通过吸油管路过滤器和压力管路的过滤器的流量可认为与泵的输出流量相同。但是,在估计回油管路过滤器流量时,必须考虑油液的压缩性和因油缸而产生的流量变化(有杆腔和无杆腔油液排量的不同)。
费奇博士指出:仅油液压缩性造成的冲击或脉动流量可达200%。过大的脉动流量会引起滤芯的结构损坏,并大大降低过滤比值。
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