过滤器工作原理及类型

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。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。

图6-1 表面型过滤器

a)网式过滤器 b)线隙过滤器

a)

b)

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杂质的通过。网式过滤器一般能滤去d ＞0.08～0.18mm 的杂质颗粒，压力损失低于0.01Mpa 。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d ＞0.03～0.1mm 杂质颗粒，压力损失约0.07MPa~0.35MPa ，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，部具有曲折迂回的通道。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部通道时，由于受表面力(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。

a)

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d＞0.01～0.1mm杂质颗粒，压力损失约0.03MPa~0.2MPa。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d＞0.03～0.05mm杂质颗粒，压力损失约0.08MPa~0.4MPa。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（d≥0.1mm）、普通（d≥0.01mm）、精（d≥0.005mm）、和特精（d≥0.001mm）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(β值) 是指过滤器上游油液中单位容积于某给定尺寸x的污染物颗粒数N u 与下游油液中单位容积于同一尺寸的污染物颗粒数N d之比值，即对某一尺寸x的污染颗粒而言，其过滤比βx的表达式为

βx＝N u/N d

βx=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 c反映过滤器滤除油液中污染颗粒的能力，可用下式表示

E c＝(N u-N d)/ N u＝1-(1/β)

E c与β的关系见表6-1。

2．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0.25MPa；机械用过滤器的压降不大于0.08 MPa～0.15MPa。

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

η

=α

A∆

)

q

/(p

式中，q为过滤器的额定流量(L/min)；η为油液的动力粘度(Pa·s)；Δp为压力降(MPa)；α为滤芯单位面积的通油能力(L/cm2),由实验确定。在油温为20℃时，对特种滤网α＝

0.003～0.006；纸质滤芯α＝0.035；线隙式滤芯α＝10；一般网式滤芯α＝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。

图 6-3 过滤器在系统中的安装位置

(1) 安装在泵的出油口①可以保护除液压泵以外的其它液压元件；②过滤器应能承受油路上的工作压力和冲击压力；③过滤阻力不应超过0.35MPa，以减小因过滤所引起的压力损失和滤芯所受的液压力；④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；⑤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，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0.01～0.02MPa)，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①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；②允许采用滤芯强度和刚度较低的过滤器；③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。