張忠賓

(航空工業(yè)過(guò)濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng) 453019)

大型過(guò)濾器的性能試驗(yàn)研究

張忠賓

(航空工業(yè)過(guò)濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng) 453019)

通過(guò)大型過(guò)濾器之間的對(duì)比以及與常規(guī)過(guò)濾器的區(qū)別介紹，說(shuō)明了大型過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)完整性、壓降流量特性、過(guò)濾效率、納污容量、試驗(yàn)過(guò)程中壓差隨時(shí)間的變化及流量沖擊過(guò)程中壓差的變化等特點(diǎn)。

大型過(guò)濾器；過(guò)濾效率；壓差

0　引言

隨著科技的進(jìn)步，重型工業(yè)有了更大的發(fā)展，大型設(shè)備有了更多的應(yīng)用。其中在大型設(shè)備中液體的凈化就需要用到大型過(guò)濾器。那么大型過(guò)濾器在試驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況呢？文中將通過(guò)試驗(yàn)對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹和原因分析。

1　參數(shù)指標(biāo)

過(guò)濾器的參數(shù)指標(biāo)有很多種，不可能對(duì)所有參數(shù)都做詳盡分析。將選擇一些重要參數(shù)進(jìn)行比對(duì)。現(xiàn)對(duì)大型過(guò)濾器定義如下：長(zhǎng)度大于60 cm,直徑大于12 cm的過(guò)濾器。

1.1結(jié)構(gòu)完整性

結(jié)構(gòu)完整性是檢驗(yàn)濾芯是否合格的最基本參數(shù)?，F(xiàn)對(duì)某單位A的5件大過(guò)濾器濾芯進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1　A單位5件試驗(yàn)件冒泡點(diǎn)壓力

對(duì)另一單位B的5件大過(guò)濾器濾芯進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　B單位5件試驗(yàn)件冒泡點(diǎn)壓力

對(duì)另外5家單位各取一件大過(guò)濾器濾芯進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　另外5件試驗(yàn)件冒泡點(diǎn)壓力

分析以上數(shù)據(jù)，可以得出大型過(guò)濾器的濾芯冒泡點(diǎn)壓力普遍不是很高，第一冒泡點(diǎn)大部分是在1 000 Pa左右。對(duì)于相同的材料，冒泡點(diǎn)壓力高說(shuō)明結(jié)構(gòu)密封完整；但對(duì)于不同的材料，冒泡點(diǎn)的高低則不能說(shuō)明這一問(wèn)題。當(dāng)然若冒泡點(diǎn)壓力過(guò)于低，可能直接造成旁通，濾芯本身就不合格。

1.2壓降流量特性

壓降流量特性直接反映出過(guò)濾器阻力的大小。對(duì)A單位5件過(guò)濾產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4A單位5件試驗(yàn)件壓降流量特性

由于其他各試驗(yàn)件流量要求、規(guī)格大小、殼體形狀不盡相同，所以它們之間可比性不大。同時(shí)也可從上述表中數(shù)據(jù)分析得出：

(1)各試驗(yàn)件的流阻大部分集中在殼體上，濾芯所占流阻只是很小一部分，尤其是A1件，濾芯流阻幾乎為0；

(2)過(guò)濾器流阻不會(huì)隨著流量增加而出現(xiàn)激增現(xiàn)象。

1.3過(guò)濾效率(過(guò)濾比)

過(guò)濾效率是考查過(guò)濾器的核心指標(biāo)，過(guò)濾效率的高低直接決定過(guò)濾器過(guò)濾性能的好壞。首先對(duì)A單位5件過(guò)濾產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　A單位5件試驗(yàn)件平均過(guò)濾效率　%

同樣對(duì)B單位5件過(guò)濾產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，其中B1、B3、B5流量為110 L/min,B2流量為150 L/min，B4流量為80 L/min，濾芯極限壓差均為400 kPa。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6　B單位5件試驗(yàn)件平均過(guò)濾效率

對(duì)另外5家單位5件過(guò)濾產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7　另外5家單位5件試驗(yàn)件平均過(guò)濾效率　%

對(duì)以上數(shù)據(jù)分析，不難看出各過(guò)濾效率都很高，與常規(guī)過(guò)濾器相比有很大優(yōu)勢(shì)。高的過(guò)濾效率除了與過(guò)濾器濾芯本身濾材相關(guān)以外，與其本身結(jié)構(gòu)也有很大關(guān)聯(lián)。大型過(guò)濾器由于和油液的接觸面積大，本身濾材也大，容易形成大而且厚的濾餅。濾餅的形成大大提高了大過(guò)濾器的過(guò)濾效率。

1.4納污容量

納污容量也是過(guò)濾器的一個(gè)重要指標(biāo)，納污容量關(guān)系到過(guò)濾器的壽命。測(cè)試A單位5件試驗(yàn)產(chǎn)品，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8　A單位5件試驗(yàn)件納污容量　g

由于大過(guò)濾器本身的特點(diǎn)，尺寸大、材料多、濾餅的形成等，所以其納污容量比常規(guī)過(guò)濾器要大得多，其壽命也相對(duì)較長(zhǎng)。

1.5壓差變化

壓差變化主要從兩點(diǎn)來(lái)說(shuō)明：(1)試驗(yàn)開(kāi)始后壓差隨時(shí)間的變化；(2)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，通過(guò)流量沖擊壓差的變化。這兩者都不是過(guò)濾器的主要參數(shù)，但可以通過(guò)壓差變化反映出過(guò)濾器本身的特點(diǎn)。現(xiàn)對(duì)5件大過(guò)濾器進(jìn)行檢測(cè)分析，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。作壓差-時(shí)間對(duì)應(yīng)圖，如圖1所示。

從壓差-時(shí)間對(duì)應(yīng)圖上可以看出：

(1)大過(guò)濾器在前2～3 h內(nèi)壓差幾乎不變，這也正是粉塵堵塞濾材的時(shí)間；

(2)隨著時(shí)間推移，過(guò)濾器壓差平緩上升，不會(huì)出現(xiàn)常規(guī)過(guò)濾器壓差激增的情況，這也正是濾餅形成后效果；

(3)通過(guò)斜率上升可以快速推測(cè)出大過(guò)濾器試驗(yàn)時(shí)間。

同樣對(duì)5件大過(guò)濾器做流量沖擊試驗(yàn)，沖擊流量為110 L/min，作壓差-沖擊次數(shù)對(duì)應(yīng)圖，如圖2所示。

從壓差-沖擊次數(shù)對(duì)應(yīng)圖上可以看出：

(1)在前10次的沖擊中，濾芯壓差下降迅速，這是濾餅表面不牢固被沖散的結(jié)果；

(2)隨著沖擊次數(shù)的增多，濾芯壓差趨于平緩且壓差幾乎不再下降，這是濾餅幾乎被全部沖擊下去后，吸附在濾料里的粉塵所產(chǎn)生的壓差。

2　結(jié)論

通過(guò)以上對(duì)大型過(guò)濾器的簡(jiǎn)單介紹以及參數(shù)對(duì)比等分析，可以得到大型過(guò)濾器濾芯具有冒泡點(diǎn)偏低、流阻低、過(guò)濾效率、納污容量較高等特點(diǎn)。影響過(guò)濾效率因素有很多，通過(guò)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出不能僅依據(jù)冒泡點(diǎn)、流阻等來(lái)判定過(guò)濾效率，具體結(jié)果需要試驗(yàn)驗(yàn)證。當(dāng)然以上結(jié)論并不適用所有大型

濾芯，因?yàn)閭€(gè)體濾芯存在差異，影響因素眾多，其中濾材的性質(zhì)、過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)、濾材的褶皺、排列順序等都對(duì)濾芯的性質(zhì)有重大影響。

【1】ISO 2942:2004濾芯制造完好性檢驗(yàn)和第一個(gè)氣泡點(diǎn)的測(cè)定法[S].

【2】ISO 16889:2008濾清器過(guò)濾特性的多次通過(guò)法[S].

【3】GB/T 18853:2002液壓傳動(dòng)過(guò)濾器-評(píng)定濾芯過(guò)濾性能的多次通過(guò)方法[S].

Research on Performance Test of Large Scale Filter

ZHANG Zhongbin

(Aviation Industry Filtration Product Quality Supervision and Test Center, Xinxiang Henan 453019, China)

Comparison of large scale filters and differences with regular filters were introduced to explain structure integrity, pressure drop characteristics, filtration efficiency, pollutant capacity and differential pressure changing with time and flow impact in the test of large scale filters.

Large scale filter; Filtration efficiency; Differential pressure

2015-05-27

張忠賓(1989— )，男，本科，工程師，從事液壓流體污染控制技術(shù)和過(guò)濾產(chǎn)品的檢測(cè)技術(shù)工作。E-mail:yywkfb@sina.com。