在大型工程機(jī)械和車輛的液壓傳動裝置中，大量使用過濾器來 對液壓傳動或潤滑油液進(jìn)行過濾 以達(dá)到污染控制的 目的。大多數(shù)安裝的濾芯為折疊式圓筒濾芯 。這種濾芯采用 多層過濾材料進(jìn)行合理搭配復(fù)合，經(jīng)折疊后制成筒狀 ，裝上 內(nèi)骨架 、上下端蓋，采用粘結(jié)劑密封制成。復(fù)合折疊濾芯的過濾控制層可以是金屬纖維氈 、玻纖濾紙 、金屬絲 網(wǎng)等濾材 ，過濾控制層的過濾性能基本決定 了濾芯產(chǎn) 品的過濾性能，但是由于各種濾材搭配合理性 、折疊參數(shù) 、支 撐骨架和外側(cè)護(hù)網(wǎng)的性能等的影響 ，濾芯的過濾性能同過濾控制層濾材的性能將會產(chǎn)生差別 ，而濾芯的過濾性能恰恰是液壓傳動裝置選擇濾芯 的最有效的數(shù)據(jù) ，這些性能包括最大孔徑 、過濾精度 、流量壓 差特性 、納污容量 等。此外 ，通過對濾芯進(jìn)行檢測，研究其過濾性能還可 以發(fā)現(xiàn)濾芯生產(chǎn)工藝 中存在的問題和不合理的參數(shù)選擇，為濾芯生產(chǎn)提供參考 。
濾芯性能檢測及結(jié)果分析
檢測出濾芯第一泡點(diǎn)壓力pl，同時也可判斷濾芯的結(jié)構(gòu)完整性(ISO4003濾芯結(jié)構(gòu)完整性測定 )。在檢測過程中，可以繼續(xù) 增加氣體壓力，液體中會 出現(xiàn)沸騰狀氣泡 ，稱之為群泡點(diǎn)壓力 p2，p2與 p1之間的差距應(yīng)盡量的小。一般來講，差值小于 p1的 10％認(rèn)為濾芯在制備過程 中沒有破損且聯(lián)結(jié)處密封可靠 。折疊濾芯孔徑檢測結(jié)果見表1。由表1可見 ，1#，5#，4#的第一泡點(diǎn) 壓力 p1與群泡點(diǎn)壓力 p2之 間的差距均小 于10％，可見整個濾芯 的結(jié)構(gòu)是完整的 ，沒有 出現(xiàn)大 的孔洞 。3-1#濾芯群泡點(diǎn)壓力和第一泡點(diǎn)壓力相差較大 ，研究者認(rèn)為濾芯在第一個 冒泡處存在相對較大的孔隙，因此，3-1#樣品為不合格產(chǎn)品。濾芯在進(jìn)行其它性能的檢測前先對其結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢驗，合格的濾芯才進(jìn)行其它性能的檢測 。同時 ，采用 FBP—III型多孔材料檢測儀對不 同名義精度的濾 芯透氣性能檢測發(fā)現(xiàn)，壓差在 0.5MPa時幾個濾芯 的流量 在 3.86—3.88m 之間；壓差增加到1.0MPa，濾芯的流量有所增加 ，但也只是在 4.19—4.28m 之間變化 。研究者發(fā)現(xiàn)該檢測儀器在沒有安裝濾芯的情況下 ，儀器管道的壓降流量數(shù)值與上述檢測數(shù)據(jù)幾乎無差別。這說明多層復(fù)合濾芯的有效過濾面積大，透氣量大，流量數(shù)值已經(jīng)超出了儀器的檢測范 圍。檢測濾芯的透氣性能不現(xiàn)實(shí) ，因此研究者選擇檢測濾芯透過液體的壓降流量特性來判定濾芯的性能。
過濾壓差流量特性
多層復(fù)合折疊濾芯是安裝在過濾器殼體中檢測液體壓降流量特性的。清潔過濾器的總壓降由過濾器殼體和濾芯兩部分產(chǎn)生。由表 2的檢測結(jié)果來看 ，過濾器空殼在壓降流量檢測 中產(chǎn)生 的壓力損失較大 ，清潔濾芯的壓力損失較小 。由此可見 ，清潔過濾器 的總壓降主要 由濾殼產(chǎn)生。圖 1是濾芯壓降．流量曲線。由于過濾器殼體的報警壓差為0.35MPa，因而選擇最終結(jié)束壓差為 0.35MPa。壓差流量試驗表明，所有過濾器的壓差隨流量的增大而增大 。 1#、2#、3—1#、4#濾芯 的壓差隨流量 的變化數(shù)值相 當(dāng)；5#、6#濾 芯的總壓差 比 1#濾芯小 ，特別 在大于 170fmin的流量下，壓差 比 1#濾芯小40％。由于清潔過濾器的總壓差主要由過濾器濾殼產(chǎn)生，這樣來計算 ，由濾芯產(chǎn) 生的壓差就很小了。由表 3我們可 以注意到這6種濾芯過濾材料和名義精度有所不 同，但是在數(shù)據(jù)上并沒有表現(xiàn)出在相同流量下過濾精度高的濾芯壓差較大的結(jié)果 ，例如5#、6#濾芯的名義精度相差 1倍 ，但是壓降一流量特征相近，只是在流量 大于 120fmin時 5#濾芯比6#濾芯的壓降略大。造成這種原因如下：對于過濾材料而言，檢測液體壓降流量特性時的影響因素相對較少，當(dāng)濾材經(jīng)過多層搭 配復(fù)合 、折疊和裝配密封等相當(dāng)復(fù)雜的工藝制成濾芯后，濾芯的壓降流量特性的影響因素就大大增加了 ，其他因素的相互影響已經(jīng)掩蓋了因名義過濾精度的影響。
過濾效率和納污量
折疊濾芯在安裝到多通道檢測儀檢測過濾效率和納污量之前 ，先對濾芯 的完整性能進(jìn)行判斷。對結(jié)構(gòu)完整 的折疊濾芯在多通道檢測臺上進(jìn)行檢測實(shí)驗 ，對于不 同名義精度 的濾芯注人相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)污染粉塵(MTD)，開通 8個通道，采用在線 自動顆粒計數(shù)器計算上下游各粒徑顆粒數(shù)量 ，檢測過濾 比和納污量。某MTD試驗粉塵顆粒尺寸的過濾 比 口等于該顆粒尺寸的上游顆粒數(shù)除以下游顆粒數(shù) 。表 3所示 的是1～9#樣品在不同粒徑顆粒的過濾 比，反映了不同濾材的過濾器的納污能力和過濾效率。由表可知，1#進(jìn)口濾芯
對 10 m顆粒 的平均過濾比 /3為 79，過濾效 率為98.7％。采用金屬纖維氈制造的 2#、3-4#樣品在其名義精度時，平均過濾比均較低。4#樣品的精度控制比較好 ，但納污量較低。同2#、3-4#樣品比較可知 ，5#和6#在過濾 比方面有較大的提高 ，與 l樣濾芯相 比，對在名義過濾精度值的污染顆粒的過濾效率相當(dāng)，但是在納污量方面還是有差距 。研究者選擇了精度和納污容量都有較好性能 的玻璃纖維制作的 7# 和8#樣品的過濾比明顯提高，特別是 7#樣品，過濾比已經(jīng)超過進(jìn) 口樣品。納污量是指在試驗過程 中過濾材料 的壓力降達(dá)到規(guī)定的數(shù)量值時，單位面積的過濾材料所能容納的顆粒污染的重量。一般而言，過濾材料過濾精度越高，其納污量越低，其細(xì)微的通道易受顆粒污染物的淤積滯死 ，使其壓差增大 ，當(dāng)壓差達(dá)到規(guī)定的最大極限值時 ，使用壽命終止 。由表3可知 ，金屬纖維多孔材料的納污量較之玻璃纖維和濾紙的要小 ，這除了材質(zhì)本身和孔結(jié)構(gòu)不同的原 因外 ，很大程度上與濾芯的設(shè)計 、制作工藝參數(shù)有關(guān) 。例如 ，相同過濾面積的濾芯，由于金屬纖維過濾材料的厚度比玻璃纖維濾材的大，造成金屬纖維濾芯的波間距小些。濾芯壽命終止的最直接的參數(shù)反映就是濾芯上下游的壓差達(dá)到了旁通閥開啟的壓力，此時濾芯的納污容量也達(dá)到了最大值 。如果在設(shè)計和制造濾芯時考慮提高濾芯的納污能力，也就是延長了濾芯的壽命 。國產(chǎn)玻璃纖維的精度和納污量均較差。