
液压系统的污染可能发生在组装过程中或运行期间,污染形式多种多样,包括水或其他液体、空气、固体颗粒、腐蚀性介质以及热量等。污垢是液压系统最大的敌人,它产生的磨损会导致组件使用寿命缩短。液压系统越清洁,其预期使用寿命越长,因此必须确保只有清洁的流体进入回路。在正常操作情况下,建议使用能够将流体清洁度维持在ISO 4406 22/18/13级或更高级别的过滤器。

一、闭式回路设计
闭式回路过滤设计通常分为吸油管路过滤或补油压力过滤(包括部分流量过滤和全流量过滤)。
1. 吸油管路过滤
在吸油管路过滤中,过滤器安装在油箱与闭式回路泵入口之间的管路上,如下图所示。吸油管路可采用旁通式与非旁通式过滤器,可使用真空压力表监测入口压力是否超过规定值,当达到最大真空度时,污染监测器会指示需要更换滤芯。

测试表明,在吸油管路中安装一个β35 – β45 = 75 (β10 ≥2)的过滤器,在0.25bar的压差下,能够在正常操作条件下达到所需的18/13级清洁度。在某些应用中甚至能实现更高的清洁度等级。
2. 补油压力过滤

同样,测试显示,建议选用在实际应用压差下β15 – β20 = 75 (β10 ≥ 10)的滤芯。还应使用孔径为100µm~125µm的过滤器,以保护补油泵免受粗大污染物侵害。但实际过滤功能仍由补油回路中的过滤器完成。
补油压力过滤设计可进一步分为部分流量过滤或全流量过滤。
(1)部分流量过滤
部分流量过滤是指补油压力溢流阀位于过滤装置的上游。补油泵输出的油液一部分流经过滤器,其余部分通过补油压力溢流阀返回油箱,仅对闭环系统和泵控制所需的油液进行过滤。

请谨慎考虑选择使用非旁通过滤器还是旁通过滤器,因为可能出现过大的压降,不仅会导致补油泵损坏,还会迫使污染物穿透过滤介质。回路中的“循环冲洗”阀可增加从系统中排出的“脏”油量,从而提高通过过滤器的油液体积。
(2)全流量过滤
全流量过滤将溢流阀设置在滤芯下游。与吸油过滤方式相比,全流量过滤可使补油泵输出的全部油液通过滤芯,从而提高过滤效率。

全流量过滤系统中,旁通阀可防止因滤芯两端高压差导致的滤芯损坏及污染物穿透过滤介质。当系统出现高压降或冷启动工况时,油液将通过旁通阀绕过滤芯。此外,应避免在旁通阀开启状态下运行系统,并建议配置污染指示装置。
二、开式回路设计
与闭式回路液压系统不同,吸油过滤并非开式回路推荐的过滤方式,其可能产生较高的入口真空度。因此建议在油箱内使用覆盖泵入口的滤网,125微米的滤网可防止粗大颗粒侵入泵体。
回油过滤(将过滤器安装在回油箱的管路上)通常是开式系统的首选方法,系统内的所有油液在返回油箱时都会通过过滤器。

在确定回油过滤系统规格时需考虑以下因素:清洁度规范、污染物侵入率、流量能力、期望维护周期。通常情况下,β10≥10的过滤器即可满足要求。
三、维护过滤系统
本文仅作为指导原则,在选择过滤器时务必与过滤器制造商密切合作。每个开式和闭式回路液压系统都有其独特之处,过滤要求和性能必须通过测试来确定。
在整个测试过程中,对原型系统进行监测,对部件和性能进行评估,这才是判断过滤系统是否合适的最终标准。
From:John Fleming
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