大型過濾器的性能試驗研究

張忠賓

(航空工業過濾產品質量監督檢測中心，河南新鄉 453019)

大型過濾器的性能試驗研究

張忠賓

(航空工業過濾產品質量監督檢測中心，河南新鄉 453019)

通過大型過濾器之間的對比以及與常規過濾器的區別介紹，說明了大型過濾器的結構完整性、壓降流量特性、過濾效率、納污容量、試驗過程中壓差隨時間的變化及流量沖擊過程中壓差的變化等特點。

大型過濾器；過濾效率；壓差

0　引言

隨著科技的進步，重型工業有了更大的發展，大型設備有了更多的應用。其中在大型設備中液體的凈化就需要用到大型過濾器。那么大型過濾器在試驗中會出現怎樣的情況呢？文中將通過試驗對這些內容進行簡單的介紹和原因分析。

1　參數指標

過濾器的參數指標有很多種，不可能對所有參數都做詳盡分析。將選擇一些重要參數進行比對。現對大型過濾器定義如下：長度大于60 cm,直徑大于12 cm的過濾器。

1.1結構完整性

結構完整性是檢驗濾芯是否合格的最基本參數。現對某單位A的5件大過濾器濾芯進行結構完整性試驗，其結果見表1。

表1　A單位5件試驗件冒泡點壓力

對另一單位B的5件大過濾器濾芯進行結構完整性試驗，其結果見表2。

表2　B單位5件試驗件冒泡點壓力

對另外5家單位各取一件大過濾器濾芯進行結構完整性試驗，其結果見表3。

表3　另外5件試驗件冒泡點壓力

分析以上數據，可以得出大型過濾器的濾芯冒泡點壓力普遍不是很高，第一冒泡點大部分是在1 000 Pa左右。對于相同的材料，冒泡點壓力高說明結構密封完整；但對于不同的材料，冒泡點的高低則不能說明這一問題。當然若冒泡點壓力過于低，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濾器阻力的大小。對A單位5件過濾產品進行檢驗，結果見表4。

表4A單位5件試驗件壓降流量特性

由于其他各試驗件流量要求、規格大小、殼體形狀不盡相同，所以它們之間可比性不大。同時也可從上述表中數據分析得出：

(1)各試驗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)過濾器流阻不會隨著流量增加而出現激增現象。

1.3過濾效率(過濾比)

過濾效率是考查過濾器的核心指標，過濾效率的高低直接決定過濾器過濾性能的好壞。首先對A單位5件過濾產品進行測試，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。試驗結果見表5。

表5　A單位5件試驗件平均過濾效率　%

同樣對B單位5件過濾產品進行測試，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。試驗結果見表6。

表6　B單位5件試驗件平均過濾效率

對另外5家單位5件過濾產品進行測試，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。試驗結果見表7。

表7　另外5家單位5件試驗件平均過濾效率　%

對以上數據分析，不難看出各過濾效率都很高，與常規過濾器相比有很大優勢。高的過濾效率除了與過濾器濾芯本身濾材相關以外，與其本身結構也有很大關聯。大型過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濾器的過濾效率。

1.4納污容量

納污容量也是過濾器的一個重要指標，納污容量關系到過濾器的壽命。測試A單位5件試驗產品，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。試驗結果見表8。

表8　A單位5件試驗件納污容量　g

由于大過濾器本身的特點，尺寸大、材料多、濾餅的形成等，所以其納污容量比常規過濾器要大得多，其壽命也相對較長。

1.5壓差變化

壓差變化主要從兩點來說明：(1)試驗開始后壓差隨時間的變化；(2)試驗結束時，通過流量沖擊壓差的變化。這兩者都不是過濾器的主要參數，但可以通過壓差變化反映出過濾器本身的特點。現對5件大過濾器進行檢測分析，其中流量為110 L/min、濾芯極限壓差為400 kPa。作壓差-時間對應圖，如圖1所示。

從壓差-時間對應圖上可以看出：

(1)大過濾器在前2～3 h內壓差幾乎不變，這也正是粉塵堵塞濾材的時間；

(2)隨著時間推移，過濾器壓差平緩上升，不會出現常規過濾器壓差激增的情況，這也正是濾餅形成后效果；

(3)通過斜率上升可以快速推測出大過濾器試驗時間。

同樣對5件大過濾器做流量沖擊試驗，沖擊流量為110 L/min，作壓差-沖擊次數對應圖，如圖2所示。

從壓差-沖擊次數對應圖上可以看出：

(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果；

(2)隨著沖擊次數的增多，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生的壓差。

2　結論

通過以上對大型過濾器的簡單介紹以及參數對比等分析，可以得到大型過濾器濾芯具有冒泡點偏低、流阻低、過濾效率、納污容量較高等特點。影響過濾效率因素有很多，通過以上試驗數據可以看出不能僅依據冒泡點、流阻等來判定過濾效率，具體結果需要試驗驗證。當然以上結論并不適用所有大型

濾芯，因為個體濾芯存在差異，影響因素眾多，其中濾材的性質、過濾器的結構、濾材的褶皺、排列順序等都對濾芯的性質有重大影響。

【1】ISO 2942:2004濾芯制造完好性檢驗和第一個氣泡點的測定法[S].

【2】ISO 16889:2008濾清器過濾特性的多次通過法[S].

【3】GB/T 18853:2002液壓傳動過濾器-評定濾芯過濾性能的多次通過方法[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和過濾產品的檢測技術工作。E-mail:yywkfb@sina.com。