过滤原理与过滤介质

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第1732页（1320字）

滤油器是液压系统中对油液进行过滤净化的重要的元件。

过滤是目前应用最广泛的油液净化方法。过滤是利用多孔隙可透性介质滤除悬浮在油液中的固体颗粒污染物，其主要机制可归纳为直接阻截和吸附作用。直接阻截的特点是液流中的颗粒不偏离流束，直至被过滤介质表面或内部小于颗粒的孔口阻截。吸附作用的特点是液流中的颗粒在流经过滤介质内部孔隙时由于受各种力的作用偏离流束，直到与孔隙周围的介质接触并被吸附在通道内壁，对于纤维过滤介质即吸附在纤维表面。

按照结构和过滤原理，过滤介质可分为表面型和深度型两大类。表面型过滤介质是靠介质表面的孔口阻截液流中的颗粒，凡尺寸大于介质孔口的颗粒被截留在上游一侧的表面，而小于介质孔口的颗粒则随液流通过介质，如图27．1－1所示。金属网是最常用的表面型过滤介质。这类过滤介质滤除的颗粒全部截留在过滤介质靠上游一侧的表面。表面型过滤介质具有规则和均匀的孔口，当孔口被大颗粒部分堵塞后，形成的较小孔口也可以阻截一部分较小的颗粒。由于受介质表面孔口数量的限制，表面型过滤介质的纳污容量较小，但经过清洗后仍可重复使用。

图27．1－1 表面型过滤介质过滤原理

深度型过滤介质一般为多孔隙材料，具有无数贯穿介质两面的迂回通道，如图27．1－2所示，当液流通过介质时，大颗粒被阻截在介质表面孔口或介质内部通道缩口处，小颗粒一部分被介质材料吸附或沉积在通道内空穴的液流静止区，一部分则穿过介质到达下游。因而深度型过滤介质的过滤机制既有直接阻截，又有吸附作用。深度型过滤介质的过滤作用不仅局限于介质表面，而且发生在介质整个深度范围内，因而比表面型过滤介质具有更大的纳污容量。但深度型过滤介质内部截留的颗粒不容易清洗干净，因而一般的纤维过滤介质均匀一次性使用。对于不锈钢纤维粘和金属粉末烧结过滤介质，用一定的方法清洗可重复使用。目前应用最广泛的深度型过滤介质有各种类型的非编织纤维滤材。

图27．1－2 深度型过滤介质过滤原理

表面型过滤介质的孔径分布范围比较窄，而深度型过滤介质的孔径分布比较宽。图27．1－3为某一种表面型和深度型过滤介质的孔径分布曲线实例。两种过滤介质的最大孔径均匀30μm，即对于30μm以上的颗粒都能有效地滤除。但表面型过滤介质的平均孔径为25μm，最小孔径为20μm，对小于20μm的颗粒几乎无滤除能力。而该深度型过滤介质的平均孔径为15μm，对小于15μm的颗粒仍有一定的过滤能力。

图27．1－3 表面型和深度型过滤介质的孔径分布

表27．1－1 列举了用于油液过滤的各种类型的过滤介质。

表27．1－1 过滤介质的类型