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三辊卷板机液压油的污染控制与净化

发布时间:2019-3-16
  一、三辊卷板机液压油的污染控制
  液压元件的工作寿命和可靠性主要决定于元件的污染耐受度和三辊卷板机液压油的污染度。为了确保元件的寿命和可靠性,可以通过污染控制措施使系统三辊卷板机液压油的污染度与关键液压元件的污染耐受度达到合理的平衡,这就是污染控制的基本内容和目的。
  提高元件工作寿命和可靠性主要有两个途径:一是研制耐污染的元件,从改进元件的设计参数、结构和材质等方面以提高元件耐污染性能;二是采取控制污染的措施,降低三辊卷板机液压油的污染度。经验表明,后者是一条更为经济而有效的途径。
  为了有效地控制液压系统的污染,主要采取以下几个方面的措施:
  1)对元件和系统进行清洗,清除加工和组装过程中残留的污染物。
  2)采取防止污染物侵入系统的措施,控制从外界侵入的污染物。
  3)在液压系统中采用高效能的滤油器,在工作中不断滤除内部产生的和外界侵入的污染物。
  二、三辊卷板机液压油的净化
  延长三辊卷板机液压油的使用寿命不仅可以节省更换三辊卷板机液压油的费用,而且更重要的是可以节约油料资源。目前有的工业现场由于污染控制措施不完善,液压系统三辊卷板机液压油污染严重以致影响设备正常工作,因而不得不采取频繁换油的办法,而实际上换下的脏油往往只是污染超限,而理化性能并没有达到劣化的程度。这类三辊卷板机液压油只需经过适当处理仍可继续使用。经验表明,通过污染控制提高三辊卷板机液压油清洁度,可以显著延缓三辊卷板机液压油性能劣化,三辊卷板机液压油的使用寿命可延长3~5倍。日本工业界提出,通过三辊卷板机液压油净化措施,可望使三辊卷板机液压油的使用寿命延长到10年。
  1.三辊卷板机液压油的净化方法
  三辊卷板机液压油中常见的污染物主要有固体颗粒、水、空气以及三辊卷板机液压油氧化和分解的产物,根据不同的污染物和对三辊卷板机液压油净化的不同要求,可采用不同的净化方法。这些方法包括:过滤、离心、惯性、磁性、静电、真空、聚结和吸附等,各种净化的原理和应用见表5。
  表5三辊卷板机液压油的净化方法

净化方法

原 理

应 用

过滤

利用多空隙可透性介质滤除油液中的不溶性物质

分离固体颗粒

离心

通过机械能使油液作环行运动,利用产生的径向加速度分离与油液密度不同的不溶性物质

分离固体颗粒和游离水(离心机)

惯性

通过液压能使油液作环形运动,利用产生的径向加速度分离与油液密度不同的不溶性物质

分离固体和游离水(旋流器)

磁性

利用磁场力吸尉油液中的铁磁性颗粒物

分离铁磁性颗粒和磨屑

静电

利用静电场力使绝缘油液中的不溶性污染物吸附在静电场内的集尘体上

分离固体颗粒和胶状物质

真空

用在负压下饱和蒸气压的差别,从油液中分离其他液体和气体

分离游离水和溶解水,空气和其他挥发性物质

聚结

利用液体对某一多空隙介质润湿性(或亲和作用)的差异,使两种不溶性液体的混合液分离

从油液中分离游离水和乳化水

吸附

利用分子附着力分离油液中的可溶性和不溶性物质

分离固体颗粒,各种状态的水,胶状物质

  2.三辊卷板机液压油中水的分离
  从三辊卷板机液压油中分离水可采用以下方法:
  (1)沉积法利用水和三辊卷板机液压油密度的差别,使油有足够长的静止时间,游离状态的水可缓缓沉积在油箱底部或排放点。根据经验,对于深度为l m的油箱,大约需要50min的静止时间。对于大多数液压系统,停止运转的时间不足以使水沉降分离出来。沉积法一般用于具有大油箱的液压系统。
  (2)真空法真空法的原理是利用油和水的饱和蒸气压的差别使水从三辊卷板机液压油中分离出来。在温度70oC的情况下,水大约在3×104Pa压力下沸腾,而油则在大约5Pa的低压下才能沸腾。在此温度下,油的饱和蒸气压比水要低得多。因此,通过抽真空将三辊卷板机液压油液面的压力降低到水的饱和蒸气压以下时,则三辊卷板机液压油中的水将发生激烈的汽化,并以蒸汽的形式从油中溢出。
  真空法能够有效去除三辊卷板机液压油中100%的游离水和80%的溶解水,并能去除三辊卷板机液压油中的空气和各种挥发性物质,但这种装置较复杂,处理效率较低,而且不适合于装设在液压系统内。
  (3)聚结法 聚结法除水是利用水和油亲和作用的差异,将三辊卷板机液压油中的游离水、乳化状微小水珠从油中分离出来。聚结分离法设备简单,脱水效率高,处理能力大。这种方法的机理是乳化水的聚结,即从纤维层捕集极小的乳化水珠(1-51a,m)到合并形成大颗粒水珠(1mm以上)的过程。
  聚结法对于粘度低和不含表面活性剂的石油基三辊卷板机液压油具有很好的除水效果。然而,对于粘度高和含有添加剂的液压油和润滑油,其除水效果目前还不够理想。
  (4)吸附法这种方法采用高吸水材料吸收三辊卷板机液压油中的游离水和乳化水。在实际使用中可将高吸水聚合物掺入并分散在过滤材料中或制成吸水纤维滤材,用这种滤材做成滤芯,用于滤油器中。在使用过程中,吸水聚合物与三辊卷板机液压油中的水相互作用形成凝胶体,体积随之增大,从而使滤芯压差增加。当压差增大到一定值时,需要更换滤芯。吸水滤芯虽然对大颗粒污染物也有滤除作用,但不应作为一般滤油器的滤芯使用。
  (5)离心法离心法利用水与油的密度的不同,在高速旋转下产生的离心力的差异,使水从油中分离出来。离心法用于分离三辊卷板机液压油中的游离水,一般只适用于水分含量较高和三辊卷板机液压油粘度较低的场合,并且脱水效果较差。
  3.三辊液压卷板机液压油中不溶性污染物的排除
  不溶性污染物对液压系统的工作可靠性和性能影响非常大,有效去除不溶性污染物的方法主要有:机械过滤法和静电净油法。与机械过滤相比,静电净油法具有以下特点:能够有效去除三辊卷板机液压油中的微小颗粒污染物和胶状污染物,压差小,纳污容量大。经验表明,经过静电净化的三辊卷板机液压油,不仅清洁度显著提高,而且三辊卷板机液压油的其他指标,如酸值、色度等也有所改善。
  静电净油的原理是利用静电场力使三辊卷板机液压油中的不溶性污染物被吸附在静电场内的集尘体上,从而达到净化三辊卷板机液压油的目的。三辊卷板机液压油中的不溶性污染物有的带电,有的不带电。带电污染物在均匀电场中受库仑力作用,带正电荷的污染物向负极运动,带负电荷的污染物向正极运动。中性污染物在均匀电场中不向电极运动。但在非均匀电场中它受两端大小不等的作用力的作用而运动。因而在集尘体间建立足够的非均匀电场,则所有带电和不带电的污染物均有可能被集尘体吸附。
  目前使用的平行板折褶集尘体静电净油机一次通过的净油效率低,液流速度受到限制。因此,这种形式的静电净油机不能适应液压系统内三辊卷板机液压油净化的要求。目前一般用于系统外,对三辊卷板机液压油进行连续循环净化。此外,静电净油法对三辊卷板机液压油的含水量有较严格的限制,一般不得超过(500—800)×10~。含水量过高将降低三辊卷板机液压油的绝缘性能,功率消耗增大。
  将静电净油与深层过滤相结合,可以显著提高静电净油的效率。在电极之间充填松散或成型的疏松纤维材料,形成高梯度非均匀电场。三辊卷板机液压油从纤维介质迂回曲折的缝隙中通过,由于液流中的颗粒与集尘介质之间的距离很小,因而增大了颗粒被吸附的几率,有些颗粒甚至被纤维直接拦截。
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