?[摘要]工程機(jī)械設(shè)備從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)到后期使用維護(hù),我們都要應(yīng)用液壓油過(guò)濾技術(shù)的相關(guān)知識(shí)與方法。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí),針對(duì)設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合以及系統(tǒng)特點(diǎn)要求,選用合適的液壓油過(guò)濾方法。在后期設(shè)備使用維護(hù)過(guò)程中,我們要對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng),定期要對(duì)液壓油進(jìn)行過(guò)濾和更換,提高工程機(jī)械設(shè)備的可靠性,減少液壓系統(tǒng)故障,本文主要就液壓油的過(guò)濾方法和應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行闡述。
[關(guān)鍵詞]工程機(jī)械;液壓油;過(guò)濾技術(shù);應(yīng)用
一、前言
液壓油做為工程機(jī)械液壓系統(tǒng)工作的能量傳遞介質(zhì),在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、系統(tǒng)潤(rùn)滑、防腐防銹以及冷卻等重要作用,而液壓油的清潔度又直接影響到液壓系統(tǒng)的工作性能、液壓元件壽命等,因此在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。液壓油的過(guò)濾是一項(xiàng)很關(guān)鍵的技術(shù),一旦液壓油清潔度出現(xiàn)問(wèn)題必然會(huì)影響到工程機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。
可再增加或調(diào)整內(nèi)容。
二、液壓油過(guò)濾技術(shù)簡(jiǎn)介
液壓油過(guò)濾技術(shù)其內(nèi)利用親油疏水技術(shù)和“氣穴”原理,油液在真空分離器中的接觸面積擴(kuò)大為原來(lái)的數(shù)百倍,而“氣穴”系統(tǒng)又使油蒸發(fā)表面積不斷增大,且蒸發(fā)界面不斷更新,最大限度地增加了油在真空系統(tǒng)中的行程和靜態(tài)水分揮發(fā)面積,使油中的水分在低熱、高真空度、大表面,高抽速的條件下得到快速汽化蒸發(fā)并由真空系統(tǒng)排出。由真空分離器上部排出的水、氣體,經(jīng)冷卻系統(tǒng)逐級(jí)降溫除濕后,最后由真空泵排向空中。真空分離器中經(jīng)真空汽化脫水后的干燥油液,經(jīng)輸油泵由負(fù)壓升為正壓,經(jīng)過(guò)精濾后,凈油從出油口排出,完成整個(gè)凈油過(guò)程。
液壓油過(guò)濾技術(shù)是工程機(jī)械中進(jìn)行系統(tǒng)防護(hù)的一項(xiàng)重要技術(shù)由于液壓油在系統(tǒng)中是表示傳遞壓力、保持潤(rùn)滑、能夠進(jìn)行冷卻密封的作用如果選擇不恰當(dāng)?shù)脑拕t會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障和污染現(xiàn)象因此在選擇液壓油中應(yīng)該按照相應(yīng)的規(guī)則和正確的操作程序進(jìn)行不同材質(zhì)的液壓油不能混合使用否則會(huì)產(chǎn)生巨大的污染在使用時(shí)還應(yīng)按照規(guī)則進(jìn)行定期的維護(hù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)才能發(fā)揮出設(shè)備的最大利用率。
三、過(guò)濾脫水原理
液體在固體表面上的潤(rùn)濕現(xiàn)象可分為沾濕、浸濕和鋪展三種,鋪展是潤(rùn)濕的條件。也就是說(shuō),如水能在固體表面上鋪展,它也一定能沾濕和浸濕固體。潤(rùn)濕性能的好壞是以接觸角(或稱為潤(rùn)濕角)的大小來(lái)衡量的。
圖1所示為油、水和固體三相達(dá)到平衡時(shí),在三相的交界處,會(huì)形成一定大小的接觸角θ,它是張力σ水固與σ水油之間的夾角。
圖1 接觸角示意圖
接觸角的大小,由液體和固體的性質(zhì)所決定。具體說(shuō)是由作用在三相點(diǎn)上各類界面表面張力系數(shù)σ水固、σ油固、σ油水之間的平衡狀態(tài)決定的。Σ油水力圖使水滴的表面收縮到最小,以降低油水之間的表面能;σ油固力圖使水滴展開(kāi)以蓋住固體表面(因?yàn)楣腆w表面本身無(wú)法收縮,故力圖吸附液體來(lái)降低表面張力),以降低油固之間的表面能。Σ水固力圖減小水固界面面積,以降低水固界面能。當(dāng)體系達(dá)到平衡時(shí),水滴與固體表面形成一定大小的接觸角。Θ越小,潤(rùn)濕性能越好。
根據(jù)接觸角的大小,固體物質(zhì)分為兩類,一類固體是水對(duì)其潤(rùn)濕性能良好,而油對(duì)其潤(rùn)濕性能不好,這類固體稱為親水性固體或憎油性固體(θ<90°),如玻璃、石英、各類無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物等;另一類固體是油對(duì)其潤(rùn)濕性能良好,而水對(duì)其潤(rùn)濕性能不好,稱為親油性固體或憎水性固體(θ>90°),如固態(tài)烴,大烴基弱極性有機(jī)固體,無(wú)機(jī)鹽的金屬硫化物等。
液體物質(zhì)大體也分為兩類,一類為非極性液體(如烴類液體),幾乎能良好潤(rùn)濕絕大多數(shù)固體;另一類為極性液體(如水),則只能良好潤(rùn)濕少數(shù)固體(如玻璃、石英、無(wú)機(jī)鹽等)。
可以認(rèn)為,液體與固體的極性越接近,潤(rùn)濕性能越好。
油水分散體系屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系,可以通過(guò)某些工藝措施來(lái)破壞維持這種分散體系穩(wěn)定存在的條件,從而使油中的微小水粒子聚成較大的水滴,再通過(guò)沉降實(shí)現(xiàn)油水分離。過(guò)濾脫水利用纖維介質(zhì)對(duì)油和水的不同親和作用,順序通過(guò)兩種過(guò)濾層:凝聚層和斥水層,實(shí)現(xiàn)對(duì)乳化水的過(guò)濾分離。
水滴同聚結(jié)纖維層的相互作用主要有三種情況:截獲(運(yùn)動(dòng)的微小水滴直接同纖維接觸)、布朗擴(kuò)散和慣性碰撞。重力、靜電電荷和范德華力均會(huì)對(duì)這三種相互作用施加影響。水滴在這些作用下與纖維接觸。
水滴同纖維接觸時(shí),它們之間滯留有油膜。但聚結(jié)纖維層是親水物質(zhì),水滴能從親水表面將油膜置換,所以水滴從纖維上將油膜置換并使纖維潤(rùn)濕,使水滴粘附于纖維之上。
水滴向纖維粘附的效率取決與纖維表面的性質(zhì)接觸角θ、直徑以及水滴的粒度。并且,接觸角越小,纖維的直徑越小,水滴的粒度越大,水滴就越易向纖維表面粘附。
根據(jù)自由表面能減小的原則,水滴在潤(rùn)濕纖維以后會(huì)以兩種方式凝聚:
(1)水滴在潤(rùn)濕纖維表面凝聚。水滴不斷粘附在纖維表面上,水滴與水滴相遇會(huì)互相融合,凝聚成大水滴;
(2)水滴在纖維孔隙中的凝聚。由于纖維層密度很大,纖維之間的孔隙很小,水滴與水滴也會(huì)在纖維孔隙中相遇互相融合,凝聚成大水滴。
兩種情況在接觸角0°~180°內(nèi)同時(shí)進(jìn)行。頭一種情況占主要地位。
當(dāng)水滴達(dá)到一定的粒度時(shí),在油液流動(dòng)力和水滴本身的重力作用下,水滴會(huì)從纖維表面脫附或沿著纖維流動(dòng),并形成向下面纖維聯(lián)結(jié)的水道,在穿過(guò)多孔層以后,在同纖維的粘附力、油液的流體動(dòng)力和重力的作用下,水滴會(huì)從纖維表面脫附。
兩相液體隨油流流至斥水層。斥水層是由接觸角180°的斥水材料制成的。油水在斥水層上由于分界面表面張力的作用,在其毛細(xì)管內(nèi)產(chǎn)生水阻效應(yīng),油液可順利地通過(guò)斥水層,而水珠則被阻礙。從而實(shí)現(xiàn)了油與水的分離。
水阻效應(yīng),又稱賈敏效應(yīng):如果液體中存在著比毛細(xì)管內(nèi)徑大的不溶性液滴,而液滴對(duì)毛細(xì)管的潤(rùn)濕不好,則毛細(xì)管會(huì)對(duì)其產(chǎn)生阻力作用。產(chǎn)生水阻效應(yīng)的原因可應(yīng)用表面能加以解釋。球形水滴要通過(guò)毛細(xì)管,就必須改變形狀,從球形變?yōu)榉乔蛐?,從而增大了水滴同油之間的界面面積,表面能也隨之增大。要增大表面能必須增大外加壓力做功(即表面功),這種外加壓力即是克服賈敏效應(yīng)的力。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在工程機(jī)械設(shè)備使用的過(guò)程中我們要對(duì)液壓油進(jìn)行及時(shí)的過(guò)濾和維護(hù),保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。不斷采用新的技術(shù)和新的工藝來(lái)提升液壓油的純凈度,減少機(jī)械故障。
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