真空濾油機(jī)的原理及設(shè)計(jì)

II反沖鎖止削真空濾油機(jī)的原理及設(shè)計(jì)摘要：介紹了油液現(xiàn)場(chǎng)處理設(shè)備一一真空濾油機(jī)的油液凈化原理及結(jié)構(gòu)，對(duì)真空濾油機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)推出了一套較為實(shí)用的計(jì)算公式。關(guān)鍵詞：真空油液處理濾油機(jī)真空濾油機(jī)在生產(chǎn)用油，如：變壓器油、透平機(jī)油、機(jī)床潤(rùn)滑油、開關(guān)油、互感器油等油液的現(xiàn)場(chǎng)處理方面有著廣泛的用途。工業(yè)用油使用一段時(shí)間后，油液中會(huì)出線水污染和顆粒污染等，這會(huì)加速油液變質(zhì)，加快金屬疲勞，加劇液壓元件的磨損，并會(huì)使絕緣油喪失介電強(qiáng)度。真空濾油機(jī)能在不停產(chǎn)的情況對(duì)油液進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，杜絕廢油燃燒、排放，避免了由此產(chǎn)生的環(huán)境污染。目前，我國(guó)生產(chǎn)此類濾油機(jī)的生產(chǎn)廠家較多，但其技術(shù)水平都不高，與國(guó)外同規(guī)格的濾油機(jī)相比差距較大，存在著能耗高，結(jié)構(gòu)不合理，造型雜亂，油液處理精度不高等問題。我們?cè)趯?duì)國(guó)內(nèi)外濾油機(jī)行業(yè)進(jìn)行了廣泛的調(diào)研后，設(shè)計(jì)出LJ型真空加溫油液處理機(jī)。在此拋磚引玉，將LJ油液處理機(jī)及調(diào)研結(jié)果介紹給大家，希望能為提高我國(guó)濾油機(jī)行業(yè)的技術(shù)水平盡微薄之力。1LJ型濾油機(jī)凈化原理及構(gòu)成1.1真空度與水蒸氣揮發(fā)溫度表:真空度(mm汞柱)760608456304152100101殘存氣體(%)10080604020131.30.13氣體中水蒸汽含量(％)------28149.20.920.092揮發(fā)溫度(oC)+100+59+34+18.5+16+14+11-181.2LJ型濾油機(jī)原理圖：M孫麝止回網(wǎng)冷螭干燥驟器真空破橢反沖鎖.國(guó)0I加熱器故水閩c植誠?4「一］安全闔~I 超精德精熊金屬觀器A■*—~—MS由水蒸汽揮發(fā)溫度表和原理圖可知，LJ型濾油機(jī)主要具有在較低的溫度下真空除水和去除油液中雜質(zhì)、絮狀物、金屬微粒兩大功能。

1.3主要構(gòu)成體系：該機(jī)主要由下列系統(tǒng)組成：進(jìn)油過濾系統(tǒng)；真空抽氣系統(tǒng)；真空破壞系統(tǒng)；真空噴淋系統(tǒng)；出油過濾系統(tǒng)以及反沖系統(tǒng)。2系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)介紹2.1進(jìn)油過濾系統(tǒng)：由粗濾器、細(xì)濾器和專用過濾器組成.其作用為將油液進(jìn)行先期過濾。粗濾器40~100U，細(xì)濾器20?40U，專用過濾器20?40^。專用過濾器根據(jù)用戶的特殊要求而設(shè)置，如增設(shè)一化學(xué)劑入口以除去油液的酸性或堿性；采用線隙式或玻釬濾布結(jié)構(gòu)以消除油液泡沫。使用時(shí)應(yīng)關(guān)閉選擇閥。2.2真空抽氣系統(tǒng)：真空泵、分水器、單向閥和冷卻器組成。其功能為將真空罐內(nèi)抽成真空負(fù)壓(一般為380?610毫米汞柱或更低)，使油液中水分能在較低溫狀態(tài)下?lián)]發(fā)；抽出的水蒸汽經(jīng)冷卻器和分水器冷凝、析出；單向閥防止真空泵反轉(zhuǎn)。分水器和單向閥不能采用一般的氣動(dòng)元件，必須采用適合在負(fù)壓下工作的氣動(dòng)元件。冷卻器一般為塔式結(jié)構(gòu)，容積較大，內(nèi)裝親水性能好、耐高溫、耐腐蝕、全濕比表面積大的多面空心聚丙烯塑料球。從真空罐抽出的濕熱氣體沿塔壁切向斜下進(jìn)入塔內(nèi)，流速急劇減慢并形成向下的渦旋氣流，遇聚丙烯塑料球后流速進(jìn)一步減慢，迅速冷凝成水滴。2.3真空破壞系統(tǒng)：由進(jìn)氣閥，干燥過濾器和真空破壞閥組成。其作用為補(bǔ)充空氣，降低真空度。在真空負(fù)壓下，水蒸汽含量容易飽和而很難抽出，應(yīng)周期地補(bǔ)充空氣，破壞水蒸汽的飽和度，使水蒸汽不斷揮發(fā)于真空罐內(nèi)以方便抽出。真空破壞閥的通斷由液位控制器的信號(hào)控制。干燥過濾器用在過濾精度較高和空氣中濕度高的地區(qū)，在過濾器中加入氯化鈣、苛性鈉、苛性鉀、硅膠、鋁膠等干燥過濾劑以除去所補(bǔ)充空氣的濕度。2.4真空噴淋系統(tǒng)：由加熱器、真空罐、噴淋器、溫控器和液位計(jì)組成。其作用為將油液加溫到一定溫度，然后將油液噴淋出，使油液中的游離水、乳化水和溶解水揮發(fā)于真空罐中。加熱器有蛇形鎧裝加熱管直接在罐內(nèi)加熱方式，此方式熱效率較高；多直管串聯(lián)加熱方式，此方式因便于維修加熱管而常用。箱式遠(yuǎn)紅外加熱方式，此方式油液加溫均勻，油液不會(huì)因接觸高溫加熱管而產(chǎn)生碳化物和降低油液使用性能的熵變等現(xiàn)象。噴淋器為均勻布滿＜^1~^2小孔的淋蓬或噴淋管，因小孔容易易堵塞，故噴淋器應(yīng)能方便拆卸。溫控點(diǎn)測(cè)得油溫后，通過溫控器控制加熱器通斷電，使油溫控制在45°C?75°C。液位控制器有浮球式，罐外浮子感應(yīng)式和紅外控制式。液位設(shè)置4個(gè)控制點(diǎn)，上極限位停真空泵，避免油液竄入真空泵；下極限位停抽油泵，避免油泵空吸；中上位打開真空破壞閥，中下位關(guān)閉真空破壞閥，一般僅設(shè)中上、中下兩個(gè)位置。真空罐是濾油機(jī)的心臟，它的容積較大，罐內(nèi)填充一定高度的親水性佳、耐腐蝕填充物，如聚丙烯塑料球等，以加速水分揮發(fā)。國(guó)外Pall公司是在真空室內(nèi)設(shè)置一高速轉(zhuǎn)盤，利用離心力使每單位體積油液具有巨大的表面積以提高除水率而勿需加熱。2.5出油過濾系統(tǒng)：由抽油泵、安全閥，金屬過濾(10-20U),精過濾(5-10U),超精過濾器(1?5^)組成。主要功能是將油液從真空罐中抽出，再經(jīng)多次精過濾后回到工作箱(罐)中。抽油泵一般應(yīng)選用自吸真空度大的液壓裝置，如齒輪泵、螺桿泵等，抽油泵的公稱排量即為濾油機(jī)的主參數(shù)一一公稱流量，也是濾油機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要參數(shù)。金屬過濾器濾芯為帶磁性的濾芯，以去除油液中的金屬微粒；精過濾和超精過濾一般為燒結(jié)式或玻釬聚結(jié)式、無紡材料濾芯，過濾器濾芯的過濾能力必須為抽油泵公稱排量的3~5倍。當(dāng)濾芯堵塞后安全閥自動(dòng)打開，以保護(hù)抽油泵和過濾裝置。2.6反沖系統(tǒng)：當(dāng)油壓表達(dá)到并超過一定讀數(shù)后(0.25MPa)，指示燈亮報(bào)警，表示出油濾芯已嚴(yán)重堵塞，此時(shí)應(yīng)動(dòng)用反沖系統(tǒng)清洗濾芯。反沖能去除濾芯上累積的污染物，使濾芯能重復(fù)使用，延長(zhǎng)了濾芯的壽命。用一根軟管將C、A口接通，關(guān)閉反沖鎖止閥b，打開出油閥A和閥B、閥C，開啟抽油泵，壓力油從C經(jīng)A口后，對(duì)出油系統(tǒng)各過濾器閥芯實(shí)施反沖，然后經(jīng)B口排出。關(guān)閉反沖鎖止閥a、b和選擇閥，打開進(jìn)油閥D和真空破壞閥，開啟抽油泵，壓力油打開安全閥后反沖各進(jìn)油過濾器，然后經(jīng)D口排出，實(shí)現(xiàn)各進(jìn)油過濾器閥芯的反沖。各過濾器的油液出口應(yīng)布置在罐壁的切向上，這有利于反沖時(shí)形成渦旋紊流以提高反沖效果而不至于沖壞閥芯。3.系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算管道通徑：管道通徑一般僅計(jì)算出油管道通徑，因進(jìn)油管道在真空負(fù)壓下油液流速很快，故進(jìn)油通道一般應(yīng)小于或等于^^道通徑。出油管道通徑：d=4.63^Q/v（mm）Q：濾油機(jī)公稱流量，即抽油泵公稱排量，（L/min）；v：管道流速；一般按液壓系統(tǒng)的回油管道流速，v=1.5?2.5（m/s）。濾芯通流面積：Q?P通流面積S=k X106（m2）k:裕度系數(shù)；一般取k=3?5；「油液動(dòng)力粘度，（Pa.s）；a：濾油能力系數(shù)，（m3/m2）；濾網(wǎng)式濾芯a=0.34；線隙式濾芯 a=0.17；紙質(zhì)濾芯a=0.34；燒結(jié)式濾芯a=（1.04D2X103）/5；5：濾芯壁厚，一般為（0.002?0.003）mD：粒子平均直徑?！鱬：壓力差，（Pa）；加熱功率：加熱功率：N=C?°?U?At（W）T?nC：比熱容，油液C=1675?2093（J/kg?K）P：油液密度，P=900kg/m3U:需處理的油液體積，（m3）；At：溫升，（oC）；T：加熱時(shí)間，（sec）；n：加熱效率。以上為靜態(tài)方式下加熱時(shí)功率計(jì)算公式，照此公式計(jì)算出的加熱功率需很大；而循環(huán)流動(dòng)液體的加熱公式一般按下式計(jì)算。加熱功率：N=C?°?Q?Atm+N，（W）m60000nAtm:油液一個(gè)循環(huán)內(nèi)的溫升，取Atm=5?10（oC）；N’：系統(tǒng)表面散熱功率，N’=k?A?At；k：表面散熱系數(shù)，一般取k=15?17（W/m2.oC）；A：油液流經(jīng)的管道、真空罐和過濾罐體表面積之和，（m2）；At：油溫（45?75oC）與周圍環(huán)境的溫度差，（。C）。通過上式計(jì)算出功率后，還應(yīng)驗(yàn)算升溫時(shí)間Tm是否合適（一般為0.5?1小時(shí)），若時(shí)間過長(zhǎng)則應(yīng)加大加熱功率。Tm=（工+To） At（min）Q AtmT。：油液通過管道和過濾器完成一個(gè)循環(huán)的時(shí)間，（min）。真空泵和真空罐的參數(shù)選?。赫婵毡玫倪x取主要按泵的抽氣速率，選取時(shí)應(yīng)照顧到兩方面，一是抽氣速率應(yīng)大于或等于抽油泵排量1?2倍；二是能在1?2分鐘內(nèi)將各罐體及管道系統(tǒng)中的氣體抽到380?610毫米汞柱或更低；真空罐的容積按濾油機(jī)公稱濾油量及油泵排量的3~5倍設(shè)計(jì)。噴淋孔數(shù)計(jì)算：由公式Q二祖￡3得噴淋孔數(shù)NN4Q/（nd2^?）（個(gè)）祖：通流系數(shù)，祖=0.82?0.85；f：小孔總面積，（dm2）; _3：小孔中油液流速，3=60^2gh（dm/min），h，噴淋高度（dm）；d:小孔直徑，（dm）；d一般為M??2mm或更小