采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上；U型微粒分離模塊上設(shè)有一液壓油進(jìn)口，其包括一U型管，U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離心模塊、第二吸附模塊和消磁模塊；U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過(guò)一回油筒進(jìn)油管連接；內(nèi)筒置于外桶內(nèi)，其通過(guò)一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上；螺旋流道收容于內(nèi)筒內(nèi)，其和U型微粒分離模塊之間通過(guò)一內(nèi)筒進(jìn)油管連接；內(nèi)筒進(jìn)油管位于回油筒進(jìn)油管內(nèi)，并延伸入U(xiǎn)型微粒分離模塊的中央；濾芯設(shè)置在內(nèi)筒的內(nèi)壁上。本發(fā)明具有過(guò)濾性能好，適應(yīng)性和集成性高，使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種液壓油過(guò)濾裝置，具體設(shè)及一種采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，屬于液壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 國(guó)內(nèi)外的資料統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)的故障大約有70%~85%是由于油液污染引起 的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液 壓系統(tǒng)故障占總污染故障的70%。在液壓系統(tǒng)油液中的顆粒污染物中，金屬磨屑占比在 20%~70%之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物，是液壓系統(tǒng)污染控制的關(guān) 鍵，也是系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠保證。
[0003] 過(guò)濾器是液壓系統(tǒng)濾除固體顆粒污染物的關(guān)鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染 物，除油箱可沉淀一部分較大顆粒外，主要靠濾油裝置來(lái)濾除。尤其是高壓過(guò)濾裝置，主要 用來(lái)過(guò)濾流向控制閥和液壓缸的液壓油，W保護(hù)運(yùn)類抗污染能力差的液壓元件，因此對(duì)液 壓油的清潔度要求更高。
[0004] 然而，現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)使用的高壓過(guò)濾器存在W下不足：（1)各類液壓元件對(duì)油液 的清潔度要求各不相同，油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同，為此需要在液壓系統(tǒng) 的不同位置安裝多個(gè)不同類型濾波器，由此帶來(lái)了成本和安裝復(fù)雜度的問(wèn)題；（2)液壓系統(tǒng) 中的過(guò)濾器主要采用濾餅過(guò)濾方式，過(guò)濾時(shí)濾液垂直于過(guò)濾元件表面流動(dòng)，被截流的固體 微粒形成濾餅并逐漸增厚，過(guò)濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出，降低了過(guò)濾元件 的使用壽命。
[0005] 因此，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，確有必要提供一種創(chuàng)新的采用起電、分離、吸附和旋 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，W克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種過(guò)濾性能好，適應(yīng)性和集成性 高，使用壽命長(zhǎng)的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其包括底板、U型微粒分離模塊、回油筒、內(nèi)筒、螺旋流道、濾忍、 外桶W及端蓋;其中，所述U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分 離模塊上設(shè)有一液壓油進(jìn)口，其包括一U型管，U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第 一吸附模塊、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊、第二吸附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油 筒的上方通過(guò)一回油筒進(jìn)油管連接;所述內(nèi)筒置于外桶內(nèi)，其通過(guò)一頂板W及若干螺栓安 裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內(nèi)筒內(nèi)，其和U型微粒分離模塊之間通過(guò)一內(nèi)筒進(jìn)油管連 接;所述內(nèi)筒進(jìn)油管位于回油筒進(jìn)油管內(nèi)，并延伸入U(xiǎn)型微粒分離模塊的中央，其直徑小于 回油筒進(jìn)油管直徑，且和回油筒進(jìn)油管同軸設(shè)置;所述濾忍設(shè)置在內(nèi)筒的內(nèi)壁上，其精度為 1-5微米;所述外桶的底部設(shè)有一液壓油出油口。
[0008] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述起電模塊包括若干電極W及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管上，其分 別連接至電極控制器。
[0009] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述分離模塊采用均勻磁場(chǎng)分離模塊，該均勻磁場(chǎng)分離模塊包括侶質(zhì)管道、兩個(gè)磁極W及 磁極控制器;其中，所述兩個(gè)磁極分別設(shè)置在侶質(zhì)管道上，該兩個(gè)磁極的極性相反，并呈相 對(duì)設(shè)置;所述兩個(gè)磁極分別電性連接至磁極控制器上。
[0010] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述分離模塊采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊包括侶質(zhì)管道、鐵質(zhì)外殼、=相 對(duì)稱繞組W及=相對(duì)稱電流模塊;所述=相對(duì)稱繞組繞在侶質(zhì)管道外；所述鐵質(zhì)外殼包覆 于侶質(zhì)管道上;所述=相對(duì)稱電流模塊連接所述=相對(duì)稱繞組。
[0011] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述分離模塊采用螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊，該螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊包括侶質(zhì)螺旋管道、 螺線管W及螺線管控制電路;其中，所述侶質(zhì)螺旋管道設(shè)置在螺線管內(nèi)；所述螺線管和螺線 管控制電路電性連接。
[0012] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環(huán)，該同極相鄰型吸附環(huán)包括侶 質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管W及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽;所述正向螺線管和反向螺線管分別 布置于侶質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處 產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于侶質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向 螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點(diǎn)。
[0013] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電擊鍵的同 極相鄰型吸附環(huán)包括侶質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽、隔板、電擊鍵W 及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于侶質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反 的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于侶質(zhì) 環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、W及正向螺線管和反向螺線 管軸線的中間點(diǎn)；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述電擊鍵和電磁鐵位于 隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動(dòng)電擊鍵，使電擊鍵敲擊侶質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)壁。
[0014] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊包括侶質(zhì)管道、鐵質(zhì)外殼、=相對(duì)稱繞組、法蘭W及=相對(duì)稱電流模 塊;所述=相對(duì)稱繞組繞在侶質(zhì)管道外;所述鐵質(zhì)外殼包覆于侶質(zhì)管道上;所述法蘭焊接在 侶質(zhì)管道的兩端;所述=相對(duì)稱電流模塊連接所述=相對(duì)稱繞組。
[0015] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置進(jìn)一步設(shè)置為： 所述回油筒的底部設(shè)有一溢流閥，該溢流閥底部設(shè)有一電控調(diào)節(jié)螺絲;所述溢流閥上設(shè)有 一排油口，該排油口通過(guò)管道連接至一油箱。
[0016] 本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置還設(shè)置為:所述 內(nèi)筒的底部呈倒圓臺(tái)狀，其通過(guò)一內(nèi)筒排油管和回油筒連接，內(nèi)筒排油管上設(shè)有一電控止 回閥;所述內(nèi)筒的中央豎直設(shè)有一空屯、圓柱，空屯、圓柱的上方設(shè)有壓差指示器，該壓差指示 器安裝于端蓋上;所述內(nèi)筒進(jìn)油管和螺旋流道相切連接。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0018] 1.液壓油在U型微粒分離模塊中實(shí)現(xiàn)固體微粒的分離，使油液中的固體微粒向管 壁運(yùn)動(dòng)，在U型微粒分離模塊出口處，富含固體微粒的管壁附近的油液通過(guò)回油筒進(jìn)油管進(jìn) 入回油筒后回流到油箱，而僅含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過(guò)內(nèi)筒進(jìn)油管進(jìn)入 內(nèi)筒進(jìn)行高精度過(guò)濾，提高了濾忍的使用壽命，降低了濾波成本和復(fù)雜度;進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)油管 的油液W切向進(jìn)流的方式流入內(nèi)筒的螺旋流道，內(nèi)筒壁為濾忍，則濾液在離屯、力的作用下 緊貼濾忍流動(dòng)，濾液平行于濾忍的表面快速流動(dòng)，過(guò)濾后的液壓油則垂直于濾忍表面方向 流出到外筒，運(yùn)種十字流過(guò)濾方式對(duì)濾忍表面的微粒實(shí)施掃流作用，抑制了濾餅厚度的增 加，沉積在內(nèi)筒底部的污染顆粒可定時(shí)通過(guò)電控止回閥排出到回油筒，從而提高濾忍使用 壽命。
[0019] 2.通過(guò)控制液壓油的溫度和向電極施加電壓使油液中的顆粒物質(zhì)帶電聚合，并促 使膠質(zhì)顆粒分解消融;通過(guò)吸附模塊形成高效吸附；利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將油液中的微小顆粒"分 離"并聚集到管壁附近，用吸附裝置捕獲微小顆粒;通過(guò)消磁裝置對(duì)殘余顆粒消磁避免危害 液壓元件，從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運(yùn)動(dòng)到管壁附近。
[0020] 3.磁化需要的非均勻磁場(chǎng)的產(chǎn)生，需要多對(duì)正逆線圈對(duì)并通過(guò)不同大小的電流， 且電流數(shù)值可在線數(shù)字設(shè)定。 【【附圖說(shuō)明】】
[0021] 圖1是本發(fā)明的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
[0022] 圖2是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。
[0023] 圖3是圖2中的起電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖4是圖2中的分離模塊為均勻磁場(chǎng)分離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖5是圖2中的分離模塊為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖6是圖2中的分離模塊為螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖7是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖8是圖2中的第一吸附模塊(第二吸附模塊)為帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環(huán)的 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖9是圖2中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0030] 請(qǐng)參閱說(shuō)明書附圖1至附圖9所示，本發(fā)明為一種采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其由底板6、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內(nèi)筒15、螺旋流道17、濾 忍18、外桶19W及端蓋25等幾部分組成。
[0031] 其中，所述U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。所述U型微粒分 離模塊3上設(shè)有一用于通入液壓油的液壓油進(jìn)口 1，其包括一 U型管31，U型管31上依次安裝 有起電模塊32、分離模塊33、第一吸附模塊34、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊36、第二吸附模塊37W及 消磁模塊35。
[0032] 所述起電模塊32使油液中的金屬顆粒物質(zhì)帶電，其由若干電極321W及一電極控 制器322組成。所述若干電極321安裝于U型管31上，其分別連接至電極控制器252。所述電極 控制器322電性連接向電極321施加電壓，使油液中的顆粒物質(zhì)帶電。
[0033] 所述分離模塊33使質(zhì)量較大的顆粒帶電聚合并在離屯、力作用下甩向腔壁，其可采 用均勻磁場(chǎng)分離模塊、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊或螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊。
[0034] 所述分離模塊33采用均勻磁場(chǎng)分離模塊時(shí)，其由侶質(zhì)管道331、兩個(gè)磁極332W及 磁極控制器333組成。其中，所述兩個(gè)磁極332分別設(shè)置在侶質(zhì)管道331上，該兩個(gè)磁極332的 極性相反，并呈相對(duì)設(shè)置。所述兩個(gè)磁極332分別電性連接至磁極控制器333上。
[0035] 所述均勻磁場(chǎng)分離模塊33的設(shè)計(jì)原理如下：帶電顆粒W速度V流入均勻磁場(chǎng)分離 模塊33,均勻磁場(chǎng)分離模塊33的兩個(gè)磁極332產(chǎn)生和速度V方向垂直的均勻磁場(chǎng)，根據(jù)左手 定則，則帶電顆粒在均勻磁場(chǎng)分離模塊33中受到垂直于速度方向和磁場(chǎng)方向的洛侖磁力的 作用，該力不改變帶電顆粒的速率，它只改變帶電顆粒的運(yùn)動(dòng)方向，使帶電顆粒在該力的作 用下向侶質(zhì)管道331的管壁運(yùn)動(dòng)，從而使油液中的顆粒從油液中"分離"出來(lái)，向管壁聚集， 便于后續(xù)吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性，顆粒向管壁運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到粘性阻力的 作用。為了確保分離效果，需要調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度B使距離管壁最遠(yuǎn)處的顆粒能在分離模塊的作 用時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到管壁處，定量分析如下：
[0036] 假定微粒質(zhì)量為m，速度為V，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，帶電量為q，分離模塊的直徑為D，長(zhǎng)度 為L(zhǎng)，則：
[0037] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [003引 Fi 二 qvB
[0039] 帶電顆粒受到的粘性阻力為
[0040] Fd = GJT ? n ? r ? V
[0041] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運(yùn)動(dòng)速度
[0042] 不是一般性，假定油液中的顆粒進(jìn)入分離模塊時(shí)已達(dá)到穩(wěn)態(tài)，則帶電顆粒通過(guò)分 離模塊的時(shí)間可近似用下式表示
[0043]
[0044] 距離管壁最遠(yuǎn)處的帶電顆粒運(yùn)動(dòng)到管壁處的時(shí)間t2可由下式求解
[0045]
[0046] 調(diào)節(jié)B，使得ti〉t2,即可達(dá)到分離效果。
[0047] 所述分離模塊33采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊時(shí)，其由侶質(zhì)管道331、鐵質(zhì)外殼334、=相 對(duì)稱繞組335W及=相對(duì)稱電流模塊336等部件組成。所述=相對(duì)稱繞組335繞在侶質(zhì)管道 331外。所述鐵質(zhì)外殼334包覆于侶質(zhì)管道335上。所述S相對(duì)稱電流模塊336連接所述S相 對(duì)稱繞組335。
[004引所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊33的設(shè)計(jì)原理如下：帶電顆粒W速度V流入旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離 模塊33，=相對(duì)稱電流模塊336使=相對(duì)稱繞組335中流過(guò)=相對(duì)稱電流，該電流在侶質(zhì)管 道331內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，帶電顆粒在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下受到垂直于速度方向和磁場(chǎng)方向的洛 侖磁力的作用，該力不改變帶電顆粒的速率，它只改變帶電顆粒的運(yùn)動(dòng)方向，使帶電顆粒在 該力的作用下W螺旋狀前進(jìn)，并向管壁運(yùn)動(dòng)。合理調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度即可使油液中的顆粒從油 液中"分離"出來(lái)，聚集在管壁附近，便于后續(xù)吸附捕獲。由于油液具有一定的粘性，顆粒向 管壁運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到粘性阻力的作用。為了確保分離效果，需要使侶質(zhì)管道331軸線上的 微粒能在分離模塊的作用時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到管壁處，定量分析如下：
[0049] 假定微粒質(zhì)量為m，速度為V，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，帶電量為q，分離模塊的直徑為D，長(zhǎng)度 為L(zhǎng)，則：
[0050] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為 [0化1] Fi = qvB
[0052] 帶電顆粒受到的粘性阻力為
[0053] Fd = 63T . n . r ? V
[0054] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運(yùn)動(dòng)速度
[0055] 假定油液中的顆粒進(jìn)入分離模塊時(shí)已達(dá)到穩(wěn)態(tài)，則帶電顆粒通過(guò)分離模塊的時(shí)間 可近似用下式表示
[0化6]
[0057]管道軸線上的帶電顆粒運(yùn)動(dòng)到管壁處的時(shí)間t2可由下式求解 [0化引
[0059] 調(diào)節(jié)B，使得ti〉t2,即可達(dá)到分離效果。
[0060] 所述分離模塊33采用螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊時(shí)，其由侶質(zhì)螺旋管道338、螺線管 339W及螺線管控制電路336組成。其中，所述侶質(zhì)螺旋管道338設(shè)置在螺線管339內(nèi)。所述螺 線管339和螺線管控制電路336電性連接。
[0061] 所述螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊33的設(shè)計(jì)原理如下:攜帶帶電顆粒的油液沿侶質(zhì)螺旋 管道338前進(jìn)，從而在管道出口處產(chǎn)生具有一定自旋方向的旋流，質(zhì)量較重的帶電顆粒隨著 油液旋轉(zhuǎn)，在離屯、力的作用下產(chǎn)生向管壁的徑向運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，由于侶質(zhì)螺旋管道338的入口 方向和通電螺線管339的軸向磁場(chǎng)方向垂直，W速度V進(jìn)入侶質(zhì)螺旋管道338的帶電顆粒受 到洛侖磁力的作用，方向垂直于磁場(chǎng)方向和侶質(zhì)螺旋管道338的入口方向。洛侖磁力使帶電 顆粒在管道內(nèi)做螺旋前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，由于侶質(zhì)螺旋管道338的入口方向和磁場(chǎng)方向接近垂直，帶 電顆粒主要作周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而油液則不受影響，從而實(shí)現(xiàn)顆粒從油液中的"分離"，W便實(shí) 現(xiàn)對(duì)顆粒的吸附。為保證"分離"效果，需要使侶質(zhì)管道軸線上的微粒能在分離模塊的作用 時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到管壁處，定量分析如下：
[0062] 假定微粒質(zhì)量為m，速度為V，帶電量為q，侶質(zhì)螺旋管道的直徑為D，侶質(zhì)螺旋管道 的應(yīng)數(shù)為n，侶質(zhì)螺旋管道的入口方向和通電螺線管的軸向磁場(chǎng)方向的夾角為0，螺線管應(yīng) 數(shù)為N，電流為I，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，真空磁導(dǎo)率為iio,則：
[0063] 作用在帶電顆粒上的洛侖磁力為
[0064] Fi = qvB
[0065] 帶電顆粒受到的粘性阻力為
[0066] Fd = 63T ? q ? r ? V
[0067] n一一液壓油的粘度r一一帶電顆粒的半徑V-一帶電顆粒運(yùn)動(dòng)速度
[0069]
[0068] 帶由顆綺通討A離橫塊的時(shí)間可巧似用下式表示
[0070] t的時(shí)間t2可由下式求解
[0071]
[0072] I
[0073]
[0074] 調(diào)節(jié)I，使得ti〉t2,即可達(dá)到分離效果。
[0075] 所述第一吸附模塊34用于吸附經(jīng)分離模塊33分離后的磁性聚合大微粒，其可采用 同極相鄰型吸附環(huán)，該同極相鄰型吸附環(huán)由侶質(zhì)環(huán)形管道341、正向螺線管342、反向螺線管 343W及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344等部件組成。其中，所述正向螺線管342和反向螺線管343分別布置 于侶質(zhì)環(huán)形管道341，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管342和反向螺線管343相鄰 處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344布置于侶質(zhì)環(huán)形管道341的內(nèi)壁上，其位于正向螺線 管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線的中間點(diǎn)。
[0076] 所述同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計(jì)原理如下:通電正向螺線管342、反向螺線管343,相 鄰的正向螺線管342、反向螺線管343通有方向相反的電流，使得正向螺線管342、反向螺線 管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極；同時(shí)，侶質(zhì)環(huán)形管道341能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場(chǎng) 強(qiáng)度，增強(qiáng)鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344對(duì)顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺線管343電流 可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，W獲得最佳吸附性能。
[0077] 進(jìn)一步的，所述第一吸附模塊34也可采用帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電 擊鍵的同極相鄰型吸附環(huán)由侶質(zhì)環(huán)形管道341、正向螺線管342、反向螺線管343、鐵質(zhì)導(dǎo)磁 帽344、隔板345、電擊鍵346W及電磁鐵347等部件組成。其中，所述正向螺線管342和反向螺 線管343分別布置于侶質(zhì)環(huán)形管道341，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管342和反 向螺線管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344布置于侶質(zhì)環(huán)形管道341的內(nèi)壁上， 其位于正向螺線管342和反向螺線管343相鄰處、W及正向螺線管342和反向螺線管343軸線 的中間點(diǎn)。所述電擊鍵346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動(dòng)電 擊鍵346，使電擊鍵346敲擊侶質(zhì)環(huán)形管道342內(nèi)壁。
[0078] 所述帶電擊鍵的同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計(jì)原理如下:通電正向螺線管342、反向螺 線管％3,相鄰的正向螺線管％2、反向螺線管％3通有方向相反的電流，使得正向螺線管 342、反向螺線管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極；同時(shí)，侶質(zhì)環(huán)形管道341能夠改善磁路，加大管道 內(nèi)壁處的磁場(chǎng)強(qiáng)度，增強(qiáng)鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344對(duì)顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線管342、反向螺 線管343電流可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，W獲得最佳吸附性能。而通過(guò)電擊 鍵346的設(shè)置，防止顆粒在鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344處大量堆積，影響吸附效果。此時(shí)，通過(guò)電磁鐵347 控制電擊鍵％6敲擊管道341的內(nèi)壁，使得被吸附的顆粒向兩側(cè)分散開(kāi)。同時(shí)，在清洗管道 341時(shí)，電擊鍵346的敲擊還可W提高清洗效果。
[0079] 所述第一吸附模塊34設(shè)計(jì)成U型，在油液進(jìn)入U(xiǎn)型吸附管道時(shí)，顆粒在重力、離屯、力 的作用下，向一側(cè)管壁移動(dòng)，在加上磁場(chǎng)力作用，徑向移動(dòng)速度加快，顆粒吸附的效率得W 提高；在油液離開(kāi)U型吸附管道上升時(shí)，重力和磁場(chǎng)力的合力使得顆粒沿斜向下的方向運(yùn) 動(dòng)，延長(zhǎng)了顆粒受力時(shí)間，提高了顆粒吸附的效率。
[0080] 所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊36利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、未被第一吸附裝置34吸附的微小磁 化顆粒，其由侶質(zhì)管道361、鐵質(zhì)外殼362、=相對(duì)稱繞組363、法蘭364W及=相對(duì)稱電流模 塊365組成。所述S相對(duì)稱繞組363繞在侶質(zhì)管道361外。所述鐵質(zhì)外殼362包覆于侶質(zhì)管道 361上。所述法蘭364焊接在侶質(zhì)管道361的兩端。所述=相對(duì)稱電流模塊365連接所述=相 對(duì)稱繞組363。
[0081] 所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊36的工作原理如下:未被吸附的微小磁化顆粒進(jìn)入旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)離屯、模塊36，=相對(duì)稱電流模塊365使=相對(duì)稱繞組363中流過(guò)=相對(duì)稱電流，該電流在 侶質(zhì)管道361內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁化顆粒在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下受到磁場(chǎng)力的作用，并在該力的 作用下W螺旋狀前進(jìn)，同時(shí)向管壁運(yùn)動(dòng)。因此，調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度即可使油液中的顆粒從油液中 "分離"出來(lái)，聚集在侶質(zhì)管道361管壁附近，便于后續(xù)吸附捕獲。
[0082] 所述第二吸附裝置37和所述第一吸附裝置34結(jié)構(gòu)相同，功能和作用機(jī)理亦相同， 其能進(jìn)一步吸附經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊36分離的顆粒。
[0083] 所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁，防止殘余磁性微粒通過(guò)回油筒進(jìn)油管進(jìn)入液壓 回路，對(duì)污染敏感液壓元件造成損傷。
[0084] 所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過(guò)一回油筒進(jìn)油管22連接;通過(guò)U型微 粒分離模塊3處理后，U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒，通過(guò)回油筒進(jìn)油管22進(jìn)入回 油筒7后回流到油箱。
[0085] 所述回油筒7的底部設(shè)有一溢流閥8,該溢流閥8底部設(shè)有一電控調(diào)節(jié)螺絲9;所述 溢流閥8上設(shè)有一排油口 10，該排油口 10通過(guò)管道20連接至一油箱11。
[0086] 所述內(nèi)筒15置于外桶19內(nèi)，其通過(guò)一頂板13W及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所 述螺旋流道17收容于內(nèi)筒15內(nèi)，其和U型微粒分離模塊3之間通過(guò)一內(nèi)筒進(jìn)油管12連接，具 體的說(shuō)，所述內(nèi)筒進(jìn)油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中屯、的油液僅含微量小粒 徑微粒，通過(guò)內(nèi)筒進(jìn)油管12進(jìn)入內(nèi)筒15實(shí)現(xiàn)高精度過(guò)濾，從而實(shí)現(xiàn)固體微粒分離。進(jìn)一步 的，所述內(nèi)筒進(jìn)油管12位于回油筒進(jìn)油管22內(nèi)，并延伸入U(xiǎn)型微粒分離模塊3的中央，其直徑 小于回油筒進(jìn)油管22直徑，且和回油筒進(jìn)油管22同軸設(shè)置。
[0087] 進(jìn)一步的，所述內(nèi)筒15的底部呈倒圓臺(tái)狀，其通過(guò)一內(nèi)筒排油管23和回油筒7連 接，內(nèi)筒排油管23上設(shè)有一電控止回閥24。所述內(nèi)筒15的中央豎直設(shè)有一空屯、圓柱16,空屯、 圓柱16的上方設(shè)有壓差指示器14,該壓差指示器14安裝于端蓋25上。
[0088] 所述濾忍18設(shè)置在內(nèi)筒15的內(nèi)壁上，其精度為1-5微米。
[0089 ]所述外桶19的底部設(shè)有一液壓油出油口 5，通過(guò)液壓油出油口引尋過(guò)濾好的液壓油 排出。
[0090]在本發(fā)明中，由于U型微粒分離模塊3對(duì)油液內(nèi)固體微粒分離聚合作用，在U型微粒 分離模塊3出口處的油液中，中屯、的油液僅含微量小粒徑微粒，該部分油液從內(nèi)筒進(jìn)油管12 流入到內(nèi)筒15進(jìn)行高精度過(guò)濾;而管壁附近的油液富含聚合顆粒，該部分油液通過(guò)回油筒 進(jìn)油管22進(jìn)入回油筒7,再經(jīng)溢流閥8的排油口 10流回油箱11，從而實(shí)現(xiàn)固體微粒按顆粒粒 徑分流濾波。此處，回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用，從而節(jié)省了過(guò)濾器個(gè)數(shù)，降 低了系統(tǒng)成本和復(fù)雜度。溢流閥8的電控調(diào)節(jié)螺絲9用于調(diào)節(jié)溢流壓力，將其壓力調(diào)整到略 低于過(guò)濾出口處壓力，W保證內(nèi)筒15過(guò)濾流量。
[0091] 另外，傳統(tǒng)的過(guò)濾器主要采用濾餅過(guò)濾方式，過(guò)濾時(shí)濾液垂直于過(guò)濾元件表面流 動(dòng)，被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚，過(guò)濾速度也隨之逐漸下降，直至濾液停止流 出，降低了過(guò)濾元件的使用壽命。在本本發(fā)明中，來(lái)自內(nèi)筒進(jìn)油管12攜帶小粒徑微粒的濾液 W切向進(jìn)流的方式流入內(nèi)筒15的螺旋流道17，螺旋通道17側(cè)面的內(nèi)筒15壁為高精度濾忍 18,濾液在離屯、力的作用下緊貼濾忍18表面，濾液平行于濾忍18的表面快速流動(dòng)，過(guò)濾后的 液壓油則垂直于濾忍18表面方向流出到外筒19,運(yùn)兩個(gè)流動(dòng)的方向互相垂直交錯(cuò)，故稱其 為十字流過(guò)濾。濾液的快速流動(dòng)對(duì)聚集在濾忍18表面的微粒施加了剪切掃流作用，從而抑 制了濾餅厚度的增加，使得過(guò)濾速度近乎恒定，過(guò)濾壓力也不會(huì)隨時(shí)間的流逝而升高，濾忍 的使用壽命因而大幅度提高。隨著過(guò)濾時(shí)間的累積，沉積在內(nèi)筒15倒圓臺(tái)底部的污染顆粒 逐步增加，過(guò)濾速度緩慢下降，內(nèi)筒15內(nèi)未過(guò)濾的濾液沿中屯、的空屯、圓筒16上升，此時(shí)，壓 差指示器14起作用，監(jiān)控其壓力變化，亦即內(nèi)筒15底部濾忍18的堵塞情況，若超過(guò)闊值，貝U 調(diào)節(jié)電控調(diào)節(jié)螺絲9降低溢流壓力，并同時(shí)打開(kāi)止回閥24,使內(nèi)筒15底部含較多污染顆粒的 濾液在壓差作用下通過(guò)內(nèi)筒排油管23排出到回油筒7,避免了底部濾忍18堵塞狀況惡化，從 而延長(zhǎng)了濾忍18使用壽命。
[0092] 采用上述濾油器對(duì)回流液壓有處理的工藝步驟如下：
[0093] 1)，回流液壓油進(jìn)入U(xiǎn)型微粒分離模塊3的起電模塊32,使油液中的顆粒物質(zhì)帶電， 之后送至分離模塊33;
[0094] 2)，通過(guò)分離裝置33使油液中的帶電微粒在外力的作用下向管壁聚合，之后回油 送至第一吸附裝置34;
[00M] 3)，通過(guò)第一吸附模塊34吸附回油中的磁性聚合微粒，之后回油送至旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離 屯、模塊36;
[0096] 4)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離屯、模塊36利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離未吸附的磁化微粒，之后回油送至第 二吸附模塊37;
[0097] 5)，第二吸附模塊37二次吸附回油中的磁性聚合微粒；
[0098] 6 )，通過(guò)消磁模塊35消除磁性微粒磁性；
[0099] 7)，之后U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過(guò)回油筒進(jìn)油管22進(jìn)入回油筒7后 回流到油箱，而含微量小粒徑微粒的管道中屯、的油液則通過(guò)內(nèi)筒進(jìn)油管12進(jìn)入內(nèi)筒15進(jìn)行 局精度過(guò)濾；
[0100] 8 )，攜帶小粒徑微粒的油液W切向進(jìn)流的方式流入內(nèi)筒15的螺旋流道17，油液在 離屯、力的作用下緊貼濾忍流動(dòng)，并進(jìn)行高精度過(guò)濾；
[0101] 9)，高精度過(guò)濾后的油液排入外筒19,并通過(guò)外筒19底部的液壓油出油口 5排出。
[0102] W上的【具體實(shí)施方式】?jī)H為本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并不用W限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng) 作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特征在于:包括底板、U 型微粒分離模塊、回油筒、內(nèi)筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋;其中，所述U型微粒分離模 塊、回油筒、外桶依次置于底板上;所述U型微粒分離模塊上設(shè)有一液壓油進(jìn)口，其包括一U 型管，U型管上依次安裝有起電模塊、分離模塊、第一吸附模塊、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離心模塊、第二吸 附模塊和消磁模塊;所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過(guò)一回油筒進(jìn)油管連接;所述 內(nèi)筒置于外桶內(nèi)，其通過(guò)一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上;所述螺旋流道收容于內(nèi)筒內(nèi)， 其和U型微粒分離模塊之間通過(guò)一內(nèi)筒進(jìn)油管連接;所述內(nèi)筒進(jìn)油管位于回油筒進(jìn)油管內(nèi)， 并延伸入U(xiǎn)型微粒分離模塊的中央，其直徑小于回油筒進(jìn)油管直徑，且和回油筒進(jìn)油管同軸 設(shè)置;所述濾芯設(shè)置在內(nèi)筒的內(nèi)壁上，其精度為1-5微米;所述外桶的底部設(shè)有一液壓油出 油口。2. 如權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特 征在于:所述起電模塊包括若干電極以及一電極控制器;所述若干電極安裝于第一回油管 上，其分別連接至電極控制器。3. 如權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特 征在于:所述分離模塊采用均勻磁場(chǎng)分離模塊，該均勻磁場(chǎng)分離模塊包括鋁質(zhì)管道、兩個(gè)磁 極以及磁極控制器;其中，所述兩個(gè)磁極分別設(shè)置在鋁質(zhì)管道上，該兩個(gè)磁極的極性相反， 并呈相對(duì)設(shè)置;所述兩個(gè)磁極分別電性連接至磁極控制器上。4. 如權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特 征在于:所述分離模塊采用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分離模塊包括鋁質(zhì)管道、鐵質(zhì)外 殼、三相對(duì)稱繞組以及三相對(duì)稱電流模塊;所述三相對(duì)稱繞組繞在鋁質(zhì)管道外;所述鐵質(zhì)外 殼包覆于鋁質(zhì)管道上;所述三相對(duì)稱電流模塊連接所述三相對(duì)稱繞組。5. 如權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特 征在于:所述分離模塊采用螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊，該螺旋管道磁場(chǎng)分離模塊包括鋁質(zhì)螺 旋管道、螺線管以及螺線管控制電路;其中，所述鋁質(zhì)螺旋管道設(shè)置在螺線管內(nèi)；所述螺線 管和螺線管控制電路電性連接。6. 如權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特 征在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用同極相鄰型吸附環(huán)，該同極相鄰型吸附 環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管以及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽;所述正向螺線管和反向螺 線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線 管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線 管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和反向螺線管軸線的中間點(diǎn)。7. 如權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特 征在于:所述第一吸附模塊和第二吸吸附模塊采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電 擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線管、反向螺線管、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽、隔板、 電擊錘以及電磁鐵;所述正向螺線管和反向螺線管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有 方向相反的電流，使得正向螺線管和反向螺線管相鄰處產(chǎn)生同性磁極;所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布 置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線管和反向螺線管相鄰處、以及正向螺線管和 反向螺線管軸線的中間點(diǎn)；所述隔板位于正向螺線管和反向螺線管之間；所述電擊錘和電 磁鐵位于隔板之間;所述電磁鐵連接并能推動(dòng)電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)壁。8. 權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特征 在于:所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)離心模塊包括鋁質(zhì)管道、鐵質(zhì)外殼、三相對(duì)稱繞組、法蘭以及三相對(duì)稱 電流模塊;所述三相對(duì)稱繞組繞在鋁質(zhì)管道外;所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上;所述法蘭 焊接在鋁質(zhì)管道的兩端;所述三相對(duì)稱電流模塊連接所述三相對(duì)稱繞組。9. 權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特征 在于:所述回油筒的底部設(shè)有一溢流閥，該溢流閥底部設(shè)有一電控調(diào)節(jié)螺絲;所述溢流閥上 設(shè)有一排油口，該排油口通過(guò)管道連接至一油箱。10. 權(quán)利要求1所述的采用起電、分離、吸附和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的液壓系統(tǒng)用過(guò)濾裝置，其特征 在于:所述內(nèi)筒的底部呈倒圓臺(tái)狀，其通過(guò)一內(nèi)筒排油管和回油筒連接，內(nèi)筒排油管上設(shè)有 一電控止回閥;所述內(nèi)筒的中央豎直設(shè)有一空心圓柱，空心圓柱的上方設(shè)有壓差指示器，該 壓差指示器安裝于端蓋上;所述內(nèi)筒進(jìn)油管和螺旋流道相切連接。
【文檔編號(hào)】F15B21/04GK105909601SQ201610312095
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】李偉波
【申請(qǐng)人】紹興文理學(xué)院