液压油过滤论文

1、液压油过滤脱水肖兵 车082 089054062摘要：液体在固体表面上的润湿现象可分为沾湿、浸湿和铺展三种，铺展是润湿的条件。也就是说，如水能在固体表面上铺展，它也一定能沾湿和浸湿固体。润湿性能的好坏是以接触角(或称为润湿角)的大小来衡量的关键词：液压油 过滤系统 脱水 引言液压过滤系统就是利用压力强行让油品通过装有油性滤纸的的通道，通过滤油纸的阻隔作用，将油品中的杂质去掉，如果再加上加热去除水份效果就更好了，一般滤油纸几块钱一张，用几张叠在一起（用隔离板压紧就行了），这样油品在压力下通过滤纸，就达到过滤的效果了。组成有压力泵、滤纸、油箱、管线等。液压油的污染物主要有固体颗粒、水分、空气和氯化

2、物。在实践与研究中，人们认识到液压油性能恶化的主要原因之一是水进入液压油中。在液压油脱水净化方面的研究，远不如污染颗粒过滤的研究开展的深入和广泛。这其中的原因是：(1)对水污染的危害认识不足。当油液中水含量较低时，尚不足以引起卡死等突发事故。而事实上，水污染引起油液性能的恶化导致元件的磨损(包括化学腐蚀，生成影响工作的物质)比颗粒污染对系统的影响并不逊色。颗粒污染严重的油可以通过过滤净化处理回收利用，而水污染引起的油的变质，还会使大批的油品报废。(2)技术上的难度。颗粒污染净化属固液分离技术，而水污染净化属液液分离技术，因此二者在技术处理上难度差异很大。另外，由于粘度、油水界面张力等物理参数，

3、使得从液压油中除去水分的工作十分困难。基于以上原因，极大地限制了液压油脱水技术的理论研究和实用技术的开发。可以说，对于液压油经济高效的脱水净化技术至今还是空白。水在液压油中的状态：液压油在保管、贮存、运输、抽注和使用过程中会进入水分的。水分在液压油中会呈现不同的状态。（1）溶解水溶解于液压油中的水分与液压油一起为均匀的单相物质。水在烃内的溶解度很低。因为烃类分子比水分子大得多，偶极矩特别低，极化性很弱。水与烃分子之间没有氢键，它们之间的吸引力仅靠诱导力和分散力。芳香烃和不饱和烃例外，它们的分子能在一定限度内与水分子缔合。溶解在烃内的水分并不离解为离子，而是处于单个分子状态，位于烃分子之间，在大

4、多数烃内并不缔合，一直到饱和浓度。水在液压油中的溶解度主要受外部因素温度、湿度以及压力等的影响。水的溶解度一般与以上参数成递增关系。另外，液压油的深度对水的溶解也有影响。油箱内油品的厚度增加，影响水分的扩散平衡，导致水溶解度的变化。（2）游离水游离水在液压油中呈现第二相。游离水与油品中的溶解水呈平衡状态。水滴呈不同粒度大小，状态很不稳定，在各种力的作用下，表现为悬浮、互相缔合或逐渐沉降以及沉淀水等状态。（3）乳化水当游离水珠被乳化膜包围时，就形成了乳化水，乳化水会相对稳定地存在。 水对液压油物理化学性能的影响及液压系统的危害对于颗粒物污染，现在基本上都比较重视，一般采取了相应的措施进行控制。而

5、对水、空气、微生物等其它污染，目前还没有象对颗粒物污染那样给予足够的重视。在颗粒物污染得到有效控制后，其他污染物对系统的危害会更加凸现出来。水对液压和润滑系统的危害正越来越引起人们的重视。在实践与研究中，人们认识到液压油性能恶化的主要原因之一是水进入液压油中。水分作为油液主要的污染物之一也会引起许多问题。水的进入，特别是大量的游离水，在液压系统内破坏了润滑油膜的形成，油品润滑性能急剧下降，使运动表面产生磨损、粘着和金属疲劳，产生了一些金属磨粒，而这些金属小颗粒，尤其是铜或铁颗粒的存在，又会成为水与油品产生氧化分解反应的催化剂，使反应速度加快。反应将生成酸性腐蚀性产物，不溶性污染物等有害物质，使

6、得零部件受到腐蚀，阀门卡滞或形成油泥等；水会使油液的粘度上升或油膜变薄；另外，液压油里的水会在较高的工作温度下与油产生氧化反应，使油氧化变质，降低了油品的使用寿命；水进入油后增加了油的可被压缩性，导致工作不稳定；在低温工作条件下，油液中的微粒水珠凝结成冰粒，堵塞控制元件的间隙或小孔，引起系统故障；容易使系统内滋生细菌，减低了油品的使用寿命，增加了换油成本；油液中的添加剂被溶解在水里导致损耗，降低了液压油的性能；降低了油品的润滑性，导致设备工作不稳定；加速金属的表面疲劳，对金属部件的保护不够，容易生锈或受到腐蚀，降低了金属部件的使用寿命；堵塞过滤器，降低了过滤效果，直接增加了过滤成本。过滤脱水原

7、理液体在固体表面上的润湿现象可分为沾湿、浸湿和铺展三种，铺展是润湿的条件。也就是说，如水能在固体表面上铺展，它也一定能沾湿和浸湿固体。润湿性能的好坏是以接触角(或称为润湿角)的大小来衡量的。图1所示为油、水和固体三相达到平衡时，在三相的交界处，会形成一定大小的接触角，它是张力水固与水油之间的夹角。图1接触角示意图接触角的大小，由液体和固体的性质所决定。具体说是由作用在三相点上各类界面表面张力系数水固、油固、油水之间的平衡状态决定的。油水力图使水滴的表面收缩到最小，以降低油水之间的表面能；油固力图使水滴展开以盖住固体表面(因为固体表面本身无法收缩，故力图吸附液体来降低表面张力)，以降低油固之间的

8、表面能。水固力图减小水固界面面积，以降低水固界面能。当体系达到平衡时，水滴与固体表面形成一定大小的接触角。越小，润湿性能越好。根据接触角的大小，固体物质分为两类，一类固体是水对其润湿性能良好，而油对其润湿性能不好，这类固体称为亲水性固体或憎油性固体(90)，如玻璃、石英、各类无机盐和金属氧化物等；另一类固体是油对其润湿性能良好，而水对其润湿性能不好，称为亲油性固体或憎水性固体(90)，如固态烃，大烃基弱极性有机固体，无机盐的金属硫化物等。液体物质大体也分为两类，一类为非极性液体(如烃类液体)，几乎能良好润湿绝大多数固体；另一类为极性液体(如水)，则只能良好润湿少数固体(如玻璃、石英、无机盐等)

9、。可以认为，液体与固体的极性越接近，润湿性能越好。油水分散体系属于热力学不稳定体系，可以通过某些工艺措施来破坏维持这种分散体系稳定存在的条件，从而使油中的微小水粒子聚成较大的水滴，再通过沉降实现油水分离。过滤脱水利用纤维介质对油和水的不同亲和作用，顺序通过两种过滤层：凝聚层和斥水层，实现对乳化水的过滤分离。水滴同聚结纤维层的相互作用主要有三种情况：截获(运动的微小水滴直接同纤维接触)、布朗扩散和惯性碰撞。重力、静电电荷和范德华力均会对这三种相互作用施加影响。水滴在这些作用下与纤维接触。水滴同纤维接触时，它们之间滞留有油膜。但聚结纤维层是亲水物质，水滴能从亲水表面将油膜置换，所以水滴从纤维上将油

10、膜置换并使纤维润湿，使水滴粘附于纤维之上。水滴向纤维粘附的效率取决与纤维表面的性质接触角、直径以及水滴的粒度。并且，接触角越小，纤维的直径越小，水滴的粒度越大，水滴就越易向纤维表面粘附。根据自由表面能减小的原则，水滴在润湿纤维以后会以两种方式凝聚：(1)水滴在润湿纤维表面凝聚。水滴不断粘附在纤维表面上，水滴与水滴相遇会互相融合，凝聚成大水滴；(2)水滴在纤维孔隙中的凝聚。由于纤维层密度很大，纤维之间的孔隙很小，水滴与水滴也会在纤维孔隙中相遇互相融合，凝聚成大水滴。两种情况在接触角0180内同时进行。头一种情况占主要地位。当水滴达到一定的粒度时，在油液流动力和水滴本身的重力作用下，水滴会从纤维表

11、面脱附或沿着纤维流动，并形成向下面纤维联结的水道，在穿过多孔层以后，在同纤维的粘附力、油液的流体动力和重力的作用下，水滴会从纤维表面脱附。两相液体随油流流至斥水层。斥水层是由接触角180的斥水材料制成的。油水在斥水层上由于分界面表面张力的作用，在其毛细管内产生水阻效应，油液可顺利地通过斥水层，而水珠则被阻碍。从而实现了油与水的分离。水阻效应，又称贾敏效应：如果液体中存在着比毛细管内径大的不溶性液滴，而液滴对毛细管的润湿不好，则毛细管会对其产生阻力作用。产生水阻效应的原因可应用表面能加以解释。球形水滴要通过毛细管，就必须改变形状，从球形变为非球形，从而增大了水滴同油之间的界面面积，表面能也随之增

12、大。要增大表面能必须增大外加压力做功(即表面功)，这种外加压力即是克服贾敏效应的力。综上所述，过滤脱水的过程如下：(1)聚结。油水乳化液通过凝聚层破乳；微小水滴破乳后在纤维上聚结；水滴自纤维表面脱落。(2)油水两相体和未聚结的乳化液。大水滴在重力作用下沉降；油水液体流到斥水层。(3)分离。液压油通过斥水层，水滴被阻隔，实现油水彻底分离。以上三步循环，使油液得以脱水。液压系统进水后的处理方法1 油箱进水由于水的比重大于油的比重。所以油箱进水后，水会逐渐沉淀于油箱底部。发现进水后，停止机器运转，让油箱里的油静置几个小时，使水有足够的时间沉淀下来。然后，只要打开油箱最底部的泄放阀，把沉淀的水放掉即可

13、。如果油箱温度较低，可以将油温加热，最高不要超过60，这样有助于油水分离。这种方法仅限于没有出现过乳化现象的液压油。2 使用带吸水功能的过滤器对于少量的进水或乳化程度不严重的系统，可以采用有吸水功能的液压油过滤器将油里面的水过滤掉。这种类型的过滤器同时也能过滤油里的杂质。3 真空脱水机如果油箱的油量很大，可以采用真空脱水机来除水。最常见的真空脱水机是利用水在真空条件下蒸发温度降低，蒸发量大的原理使油和水彻底分离。它可以很快除掉液压油里的水分，包括大部分溶解水。此方法适用于处理大多数的进水情况，包括严重乳化的油品。我们就是采用这种方法对液压油进行脱水的。4 更换液压油对于油液污染特别严重的或者缺

14、乏手段进行脱水处理的液压系统，可以将液压油全部更换。把被水污染的油放干净后，加入新油至油泵可以循环的最低油位，开动油泵打循环。并不断进行液压系统的各种动作，以使困在各种阀件和运动部件内的没能放掉的含水分的油流回到油箱。然后再将油箱排放干净，换上新的工作油。这样机器就可以正常使用了结论综上所述，过滤脱水能方便有效地解决液压油的净化脱水问题，并有如下优点：(1)分离效率高，可靠性好；(2)只需液体流动动能，不需其它机械能、电能；(3)过滤器可以很好地固定安装，使用灵活；(4)过滤器内无做机械运动的部件，简便安全；(5)材料便宜，工艺稳定；(6)维修更换方便。参 考 文 献李志博,胡国清;空蚀空化现象与液压系统新进展J;机床与液压;2000年06期李志博;计算机辅助液压阀空蚀空化研究D;厦门大学;2001年高丽华,王晓良;汽轮机控制系统伺服阀故障原因分析与处理措施J;中国电力;2002年02期吴勇,王彩云,夏志新;液压油含水量的红外光谱测量方法研究J;中国矿业大学学报;2000年02期赵连利,罗