滤芯设计制作基础知识

第一篇过滤的基础知识1污染物的简述1.1污染物的定义在液压系统中污染物是指液压介质中存在的一切对系统有危害作用的物质和能量。它包括固体颗粒，水，空气，化学物质，微生物，静电，热能，磁场和辐射等。1.2污染物的来源污染物的来源各不相同，主要是在系统装配，运行，故障修理等过程中产生的。依据其产生的缘由总体来说，可分为系统内部残留,内部生成和外部侵入三种。表1T举例说明白各种污染物的常见来源表1-1污染物的常见来源种类来源举例说明固体颗业上权系统内部残留制造或装配过程中残留于系统内部的切削，焊渣，型砂系统内部生成兀件运动副间摩擦生成的磨屑，内表面腐蚀生成的锈片系统外部侵入从油箱呼吸口或液压缸活塞杆伸出端进入的尘埃水系统内部制造或装配过程中残留于系统内部的水

残留系统内部生成溶解于油液中的水在低温下转化为非溶解水系统外部入侵及油箱液面接触的空气中的水蒸气溶解于油液中；冷却器泄漏时，进入油液中的水空气系统内部残留液压系统初始运行时，未将空气排尽系统内部生成溶解在油液中的空气在低压下释放出来系统外部入侵当系统内压力低于大气压时，吸入的空气；油箱中的油液搅动猛烈，生成气泡被吸入系统化学物质系统内部残留制造或装配过程中残留于系统内部的溶剂系统内部生成油液汽化和分解产生的化学物质系统外部入侵兀件或系统修理时进入的表面活性剂微生物系统内部生成在油液含有非溶解水的条件下，滋生和繁殖的霉菌等静电系统内部生成油液高速流淌时产生静电

热能系统内部生成油液高速流淌时产生热量系统外部入侵环境温度过高磁场系统外部入侵环境中有强磁场辐射系统外部入侵环境中有辐射源1.3污染物的危害污染物对液压系统的危害是特别巨大的。据统计，液压系统75%以上的故障是由于油液的污染造成的。固体颗粒是液压系统中最主要的污染物，液压系统污染故障中的三分之二都是由固体颗粒引起的。表1-2给出了各种污染物的危害。表1-2污染物的危害种类危害举例说明固体颗粒元件的污染磨损磨损兀件运动副表面，降低兀件工作性能元件的污染卡紧电磁阀间隙进入污染物，使阀动作缓慢或失灵元件的污染堵塞元件的功能性小孔被堵塞，使元件功能失效

油液的劣化变质金属颗粒的存在，使油液的酸值快速上升水腐蚀腐蚀金属表面，生成的锈片进一步污染油液加速油液劣化及金属颗粒同在时，使油液氧化速度急剧加快及添加剂产生作用产生沉淀物，胶质等低温结冰低温时，自由水变成冰粒，堵塞元件的间隙或小孔空气气蚀破坏元件表面降低弹性模旦里降低油液体积弹性模量，使系统响应缓慢加速油液劣化加速油液氧化变质化学物质腐蚀及水反应形成酸，腐蚀金属表面洗涤将附着于金属表面的污染物洗涤到油液中微生物油液的劣化变质引起油液变质，降低油液润滑性能静电危害安全静电及油蒸汽作用可引起爆炸或火灾腐蚀引起元件的电流腐蚀热能改变油液性降低油液粘度能油液的劣化变质加速油液氧化加速元件的老化加速密封元件老化磁场吸附颗粒将油液中铁磁性颗粒吸附在间隙内引起磨损和卡紧放射性物质加速油液劣化加速油液的劣化变质1.4污染物特征的描述液压系统中的污染物既有以物质形式存在的，如固体颗粒，水,空气，化学物质和微生物等，又有以能量形式存在的，如静电，热,磁和辐射等。化学物质主要以其种类和含量来进行污染特征的描述；微生物除了能繁殖及游动外，其污染特征及固体颗粒相近；静电污染一般以电荷电压来描述其特征；热一般以温度的高低来描述其特征；磁一般以磁场强度来进行来描述；辐射主要以其种类和能量来进行描述。下面对液压系统的最常见的固体颗粒，水及空气的污染特征做一介绍。4.1固体颗粒描述固体颗粒污染特征的参数主要有颗粒的密度，积累松散度,沉降性，分散性，迁移性，成块性，硬度，裂开性，尺寸,

尺寸分布，浓度，形态等。污染限制常常运用的特征主要有尺寸,尺寸分布和浓度等。表1-3常见微米级颗粒的尺寸微粒尺寸/Rm人类发丝直径60〜100大肠杆菌长度7吸烟吐出颗粒0.01〜0.5（用过滤嘴）人类血球直径10〜12（白血球）花粉颗粒直径3〜7100目方孔编织网边长180（方孔边长）400目编织网网孔37（方孔边长）795银网网孔10（斜纹编织内切圆直径）液压阀阀芯阀套间隙1〜4（滑动协作）柱塞泵缸体及柱塞间隙5〜40医用过滤膜孔径0.22,0.45,0.8和1共四挡液压过滤器精度要求（2000年前）1,3,5, 10, 12, 15,20和25（压力段）AC标准粉末颗粒分布1〜80（ACFTD）（细粉末）注:1um=O.OOlmmo人们可见到实物颗粒尺寸极限为4011m颗粒具有不规则的形态，我们如何去描述它的大小，给出他的尺寸呢？为此，人们给出了关于颗粒尺寸的不同定义，在污染限制领域,常用的定义主要有两种，一是颗粒的最大弦长，即用颗粒的最大弦长来描述颗粒的大小，这种定义在显微镜计数法中得到运用；二是用颗粒等效投影面积的直径作为颗粒的尺寸，这种定义自动颗粒计数法中得到运用。不同尺寸的颗粒对元件的危害是不一样的，人们常用不同尺寸段的颗粒数所占的比例来描述颗粒的尺寸分布，而运用单位体积油液中不同尺寸段的颗粒数或单位体积油液中固体颗粒的重量来描述颗粒的浓度。2水水的污染特征描述主要有水的存在形式及其含量。油液中的水有三种存在形式：溶解水，乳化水及自由水。溶解水是指油液分子间存在的水，其尺寸一般在0.1Rm以下。乳化水是指高度分散在油液中的水，其尺寸一般在10um以下。自由水是指沉降在油液下部的水,其尺寸一般在100um以上。油液中三种形式的水是能够相互转化的。温度降低，压力下降时，油液中的溶解水会析出，成为乳化水或自由水。温度上升，压力上升时，乳化水和自由水会溶解在油液中，形成溶解水。自由水在猛烈搅动时会形成乳化水。乳化水再长时间静置时会变成自由水。油液中的水含量可以用体积百分比(%v)表示。如100Ppm表示1单位体积油样中含有万分之一体积的水。3空气及水类似，空气的污染特征描述主要有空气的存在形式及其含量。油液中的空气也有三种存在形式：溶解态，乳化态及自由态。溶解态空气是指油液分子间存在的空气，其尺寸较小。乳化态空气是指高度分散在油液中的空气泡。自由态空气是指积聚在液压系统内部高点的空气。油液中三种形式的空气也是能够相互转化的。温度上升，压力下降时，油液中的溶解态空气会析出，成为气泡或自由态空气。温度下降，压力上升时，油液中的气泡和自由态空气会溶解在油液中，形成溶解态空气。油液中的空气含量一般以体积百分比（%v）表示。2过滤的基本原理过滤就是利用多孔隙的可透性的介质滤除悬浮在油液中的固体颗粒污染物2.1过滤原理过滤介质对液流中颗粒污染物的滤除作用可归纳为两种主要机制，即直接阻截和吸附作用。直接阻截的特点是油液中的颗粒在流经过滤介质时由于各种力的作用偏离流束，并在表面力（静电力或分子吸附力等）的作用下吸附在通道内壁，对于纤维介质即吸附在纤维表面。图2-1表面型过滤介质过滤原理2过滤介质依据结构和过滤原理，过滤介质可分为表面型和深度型两大类。表面型过滤介质是靠介质表面的孔口阻截液流中的颗粒。属于这一类型的过滤介质有金属网式，线隙式和片式等过滤元件。.表面型过滤介质表面型过滤介质通孔的大小一般是匀称的，凡尺寸大于介质孔口的颗粒均被截留在介质靠上有油液一侧的表面，而小于介质孔口的颗粒则随液流通过介质，因此，全部过滤作用都是由过滤介质的一个表面来实现的。表面型滤材由于过滤机理比较单一，主要是直接阻截，因此其纳污容量较小，但经过反向冲洗，介质表面的颗粒简单清除干净，所以可以反复运用。受工艺限制，一般运用表面型滤材的滤芯，其过滤精度很难达到25um以上。.深度型过滤介质深度型过滤介质为多孔材料，如滤纸和无纺布等。这类介质内有无数曲折迂回的通道，从介质的一面贯穿到另一面，并且每一通道中有很多狭窄的孔口，当油液流经过滤介质时，大颗粒污染物被阻截在介质表面孔口或介质内部通道的缩口处；小颗粒污染物流经通道时，有些被吸附在通道内壁或粘附在纤维表面，而有些则沉积在通道内空穴的液流静止区。因而深度型过滤介质的过滤机理既有直接阻截，又有吸附作用，过滤介质对颗粒的滤除过程发生在介质整个深度范围内。深度型滤材其颗粒被阻截有五种方式，即重力吸附，静电吸附,布朗运动吸附，惯性撞击吸附及网孔直接拦截。深型滤材过滤要比单面滤材（编织网）过滤效果好，这正是因为它有良好的吸附效果。深型孔困难的孔道形态，造成了上述几种吸附效应，这是单面滤材所不能及的事实，所以单面滤材过滤特性不佳，单靠网孔阻截，堵塞寿命也短。深型滤材过滤优点：比孔径尺寸小的颗粒也能被阻截在滤前；比孔径尺寸大的颗粒也能有比率地逃到下游（滤后）。图2-2深度型过滤介质过滤原理深度型滤材纳污容量要大得多，但介质内部的污染物很难清除,一般只能一次性运用。但是其过滤精度可以做的很高，可以比较简单的达到llim。这一点对于表面型滤材来说是不可能的。因此，在对系统油液要求比较高的液压和润滑系统中，均采纳深度型滤材的滤芯作为过滤元件。目前广泛运用的深度型滤材为超细玻璃纤维材料，相比较原来运用的植物纤维滤材，具有纤维丝径细，过滤精度高，稳定性好，不易脱落纤维且耐热和耐酸碱等优点，基本上已经完全取代了植物纤维。下表2-1为表面型及深度型特点的比较。表2—1表面型滤材特点深度型滤材特点1过滤过程由过滤介质的一个表面实现1过滤过程由滤材的整个厚度实现2过滤材料的通孔大小一样，匀称分布2滤材的孔径大小不匀称，孔的分布不匀称3阻力小，通油实力大，纳污量小3阻力大，通油实力小纳污量大4过滤效果差过滤精度很难达至！J25klm4过滤效果好，过滤精度高5能清洗5一次性3污染限制元件的主要性能指标3.1过滤精度过滤器的作用是滤除油液中的颗粒污染物。过滤精度是指过滤器（滤芯）能够有效滤除的最小颗粒污染物的尺寸。它反映了过滤器对某些尺寸颗粒污染物限制的有效性，具有过滤效率及颗粒尺寸两方面的含义，是过滤器的重要性能参数之一。由于人们对过滤精度中的有效性规定还不统一，这就造成了各种各样过滤精度的出现。由下表可见，名义过滤精度的含义较多，不能准确的表示过滤器的过滤性能，而且这种评定法是在污染物浓度很高的条件下进行的，及过滤器实际工作条件相差很大，所以评定的结果并不能准确反应过滤器的实际性能，且重复性较差，所以名义过滤精度的概念并没有得到广泛的应用。表2-2给出了三种比较有影响的过滤精度的表示方法。表2-2过滤精度的表示方法过滤精度含 义名义过滤精度美国军用标准MIL-F5504A把名义过滤精度为10微米的过滤器定义为：在过滤器的上游加入肯定高浓度的空气滤清器细试验粉末，该过滤器能滤除10微米以上颗粒污染物重量的98%o美国流体动力学会对名义过滤精度的定义为：一个由过滤器制造厂给定的微米值。肯定过滤精度能够通过过滤器的最大球形颗粒的直径，以微米表示用过滤比定义的过滤精度滤芯所能有效捕获（8x2A）的最小颗粒尺寸（x）,以微米表示。其中过滤比Bx为过滤器上，下游大于等于某一给定尺寸x的颗粒污染物数量之比。肯定过滤精度也是在肯定条件下测定的。将肯定容积的含有各种尺寸的球形颗粒（一般为玻璃珠或乳胶球）的液体通过被试的过滤器,收集过滤后的液体，然后用微孔滤膜过滤。在显微镜下视察微孔滤膜上被截留的颗粒，其中最大颗粒的直径就是过滤元件的肯定过滤精度。肯定精度基本上能够反映过滤材料的最大孔口尺寸，即过滤器能够滤除和限制的最小颗粒尺寸，对于实施污染限制有实际的意义。但是肯定过滤精度的定义是在自动颗粒计数器尚未普遍运用的时期定义的，其采纳的显微镜确定方法在实际操作过程存在比较大的不确定性，如采样过程和采样器皿都易造成污染，而且显微镜方法对于操作人员的要求较高，主观因素很大。而且实际油液中的固体颗粒物一般都不是球形，形态很不规则，所以长度尺寸大于肯定精度的扁长形颗粒有可能通过介质到达下游，而且肯定过滤精度也反映不出过滤器对不同尺寸颗粒的滤除实力。所以肯定过滤精度也不能很好的反映过滤器对油液中真实污染物的过滤实力。下表2-3是液压元件对过滤精度的要求。表2-3是液压元件对过滤精度的要求液压元件名称过滤精度（um）液压元件名称过滤精度（um）齿轮泵及马达30-50身压液压阀10-15叶片泵及马达20-30高速阀，比例阀10-15柱塞泵及马达15-25伺服阀5-10高压柱塞泵及马达10-15精密伺服阀3-5中低压液压阀15-25近年来，随着颗粒计数器水平的提高，自动颗粒计数器越来越广泛的应用及污染限制系统，目前普遍再用过滤比B值来定义过滤器的过滤精度。只有过滤比能完全，清晰的表达过滤精度的含义。如油液流经某过滤器时，对于5um的颗粒，其上游的颗粒浓度及下游的颗粒浓度之比（即过滤比B）不小于200,我们就称其过滤精度达到5uni,以B2200表示。这样的定义可以比较明确地反应过滤器在实际工况下的过滤实力。过滤比是指过滤器上游油液单位体积中大于某一给定尺寸的颗粒数及下游油液单位体积内大于同一尺寸的颗粒数之比，用B表示，式中：Bx-对于某一颗粒尺寸x（Um）的过滤比;N口-单位体积上游油液中大于尺寸x的颗粒数；NdO.01-单位体积下游油液中大于尺寸x的颗粒数。目前，B值已经被国际上普遍采纳作为评定过滤其过滤精度的性能指标。过滤效率的定义是被过滤器滤除的污染物数量及加入到过滤器上游的污染物数量之比，详细公式如下：式中：E-过滤效率；A-在过滤器上游加入的污染物总量；B-在过滤器下游收集到的污染物总量；污染物的量可以用重量表示，也可以用各种尺寸的颗粒物表示，因而过滤效率可以是对重量而言的，也可以是对颗粒数而言的。但目前最常用的事后一种。过滤比可以很便利的变换为过滤效率的形式，用颗粒数表示的过滤效率可以用以下式表示：表2-4给出了二者之间的一组对应值。由表可见，过滤比B比过滤效率E具有更好的辨别率。当过滤效率从99%提高到99.9%时，过滤比从100升到1000o表2-4过滤比及过滤效率过滤比B1211000过滤效率E050%90%95%98.7%99%99.5%99.9%2.3.2纳污容量在过滤器运用过程中，随着滤芯不断滤除油液中的污染物，过滤器的压差越来越大。当过滤器的压差达到其极限值时（该值由过滤器制造商给定），须要更换滤芯。过滤器在压差达到极限值时，滤芯所捕获的污染物重量，称为滤芯的纳污容量。滤芯的纳污容量主要及其所运用的滤材及其有效过滤面积有关。一般而言，高精度滤材的纳污容量小些，低精度滤材的纳污容量大些。为了缓解滤芯过滤精度及纳污容量之间的冲突，有时采纳渐变孔径滤材或多层复合滤材的结构，滤材进油面的孔隙大，出油面的孔隙小,这样大颗粒被上游的大孔隙滤材截留，小颗粒被下游的小孔隙滤材截留，既保证了过滤精度，有保证了纳污容量。增大滤材有效过滤面积可以大幅度提高过滤器的纳污容量。这是因为，过滤面积的增大不仅增大了截留污染物的面积，而且降低了滤材单位面积上通过的流量。纳污容量C及有效过滤面积A之间的关系可以用下式表示：式中：C1-原纳污容量；C2-增大后的纳污容量；A1-原有效过滤面积；A2-增大后的有效过滤面积；n=l.3〜1.5表2-5性能标准代号评定对象简述过滤精度IS016889滤芯考察滤芯所能有效滤除的最小颗粒的尺、」人小纳污容量IS016889滤芯考察滤芯所能捕获的颗粒污染物总量压差-流量特性IS03968过滤器/滤芯考察新滤芯对不同流量下的压差结构完整性IS02942滤芯考察滤芯后尢裂开，是否损坏相容性IS02943滤芯考察滤芯材料是否及油液相互作用耐压强度IS02941滤芯考察滤芯承受高压差的实力轴向强度IS03723滤芯考察滤芯受轴向载荷的实力疲惫强度IS03724滤芯考察流量脉动对滤芯结构和性能的影响为了评定一个过滤元件的技术性能，国际上通用IS016889等标准,分别对滤芯和滤器的过滤精度，纳污容量，压差-流量特性，结构完整性，相容性，耐压强度轴向强度，疲惫强度等特性提出了评定方法和检验标准，详见表2-5。目前，我国参照上述国际标准，制定了相应的国家标准。除了对一些附录的删减以及编辑性的修改以外，从内容上来讲是基本等同的。标准号之间的对应关系如下：表2-6国家及国际标准对应关系国际ISOISOISOISOISOISOISO标029410294202943037230372403698016869准国家GB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/TGB/T标14041.314041.114041.214041.4174881748618853准3常用的过滤材料用于过滤设备中的过滤材料有多种多样，材质上有金属材料，有机材料，无机材料，结构形式上有颗粒材料，丝网滤布，滤纸无纺布，烧结(粘结)材料，滤膜，线隙式等，过滤元件方面有滤片滤叶，板框，滤芯滤筒，滤带等。滤材的选择是滤设备选型和设计中首要的问题。单丝编织丝网，粉末烧结件，多层丝网烧结板，金属纤维烧结毡是四种比较典型的常用的过滤材料。不论金属还是塑料或玻璃等材质，相同结构的滤材有相同的过滤特性。同时，丝网及滤布，线隙式，冲孔板类似，粉末烧结件及陶瓷件，颗粒层类似，纤维烧结毡及无纺布，熔喷滤芯，纱缠绕滤芯有很多相像之处。表3-1丝网粉末烧结件烧结丝网纤维烧结毡肯定过滤精度(F)23um20.5um23um21um孔径分布窄较宽窄宽过滤层深度滤饼过滤100F滤饼过滤220F纳污实力很小大很小中~很大厚度(0.5~122220F

0)F100F1.0mm强度低中高较低刚度松软硬碎坚硬中等空隙率5~40%35%5~40%30~90%流体阻力低高较高低局部反洗实力很好差好较好反洗匀称性差最好较好很好尺寸ImX10m以上〈中200X1000WlmXW1mlmX1.5m以上价格（元/平米）10urn650025urn3100对于用户的详细要求，如何选择过滤设备及过滤工艺，必需从滤材的选择开始。这时，应用中的很多因数都要综合考虑，诸如，过滤精度，过滤效率，污物性状，设计压力，清洗方式，反洗动力,反洗频率，处理量，成本等。.过滤精度：过滤精度有多种表征方式，含义不完全相同，要明确是指肯定过滤精度还是相对过滤比例的精度，或者是按过滤效率所指的过滤精度。选滤材时还要参考孔径分布，丝网和烧结丝网肯定过滤精度接近于相对过滤精度，而过滤效率差，粉末烧结件，纤维烧结毡的肯定过滤精度比相对过滤精度差的多，过滤效率又较高。纤维烧结毡可调范围大。.污物性状：为了选材，还要依据应用要求原液，净液，污液,污物颗粒度允许值来考虑选材。假如原液污物含量高且颗粒层渗透性好，可考虑滤饼过滤，选丝网滤布，否则需选深度过滤材料。假如净液允许细颗粒存在，可选丝网，丝网烧结件；假如盼望净液越净越好，粉末烧结和纤维烧结可以考虑。粘软颗粒易堵难清洗，最好选用高空隙率的纤维烧结滤材。.设计压力：系统压力高低确定低强度滤材是否可用，首先是丝网强度最低，其次是纤维烧结毡。但这两种材料可以通过增加爱护以及水纹的方式提高整体强度。.清洗方式：不同滤材适应不同的清洗方式，这是不同的设备选用不同的滤材的重要缘由。清洗方式可分为两类：拆卸清洗，在线反冲洗。拆卸清洗有条件用各种物理的，化学的方法去清理滤材，难再生的滤材常有方法再生，但一般很费事。现在越来越多地采纳在线清洗，即在线反冲洗。在线反冲洗几乎都是采纳净液在肯定动力作用下反向流过滤材将污物冲洗下来，也部分采纳洗液或气体冲洗。由于冲洗机结构多种多样，因此有各种类型的过滤设备。这些过滤设备的差别在于供应不同的反洗动力或者瞬间冲洗的面积不同。丝网，多层烧结丝网，以及特制的纤维烧结毡!都是简单反冲洗的滤材。因此可以在较低冲洗动力的状况下清洗。如各种自清洁式过滤设备，列管过滤器，转臂反冲洗过滤机，真空过滤机等。而粉末烧结件，常规纤维无纺滤材都难于反冲洗，须要强有力的反冲洗动力，如高压泵，压缩气体。至于瞬间冲洗面积，是指反冲洗时只对滤材的局部面积或部分滤芯进行清洗，逐步扫描或切换至全部滤材。不同的设备，瞬间冲洗面积可能只有总面积的1%,也可能是1/6,或1/2或全部。对于局部扫描式反冲洗，滤材的清洗性能只看局部反洗实力。而对于大面积的反冲洗方式要考虑滤材的反洗匀称性。丝网尽管有很好的反洗实力，但简单出现局部清洗，过滤实力不能全部复原。而在大型过滤设备中难于反洗的粉末烧结材料却有很好的清洗匀称性。同样是滤饼过滤材料的烧结丝网就比丝网的反洗匀称性好很多。通过特殊制作，可以使烧结丝网，烧结滤毡既有很好的反冲洗实力又有好的反洗匀称性。.反洗频率：反洗频率高低将影响到过滤设备是否能够正常运行,是否必需自动操作，影响到污液量，滤材运用寿命等重要因素。反洗频率是过滤设备的一个重要指标。处理量，过滤面积，污物状况都影响反洗频率。滤材纳污实力，反洗实力，反洗匀称性都直接影响到反洗频率。丝网纳污实力差，反洗匀称性不好，简单造成高的反洗频率。烧结丝网较好，烧结毡更好，而粉末烧结材料虽反洗匀称性好纳污量较大，但反洗实力差，因此早期反洗频率低，但上升快，后期反洗频率高，不如烧结毡。.造价及运用成本：明显，滤材单价高纳污量小流体阻力较大的烧结丝网造价最高，而丝网造价最低。但丝网易损坏反洗频率也高，因此运用成本不低。烧结毡综合性能好，造价不高，运用成本也较低。

1金属丝网过滤介质1.1金属丝网的相识金属丝网耐腐蚀，耐磨损，耐高温，耐用，运用中不会出现收缩，延长等现象。丝网表面光滑，不易堵塞，优点众多,虽然价格较贵，但乃得到广泛应用。编制金属网适用于制作罐式过滤机的滤叶，离心过滤机的过滤网，圆筒过滤机的转鼓，圆盘过滤机的叶片，预涂层过滤机的底衬以及其它易烧损过滤介质的支撑等。另一个重要用途是制作可清洗滤芯，由于能用化学方法清洗，滤芯就能反复运用，汽车，航空，宇航等是这类滤芯的最大用户。常用的滤网孔径l~300um。 图3-1各种类型的金属网滤芯.金属丝网过滤机理金属丝网的过滤过程主要包括以下四个阶段：(1)过滤起始阶段，杂质颗粒随流体经过丝网介质时沉积于干净丝网表面此时主要靠拦截和扩散机理。此时还没有形成连续的颗粒层，压降损失较小。(2)过滤中间阶段，渐渐形成连续的过滤层即滤饼。此时过滤孔径缩小，粉尘的拦截沉积作用大幅提高，过滤效率急剧上升，压差快速上升。（3）过滤稳定阶段，此阶段主要靠滤饼的过滤筛分作用，丝网起着形成滤饼和支撑加强作用，这时的过滤机理主要为筛分。这时的压差变化缓慢，相对中间阶段近似不变。（4）过滤反吹阶段，随着滤饼的不断增厚需进行在先清洗，实现过滤器的循环再生。此时除尘效率略有下降，至此完成一个周期。金属丝网过滤器的性能评估有包括三个方面，即过滤效率，压降和残余压降。过滤效率为过滤器出口及过滤器入口的杂质量之比。压降是由于丝网表面的颗粒沉积产生的，压降达到预先设定的最大值时，过滤器须要清洗再生。残余压降是由于过滤和再生循环之后过滤介质内一些沉积的颗粒无法移除干净而产生的。过滤效率高说明颗粒被拦截的比例大，所得流体的纯度高。但单纯追求过滤效率，会对过滤器的寿命产生负面影响。压降高导致过滤运行成本高。清晰再生效果不志向会导致残余压降上升，当上升至某极限时过滤过程由于压力损失过高以及循环时间过短而变得不经济，此时须要更换过滤介质。这种状况须要尽量避开。图1为典型的压降及残余压降变化曲线。过滤效率的影响因素金属丝网的过滤效率可用下式计算：E=1^^2- （1）Nw其中，Ndown为过滤器出口的杂质颗粒数目；Nup为过滤器入口的杂质颗粒数目。过滤效率主要及过滤介质的结构有关，即杂质粒径及过滤介质孔径之比。同时还包括过滤介质的孔隙率。粒径及孔径之比越大，杂质被拦截的几率也越大，过滤器出口的杂质数量越低，过滤效率越高。很重要的一点是，单独考虑粒径或孔径并不能表征过滤效率。此外，孔隙率增加时，杂质透过丝网的几率也增加，过滤效率相应较高。此外，过滤效率随着过滤循环次数的增加而上升这是因为，过滤器在清洗再生过程结束之后，其表面仍残留有部分未被清洗干净的颗粒，这些颗粒在之后的过滤过程中，起到新的过滤介质的作用。压降的影响因素整个过滤介质的压降由3部分组成：流体在纯流体区的压降,在丝网介质中的压降以及在滤饼中的压降。流体区的压降变化很小，相对及其他两项压降损失相比所占比例小。丝网介质中的压降符合达西定律：△p_5uu_ (2)其中，4P为多孔介质内的总压降，8为多孔介质的厚度，u为多孔介质内的平均速度，u为流体粘度，k为过滤介质渗透率。随着滤饼的不断形成，除了滤饼厚度增长外，孔隙率不断减小，共同的作用结果使压降快速上升。压降的影响因素详细分析如下：(1)过滤速度随着过滤流速的增加，压降增加的速度也渐渐加快。这是由于提高流速在过滤初始滤饼形成阶段，会有更多的颗粒堵塞滤芯的孔隙，直到滤饼形成时压降已经很高了。所以提高过滤速度要以压降的急剧上升为代价。常温下，滤速对烧结金属丝网过滤效率的影响不大，随着滤速的增加，烧结金属丝网过滤效率略有提高。因此，适合于在高滤速下工作，滤速的增加不会带来过滤效率的降低。(2)流体浓度在同一流速下，流体浓度越大，压差上升得越快。因为浓度的提高，在相同的过滤速度下，颗粒堵塞孔隙的几率越大，造成过滤压差增加变快。(3)流体温度对于金属过滤器，压降及过滤流体的温度有关。温度高时，由于热胀冷缩，导致孔径增大，压降降低。(4)颗粒粒径对于粒径越小的颗粒，压降增长得越快。因为固体颗粒粒径越小,越简单进入过滤介质内部，堵塞滤芯内的孔隙，过滤通道减小，导致过滤压降上升。相反，粒径较大的颗粒，越简单在滤芯表面形成架桥,而阻挡小颗粒进入介质内部形成肯定的堵塞。压差增加得比较缓慢，有利于过滤过程的进行。(5)滤饼的可压缩性对于不可压缩滤饼，压降在过滤初始阶段增加的比较快，之后随着滤饼厚度的增加而线性增加。这是因为金属丝网在过滤初始的滤饼形成阶段，由于颗粒直接堵塞滤芯内部的孔隙，而导致压差增长很快。在滤饼形成后，压差的增长主要是由于滤饼的不断增厚而导致的，所以增长速度变缓。对于可压缩滤饼，压降则呈指数增加，并很快达到最大允许压降,而且循环周期特别短，过滤器寿命也短。1.3残余压降的影响因素残余压降是由于过滤器再生之后，残留在过滤介质内部深处无法彻底清除的杂质颗粒引起的。滤饼的可压缩性是残余压降的主要影响因素，此外还包括最大允许压降，过滤速度等。(1)滤饼的可压缩性可压缩滤饼的过滤行为比不可压缩滤饼要困难得多。对于不可压缩滤饼，残余压降一般保持在一个较低值，且在循环过程中基本恒定。而对于可压缩滤饼，由于粒子间的作用力相对较小，几个过滤再生循环之后，残余压降上升特别快。利用图2分析了残余压降的变化机理。其中，过滤介质被分为两层，layerI和layerIIolayerI代表过滤介质的上部区域，该区域内的杂质颗粒能被完全清除。layerII代表过滤介质的下部区域，该区域内的杂质颗粒不能被清除，即layerII层内的颗粒将增加过滤器的残余压降。过滤初始阶段，layerI内为空，粒子可渗透layer而进入layerII,并被拦截在layerII的上半部分，如图2所示的灰色区域。若滤饼层足以承受压力，即滤饼为不可压缩性的，粒子将在layerI层内被捕获，并被清除干净。若滤饼为可压缩性的，则越来越多的粒子将进入更深的区域layerII,此时残余压降将增加得特别快。进一步分析指出，滤饼的压缩性取决于压缩应力aPK及可承受应力f之比，并可通过其比值预料残余压降的变化。(2)最大允许压降△Pmax过滤过程结束之后，过滤器须要再生时的压降即为最大允许压降△Pmaxo最大允许压降较高时，过滤时间相对较长，形成的滤饼更厚,过滤介质内部产生的压缩应力更大。这意味着，增加△Pmax将导致过滤介质内部颗粒的压缩，即导致更高的残余压降。(3)反吹压力反吹压力是指利用储气罐的高压气体反吹时的压力。对5种不同反吹压力进行了对比试验，发觉反吹压力越高，残余压降上升得越缓慢。但若反吹压力过高，会造成二次卷吸。另一方面，若反吹压力刚刚达到再生要求，随着循环次数的增加，从某一时刻起，丝网表面某些区域积累的粉尘会快速增厚，导致丝网内外压差增大而使反吹压力达不到此时的再生要求。因此，应选择一个恰当的反吹压力，既能保证过滤器的长周期稳定运行，又能节约反吹气体耗量。(4)过滤速度过滤速度对残余压降的影响包括两个方面。首先，过滤速度增加时，滤饼层压降也增加，总压降更高，即压缩应力也更高。残余压降将上升。其次，过滤速度的增加将提高过滤效率，这意味着更多的过滤介质的上部将有更多的杂质颗粒被拦截，而渗透至过滤介质深处的杂质颗粒将减少。残余压降将降低。事实上，这两个方面密不可分。通过分析金属丝网的过滤行为探讨得出影响过滤性能的主要因素有：颗粒粒径及丝网孔径之比，过滤再生循环次数，过滤速度,流体浓度及温度，滤饼的可压缩性，最大允许压降，反吹压力等。因此，过滤过程中，须综合考虑以上因素，不能单独追求过高的过滤效率而忽视压降和残余压降的变化，否则会导致运行成本过高而且缩短过滤器的寿命。2.金属网的分类金属网常用材料：SUS316L,316,304L,304,302等不锈钢丝，纯银丝2080,2520,黄铜丝，紫铜丝，磷铜丝。表3-2国内外常用材料代号比照中国日本美国英国德国法国!Grl8Ni9SUS302302302S25X12GrNil88Z10CN18.

090Grl8Ni9SUS304304304S15X5GrNil89Z6CN18.0900Grl9Ni9SUS304L304L304S12X2GrNil89Z2CN18.090Grl8Ni9NSUS304N1304N,S30451Z5CN18.09A20Gr25Ni20SUS310S310S0Grl7Nil2Mo2SUS316316316S16X5GrNiMo,1812Z6CND17.1200Grl7Nil4Mo2SUS316L316L316S12X2GrNiMo,1812Z2CND17.12lGrl8Ni9TiXIOGrNiTi,1890Grl9Nil0TiSUS321321321S12,321S20X5GrNiTi,189Z6CNT18.10表3-3常用材料标准化学成分（％）SCSiMnPsNiGrMoCuOther00.08-0.12W1.02.0w0.045w0.038.0-10.017.0-19.0———14<0.08wWWw8.0-10.518.0-20.0———

1.02.00.0450.03304L<0.03W1.0(2.00.045W0.039.0-13.018.0-20.0——304J3<0.081.0(2.0(0.045(0.038.0-10.517.0-19.0—1.0-3.0309SW0.08W1.0W2.0W0.045W0.0312.0-15.022.0-24.0——310SW0.08W1.5W2.0W0.045W0.0319.0-22.024.0-26.0——316<0.081.0W2.0W0.0450.0310.0-14.016.0-18.02.0-3.0—316LW0.03W1.0W2.0W0.045W0.0312.0-15.016.0-18.02.0-3.0—321W0.08W1.02.0W0.0450.039.0-13.017.0-19.0——Ti5X金属编织网结构可分为：平纹编织，斜纹编织；按编织形态分为:方形网，特种网（席型网）。2方形编织网方形网有平纹编织方孔网和斜纹编织方孔网（图3-2）。（b）斜纹编织网（（b）斜纹编织网图3-2方形编织网结构.平纹方孔网：最常用和最简单的丝网编制方法，每根径丝（及

网长平行的丝）分别及横贯网面的丝上下交织，并形成90°角，具有广泛的用途。表3-4为方孔平纹编织网的尺寸规格目数/英寸丝径mm孔径mm目数/英寸丝经mm孔径nun21.8010.90600.150.27331.606.866700.140.22341.205.15800.120.19850.914.17900.110.17260.803.4331000.100.15480.602.5751200.080.132100.551.9901400.070.Ill120.501.6161500.0650.104140.451.3621600.0650.094160.401.1881800.0530.088180.351.0602000.0530.074200.300.9702500.040.061260.280.6963000.0350.049300.250.5963250.030.048400.210.4253500.030.042500.190.3184000.0250.03852.斜纹方孔网：每根纬丝及相邻的每两根径丝上下交织，连接的径线呈对角线形态，开行分布在网面上，相对于平织这种织法可以将相对较重的金属丝应用于特殊目数的丝网上，这种网具有广泛的用途，能够承受更大的载荷，具有更好的过滤性。表3-5为方孔斜纹编织网的尺寸规格目数/英寸丝径(mm)目数/英寸丝径(mm)目数/英寸丝径(mm)200.35700.151500.07260.33800.141600.07300.30900.131800.06400.281000.132000.06500.251200.09600.211400.09方形编织网其过滤精度是按其理论推算值而标称。其精度值按方孔边长标称。400目方孔网，边长即0.0385(金属丝直径0.025),故标称精度为38um。3.1.3密纹网(席型网)密纹网按编织形式可分为：平纹编织，斜纹编织，竹花编织,反差编织。常用的主要是平纹编织和斜纹编织，它们的编制方法如图3-3所示。密纹网的孔径尺寸：300um-3Rm,基本上满意液体的工业过滤运用要求。密纹网的过滤精度高，孔径织造偏差远小于方孔筛网偏差。密纹网的抗拉力很大，能承受很大的压力，可用于阻值较大的滤器件上。密纹网(席型网)以测面呈三角形内接圆尺寸标称。例如:795银网标称是10umo(b)密纹网/斜织(a)(b)密纹网/斜织图3-3席型网编织形式1.平织密纹网：径丝间的孔径大，纬丝相对细一些，之间的孔径也小，这种织法具有更大的强度和更小的网孔，主要用作滤布，网孔的形态和位置有助于保留很小的微粒，增进滤饼的形成。表3-5为规格参数表。表3-6为席型网的尺寸规格型号金属丝直径经X纬孔径参考值有效截面率单位面积纲重相当英制目数经X纬MPW0.71X0.6331514.25.427.24X44320.63X0.4530020.44.048.49X62400.50X0.33525021.53.1610.2X79450.45X0.31522421.22.8411.8X89480.45X0.31521220.62.8612.2X89550.40X0.2818020.12.5614.1X100600.40X0.2816017.62.6416.1X100680.335X0.22416023.02.1417.2X125

700.335X0.2514016.72.3718.7X112760.315X0.2014022.31.9019.3X140900.315X0.22411215.72.1321.8X1251000.28X0.2010014.61.9225.6X1401200.25X0.188013.62.6430.0X1551400.224X0.167112.71.5835.1X1751600.20X0.146012.51.4040.6X2001800.16X0.1125615.01.0945.4X2492000.14X0.105014.60.9651.3X2792400.14X0.104512.80.9957.5X2792600.125X0.093610.80.9067.7X310280I0.112X0.083612.70.7970.2X349280II0.112X0.0714016.20.7270.2X393MXW300I0.112X3010.21.3978.4X6980.08300II0.112X0.0713213.41.2678.4X787(320)0.10X0.0713012.21.2281.2X787360I0.10X0.071259.61.2490.7X787360II0.10X0.0632812.71.1290.7X887400I0.10X0.063229.61.15102X887400II0.10X0.071207.01.26102X7875000.071X0.050179.50.88130X11186000.063X0.0401611.30.72150X1397(630)0.063X0.0361512.40.67160X1552650I0.063X0.040128.60.73166X1397650II0.063X1411.20.68166X1552

0.036(685)I0.063X0.040117.40.74174X1397(685)110.063X0.0321312.90.63174X17467950.050X0.032109.20.58203X17468500.045X0.030109.90.53212X18621000I0.040X0.02888.00.50247X19961000II0.040X0.025910.60.45247X223511250.036X0.02577.20.45285X2235(1180)0.036X0.02566.10.45299X223512500.036X0.02555.00.46314X223512800.036X0.02534.20.46325X23002.斜织密纹：结合了平织密纹的特点，纬丝及相邻的每两根经丝上下交织，在一个方向上形成细孔，另一个方向上形成粗孔，采纳这种织法的网比平织密纹网能够承受更大的载荷，常用于过滤较重材料。4金属网织造工序中常用的工艺及计算.目的定义1目=1孔+1丝度量单位:每英寸4/（孔+丝）=目数目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。一般来说，目数X孔径（微米数）=15000。比如，400目的筛网的孔径为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。由于存在开孔率的问题，也就是因为编织网时用的丝的粗细的不同，不同的国家的标准也不一样，目前存在美国标准，英国标准和日本标准三种，其中英国和美国的相近，日本的差别较大。我国运用的是美国标准，也就是可用上面给出的公式计算。美国泰勒标准筛的筛目尺寸比照表。表3-7过滤精度换算表目数微米目数微米目数微米目数微米2815025058367252705344750300485411532545

63350403872809500258236045325160968001812140100013141861340101618020006.5007550002.620830801.62471100001.3.网孔算术平均值的计算例：规格为0.15/0.1的方孔网，网孔的平均偏差±9%求5mm长度的网孔算术平均值？ （带刻度的放大镜）当网孔趋于上偏差时平均值：当网孔趋于下偏差时平均值：.开孔率的计算式中：A一开孔率W—网孔基本尺寸d一丝径.密纹网的过滤精度式中：I一径向1目长D—径丝直径d一纬丝直径3.1.5金属丝编织网的检验金属网在成卷交付时不允许存在重大缺陷，允许存在少量重要缺

陷，允许肯定数量的一般缺陷。1.重大缺陷：指金属丝编织网中不允许存在的缺陷，否则筛网可判定为不合格。大面枳跑纬，网囿不平a,经纬交织不坚固f,b,打卷严峻g,径丝纬丝直径严峻超差c,网斜严峻h,破洞，半截纬，较大叉口d,径向间特大网孔超差i,大面积的严峻色差不匀称e,大面积密度超差j,机械损伤严峻2.重要缺陷a,叉口，破洞f,轻度打卷b,半截纬（长度不大于"50111111）g,轻度网斜c,网面部分不平h,较大跳线（长度大于10mm)d,稀密道i,较大松线，双线（长度大于30mm)e,局部折痕，折破j,荷叶边，波浪边3.一般缺陷a,单根断丝f,错绞b,窝纬g,网面轻度不平c,回鼻h,稍微打卷

d,小松线d,小松线i,点状油污，小杂物织入e,小跳线2冲孔板过滤介质将金属材料的薄板加工成有孔的孔板的方法很多，除编制法外，可制成过滤用的介质的方法主要还有：冲孔法，拉伸法，光刻法,激光法等。.冲孔法可制得的滤网的孔径较大，例如用厚1mm中碳钢冲成的圆孔板的最小孔径为1.1mm,开孔率仅27%0.拉伸法是将金属板反复拉制而成，先将切割成块的金属或非金属板切割出很多条缝，然后再拉伸成钻石形态的孔。.光刻法和电镀法都是制作高精度过滤筛网的方法光刻法的板厚是15-1500um,可以用各种金属材料和它们的合金，电镀法常用的材料是锲和铜。两种方法都是先做出带孔的光掩膜板。.激光切割此方法是用激光束照耀金属材料例如不锈钢（用SSL表示激光照耀出的滤网），板厚一般200um,可形成随意形态的孔，孔径40〜200nm,滤网宽0.9m,长可达2m。它们的应用场合主要应用于制糖离心机，但其抗磨损性优于以上两种。3.3烧结金属粉末3.3烧结金属粉末过滤介质烧结金属粉末过滤介质是利用肯定粒度和肯定形态的金属粉末烧结而成的多孔材料。粉末的粒度范围为0.5〜lOOum。随着技术的进步，目前可以加工出各种形态的烧结金属粉末过滤介质，如图3-4所示。烧结金属粉末过滤介质的加工方法可以分为两种，一是先将金属粉末压制成肯定形态的元件，然后进行烧结；二是直接烧结，以前运用传统铸模方法加工的柱式或管式烧结金属元件目前可以利用均质铸模法或离心铸模法来实现。当然利用平板烧结金属粉末材料通过切，卷，焊等工艺也可以加工制成管式或柱式过滤元件。烧结金属粉末过滤介质一般具有均质结构，孔隙大小不随过滤介质的厚度而发生变化。这类滤材一般用于深层过滤，其过滤机理属于RcjLWZ-U人03A-4-j.jAHE典型的深层过滤机理，由粉末的间隙进行过滤。粉末的材质以不锈钢SMS304和SMS316及青铜90Cu-10Sn为主，有时也用蒙乃尔合金。粉末尺寸为0.5〜10Um。烧结后的介质孔隙为0.5〜200pm。制成的过滤元件有矩形板状和有这样的板制成的管状，盘状元件，也可制成无缝管。其容污实力高且易于清洗（一般是利用超声波或化学溶剂在线或非在线清洗），运用寿命长。其不锈钢及特种金属粉末选用的材料有：不锈钢（316L,304L,310,347,及430）,蒙乃尔400,保200,哈斯特合金，铭银铁合金,铝200,钛，银，金及伯等。制成的微孔金属材质应用于工业滤器，其孔隙有8种，即0.2um,0.5Pm,2.5Rm,10um,20Rm,40um,100um及纳米级的，用于电子工业超大规模集成电路的超净化气体（孔隙为0.003um）。由于选用上述材质，因此具有耐高温性能，在氧化性环境中可耐788c高温，在还原或中性环境中可耐927c高温。对于酸性，碱性或氟化合物，皆可选用材质合适的微孔金属制成的滤器。这类介质的主要用途为熔融聚合物的过滤，回收催化剂过滤及高温液体的过滤等。其应用特点为：必需配备相应的高效脉冲部件,以保证周期性过滤及反冲洗运作，使过滤压差和反冲洗滤饼后压差稳定，以达到表层及深层过滤的顺当实现。粉末烧结多孔材料及虑布，陶瓷，塑料，纸等多孔材料相比，有其突出的特点：渗透稳定，过滤精度高，塑性好，强度高，能较好的承受热应力和冲击；能在较高温度下和腐蚀介质中工作，可焊接,粘结及机械加工；脏化后易再生，运用寿命长。表3-8在氧化环境中运用温度材质最高运用温度（青铜300不锈钢，银550蒙乃尔合金500高温合金(INC0NEL600)800钛250表3-9耐腐蚀性能材料允许运用环境青铜有机溶剂，燃料，空气，及中性的水和油不锈钢硝酸，硫酸，醋酸，草酸，磷酸，5%盐酸，熔融钠，液氢，液氮，硫化氢，乙快，水蒸气，氢气，煤气，二氧化碳气体像熔融钠，氟化氢气体，氢氧化钠，氢氟酸，氟化物蒙乃尔合金氯化物，氟化物气体及液体高温合金适用于大多数有机酸及有机化合物钛硝酸，氟酸盐，乳酸，湿氯，海水，大气等3.4不锈钢金属纤维烧结毡过滤介质金属纤维烧结毡，是采纳极其精细的金属纤维（直径不超过2um）经无纺铺制，叠配经高温烧结而成。不锈钢烧结毡由不同孔径层形成孔梯度，可限制得到极高的过滤精度和更大的纳污量。具有三维网状，多孔结构，孔隙率高（几乎是烧结金属粉末过滤介质的两倍），表面积大，孔径大小分布匀称等特点，能连续保持过滤网布的过滤作用。由于以上结构和特性使得不锈钢烧结毡能够有效的弥补金属网易堵，易损的弱点，能够弥补粉末过滤产品易碎，流量小的不足，具有一般滤纸，滤布不能相媲美的耐温，耐压的特点，因而不锈钢金属烧结毡是志向的耐高温，耐腐蚀，高精度的过滤材料，如下图所Zj,xo.金属纤维烧结毡的制造工艺：把很多金属线合成束后，同时拉伸至可用的纤维直径（微米量），然后采纳同重量和标准直径的成束纤维，切断，用合适的方法制成膨松毡，然后把几种不同丝径的膨松毡依次排合在一起，形成肯定厚度的积累纤维，使纤维之间相互交叉形成孔隙，压实烧结，碾压成形。金属纤维毡的生产方法按纤网的制造过程来划分（以非织造布技术为主）有以下几种：a.干法①梳理法：在干法成网生产中，梳理是关键工序。它把经过打算工序的纤维原料加工成基本上由单纤维组成的薄网，供铺叠成网，或直接进行纤网加固，或经气流成网，以制造三维杂乱排列的纤网。②气流法：用气流成网方式制得的纤网，纤维呈三维分布，纵横向强力差异小，基本显示各向同性的特点。纤维经开松，除杂，混合后，喂入高速回转的锡林，进一步梳成单纤维。在离心力和气流的作用下，纤维从锯齿上脱落，由气流匀称输送，凝合在成网帘（或尘笼）上，形成纤网。③针刺加固法：用截面为三角形（或其他形态）和棱边上带有钩刺的针对纤网进行反复穿刺。喂入针刺机的纤网特别蓬松，纤维之间不发生“交织”作用，彼此之间的抱合力很差，纤网几乎没有强力，当成千上万枚刺针刺人纤网时，刺针上的钩刺就带住纤网表面的一些纤维随针穿过纤网而产生位移，同时由于摩擦作用而使纤网受到压缩。当刺入肯定深度后，刺针回升，此时由于钩刺顺向的原因，钩刺带入的纤维脱离钩刺而近乎垂直状态留在纤网内，如同很多纤维束“销钉”钉入了纤网，使纤维及纤维之间相互紧紧缠结而产生较大抱合力，并使纤网的密度大为提高，形成一块既牢固又具有肯定强力的非织造布。b.湿法湿法成网非织造布的工艺过程基本上及干法一样，即，纤维打算 湿法成网——烧结处理。.金属纤维烧结毡的结构特点：由特别细的不锈纲纤维丝以三维迷宫方式铺在一起压实，具有很多交接点，从而具有高的阻挡实力，该材料最少用两层不同直径纤维构成，因此可以获得两级以上的过滤。.金属纤维烧结毡的过滤机能：由特别细的不锈钢纤维以三维迷宫方式的膨松毡铺在一起，压实烧结，碾压而成。同时由于烧结过程采纳的金属纤维丝有很高的L/D（长度/直径）比，因此可以使纤维的无数个接触点焊在一起（为增加材料的强度，可以把护网烧结在产品上），所以，该材料无介质迁移,（即使在特别高的温度和压力下）强度还特殊好。为增加运用效果及寿命，也可采纳把几种不同直径的金属纤维松毡合在一起压实烧结的方法，形成立体多层次深度型过滤材料。采纳微米级金属纤维烧结毡的过滤元件，又分为用长纤维烧结成的元件和用短纤维烧结成的元件两类。长纤维元件是将微米及金属纤维作分散，分层，并对各接触点坚固烧结而成的深层过滤介质，纤维长度为30〜100mm。用梳棉机将这些纤维变成棉状层，并将纤维直径不同的两片棉状层重叠在一起，再放在真空中进行高温加压烧结，就得到了薄板状的多孔纤维烧结体。纤维层厚为0.3〜0.65mm。对这样的烧结体进行各种加工后，便能制成各种形态的过滤元件，如管型,筒形，圆板型，方形等。该介质有两层多孔纤维，即粗滤纤维层和精滤纤维层。这两层纤维滤层的两侧分别由支撑金属网和爱护金属网夹持着，以提高其耐压性。此外，短纤维烧结过滤元件的过滤精度更IMJo金属纤维烧结毡过滤介质具有较高的容污实力。随着压差的增大,在其它四种过滤介质中，烧结金属毡过滤介质的纳污容量最大。主要技术参数如下表3-5产品规格11m(c)P过滤精度气泡点压力(Pa)透气度L/(min.dm)孔隙度(%)纳污容量(mg/cm)厚度(mm)断裂强度(MPa)基本值偏差基本值偏差基本值偏差基本值偏差基本值偏差基本值偏差ZBZ556800土10%47±20%75±10%5.0土20%0.30士10%32土10%ZBZ77520063766.50.3036ZBZ157.80.3732

ZBZ798.60.4023ZBZ2015.50.4823ZBZ2525.00.6220ZBZ3026.00.6323ZBZ429.00.6826ZBZ6536.00.6228注:1,过滤精度和纳污容量的测定按GB/T18853-2002规定进行。2,气泡点压力的测定按GB/T5249中规定进行。3,透气度的测定按GB/T5453中规定进行，压差为200Pa,介质为空气。4,断裂强度的测定按GB/T228中规定进行。该材料具有特别高的孔隙率（最高可达90%）和特别好的透气性,用该材料做成的过滤器具有很小的流量阻力。由于该材料具有独特的立体深度过滤结构，对污染物的纳容量相当高，可以大大提高和延长过滤器的运用寿命。由于该材料的基础原料为不锈钢纤维丝，因此在高温下也具有特别好的机械强度和韧性，可以在摄氏550度的高温柔高腐蚀环境下工作。该材料最大的一个特点是，对不易过滤的聚脂凝合物及易变形的胶质物，具有极好的过滤作用，在化工，化纤等行业已广泛运用。3.金属纤维烧结毡运用寿命及及其他过滤材料的比较金属纤维烧结毡孔径分布范围明显，四种金属过滤介质的孔径分布范围进行比较，烧结金属纤维的平均孔径最小，因而截留的固体颗粒的粒度也最小，详细见表3-4。表3-4四种过滤介质最大孔径和最小截留粒径标号过滤介质类型最大孔径/um最小截留粒径/um1烧结金属毡30.9132烧结金属粉末30.8203金属网28.4234烧结金属网22.817注：1.最大孔径是依据初始泡点压力计算的。2.最小截留粒径用玻璃球测定。金属纤维烧结毡及表面型滤材相比，金属纤维烧结毡即使在高压下也可阻挡胶质物。其缘由是细的金属纤维具有很多接触点，从而具有阻挡胶质物的实力。该滤材最少用两层不同直径的纤维毡构成，因此可获得渐进型梯式过滤，这就使得该过滤材料具有高纳污实力，从而提高过滤效能。

表8,金属纤维烧结毡及金属丝编织网的比较滤材纳污里透气度过滤效率孔隙率金属纤维烧结毡3—4倍2—3倍3—15倍2—3倍金属丝编织网1111表9,金属纤维烧结毡及粉末烧结滤材的比较滤材纳污量透气度过滤效孔隙率金属纤维烧结毡1.5—5倍20—30倍2—5倍2—3倍粉末烧结滤材11114.金属纤维烧结毡的运用范围4.1用金属纤维烧结毡做成的过滤器滤芯结构有以下形式:结构形式运用特点折叠圆柱型过滤面积大，渗透实力高，安装运用便利。瘦长管型清洗便利，流阻小，缺点是纳污量小。同心圆型可做成无骨架滤芯（或通用骨架）只更换滤筒，节约制造成本，但装卸清洗不便。平面圆盘型由多组元件组合而成，可进一步扩大过滤面积，适合于过滤系统中聚合物滞留时间短的要求，缺点是阻力大，安装维护不便。4.2用于微米级纤维工业，胶片工业及高精度薄膜生产中的聚脂熔体过滤，空气过滤等。包括中心过滤系统，连续聚脂过滤系统，喷丝板，干净环境净化等。3液压系统的过滤。金属纤维烧结毡可以做成低，中，高压过滤器，可用于航空，航天，船舶，冶金，机床，医药，化工等行业。我国军，民用飞机液压系统中高压高精过滤器已多采纳此种过滤材料。催化剂回收。由于金属纤维烧结毡做成的过滤器压差低，体积小，寿命长，已在石化工业加工领域广泛应用到对废酸洗液中有价值的催化剂回收。气体净化。自然气管道或其他气态材料生产过程中须要净化过滤，所运用的过滤器要求阻力小，流量大，金属纤维烧结毡作为过滤介质，正可以满意该要求。膜支撑。金属纤维烧结毡因其具有特别志向的孔结构和光滑的表面，压降低，强度高，无论有机膜还是无机膜都可用它来进行支撑。医用X—光胶片的生产。金属纤维烧结毡因其具有特别好的相容性，且无纤维脱落，而医用X—光胶片的基片必须要由高质量的感光乳液制成，才能保证高敏感度，由此避开胶片上的缺陷。电子工业。在电子及其有关行业生产中，必需运用过滤得特别干净的液体及聚脂，才能保证其产品的牢靠性。半导体行业精密气体的过滤。在半导体行业加工高密度处理器和记忆芯片产品过程中，所运用的气体及净化间空气都可运用金属纤维毡做成的过滤器净化。②电池电极材料领域目前Ni-H电池中主要是采纳发泡银作为阳极支撑材料，但是由于发泡银是采纳电化学方法制备的，因此用发泡银制备的Ni—H电池存在着充放电次数少（小于500次），能量低，电压不稳等特点，而用银纤维制成的金属纤维毡具有高强度，冶金结合强，比表面积大等优点，用其制备的电池具有高的充放电次数（大于1000次），电压稳定性好，电容量大，抗电流冲击性好等特点，特殊适用于大电流工作环境。用铅纤维毡代替铅板在蓄电池上运用也取得了胜利。用铅纤维毡制成的板栅组装的GQFM-50样品电池，经检测25℃启动实力以200A放电150S,电池电压达1.84V,储备容量达118nlin,大大高于GB5008-91国家标准新规定的指标，这种材料应用于铅酸蓄电池，在车辆动力电池领域内有广袤的应用前景。③吸音材料领域由于金属纤维毡具有耐高温性，同时它的多孔性和空隙曲折相连性改变声音传播的路径，传播中降低了声音的能量，所以薄形金属纤维毡可用作隔音材料，运用再高温环境和高分贝条件下，达到降噪目的。目前已应用于降低飞机发动机和涡轮机的噪音。目前金属纤维毡的发展方向向高精度和特殊合金纤维毡发展。最典型的产品就是FeCrAl合金纤维烧结毡，产品主要用于汽车尾气CO,NO的燃烧净化和高温热气体净化。微孔银纤维毡，主要用于生产高效,高能电池，电池用于我国的军用船舶，国外民用主要用于电动汽车。其他如食品，药剂工业，发电，矿业等行业运用的过滤器也可广泛运用该过滤材质。5.金属纤维烧结毡的还原再生金属纤维烧结毡过滤介质是一种高精度长寿命深度型过滤介质，其生产成本相对其他过滤材料而言较高。为节约降耗，同时也为了有利于环境爱护，针对金属纤维烧结毡有利还原再生的条件，可以进行再生处理。在还原再生过程中要全面考虑滤芯工作状态，过滤系统污染物类型及清洗程序。通用的清洗原理和方法：化学清洗常用最广泛和有效的清洗溶剂为酸碱清洗液。化学清洗法是针对收集聚脂凝合物过滤器常用的效果最好的清洗方法。2超声波清洗法超声波能是一种连续加压和膨胀的波能，这种能量施加于液体，产生气穴，连续裂开，造成超声波有效清洗作用。3热处理清洗真空热解，加热烘箱，液化床，热盐浴这几种是在用化学清洗方法不能奏效时应考虑的处理方法。清洗后的滤芯应做冒泡（对折叠结构的滤芯要特殊留意）完整性检查，及测定滤芯的压力降。金属毡过滤元件有以下优点：过滤精度高，压力损失小。这是由微米级细纤维构成了高孔隙率的深层滤层所致；对0.1〜100Rm的颗粒能实现95%的截留率，而粉末烧结元件只能截留3〜4011nl的颗粒，烧结金属网仅能截留2011nl以上的颗粒。6.2异物截留容量大（过滤寿命长）。这是由具有70%〜90%孔隙率的三维结构进行深层过滤所致。大异物先由粗滤层截留，小异物由精滤层截留。6.3强度（耐压性）高。纤维滤层的两面夹有支撑金属网和爱护金属网，并一同烧结。6.4能在高温下过滤高黏度［数千至数万泊（1泊=10-IPa・s）］聚合物。6.5洗涤再生性好。由于耐腐蚀，所以可用酸，碱及各种有机溶剂洗涤。此外还可用超声波洗涤。金属纤维烧结毡过滤介质具有优异的过滤性能，是志向的耐高温,耐腐蚀，高精度的过滤材料。广泛应用于高分子聚合物过滤，石油化工，高温气体除尘，炼油过程的过滤，粘胶过滤，超滤器的预过滤，真空泵爱护过滤器，滤膜支撑体，催化剂载体，汽车安全气囊，飞机舰船等燃油过滤，液压系统过滤。7.金属纤维烧结毡产品质量分析及运用前景

金属纤维烧结毡运用发展于八十年代中期，目前只有少数几个国外几家大公司在生产。我公司经过不懈的努力及探讨最终驾驭了这门技术，研制出同类产品，填补了国内空白，并且已通过质检部门的检测,产品质量同国外同类产品质量相比相差无几。金属纤维烧结毡运用前景是广泛的。它可替代某些过滤材料所没有或不完善的过滤机能，其超长的运用寿命及能解决关键问题的过滤特性，显示了它同其他过滤材料相比后来居上的地位。通过市场调查,近几年我国各行业运用这种过滤材料正在兴起，特殊是高效科技的推广及普及，此种过滤材料将更加受到污染限制领域的高度重视及应用。3.5烧结金属网过滤介质烧结金属筛网是针对一般金属筛网在振动，流体脉冲和过滤压差较大时定型实力差，孔隙易变形,过滤精度低，磨损增大，易产生金属粉末污染过滤物料等缺点而开发的。这种滤材的特点是经纬线在交织点处熔合黏结，从而增大了其刚度和强度，提高了滤材高力学强度下的抗变形实力。烧结金属筛网所用的金属纤维越细，加工而成的过滤介质的孔隙率越高，容污量越大。及一般金属筛网相比,这种过滤介质的另一个特点是可以切割。

常用的烧结金属网分为：五层烧结网，多层金属烧结网，特殊烧结网。5.1五层烧结网五层烧结网是一种应用最广泛的标准结构的烧结网，是将五层不锈钢丝网按顺序叠放在一起，经过真空烧结而成的一种新型过滤材料。一般为五层结构，分为爱护层，过滤限制层，分散层，支撑骨架层，骨架层五部分。该材料具有过滤精度稳定，强度好，易于反清洗等特性。其结构如下图3-5所示。五层烧结网有以下几种特点：.强度好刚性好：具有极高的机械强度。加工，焊接及组装性能良好，运用便利。.高精度高稳定性：过滤层在第二层，使其得到了很好的爱护和分流，过滤精度均可达到匀称一样的过滤性能，保证其具有高稳定性。.耐腐蚀性强耐热性强：选用316L材质，耐腐蚀性好，耐热性好，可用于-200c〜480C的温度及酸碱环境的过滤。.清洗简单：具有极佳的逆流清洗效果的表层过滤结构，可反复运用，寿命长。五层烧结网技术在性能及应用方面均已达到国际先进水平，在净化过滤，固体颗粒的分别回收，极端高温环境的发散冷却，气流的分布限制，气浮传输，气样采集，强化传质传热和阻燃防爆等方面可广泛的应用于石油化工，冶金机械，能源环保，纺织电力,航空航天，医药等很多工业领域。

下图为流量参数表：五层烧结网技术参数表3-6型号名义精度(um)气体渗透性(L/min,cm?•Pa)冒泡压力(Pa)ZSW115300-6000ZSW22(1-6)XI0-44300-5000ZSW55(6-10)X10-43000-3700ZSW1010(6-10)X10-42700-3300ZSW1515(1-6)X10-32000-2600ZSW2020(1-6)X10-31800-2300ZSW2525(6-10)X10-31400-1900ZSW3030(6-10)X10-31200-1700ZSW4040(1-6)X10-2100-1500ZSW5050(1-6)X10-2900-1200ZSW7070(6-10)X10-2700-1100ZSW10010025X10-2650-1000ZSW15015025X10-2ZSW200200^8X10-23.5.2多层金属烧结网

多层金属烧结网，运用多层不锈钢金属丝网经过特殊叠层压制，采纳真空烧结而成的具有较高机械强度及整体刚性的一种新型过滤材料。其各层丝网的网孔相互交织，从而形成一种均一而志向的过滤结构，使得该材料具备一般金属丝网所不能媲美的优点，例如强度高，刚性好，网孔形态稳定等。由于能够对材料的空隙大小，渗透性能和强度特性进行合理的匹配及设计，从而使其具有优良的过滤精度，过滤阻抗，机械强度，耐磨性,耐热性和被加工性，综合性能明显优于其它类型的过滤材料。如图所z5o1.多层金属烧结网有以下几种特点：1）强度高，多层丝网烧结后，具有极高的机械强度和耐压强度；2）孔隙率高，气流分布匀称；3）能够消退击穿短路和堵塞等故障，运用寿命长；4）传质，传热及流态化效果好，效率高，耗气量低；5）可在小于安静角的梯度流淌，有些粉体可以让其逆梯度流淌；6）易于加工，成型，焊接性良好；7）操作弹性大，工艺调整便利；8）耐高温，耐腐蚀，高精度，可耐从-200℃〜480C的温度及酸碱

环境的过滤，对1〜500um的过滤精度均可发挥均一的表面过滤性能;9）清洗简单，由于采纳极佳的逆流清洗效果的表层过滤结构，所以逆流清洗效果佳，可反复运用，寿命长（可采纳逆流水，滤液，超声波，溶解，烘焙等方法清洗）。2.多层金属烧结网的主要用途：1）用于极高温环境作分散冷却材料；2）在粉体行业中气体匀称化的应用，钢铁行业中的流化板；3）用于气体分布流化床孔板材料；4）制药行业中物料的过滤，洗涤干燥；5）用于高炉喷送煤粉流态化和浓相输送系统；6）催化剂支撑格栅。3.5.3特殊烧结网特殊烧结网可分为两种，一种是将多孔板和基层平织网烧结在一起，另一种是将基层平织网烧Ceact一S-"""""""""c5;或?:&特殊烧结网可分为两种，一种是将多孔板和基层平织网烧结在一起，另一种是将基层平织网烧Ceact一S-"""""""""c5;或?:&1;SS餐霞结在一起。前者既有平织网的良好透气性,又有多mli:?!:…n二：-一二一<■

Al)).

p3“)二孔板的机械强度。而后者具有透气性好，运用压差低，精度高，易清洗等特点。如上图所示。特殊烧结网具有刚性好，机械强度高；过滤精度高；网孔形态固定，空隙尺寸匀称，无盲孔；耐腐蚀,耐高温;尺寸规格有500X1000mm,600X1200mm, 1000X1200mmo特殊烧结网广泛应用于气体和液体净化过滤，固体颗粒的分别回收，极端高温环境的发散冷却，气流的分布限制，强化传质传热，消音降噪，限流稳流，阻燃防爆，以及航空航天，石化,医药，环保等众多领域。3.6纤维素滤纸过滤介质纤维素滤纸是植物纤维相互杂乱交织的片状纤维材料，一般用湿法制造，其过程为：纤维原料经切碎和各种化学试剂处理后形成水的悬浮物，此悬浮物通过筛网去除未细化的纤维和杂质，最终经压制和干燥后成形。由该工艺得到的滤纸纤维直径一般在3011m左右。改变工艺的化学及力学处理参数，可以限制滤纸的无规则结构，从而可以获得具有不同渗透性，孔隙度及机械强度的滤纸。紧靠压制和干燥成形，纤维素滤纸的湿态强度一般较低，最大工作压力为0.7MPa左右，大大限制了其运用范围。对此，可以加入黏合剂对树脂进行处理以提高其机械强度。经过改性的滤纸不仅强度提高，过滤实力也得到加强，能够截留10〜20Hm甚至更小尺寸的颗粒。纤维素滤纸依据应用领域一般分为三大类，即试验室用纤维素滤纸，一般工业用纤维素滤纸和汽车工业用纤维素滤纸。对于纤维素滤纸，表3-6总结了一些国内常用典型的纤维素滤纸的技术参数及指标。表3~6

XH1220HY-JXH347/20XH879XH1363XH168定量g/m2127.0±6.0156.0±6.0135.0±7.0130.0+6.5127.0土123.0±气阻400cm/SW2.0W1.3<0.75W3.91.10-1.35厚度mm20.4620.5520.5020.520.46±0.0520.38瓦楞深0.18-0.0.18-0.0.18-0.0.18-0.0.18-0.度mm3030303030最大孔径Um<100W115W110W125(75W106平均孔径umW82W95W92<105W60在80透气度L/m2.s2440830-1050265021200260+302550耐破度KPa223022502230223022502250备注适用于机油滤适用于轻型空滤适用于空滤表3-7国外常用滤纸技术指标

一项目AK2439(AK55/66)SK3350(AK30/31)AK1255(AK9/4ON)SK3375(AK7P/AG)SK14052（线切割过滤）SKI1544(AK120/33)SK21040(AK20042)定量g/m2原纸95111675固化、八刖124215096固化后118127125180165140—厚度mm0.420.460.530.680.490.420.40阻力mm24±433±312±233±3140±0.0115±10210+12透气度L/m2.s365268719268——79—最大孔径um72589568373440平均孔径um51427450252320耐破度kg/cm21.3t1.3t0.8t1.5t2.5t2.0t0.8t格林挺度gs2.0t2.3t2.0t6.0t4.5t3.5t—

树脂含量％2——瓦楞深度mm0皱纹工艺要求（是否固化）固化固化固化固化固化固化非固化用途用于各轻，重型汽车，工程机械，大型机械设备的空气过滤用于各类车型和机械，设备的空气/机油两用过滤（另有低定里AK1255LQ）