過(guò)濾技術(shù)中的壓力

固安縣潤(rùn)杰過(guò)濾科技有限公司

過(guò)濾器是液壓系統(tǒng)或氣壓系統(tǒng)中的一種保護(hù)元件。在過(guò)濾技術(shù)中是少不了壓力這個(gè)參數(shù)的。如液( ( 氣) ) 壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ; 過(guò)濾器殼體的設(shè)計(jì); ; 等等。雖然壓力這個(gè)參數(shù)我們經(jīng)常用到, , 但總有一些模糊概念 , 當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)解釋不清, , 下面就我們的理解總結(jié)如下。

先說(shuō)壓力的定義 : 在靜止的密閉容器內(nèi)，每單位面積上的作用力稱(chēng)為壓強(qiáng)。

通常也稱(chēng)壓力（ｐ＝Ｆ／Ａ） 。在流體中任何一點(diǎn)的壓力大小與方向無(wú)關(guān)；任何一個(gè)面上所承受的流體壓力的方向與承受面垂直，并指向內(nèi)法線方向。在過(guò)濾行業(yè)中的壓力不是指總壓力而是物理學(xué)中所講的壓強(qiáng)。

１．壓力的單位：

①．國(guó)家法定計(jì)量單位：

壓力是 : Pa （帕） ;KPa ( 千帕 ); MPa （兆帕） ;GPa （吉帕）

１ GPa ＝ 10

3 3 MPa

１ MPa ＝ 10

6 6 Pa

Ｐａ帕（斯卡）－是每平方米面積上作用的牛頓力。

②．其它在用的壓力單位：

公斤力／平方厘米（ Kg/cm

2 2 ）

１ Kg/cm

2 2 = = 0.0980665 Mpa = = 98066.5 Pa

１ Mpa = 1 0.1972 Kg/cm

2 2

巴（ bar ）

１ bar = 10

5 5 Pa

磅／平方英寸 (ibf/in

2 2 ) )

ibf/in

2 2 = = 6894.76 Pa

磅／平方英寸 這個(gè)單位在英美經(jīng)常是用ＰＳＩ來(lái)表示 。

1PSI=0.07Kg/cm

2 2 = 0.007MPa

２．用流體重量作用來(lái)表示壓力：

①．大氣壓力：

在不同高度上氣層厚度不同。為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓等于１０米水柱或７３５. . ５毫米水銀柱底面所承受的液柱重量形成的壓力。

１個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓＝ 0.1013 Mpa = 10130 Pa ＝ 1.033 Kg /cm

2 2

②．液柱壓力：

： 因?yàn)橐后w具有一定的重量，高度為ｈ的液柱底面所承受的液柱重量形成的壓力為：

ｐ＝π R R

2 2 ×ｈ/ /π R R

2 2 ×γ = =h h ×γ

即液柱高與液體密度的乘積。

換算成法定計(jì)量單位后可由下式求得壓力值：

ｐ＝９．８１ｈ×γ （帕）

γ --液體的密度 克／立方厘米

ｈ--液柱高度 毫米

例如：氣密實(shí)驗(yàn)時(shí)Ｕ形管顯示為５００毫米水柱液位差 ,( 水的密度為 1 1 克/ / 立方厘米) )。 。

其壓力是 : ｐ＝９．８１×５００×１＝４９０５Ｐａ

③．表壓力與壓力及真空度：

液體是在大氣壓力下被泵吸入到系統(tǒng)的，排回油箱的油又是在大氣壓力下 ; 所以在液壓系統(tǒng)的能量傳遞過(guò)程中，大氣壓力不起作用 ; 而液壓系統(tǒng)中管路的高程差所形成的壓力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工作壓力，可忽略 , 通常我們所說(shuō)的壓力是通過(guò)管路內(nèi)壓力表測(cè)得的高于大氣壓力的部分－即稱(chēng)為表壓力。液體內(nèi)部實(shí)際壓力稱(chēng)為壓力。

壓力＝大氣壓力＋表壓力

壓力大于大氣壓力的部分稱(chēng)表壓力

壓力比大氣壓力小的部分稱(chēng)真空度

真空度＝大氣壓力－壓力 ( ( 也可以說(shuō)真空度是負(fù)表壓) )

３． 老 壓力的分級(jí)： （ＪＢ８２４－６６）

低 壓： ０--－２．５ＭＰａ

中 壓： ＞２．５--８ＭＰａ

中高壓： ＞８--－ １６ＭＰａ

高 壓： ＞１６--３２ＭＰａ

超高壓： ＞３２ＭＰａ

新壓力的分級(jí)：

低 壓： < 7 ＭＰａ 低噪聲、高可靠

中 壓： 7 7- - 21 ＭＰａ 一般液壓系統(tǒng)

高 壓： 21- - 31.5 ＭＰａ 空間小、大功率、低成本

超高壓： ＞３２ＭＰａ 大作用力

泵壓力比系統(tǒng)壓力要高 1/4

４．壓力損失與壓力差：

流體所以有運(yùn)動(dòng)是因?yàn)橛幸何徊睿拖袼虻吞幜魇且驗(yàn)橛兴徊?; 電流 的流動(dòng)要有電位差一樣 ; 要推動(dòng)液體流動(dòng)就要有壓力差，有壓力差就會(huì)造成壓力損失。

假如: : 一個(gè)負(fù)載的上游壓力是 a 5Mpa 下游壓力是 4.9Mpa, 其壓力差為 0.1Mpa, 很明顯損失掉的壓力是 0.1Mpa 。從上例可以看出壓力損失與壓力差的數(shù)值相等。 在液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中, , 選擇動(dòng)力源的大小 , 一定要考慮到系統(tǒng)中各個(gè)元件及管子的壓力損失。例如泵的選擇: :油泵的工作壓力 P: P>P1+δ P (pa)

P1 -- 液壓執(zhí)行元件中的zui大工作壓力 (pa)

δ P P -- 系統(tǒng)中總壓力損失 (pa)

考慮到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)壓力及油泵的使用壽命等, , 通常在選擇油泵規(guī)格時(shí) , , 其額定壓力 Po

宜比工作壓力 P P 大 大 25 ～ 60 ％, , 即: :

Po=(1.25 ～ 1.6)P (pa)

5. 壓力的建立：

在液壓系統(tǒng)中泵作為壓力源可以產(chǎn)生壓力 , 系統(tǒng)中的壓力有以下幾種情況: :

l 如在泵源后面是一段很短的管子，管子的末端是大氣 . . 在管子上的表壓為零，

即與大氣相同。

l 如果把管子的末端堵住，則表壓與泵壓相同。( ( 管子很短) )

l 假如泵源能產(chǎn)生２１ＭＰａ的壓力。 在管路的末端接的是一個(gè)需要２ＭＰａ壓力的

油缸， 則表壓是油缸所需要的壓力（負(fù)載壓力）２ＭＰａ。

l 假如泵源能產(chǎn)生２１ＭＰａ的壓力。管子的末端沒(méi)接負(fù)載，只是管子比較長(zhǎng)。由于

油液在管內(nèi)的流動(dòng)摩擦要消耗能量，管子壓力降假如是０．０１ＭＰａ , 則表壓為

０．０１ＭＰａ此時(shí)的系統(tǒng)負(fù)載就是管子壓力降。

l 假如泵源能產(chǎn)生２１ＭＰａ的壓力。 在管路的末端接的是一個(gè)需要２ＭＰａ壓力的

油缸 , 管子是一段存有０．０１ＭＰａ壓力降。則表壓為２ＭＰａ壓力的油缸和

０．０１ＭＰａ壓力降的管子的 負(fù)載之和, ,即 即 2.01MPa 。

l 假如泵源能產(chǎn)生２１ＭＰａ的壓力， 壓力油缸被機(jī)械故障擋死不能動(dòng)了， 系統(tǒng)又無(wú)

滲漏則表壓是泵源壓力。

6 6 ．系統(tǒng)內(nèi)壓力大小：

①．只有壓力源沒(méi)有負(fù)載，也就不是密閉系統(tǒng)，管路上也反應(yīng)不出表壓來(lái)。

②．系統(tǒng)的壓力大小取決于負(fù)載的大小，其數(shù)值為各個(gè)負(fù)載的壓力降之和。但必定小

于壓力源。

③．系統(tǒng)中每個(gè)負(fù)載（液壓元件）所承受的zui大壓力等于該負(fù)載后的各負(fù)載的壓力降

總和。

④．當(dāng)系統(tǒng)液體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，管路各點(diǎn)表壓才是一樣的。其值為泵壓（未考慮有

） 溢流閥安全閥） 。

7 7 ． 與過(guò)濾技術(shù)有關(guān)的壓力和壓差： ( ( 壓力降或壓力損失) ) 過(guò)濾器的作用是使系統(tǒng)的液體保持清

潔, , 以延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命和保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。 在選擇過(guò)濾器時(shí)幾個(gè)主要的技術(shù)參數(shù)

有 : 工作壓力 P; 額定流量 Q; 壓差δ P; 過(guò)濾精度 ; 液體的粘度。其中的工作壓力 P P 就是

系統(tǒng)執(zhí)行元件的zui大工作壓力 , 過(guò)濾器的殼體及密封元件能夠承受的壓力要大于該壓力。

但過(guò)濾器的殼體所產(chǎn)生的壓差即壓力損失, , 則是愈小愈好 , 且在系統(tǒng)工作中是固定不變的。

過(guò)濾器的工作能力, , 主要取訣于濾芯 , 加于濾芯上游的壓力越大 , 阻力( ( 壓差) ) 越小 , 則出油

能力越大; ; 加于濾芯上游的壓力越低, , 流速越小, , 則精度越高。所以應(yīng)盡可能選擇阻力小的濾

芯, , 因?yàn)樵诠ぷ鬟^(guò)程中, , 由于污物不斷堵塞而使壓力損失增高 , 流量減少。當(dāng)壓力損失達(dá)到

某一許可值時(shí), , 濾芯就要清洗或更換。過(guò)濾器的壽命( ( 濾芯的濾清周期) ) 決定于過(guò)濾器的壓力

降。

7 7 ．１．在過(guò)濾器中的幾種壓差：

①． 過(guò)濾器的殼體壓差δ 殼： 該壓差是殼體產(chǎn)生的壓力降, ,。 在系統(tǒng)工作的始末是不變化的。

②．濾芯原始?jí)翰瞀?ｏ：這個(gè)壓差是新濾芯本身的壓力降。

③． 過(guò)濾器的原始?jí)翰?δ ｍｉｎ： 它是過(guò)濾器的殼體壓差δ 殼 與濾芯原始?jí)翰瞀?。 ｏ之和。

δ ｍｉｎ＝δ 殼＋δ ｏ

④．濾芯的報(bào)警壓差δ 1: 該壓差是濾芯允許使用的zui大壓差 , 。 該壓差下濾芯不允許損壞。

⑤．過(guò)濾器的報(bào)警壓差δ 警：它是過(guò)濾器的殼體壓差δ 殼與濾芯報(bào)警壓差δ 1 1 之和。

δ 警 = δ 殼 + δ 1 1 是通知清洗或更換新的濾芯的信號(hào)壓差。

⑥．濾芯的破壞壓差：

該壓差是濾芯所能承受的zui大壓差, , 是個(gè)極限值, , 是供設(shè)計(jì)人員計(jì)算的依據(jù)。

7. 2. 標(biāo)準(zhǔn)過(guò)濾器在不同工作條件下的壓差: :

為了過(guò)濾器的選用和 設(shè)計(jì)方便, , 對(duì)過(guò)濾器的壓差國(guó)標(biāo)和機(jī)標(biāo)中都作了明確規(guī)定: :

如 如 JB5089- -1 91 機(jī)油濾清器技術(shù)條件規(guī)定: :

機(jī)油濾清器原始?jí)航?SPAN style="FONT-FAMILY: times new roman">: :

在額定體積流量下小于０．０２５ＭＰａ

機(jī)油濾芯原始?jí)航?SPAN style="FONT-FAMILY: times new roman">: :

在額定體積流量下小于０．０２ＭＰａ

機(jī)油濾清器允許壓降 ０．３５ＭＰａ

GB10825- -9 89 柴油濾清器試驗(yàn)方法規(guī)定: :

柴油濾清器原始?jí)航等缦卤恚?/P>

額定體積流量 Ｌ／ｍｉｎ 原始?jí)航?ＫＰａ

＜０．３ ＜１．５０

＜０ ．３－０．８ ＜４．５０

＜０．８－２．０ ＜７．００

＜２．０－３．３ ＜１０．００

柴油濾清器允許壓降 ７０ＫＰａ

由于規(guī)定了壓力降的范圍, , 在設(shè)計(jì)濾芯過(guò)濾面積時(shí), , 可以按簡(jiǎn)化后的下式計(jì)算: :

機(jī)油濾清器的體積流量在１００Ｌ／ｍｉｎ的范圍內(nèi): :

Ｑ＝Ａ×Ｆ Ａ――０．００６ Ｌ／ｍｉｎ .cm

2 2 (60L/min.M

3 3 ) )

Ｑ＝０．００６Ｆ ( L/min )

式中：F F --- 過(guò)濾面積 cm

2 2

柴油濾清器的體積流量在３．３Ｌ／ｍｉｎ范圍內(nèi): :

Ｑ＝０．００ ０２７Ｆ ( L/min ) (2.7L/min.M

3 3 ) )

空氣濾的原始?jí)航挡淮笥冢常昂撩姿臈l件下: :

Ｑ＝０．０３Ｆ 米

3 3 ／小時(shí)

綜上所述, , 不同位置和不同用途的過(guò)濾器的壓差不一樣: :

Ａ．吸油過(guò)濾器：它的工作條件是在負(fù)壓下，是由泵的吸力來(lái)產(chǎn)生壓力差的。

所以壓差不允許很大。一般: :

吸油過(guò)濾器的原始?jí)航担迹埃埃保停校?/P>

Ｂ．主油路系統(tǒng)中的過(guò)濾器: :

根據(jù)各種系統(tǒng)的工作壓力不同, , 一般: :

原始?jí)航担迹埃埃?; ０．１ ; ０．１５和０．２ＭＰａ。

Ｃ．回油路系統(tǒng)中的過(guò)濾器: : 一般 原始?jí)航担迹埃?０．２ＭＰａ

過(guò)濾器的設(shè)計(jì)參數(shù)是根據(jù)不同的條件來(lái)確定的。不同的工作環(huán)境; ; 不同的工作介質(zhì); ; 不同的工作壓力對(duì)壓差的要求也不同。所以要綜合來(lái)考慮, ,