過濾技術中的壓力

固安縣潤杰過濾科技有限公司

過濾器是液壓系統(tǒng)或氣壓系統(tǒng)中的一種保護元件。在過濾技術中是少不了壓力這個參數(shù)的。如液( ( 氣) ) 壓系統(tǒng)的設計 ; 過濾器殼體的設計; ; 等等。雖然壓力這個參數(shù)我們經(jīng)常用到, , 但總有一些模糊概念 , 當遇到問題時解釋不清, , 下面就我們的理解總結如下。

先說壓力的定義 : 在靜止的密閉容器內，每單位面積上的作用力稱為壓強。

通常也稱壓力（ｐ＝Ｆ／Ａ） 。在流體中任何一點的壓力大小與方向無關；任何一個面上所承受的流體壓力的方向與承受面垂直，并指向內法線方向。在過濾行業(yè)中的壓力不是指總壓力而是物理學中所講的壓強。

１．壓力的單位：

①．國家法定計量單位：

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 這個單位在英美經(jīng)常是用ＰＳＩ來表示 。

1PSI=0.07Kg/cm

2 2 = 0.007MPa

２．用流體重量作用來表示壓力：

①．大氣壓力：

在不同高度上氣層厚度不同。為了統(tǒng)一標準，規(guī)定了一個標準大氣 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個標準大氣壓＝ 0.1013 Mpa = 10130 Pa ＝ 1.033 Kg /cm

2 2

②．液柱壓力：

： 因為液體具有一定的重量，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：氣密實驗時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遠低于工作壓力，可忽略 , 通常我們所說的壓力是通過管路內壓力表測得的高于大氣壓力的部分－即稱為表壓力。液體內部實際壓力稱為壓力。

壓力＝大氣壓力＋表壓力

壓力大于大氣壓力的部分稱表壓力

壓力比大氣壓力小的部分稱真空度

真空度＝大氣壓力－壓力 ( ( 也可以說真空度是負表壓) )

３． 老 壓力的分級： （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：

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：

流體所以有運動是因為有液位差，就像水向低處流是因為有水位差 ; 電流 的流動要有電位差一樣 ; 要推動液體流動就要有壓力差，有壓力差就會造成壓力損失。

假如: : 一個負載的上游壓力是 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)的設計中, , 選擇動力源的大小 , 一定要考慮到系統(tǒng)中各個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)的動態(tài)壓力及油泵的使用壽命等, , 通常在選擇油泵規(guī)格時 , , 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需要２ＭＰａ壓力的

油缸， 則表壓是油缸所需要的壓力（負載壓力）２ＭＰａ。

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

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

０．０１ＭＰａ此時的系統(tǒng)負載就是管子壓力降。

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， 壓力油缸被機械故障擋死不能動了， 系統(tǒng)又無

滲漏則表壓是泵源壓力。

6 6 ．系統(tǒng)內壓力大小：

①．只有壓力源沒有負載，也就不是密閉系統(tǒng)，管路上也反應不出表壓來。

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

于壓力源。

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

總和。

④．當系統(tǒng)液體處于靜止狀態(tài)時，管路各點表壓才是一樣的。其值為泵壓（未考慮有

） 溢流閥安全閥） 。

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

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

有 : 工作壓力 P; 額定流量 Q; 壓差δ P; 過濾精度 ; 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。所以應盡可能選擇阻力小的濾

芯, , 因為在工作過程中, , 由于污物不斷堵塞而使壓力損失增高 , 流量減少。當壓力損失達到

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

降。

7 7 ．１．在過濾器中的幾種壓差：

①． 過濾器的殼體壓差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．濾芯原始壓差δ ｏ：這個壓差是新濾芯本身的壓力降。

③． 過濾器的原始壓差 δ ｍｉｎ： 它是過濾器的殼體壓差δ 殼 與濾芯原始壓差δ 。 ｏ之和。

δ ｍｉｎ＝δ 殼＋δ ｏ

④．濾芯的報警壓差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．過濾器的報警壓差δ 警：它是過濾器的殼體壓差δ 殼與濾芯報警壓差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, , 是個極限值, , 是供設計人員計算的依據(jù)。

7. 2. 標準過濾器在不同工作條件下的壓差: :

為了過濾器的選用和 設計方便, , 對過濾器的壓差國標和機標中都作了明確規(guī)定: :

如 如 JB5089- -1 91 機油濾清器技術條件規(guī)定: :

機油濾清器原始壓降: :

在額定體積流量下小于０．０２５ＭＰａ

機油濾芯原始壓降: :

在額定體積流量下小于０．０２ＭＰａ

機油濾清器允許壓降 ０．３５ＭＰａ

GB10825- -9 89 柴油濾清器試驗方法規(guī)定: :

柴油濾清器原始壓降如下表：

額定體積流量 Ｌ／ｍｉｎ 原始壓降 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, , 在設計濾芯過濾面積時, , 可以按簡化后的下式計算: :

機油濾清器的體積流量在１００Ｌ／ｍｉｎ的范圍內: :

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 --- 過濾面積 cm

2 2

柴油濾清器的體積流量在３．３Ｌ／ｍｉｎ范圍內: :

Ｑ＝０．００ ０２７Ｆ ( L/min ) (2.7L/min.M

3 3 ) )

空氣濾的原始壓降不大于３０毫米水柱的條件下: :

Ｑ＝０．０３Ｆ 米

3 3 ／小時

綜上所述, , 不同位置和不同用途的過濾器的壓差不一樣: :

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

所以壓差不允許很大。一般: :

吸油過濾器的原始壓降＜０．０１ＭＰａ

Ｂ．主油路系統(tǒng)中的過濾器: :

根據(jù)各種系統(tǒng)的工作壓力不同, , 一般: :

原始壓降＜０．０８ ; ０．１ ; ０．１５和０．２ＭＰａ。

Ｃ．回油路系統(tǒng)中的過濾器: : 一般 原始壓降＜０．１ ０．２ＭＰａ

過濾器的設計參數(shù)是根據(jù)不同的條件來確定的。不同的工作環(huán)境; ; 不同的工作介質; ; 不同的工作壓力對壓差的要求也不同。所以要綜合來考慮, ,