过滤技术中的压力

固安县润杰过滤科技有限公司

过滤器是液压系统或气压系统中的一种保护元件。在过滤技术中是少不了压力这个参数的。如液( ( 气) ) 压系统的设计 ; 过滤器壳体的设计; ; 等等。虽然压力这个参数我们经常用到, , 但总有一些模糊概念 , 当遇到问题时解释不清, , 下面就我们的理解总结如下。

先说压力的定义 : 在静止的密闭容器内，每单位面积上的作用力称为压强。

通常也称压力（ｐ＝Ｆ／Ａ） 。在流体中任何一点的压力大小与方向无关；任何一个面上所承受的流体压力的方向与承受面垂直，并指向内法线方向。在过滤行业中的压力不是指总压力而是物理学中所讲的压强。

１．压力的单位：

①．国家法定计量单位：

压力是 : 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）－是每平方米面积上作用的牛顿力。

②．其它在用的压力单位：

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 这个单位在英美经常是用ＰＳＩ来表示 。

1PSI=0.07Kg/cm

2 2 = 0.007MPa

２．用流体重量作用来表示压力：

①．大气压力：

在不同高度上气层厚度不同。为了统一标准，规定了一个标准大气 压等于１０米水柱或７３５. . ５毫米水银柱底面所承受的液柱重量形成的压力。

１个标准大气压＝ 0.1013 Mpa = 10130 Pa ＝ 1.033 Kg /cm

2 2

②．液柱压力：

： 因为液体具有一定的重量，高度为ｈ的液柱底面所承受的液柱重量形成的压力为：

ｐ＝π R R

2 2 ×ｈ/ /π R R

2 2 ×γ = =h h ×γ

即液柱高与液体密度的乘积。

换算成法定计量单位后可由下式求得压力值：

ｐ＝９．８１ｈ×γ （帕）

γ --液体的密度 克／立方厘米

ｈ--液柱高度 毫米

例如：气密实验时Ｕ形管显示为５００毫米水柱液位差 ,( 水的密度为 1 1 克/ / 立方厘米) )。 。

其压力是 : ｐ＝９．８１×５００×１＝４９０５Ｐａ

③．表压力与压力及真空度：

液体是在大气压力下被泵吸入到系统的，排回油箱的油又是在大气压力下 ; 所以在液压系统的能量传递过程中，大气压力不起作用 ; 而液压系统中管路的高程差所形成的压力也远远低于工作压力，可忽略 , 通常我们所说的压力是通过管路内压力表测得的高于大气压力的部分－即称为表压力。液体内部实际压力称为压力。

压力＝大气压力＋表压力

压力大于大气压力的部分称表压力

压力比大气压力小的部分称真空度

真空度＝大气压力－压力 ( ( 也可以说真空度是负表压) )

３． 老 压力的分级： （ＪＢ８２４－６６）

低 压： ０--－２．５ＭＰａ

中 压： ＞２．５--８ＭＰａ

中高压： ＞８--－ １６ＭＰａ

高 压： ＞１６--３２ＭＰａ

超高压： ＞３２ＭＰａ

新压力的分级：

低 压： < 7 ＭＰａ 低噪声、高可靠

中 压： 7 7- - 21 ＭＰａ 一般液压系统

高 压： 21- - 31.5 ＭＰａ 空间小、大功率、低成本

超高压： ＞３２ＭＰａ 大作用力

泵压力比系统压力要高 1/4

４．压力损失与压力差：

流体所以有运动是因为有液位差，就像水向低处流是因为有水位差 ; 电流 的流动要有电位差一样 ; 要推动液体流动就要有压力差，有压力差就会造成压力损失。

假如: : 一个负载的上游压力是 a 5Mpa 下游压力是 4.9Mpa, 其压力差为 0.1Mpa, 很明显损失掉的压力是 0.1Mpa 。从上例可以看出压力损失与压力差的数值相等。 在液压系统的设计中, , 选择动力源的大小 , 一定要考虑到系统中各个元件及管子的压力损失。例如泵的选择: :油泵的工作压力 P: P>P1+δ P (pa)

P1 -- 液压执行元件中的zui大工作压力 (pa)

δ P P -- 系统中总压力损失 (pa)

考虑到系统的动态压力及油泵的使用寿命等, , 通常在选择油泵规格时 , , 其额定压力 Po

宜比工作压力 P P 大 大 25 ～ 60 ％, , 即: :

Po=(1.25 ～ 1.6)P (pa)

5. 压力的建立：

在液压系统中泵作为压力源可以产生压力 , 系统中的压力有以下几种情况: :

l 如在泵源后面是一段很短的管子，管子的末端是大气 . . 在管子上的表压为零，

即与大气相同。

l 如果把管子的末端堵住，则表压与泵压相同。( ( 管子很短) )

l 假如泵源能产生２１ＭＰａ的压力。 在管路的末端接的是一个需要２ＭＰａ压力的

油缸， 则表压是油缸所需要的压力（负载压力）２ＭＰａ。

l 假如泵源能产生２１ＭＰａ的压力。管子的末端没接负载，只是管子比较长。由于

油液在管内的流动摩擦要消耗能量，管子压力降假如是０．０１ＭＰａ , 则表压为

０．０１ＭＰａ此时的系统负载就是管子压力降。

l 假如泵源能产生２１ＭＰａ的压力。 在管路的末端接的是一个需要２ＭＰａ压力的

油缸 , 管子是一段存有０．０１ＭＰａ压力降。则表压为２ＭＰａ压力的油缸和

０．０１ＭＰａ压力降的管子的 负载之和, ,即 即 2.01MPa 。

l 假如泵源能产生２１ＭＰａ的压力， 压力油缸被机械故障挡死不能动了， 系统又无

渗漏则表压是泵源压力。

6 6 ．系统内压力大小：

①．只有压力源没有负载，也就不是密闭系统，管路上也反应不出表压来。

②．系统的压力大小取决于负载的大小，其数值为各个负载的压力降之和。但必定小

于压力源。

③．系统中每个负载（液压元件）所承受的zui大压力等于该负载后的各负载的压力降

总和。

④．当系统液体处于静止状态时，管路各点表压才是一样的。其值为泵压（未考虑有

） 溢流阀安全阀） 。

7 7 ． 与过滤技术有关的压力和压差： ( ( 压力降或压力损失) ) 过滤器的作用是使系统的液体保持清

洁, , 以延长液压元件的使用寿命和保证系统的稳定。 在选择过滤器时几个主要的技术参数

有 : 工作压力 P; 额定流量 Q; 压差δ P; 过滤精度 ; 液体的粘度。其中的工作压力 P P 就是

系统执行元件的zui大工作压力 , 过滤器的壳体及密封元件能够承受的压力要大于该压力。

但过滤器的壳体所产生的压差即压力损失, , 则是愈小愈好 , 且在系统工作中是固定不变的。

过滤器的工作能力, , 主要取诀于滤芯 , 加于滤芯上游的压力越大 , 阻力( ( 压差) ) 越小 , 则出油

能力越大; ; 加于滤芯上游的压力越低, , 流速越小, , 则精度越高。所以应尽可能选择阻力小的滤

芯, , 因为在工作过程中, , 由于污物不断堵塞而使压力损失增高 , 流量减少。当压力损失达到

某一许可值时, , 滤芯就要清洗或更换。过滤器的寿命( ( 滤芯的滤清周期) ) 决定于过滤器的压力

降。

7 7 ．１．在过滤器中的几种压差：

①． 过滤器的壳体压差δ 壳： 该压差是壳体产生的压力降, ,。 在系统工作的始末是不变化的。

②．滤芯原始压差δ ｏ：这个压差是新滤芯本身的压力降。

③． 过滤器的原始压差 δ ｍｉｎ： 它是过滤器的壳体压差δ 壳 与滤芯原始压差δ 。 ｏ之和。

δ ｍｉｎ＝δ 壳＋δ ｏ

④．滤芯的报警压差δ 1: 该压差是滤芯允许使用的zui大压差 , 。 该压差下滤芯不允许损坏。

⑤．过滤器的报警压差δ 警：它是过滤器的壳体压差δ 壳与滤芯报警压差δ 1 1 之和。

δ 警 = δ 壳 + δ 1 1 是通知清洗或更换新的滤芯的信号压差。

⑥．滤芯的破坏压差：

该压差是滤芯所能承受的zui大压差, , 是个极限值, , 是供设计人员计算的依据。

7. 2. 标准过滤器在不同工作条件下的压差: :

为了过滤器的选用和 设计方便, , 对过滤器的压差国标和机标中都作了明确规定: :

如 如 JB5089- -1 91 机油滤清器技术条件规定: :

机油滤清器原始压降: :

在额定体积流量下小于０．０２５ＭＰａ

机油滤芯原始压降: :

在额定体积流量下小于０．０２ＭＰａ

机油滤清器允许压降 ０．３５ＭＰａ

GB10825- -9 89 柴油滤清器试验方法规定: :

柴油滤清器原始压降如下表：

额定体积流量 Ｌ／ｍｉｎ 原始压降 ＫＰａ

＜０．３ ＜１．５０

＜０ ．３－０．８ ＜４．５０

＜０．８－２．０ ＜７．００

＜２．０－３．３ ＜１０．００

柴油滤清器允许压降 ７０ＫＰａ

由于规定了压力降的范围, , 在设计滤芯过滤面积时, , 可以按简化后的下式计算: :

机油滤清器的体积流量在１００Ｌ／ｍｉｎ的范围内: :

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 --- 过滤面积 cm

2 2

柴油滤清器的体积流量在３．３Ｌ／ｍｉｎ范围内: :

Ｑ＝０．００ ０２７Ｆ ( L/min ) (2.7L/min.M

3 3 ) )

空气滤的原始压降不大于３０毫米水柱的条件下: :

Ｑ＝０．０３Ｆ 米

3 3 ／小时

综上所述, , 不同位置和不同用途的过滤器的压差不一样: :

Ａ．吸油过滤器：它的工作条件是在负压下，是由泵的吸力来产生压力差的。

所以压差不允许很大。一般: :

吸油过滤器的原始压降＜０．０１ＭＰａ

Ｂ．主油路系统中的过滤器: :

根据各种系统的工作压力不同, , 一般: :

原始压降＜０．０８ ; ０．１ ; ０．１５和０．２ＭＰａ。

Ｃ．回油路系统中的过滤器: : 一般 原始压降＜０．１ ０．２ＭＰａ

过滤器的设计参数是根据不同的条件来确定的。不同的工作环境; ; 不同的工作介质; ; 不同的工作压力对压差的要求也不同。所以要综合来考虑, ,