一种能深度净化工业流体的超级工业流体净化系统的制作方法

本实用新型涉及工业流体净化技术领域，特别是一种能深度净化工业流体的超级工业流体净化系统。

背景技术：

现代工业设备正朝着高转速、高精度、高强度及高智能进化，对工业流体(润滑油，液压油、传动油等等)及流体系统提出了二项艰巨挑战：要求流体长期保持远优于新油的水平，典型的新油洁净度为NAS8(NAS1638-2011)，也就是说商品级的新油实际上根本无法有效满足其苛刻的要求；同时为保障主体设备运行的经济性、安全性、可靠性、可用性，要求流体系统内部长期保持高度洁净状态。

但现状是到目前为止现存的各类工业流体(典型的有润滑油、液压油等等)中的颗粒污染物仍然依靠传统的机械过滤(过滤器)和离心分离(相当于加速了的重力沉降)进行控制，有着以下缺点，根本无法满足现代机械设备对流体高洁净度的要求：

1.完全依赖滤芯材料和过滤器的绝对精度，对流体完全没有净化深度。典型的工业流体中颗粒物分布遵照28甚至19的比例分布，5微米以上的颗粒物只占到颗粒物总数的10％都不到，也就是说5微米以下的颗粒物总数占到整个流体中颗粒污染物总数的90％甚至更高的比例，而其中1微米以下的颗粒物又占到这90％的90％，也就是说一个典型的流体中1微米以下的颗粒物通常占到整个流体中颗粒物总数的80％以上。机械过滤器对亚微米级的颗粒物完全没有作用，换言之，现存的机械过滤器不管是什么材质，不管有多么精密，其对流体中绝大多数颗粒物是毫无作用的。占流体中绝大多数的超细小颗粒物由于没有办法呗排除系统因而只能永远留在系统中，其数量随着系统运行只会增加不会减少，所以传统的机械式过滤器根本谈不上对流体的净化，只能称之为过滤，而且只对5微米级别以上的颗粒物有着过滤作用。本技术的观点下，净化与过滤是有本质区别的：过滤是被动的，受制于过滤器结构和原理的限制，其只能对5微米以上级别颗粒物的过滤谈不上净化；净化是主动地、可持续深度进行的净化过程。离心分离则更谈不上净化了，只对流体中大颗粒物有一定过滤作用，所以只能对流体进行非常粗略的快速过滤。对此，用户除了换油外别无办法。

2.传统的过滤分离技术对流体系统没有任何净化作用。一个典型的流体系统可能包括油泵、管路、阀门(包括极精密敏感的比例阀、伺服阀等)、油箱、流体温度控制系统(热交换器)、各种做功部件(液压缸、活塞、液力马达等)、各种支撑部件(轴承、轴颈、轴瓦、导轨等)以及各种密封系统等，是高速旋转机械(汽轮机、燃气轮机、离心压缩机等)和使用频率高、工作负荷重的液压系统的核心子系统，其系统工作的稳定性、可靠性、可用性和运行成本对主机的影响极大。传统的过滤分离技术只对流体中极少部分颗粒物有过滤作用，流体中绝大多数颗粒物依然留在流体中，这些污染颗粒物随流体系统的运行数量持续增加并对流体系统持续产生危害。

3.国际国内行业标准的局限直接导致了工业流体用户、流体研究从业人员、流体制造商、与流体颗粒污染物控制相关的制造商对流体洁净度的认识误区。

国际有关流体洁净度(国际上称为颗粒物读数，国内称为污染度或洁净度)的标准有二个：一个是NAS1638-2011，一个是ISO4406-1999(这里不展开)。

有关的国内标准是GB/T-14039-2002(参照以上两个业内标准制定的)。

不管是哪个标准，检测、计量流体中颗粒物尺寸的起点都是4/5微米。长期以来，标准的局限导致了下面一系列误区：

认识误区1：让用户认为新购买的流体洁净度是最高的流体，也是最适合设备运行的流体。

认识误区2：让用户以为流体的洁净度在设备使用中不能再提高，只能变得越来越差，根本不可能变得更好；

认识误区3：让用户甚至理论研究人员都以为超细小颗粒物对流体没有什么影响，只有大颗粒物才能影危害流体和设备系统。

以上的误区不仅让流体制造商没有任何进步动力(没有动力投入新的制造工艺、制造程)，结果是显而易见的，迄今为止新出厂的工业流体(典型的以润滑油和液压油为例)的净度很少高于NAS8，多年以来毫无进步；同时也误导和限制了颗粒物控制设备制造商的进步，导致到目前为止对流体中颗粒物的控制还停留在上世纪中叶的认识和研发水平---机械过滤加无休止地提高所谓的滤芯精度。上面两个方面都严重滞后于现代流体机械的实际发展，比如现在的液压系统采用越来越精密的伺服系统，高精度的伺服阀工作间隙本身有的就只有几个微米。到目前为止，只有少数先进的发达工业国家部分公司意识到标准的局限，并自主提出了需要更先进的净化技术，而不是被动等待过滤分离设备来满足他们的实际需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能深度净化工业流体的超级工业流体净化系统，本申请能有效控制流体中的超细小颗粒物，主动、深入净化流体，极大的提高了流体效能，减少废弃流体排放，深入净化流体系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种能深度净化工业流体的超级工业流体净化系统，包括预过滤器、颗粒物生长器、控制机构、收集过滤器和传感器组；

所述客户油箱出口端设有粗效处理单元，所述客户油箱通过粗效处理单元与所述预过滤器的入口端相连，所述预过滤器的出口端通过管C与所述颗粒物生长器的入口端相连，所述颗粒物生长器的出口端通过管D与所述收集过滤器的入口端相连，所述收集过滤器的出口端通过管E与客户油箱相连；所述控制机构通过能量馈线与颗粒物生长器相连，所述传感器组设于预过滤器以及颗粒物生长器的入口端。

进一步的，在本实用新型中，所述颗粒物生长器内设有第一流体通道和第二流体通道，所述第一流体通道和所述第二流体通道通过分支管分别与入口端相连通，所述第一流体通道和所述第二流体通道内分别设有极化管A和极化管B，极化管A和极化管B内分别设有电极A和电极B，第一流体通道和第二流体通道的后端设有分别与两者相连通的混流空间。

进一步的，在本实用新型中，所述电极A和所述电极B为螺旋状结构。

进一步的，在本实用新型中，客户油箱通过粗效过滤单元与预过滤器相连通，所述粗效过滤单元包括Y型粗滤器和油泵，所述客户油箱与Y型粗滤器相连，Y型粗滤器通过管A与油泵相连，油泵通过管B与预过滤器的入口端相连。

进一步的，在本实用新型中，所述传感器组包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器设于预过滤器的入口端，所述压力传感器分别设于预过滤器入口端和颗粒物生长器入口端。

进一步的，在本实用新型中，所述预过滤器的上端设有推气阀，下端设有排污阀。

本实用新型的有益效果是：

(1)能极大地提高工业流体的洁净度，有效控制流体中的超细小颗粒物，主动、深入净化流体，极大的提高了流体效能，减少废弃流体排放；

(2)流体洁净度的极大提升可以极大提升流体的载热能力和润滑效率，使流体系统中阀门、管路、油缸、密封等工作部件的磨损极大减少，提升了这些工作部件的使用寿命；

(3)对水分的控制直接导致的结果就是使得流体分子的表面张力和分子间的界面张力得到提升，流体粘度得以恢复，流体的油膜刚度得以恢复；同时由于水分的失去，流体乳化、发泡的基础失去，于是乳化发泡等恶性污染自然消失；

(4)有利于控制细菌的滋生，消除细菌带来的一系列危害；

(5)延长流体寿命，减少流体投入成本，减少废油的排放，提升环保竞争力；

(6)流体本身洁净度和流体系统洁净度的极大提升了极大增加了客户流体系统的稳定性、可靠性、可用性和安全性，综合起来，将极大客户流体系统的平均无故障周期，降低系统的维护维修工作量和运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例的详细系统结构图；

图中，10-客户油箱，11-预过滤器，12-颗粒物生长器，13-控制机构，14-收集过滤器，15-推气阀，16-Y型粗滤器，17-油泵，18-温度传感器，19-压力传感器，20-管A，21-管B，22-管C，23-管D，24-管E。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例：

请参阅附图1和附图2所示，一种能深度净化工业流体的超级工业流体净化系统，包括预过滤器11、颗粒物生长器12、控制机构13、收集过滤器14和传感器组；

所述预过滤器11上设有与客户油箱10相连通的入口端，所述预过滤器11的出口端通过管C 22与所述颗粒物生长器12的入口端相连，所述颗粒物生长器12的出口端通过管D 23与所述收集过滤器14的入口端相连，所述收集过滤器14的出口端通过管E 24与客户油箱10相连；所述控制机构13通过能量馈线与颗粒物生长器12相连，所述传感器组设于预过滤器11以及颗粒物生长器12的入口端。

进一步的，所述预过滤器11的上端设有推气阀15，下端设有排污阀。

需要说明的是，客户油箱10中的流体经过预过滤器11，大部分大尺寸(5微米级别)的颗粒物被有效分离，然后流体进入颗粒物生长器12。进入颗粒物生长器12中的流体被分为等量的两个流体通道，每一个流体通道内分别安装有一个螺旋状电极，流体中的颗粒物随着流体运动在电场的作用下带上电荷，被充分极化。两个流体通道中的颗粒物分别带上电量相当、极性相反的电荷。两个流体通道中电极发射的极性是交变的，电量是变化的，电极极性切换的频率和发射能量由控制机构自动控制调节：极性切换的目的是为了更均匀地极化流体中的颗粒物；而电极发射电量的变化是根据电极反馈的能量消耗变化而变化的，电极反馈的能量消耗大，说明流体中颗粒物总数多，需要增加电极的发射能量，反之电极的发射能量就需要减小。

两个流体通道中被充分极化的颗粒物随着流体的运动来到更加平稳的混流空间进行充分混合。充分混合的过程中，携带极性相反电荷的颗粒物在平稳的混流空间中迅速相互靠拢、聚集结合，几何尺寸变大的同时完全失去电荷或部分失去电荷。外形尺寸变大的颗粒物随着流体循环被收集过滤器有效收集，并离开系统。没有被收集过滤器收集的超级小颗粒物则继续携带电荷并随着流体循环进入流体系统，有的随流体循环进入下一个净化循环；也有的没有随流体循环进入净化循环反而留在客户的流体系统中。这些颗粒物极其微小，携带某种极性的电荷。任何一个实用的客户流体系统只要接地是有效的，油箱金属本体以及与油箱本体有效连接的其他流体系统部件(油泵、管路、换热器、阀门、轴承部件、做功的执行机构等)的电势应为零。但是由于种种原因牢牢地沉积吸附在流体系统部件上的污染物(以油泥、着色沉积、漆皮等形式存在于流体系统部件上)为各种有机物和无机物组成，是一种不导电的复杂物质。由于流体的循环导致的内部摩擦而携带某种极性的电荷，是上一轮净化循环中没有跟其他携带极性相反电荷的颗粒物，结合到足以被收集过滤器收集而又重新进入流体循环的细小颗粒物，根据其当时携带电荷的极性随机地与沉积吸附在流体系统部件上的污染物结合，二者间的极性相反，两者进行能量交换，污染物最终慢慢失去物理结构的完整性，逐渐从流体系统部件上破碎、剥离、脱落，最终的结果是流体系统被深度净化。

请参阅附图2所示，本实施例提供的一种能深度净化工业流体的超级工业流体净化系统中，客户油箱容积为3000升，流体类型为2号主轴油，运行温度为室温(24℃),实验起始颗粒物读数为NAS9,客户的测试目标是希望能是流体的洁净度达到NAS5左右，并长期稳定的这个水平。

流体由油泵3从客户油箱10吸入，经过Y型过滤器16去除大型杂质，经管A和管B进入预过滤器11,在此5微米及以上级别颗粒物被预过滤器11过滤分离，然后流体经管C 22进入颗粒物生长器12，流体在这里被分支进入分别装有电极A、电极B的两个极化管中，在此分别进行极性相反的极化过程，然后经极化管A或极化管B的上端流出进入混流管内的混流空间，被极化的粒子携带相反的电荷，在混流空间充分混合、接近、聚集、结合，颗粒物尺寸增大并失去电荷然后从混流空间的下端流出，然后经管D 23进入收集过滤器14，大部分长大的颗粒物被收集过滤器14收集，最后流体经管E 24回到客户油箱10完成一个净化循环。没有被收集过滤器14收集的超细小极化颗粒物随流体循环进入包括客户油箱在内的客户流体系统，开始对流体系统进行净化。

温度传感器18检测流体的实际温度，并发送模拟信号(4～20mA)经A/D转换模块给控制机构，调整油泵17的转速以调整流速，目的是为了获得更平稳的极化和混流形态，达到最优的混流效果。两压力传感器19分别测量油泵出口压力和极化混流容器入口压力，压力传感器19输出的模拟信号(4～20mA)经A/D转换模块给控制机构13以完成包括超压报警、过滤器滤芯更换提示等在内的工艺操作。控制机构13输出的极化电能经能量馈线给电极A、电极B，同时控制机构13根据能量馈线反馈的电能消耗判断极化管A、极化管B中颗粒物浓度及浓度差异，动态调整能量输出以获得最优的极化效果。

本申请对水分的控制直接导致的结果就是使得流体分子的表面张力和分子间的界面张力得到提升，流体粘度得以恢复，流体的油膜刚度得以恢复；同时由于水分的失去，流体乳化、发泡的基础失去，于是乳化发泡等恶性污染自然消失；延长流体寿命，减少流体投入成本，减少废油的排放，提升环保竞争力；流体本身洁净度和流体系统洁净度的极大提升了极大增加了客户流体系统的稳定性、可靠性、可用性和安全性，综合起来，将极大客户流体系统的平均无故障周期，降低系统的维护维修工作量和运行成本。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。