矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于滤芯性能检测技术领域，具体为矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置。矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，包括过滤器试验系统和污染物注入系统；过滤器试验系统包括第一油箱、第一液压泵、被试过滤器、颗粒计数器、第一调节阀、第一净化过滤器、第一流量计、第一热交换器、压差指示器和压力指示器；污染物注入系统包括第二油箱、第二液压泵、第二调节阀、第二净化过滤器、第二流量计和第二热交换器。本实用新型首次提出一种可定量检测滤芯过滤性能的装置，通过使用该装置可以快速、准确检测滤芯的各项参数，进而评价滤芯的过滤性能，为煤矿液压设备选择合适的滤芯提供强有力的技术支持，填补了国内外在此项技术领域的空白。
【专利说明】
矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于滤芯性能检测技术领域，具体为矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能 的检测装置，尤其适用于高压、大流量的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤效果的检测。
【背景技术】
[0002] 随着液压技术的兴起和发展，液压设备在煤炭开采技术领域得到广泛的应用，同 时也带动矿用乳化液过滤器滤芯的蓬勃发展，然而目前矿用滤芯过滤效果的检测方法和技 术却没有实质性的发展，这就给矿用滤芯的选型带来了困难，也在一定程度上限制了煤炭 的生产效率和开采水平。
[0003] 矿用乳化液反冲洗滤芯主要应用于井下液压支架高压乳化液的过滤，确保液压支 架主进液管路中乳化液的清洁，进而保证液压设备的正常、安全工作。然而，目前矿山机械 行业中，用微米数这一概念来表明矿用乳化液滤芯的过滤性能，并不能真实反映滤芯的实 际使用效果。在滤芯选型时，还是完全依赖生产厂家标注的各项参数，使用者也只能凭借商 家的宣传和使用的经验来选择滤芯。所以，在当前所属行业中，提供一种能够准确、快速检 测滤芯过滤性能的方法和装置，是一项亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于，提供一种矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置， 通过检测装置模拟滤芯的使用环境，检测其各项参数，应用在线颗粒计数法来确定其真实 的过滤性能。
[0005] 本实用新型是采用如下的技术方案实现的:矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检 测装置，包括过滤器试验系统和污染物注入系统;过滤器试验系统包括第一油箱、第一液压 栗、被试过滤器、颗粒计数器、第一调节阀、第一净化过滤器、第一流量计、第一热交换器、压 差指示器和压力指示器;第一油箱、第一液压栗、被试过滤器、压力指示器、第一调节阀、第 一净化过滤器、第一流量计和第一热交换器依次连接并形成循环回路，被试过滤器两端并 联有颗粒计数器和压差指示器;污染物注入系统包括第二油箱、第二液压栗、第二调节阀、 第二净化过滤器、第二流量计和第二热交换器;第二油箱、第二液压栗、第二净化过滤器、第 二调节阀和第二热交换器依次连接并形成循环回路，第二流量计的进口连接在第二净化过 滤器和第二调节阀之间，第二流量计的出口作为污染物注入系统的输出口并通入过滤器试 验系统的第一油箱内。
[0006] 上述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，过滤器试验系统还包括第一 温度传感器，污染物注入系统包括第二温度传感器，第一温度传感器设置在第一油箱上，第 二温度传感器设置在第二油箱上。
[0007] 上述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，过滤器试验系统还包括第三 调节阀和第一放油阀，第三调节阀的进口通过油管伸入到第一油箱内，第三调节阀的出口 连接在第一液压栗和被试过滤器之间，第一放油阀的进口和第三调节阀的出口连接。
[0008] 上述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，污染物注入系统还包括第二 放油阀，第二放油阀的进口连接在第二净化过滤器和第二调节阀之间。
[0009] 本实用新型的有益效果如下：
[0010] 本实用新型首次提出一种全新的可定量检测矿用乳化液滤芯过滤性能的装置，通 过使用本实用新型装置可以快速、准确检测滤芯的各项参数，进而评价滤芯的过滤性能，为 煤矿液压设备选择合适的滤芯提供强有力的技术支持，填补了国内外在此项技术领域的空 白。
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型过滤器试验系统的原理图。
[0012] 图2为本实用新型污染物注入系统的原理图。
[0013] 图中：卜第一油箱，2-第一液压栗，3-被试过滤器，4-颗粒计数器，5-第一调节阀， 6_第一净化过滤器，7-第一流量计，8-第一热交换器，9-第一温度传感器，10-第一放油阀， 11-压差指示器，12-压力指示器，13-第二油箱，14-第二液压栗，15-第二调节阀，16-第二净 化过滤器，17-第二流量计，18-第二热交换器，19-第二温度传感器，20-第二放油阀，21-第 二调节阔。
【具体实施方式】
[0014] 矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，包括过滤器试验系统和污染物注入 系统;过滤器试验系统包括第一油箱1、第一液压栗2、被试过滤器3、颗粒计数器4、第一调节 阀5、第一净化过滤器6、第一流量计7、第一热交换器8、压差指示器11和压力指示器12;第 一油箱1、第一液压栗2、被试过滤器3、压力指示器12、第一调节阀5、第一净化过滤器6、第一 流量计7和第一热交换器8依次连接并形成循环回路，被试过滤器3两端并联有颗粒计数器4 和压差指示器11，第一净化过滤器6在循环回路中以净化过滤器回路的形式存在，净化过滤 器回路中包括放油阀和单向阀;污染物注入系统包括第二油箱13、第二液压栗14、第二调节 阀15、第二净化过滤器16、第二流量计17和第二热交换器18;第二油箱13、第二液压栗14、第 二净化过滤器16、第二调节阀15和第二热交换器18依次连接并形成循环回路，第二流量计 17的进口连接在第二净化过滤器16和第二调节阀15之间，第二流量计17的出口作为污染物 注入系统的输出口并通入过滤器试验系统的第一油箱1内，第二净化过滤器16在循环回路 中以净化过滤器回路的形式存在，净化过滤器回路中包括放油阀和单向阀。
[0015] 上述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，过滤器试验系统还包括第一 温度传感器9,污染物注入系统包括第二温度传感器19,第一温度传感器9设置在第一油箱1 上，第二温度传感器19设置在第二油箱13上。
[0016] 上述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，过滤器试验系统还包括第三 调节阀21和第一放油阀10,第三调节阀21的进口通过油管伸入到第一油箱1内，第三调节阀 21的出口连接在第一液压栗2和被试过滤器3之间，第一放油阀10的进口和第三调节阀21的 出口连接。
[0017] 上述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，污染物注入系统还包括第二 放油阀20,第二放油阀20的进口连接在第二净化过滤器16和第二调节阀15之间。
[0018] 具体试验时，
[0019] 1.准备试验设备及器材：
[0020] 获取试验滤芯，试验介质:YH-15航空乳化液油，试验粉末：ISO中级试验粉末，取样 瓶，试验设备:矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置。
[0021] ISO中级试验粉末符合I SO 12103-1的规定。将200g以内的粉末，在110 °C -150 °C的 温度下进行干燥，干燥时间不少于1小时。在用于试验系统前，先将ISO中级试验粉末掺入试 验油液中，并进行试验搅动，然后以3000W/m 2-10000W/m2的功率密度进行超声分散。
[0022] 取样瓶，用于收集液样进行重量污染度分析。
[0023] 矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置用于检测滤芯的过滤精度、杂质储存 能力(纳污容量、使用寿命）、流量压降特性。
[0024] 2.验证检测装置性能试验回路
[0025] 检测装置由"过滤器试验系统"和"污染物注入系统"组成，原理图分别如图1和图2 所示。
[0026] 根据图1所示，过滤器试验系统包括:第一油箱1，第一液压栗2，能够按照试验规程 调节流量、压力，温度，体积的油液调节元件(第一调节阀5,第一热交换器8,第一放油阀10， 第三调节阀21)，检测仪表(颗粒计数器4,第一流量计7,第一温度传感器9)，第一净化过滤 器6，应满足规定的要求;第一净化过滤器6，能够提供规定的系统初始污染度;系统结构，对 试验中将达到的污染度相对不敏感;系统结构，在预期的试验时间内不会改变试验污染物 的尺寸分布;测压点，符合GB/T 17486。
[0027] 根据图2所示，污染物注入系统包括:第二油箱13,第二液压栗14,能够按照试验规 程调节流量、压力，体积的油液调节元件(第二调节阀15,第二热交换器18,第二放油阀20)， 检测仪表(第二流量计17,第二温度传感器19)和第二净化过滤器16,应满足规定的要求;系 统结构，对试验中将达到的污染度相对不敏感;系统结构，在预期的试验时间内不会改变试 验污染物的尺寸分布;油液取样部分，符合GB/T 17489。
[0028]检测装置性能试验回路的验证程序，其揭示了过滤器性能试验回路能否有效地防 止污染物的沉降和污染物尺寸的改变。
[0029] (1)过滤器试验系统的验证：
[0030] a.在过滤器试验系统的最小工作流量下进行验证。验证时，用一个导管代替被试 过滤器3。
[0031 ]调节试验系统(不包括净化过滤器回路)的油液总体积，使其介于在最小流量下每 分钟流过体积的1/4-1/2之间，但不能低于5L。
[0032] b.在各种试验条件下，注入ISO 12103-A3试验粉末，使系统油液达到要求的上游 基本重量污染度。
[0033]验证通过每个颗粒计数器4的流量等于该计数器校准时的流量，二者之间的差值 应在给定的范围内。
[0034] 使油液在试验系统中循环Ih，同时连续的从上游取样进行自动在线颗粒计数 60min。在验证过程中，取样液流不能中断。
[0035] c.在60min试验期间内，以少于Imin的相等时间间隔，记录给定尺寸颗粒的在线计 数累积值。
[0036] 满足以下条件，认为试验系统合格：
[0037] 每一取样间隔内的给定尺寸颗粒数，都不得偏离所有取样间隔内这个尺寸颗粒数 的平均值的15 %;
[0038] 每毫升所有尺寸可隶属的累积技术平均值都应在允许的范围之内。
[0039] (2)污染物注入系统的验证
[0040] a.在最大重量污染度、最大注入系统容积、最小注入系统流量计要求的试验时间 内，验证污染物注入系统。在要求的试验时间内应将注入系统的可用油液全部用完。
[0041 ] b.准备好污染物注入系统，包括要求的试验污染物总量和与系统结构相适应的油 液体积。
[0042] c.加入试验粉末，循环至少15min。
[0043] d.启动污染物注入系统，将流出的油液收集于注入系统之外。与此同时，采集注入 油液的初始油样，并测量注入流量。
[0044] e.注入流量与期望值的偏差应保持在± 5 %之内。
[0045] f.在30min、60min、90min和120min时，或根据注入系统中油液的消耗速率确定的 至少四个相等的时间间隔，对注入液体进行取样并测量注入流量。
[0046] g.按照ISO 4405对上述的每个油样进行重量污染度分析。
[0047] h.在验证试验结束时，测量污染物注入系统的油液体积，该体积为注入系统的最 小有效体积Vi。
[0048] i.当每个油样的重量污染度与规定的重量污染度的差别在±10%之内，且各个油 样之间的偏差不超过平均值的± 5 %时，认为验证合格。
[0049] 当每次测量的注入流量与规定的注入流量的差别在±5%之内，且各次测量的注 入量之间的偏差不超过平均值的± 5 %时，认为验证合格。
[0050] 当注入系统的剩余油液体积V2加上平均注入流量与总的注入时间的乘积，对初始 油液体积的偏差小于± 10%，认为验证合格。
[0051 ] 3.滤芯试验
[0052]将滤芯装在被试过滤器3内（试验前用试验液对试验滤芯进行完整性试验，如果有 缺陷则不允许进行试验），然后将试验系统调整到规定的试验状态(试验流量和试验温度， 试验温度应保证油液粘度在15mm2/s± lmm2/s范围内），并重新检查液位。
[0053]让注入油液进入试验系统的第一油箱1，同时第一乳化液栗2开启。
[0054]开启颗粒计数器4。
[0055] 从污染物注入系统抽取第一个油样。
[0056] 随时记录压差，温度和试验流量，以计数器中规定的流速，对上游和下游粒子计 数。
[0057] 用颗粒计数器计数(Co每分钟颗粒数），用下面公式计算： Nc X D
[0058] Cn =-- 0 y
[0059] 式中Nc-一取样期间的累积计数，用颗粒数表示；
[0060] D--稀释系数；
[0061] V一一取样期间通过颗粒计数传感器的液体容积，单位:mL。
[0062] 当压差指示器11显示滤芯净压差增加 80%时，进行在试验系统管路上游取样，用 做重量分析。注:在80 %这点取样，因为它经常与100 %点相重叠。
[0063] 在滤芯净压差即将达到规定值时，在污染物注入系统取最后一个油样。停止试验 后，测量并记录试验系统和污染物注入系统油液最终精确容积(Vf)。
[0064]注：1.如果取样期间能达到100%的净压差，则先完成取样再停止被试滤芯的液 流。
[0065] 2.如果最终容积Vf在原始容积的± 10 %以内，则试验过程是正确的。
[0066] 滤芯达到规定极限压差值时停止试验，记录试验最终时间，单位:min，取下滤芯， 按IS02942检测滤芯破损状况。
[0067] 根据试验系统自动生成的试验报告对试验结果进行分析，评判所测滤芯的过滤性 能。
【主权项】
1. 矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，其特征在于包括过滤器试验系统和污 染物注入系统;过滤器试验系统包括第一油箱（1)、第一液压栗(2)、被试过滤器(3)、颗粒计 数器(4)、第一调节阀（5)、第一净化过滤器(6)、第一流量计(7)、第一热交换器(8)、压差指 示器（11)和压力指示器（12);第一油箱（1)、第一液压栗（2)、被试过滤器（3)、压力指示器 (12 )、第一调节阀（5 )、第一净化过滤器(6 )、第一流量计(7 )和第一热交换器(8 )依次连接并 形成循环回路，被试过滤器(3)两端并联有颗粒计数器(4)和压差指示器（11);污染物注入 系统包括第二油箱（13)、第二液压栗（14)、第二调节阀（15)、第二净化过滤器（16)、第二流 量计（17)和第二热交换器（18);第二油箱（13)、第二液压栗（14)、第二净化过滤器（16)、第 二调节阀（15)和第二热交换器（18)依次连接并形成循环回路，第二流量计（17)的进口连接 在第二净化过滤器(16)和第二调节阀（15)之间，第二流量计（17)的出口作为污染物注入系 统的输出口并通入过滤器试验系统的第一油箱(1)内。2. 根据权利要求1所述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，其特征在于过 滤器试验系统还包括第一温度传感器(9)，污染物注入系统包括第二温度传感器（19)，第一 温度传感器(9)设置在第一油箱（1)上，第二温度传感器(19)设置在第二油箱（13)上。3. 根据权利要求1或2所述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，其特征在于 过滤器试验系统还包括第三调节阀（21)和第一放油阀（10)，第三调节阀（21)的进口通过油 管伸入到第一油箱（1)内，第三调节阀（21)的出口连接在第一液压栗(2)和被试过滤器(3) 之间，第一放油阀（10)的进口和第三调节阀（21)的出口连接。4. 根据权利要求1或2所述的矿用乳化液反冲洗滤芯过滤性能的检测装置，其特征在于 污染物注入系统还包括第二放油阀（20)，第二放油阀（20)的进口连接在第二净化过滤器 (16)和第二调节阀（15)之间。
【文档编号】G01N15/08GK205665143SQ201620419941
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】刘混举, 刘混田, 许联航, 周俊丽, 王海刚, 郭瑞, 张文龙, 药虹, 张磊, 郭世红, 王可超, 李正江
【申请人】山西惠欣特矿山机电科技有限公司