一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统及净化方法

技术领域

本发明属于机械设备润滑油的净化过滤技术领域，涉及一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统及净化方法。

背景技术

机械设备工作时，通常需要使用润滑油减小设备之间的摩擦。润滑油极易受到固体颗粒、水以及空气等污染物的影响。固体颗粒会导致润滑油清洁度降低，油质劣化，黏度等级下降，甚至造成机械设备的损伤和故障。

机械润滑油可以附带一套在线过滤器。在一般的油路净化系统中，10微米以上颗粒物约占10％，10微米以下颗粒物占90％。小颗粒在齿面和轴承间隙中，会加剧齿轮和轴承的磨损，磨损产生的颗粒物继续进入润滑油，进一步加剧颗粒物杂质污染，形成一种恶行循环。因此，控制润滑油颗粒物污染，保证油品清洁度是延长换油周期、提高设备可靠性、降低运维费用、延长设备寿命的重要途径。

电荷平衡净化技术主要针对油泥、灰尘等固体污染物。该技术将润滑油分为并联的两个分支，通过电场作用使固体颗粒分别带正负电荷，使其在库仑力的影响下发生相向运动，结合在一起变成大尺寸颗粒，然后可以用过滤器进行脱除。电荷平衡净化技术比较前沿，在机械设备上并未广泛普及，对于电极形状和组合也没有进行深入研究。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统及净化方法，旨在解决现有技术中电荷平衡净化技术在机械设备上并未广泛普及，以及对于电极组合没有进行深入研究的缺陷性技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提出的一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统，包括粗过滤器、第一细过滤器、颗粒荷电单元、第二细过滤器、进油阀门和出油阀门；

所述进油阀门设置在润滑油箱的一侧；所述出油阀门设置在润滑油箱的另一侧；所述进油阀门的一端与润滑油箱相连，进油阀门的另一端与粗过滤器的输入端口相连用于导出润滑油，所述粗过滤器的输出端口与第一细过滤器的输入端口相连，所述第一细过滤器的输出端口与颗粒荷电单元的一端相连用于将第一细过滤器过滤得到的润滑油带正、负电荷，并将润滑油中带正电荷和带负电荷的固体颗粒集聚成固体颗粒；所述颗粒荷电单元的另一端与第二细过滤器的输入端口相连，所述出油阀门的一端与第二细过滤器的输出端口相连，出油阀门的另一端与润滑油箱相连用于将过滤后的润滑油导入润滑油箱。

优选地，所述颗粒荷电单元包括第一引线、第二引线、第一线筒式电极和第二线筒式电极；

所述第一线筒式电极和所述第二线筒式电极对称设置；所述第一线筒式电极和第二线筒式电极的外表面均设置有圆筒式外壳，所述圆筒式外壳的两端均设置有法兰盖用于密封圆筒式外壳；所述第一线筒式电极的一端与第一引线相连，所述第二线筒式电极的一端与第二引线相连，所述第一线筒式电极和所述第二线筒式电极的另一端均与法兰盖相连；所述第一线筒式电极和第二线筒式电极分别由第一引线和第二引线引入施加电压，所述第一线筒式电极和第二线筒式电极均与圆筒式外壳形成电场，使润滑液在圆筒式外壳内进行荷电，所述第一线筒式电极内加正电，所述第二线筒式电极内加负电。

优选地，所述颗粒荷电单元还包括螺栓，所述螺栓设置在圆筒式外壳的两端，用于固定圆筒式外壳和法兰盖；

所述粗过滤器、第一细过滤器、颗粒荷电单元和第二细过滤器与润滑油箱均通过管路连通。

优选地，所述粗过滤器的网孔直径为10微米。

优选地，所述第一细过滤器的网孔直径为5-7微米。

优选地，所述第二细过滤器的网孔直径为3微米。

优选地，还包括进油泵，所述进油泵设置在进油阀门与粗过滤器之间，用于为润滑油净化系统提供动力。

优选地，经第二细过滤器过滤得到的润滑油通过出油阀门返回至润滑油箱，润滑油箱中的润滑油从进油阀门流入粗过滤器实现润滑油的循环净化。

本发明提出的一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统的净化方法，包括如下步骤：

S1、打开进油阀门使润滑油箱的润滑油进入粗过滤器，粗过滤器过滤润滑油中直径大于10微米的固体杂质颗粒；

S2、通过S1过滤后得到的润滑油送入第一细过滤器，第一细过滤器过滤润滑油中直径大于5-7微米的固体杂质颗粒；

S3、通过S2过滤后得到的润滑油送入颗粒荷电单元，颗粒荷电单元将润滑油中带正电荷的固体颗粒和带负电荷的固体颗粒集聚成固体颗粒；

S4、通过S3得到的固体颗粒送入第二细过滤器，第二细过滤器过滤润滑油中直径大于3微米的固体杂质颗粒，再打开出油阀门将润滑油送入润滑油箱实现润滑的净化操作；

其中，所述粗过滤器的网孔直径为10微米；所述第一细过滤器的网孔直径为5-7微米；所述第二细过滤器的网孔直径为3微米。

优选地，颗粒荷电单元中带正电荷和带负电荷的固体颗粒互相吸引集聚成固体颗粒，带正电荷和负电荷的固体颗粒互相中和后固体颗粒呈电中性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出的一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统，首先对润滑油箱的一侧安装进油阀门便于将润滑油箱中的润滑油导入粗过滤器中实现过滤，再对粗过滤器连接一个第一细过滤器实现对润滑油的初步细过滤，再对第一细过滤器后边设置颗粒荷电单元，颗粒荷电单元将带正电荷和带负电荷的微小固体杂质颗粒进行集聚组合形成更大的固体颗粒；最后在第二细过滤器的作用下过滤出更细致的润滑油实现润滑油的净化，在出油阀门的作用下将净化后的润滑油导入润滑油箱。本发明提出的润滑油净化系统中的颗粒荷电单元使润滑油中的微小固体颗粒分别带正负电荷，能够使带正负电荷的固体颗粒集聚成更大的固体颗粒，再结合终滤单元将润滑油中的固体杂质分离出来，能够减少机械设备的损伤程度，达到润滑油的净化作用。

进一步地，将第一线筒式电极和第二线筒式电极对称设置，并将第一线筒式电极和第二线筒式电极组合，相比于现有技术中的线板电极组合和板板电极组合，能够得到更加均匀的电场，利于固体颗粒均匀带电，线筒结构中的电荷不会集中在某个区域，不易产生润滑油被高压击穿的现象，该系统能有效减少润滑油微小固体颗粒数量，因此安全性更高，也能承受更高的电压。

进一步地，粗过滤器的网孔直径为10微米，目的是为了预先滤除较大颗粒，一般油路系统中，10微米以上颗粒物约占10％，10微米以下颗粒物约占90％。

进一步地，第一细过滤器的网孔直径为5-7微米，是因为目前大多数的油液过滤设备精度为5微米和7微米，70％以上的油品污染物小于5微米。

进一步地，第二细过滤器的网孔直径为3微米，是因为电荷平衡技术能够将0.1-3微米的微小颗粒物聚集成大于3微米的颗粒物，再通过第二细过滤器进行过滤，能够去除油液中的超细小颗粒物。

本发明提出的一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统的净化方法，先机械设备的润滑油进入粗过滤器，粗过滤器过滤润滑油中直径大于10微米的固体杂质颗粒；第一细过滤器过滤润滑油中直径大于5-7微米的固体杂质颗粒；颗粒荷电单元将润滑油中带正电和带负电的微小固体颗粒集聚成更大的固体颗粒；第二细过滤器过滤润滑油中直径大于3微米的固体杂质颗粒，最终将润滑油送入机械设备实现润滑的净化操作。本发明提出的润滑油净化方法使用方便，能够实现润滑油的净化，不易造成机械设备的损坏。

进一步地，颗粒荷电单元中的异种电荷相互吸引从而形成固体颗粒，便于在终滤单元过滤出固体颗粒，得到更纯净的润滑油。

附图说明

图1为本发明基于电荷平衡的润滑油净化系统结构图；

图2为本发明颗粒荷电单元的部分截面图((a)为板板式电极组合；(b)为线板式电极组合；(c)为线筒式电极组合)；

图3为本发明颗粒荷电单元的内部结构图。

其中：1-粗过滤器；2-第一细过滤器；3-颗粒荷电单元；4-第二细过滤器；6-进油阀门；7-进油泵；8-出油阀门；10-第一引线；11-第二引线；12-第一线筒式电极；13-第二线筒式电极；14-圆筒式外壳；15-螺栓；16-法兰盖。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明针对机械设备的润滑油，设计了一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统，如图1所示，所述进油阀门6设置在润滑油箱的一侧；出油阀门8设置在润滑油箱的另一侧；所述进油阀门6的一端与润滑油箱相连，便于将润滑油箱中的润滑油导出；进油阀门6的另一端与粗过滤器1的输入端口相连，便于将润滑油导入粗过滤器实现润滑油的粗过滤；粗过滤器1的输出端口与第一细过滤器2的输入端口相连，便于将润滑油中的初步细过滤；第一细过滤器2的输出端口与颗粒荷电单元3的一端相连用于将第一细过滤器2过滤得到的润滑油带正、负电荷，并将润滑油中带正电荷和带负电荷的固体颗粒集聚成固体颗粒；颗粒荷电单元3的另一端与第二细过滤器4的输入端口相连，将润滑油中细致的细过滤；将出油阀门8的一端与第二细过滤器4的输出端口相连，出油阀门8的另一端与润滑油箱相连用于将过滤后的润滑油导入润滑油箱。

所述粗过滤器1、第一细过滤器2、颗粒荷电单元3和第二细过滤器4与润滑油箱均通过管路连通。

其中，进油泵7设置在进油阀门6与粗过滤器1之间，用于为润滑油净化系统提供动力。

粗过滤器1的网孔直径为10微米，用于过滤出润滑油箱中润滑油直径大于10微米的固体杂质颗粒。

第一细过滤器2的网孔直径为5-7微米，用于预先过滤出润滑油中直径大于5-7微米的固体杂质颗粒。

如图2所示，本发明的颗粒荷电单元3的部分截面图，在图2中，(a)为板板式电极组合；(b)为线板式电极组合；(c)为线筒式电极组合，本发明的颗粒荷电单元3将两个线筒电极组合，相比于现有技术中的线板电极组合和板板电极组合，能够得到更加均匀的电场，利于固体颗粒均匀带电，线筒结构中的电荷不会集中在某个区域，不易产生润滑油被高压击穿的现象，该系统能有效减少润滑油微小固体颗粒数量，因此安全性更高，也能承受更高的电压。

颗粒荷电单元3采用线筒式电极组合形成电场，分为两个分支，使润滑油流体中微小固体颗粒分别带正、负电荷，并在汇流后聚集形成更大的固体颗粒。

第二细过滤器4的网孔直径为3微米，用于过滤汇流后的润滑油中直径大于3微米的固体杂质颗粒，实现润滑油的净化操作。

优选地，经第二细过滤器4过滤得到的润滑油通过出油阀门8返回至润滑油箱，润滑油箱中的润滑油通过进油阀门6流入粗过滤器1实现润滑油的循环净化。

如图3所示，为本发明的颗粒荷电单元3的内部结构图，颗粒荷电单元3包括第一引线10、第二引线11、第一线筒式电极12、第二线筒式电极13、圆筒式外壳14、螺栓15和法兰盖16，第一线筒式电极12和第二线筒式电极13对称设置；第一线筒式电极12和第二线筒式电极13的外表面均设置有圆筒式外壳14，圆筒式外壳14的两端均设置有法兰盖16用于密封圆筒式外壳14；所述第一线筒式电极12的一端与第一引线10相连，所述第二线筒式电极13的一端与第二引线11相连，第一线筒式电极12和第二线筒式电极13的另一端均与法兰盖16相连；第一线筒式电极12和第二线筒式电极13分别由第一引线10和第二引线11引入施加电压，第一线筒式电极12和第二线筒式电极13均与圆筒式外壳14形成电场，使润滑液在圆筒式外壳14内进行荷电，第一线筒式电极12内加正电，第二线筒式电极13内加负电；螺栓15设置在圆筒式外壳14的两端，用于固定圆筒式外壳14和法兰盖16。

所述第一线筒式电极12和第二线筒式电极13均与圆筒式外壳14组合形成电场，使润滑油中的微小固体颗粒分别带正电荷和负电荷；润滑油流出后合并汇流，用于将带正电荷的微小固体颗粒和带负电荷的微小固体颗粒汇流后聚集形成更大的固体颗粒。

本发明提出的一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统的净化方法，实现步骤如下：

步骤S01：机械设备的润滑油经过进油阀门6，通过进油泵7驱动进入粗过滤器1过滤润滑油中直径大于10微米的固体杂质颗粒；

步骤S02：过滤后得到的润滑油进入第一细过滤器2过滤润滑油中直径大于5-7微米的固体杂质颗粒；

步骤S03：通过过滤后得到的润滑油进入颗粒荷电单元3；

步骤S04：经过第一细过滤器2的润滑油分流到第一线筒式电极12和第二线筒式电极13中，一个分支使固体颗粒带正电，一个分支使固体颗粒带负电，然后汇流使润滑油中的正电颗粒和负电颗粒互相吸引，集聚成更大的固体颗粒，电荷互相中和后固体颗粒呈电中性，之后润滑油进入第二细过滤器4；

步骤S05：第二细过滤器4的网孔直径为3微米，用于过滤润滑油流体中大于3微米的固体杂质颗粒；

步骤S06：润滑油经过净化系统后，打开出油阀门8，使润滑油返回机械设备的润滑油箱，进行循环使用和净化处理。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。