一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备

1.本发明涉及润滑油净化技术领域，尤其涉及一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.公开号为cn113856311a的专利文件公开了这样一种基于电荷平衡的新型润滑油净化系统及净化方法，通过在润滑油箱口依次设置粗过滤器和第一细过滤器，能够过滤润滑油中直径大于10微米和大于5-7微米的固体颗粒；再通过颗粒荷电单元将润滑油分别流入两个线筒式电极中，使两个分支的微小固体颗粒分别带正负电荷，带正、电负电的固体颗粒互相吸引后呈电中性，再将其集聚成更大的固体颗粒后导入第二细过滤器，在第二细过滤器中将直径大于3微米的固体颗粒滤除掉从而实现润滑油的净化。
5.该申请中，颗粒荷电单元中采用的是线筒式电极，其外表面积较小，而电极棒的外表面积的大小与导电面积的大小成正相关，因此该申请中，每次能通过颗粒荷电单元进行除杂的润滑油量是有限度的，如果润滑油量过多，会导致部分润滑油中的颗粒不能带上电荷，从而造成除杂效果不佳的问题。虽然公知通过增加电极棒的表面粗糙度可以增大电极棒表面积，但是表面粗糙的电极棒容易使得润滑油中的颗粒附着，影响电极棒的使用寿命。


技术实现要素：

6.本发明要解决上述问题，提供一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备。
7.本发明解决问题的技术方案是，提供一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备，依次包括用于初步过滤润滑油的一次过滤装置，用于使润滑油带上正、负电荷、并使得润滑油中带正电荷和带负电荷的颗粒聚集的电荷装置，以及用于过滤润滑油中聚集的颗粒的二次过滤装置，所述电荷装置包括两旋叶电极棒，所述旋叶电极棒包括筒状本体，以及与所述筒状本体电连接的旋叶结构，所述旋叶结构包括若干套设于所述筒状本体的电极圈，相邻两所述电极圈之间通过弹性件连接，至少有一所述电极圈与所述筒状本体固定连接，至少有一所述电极圈与所述筒状本体滑动连接。
8.作为本发明的优选，所述电荷装置包括壳体，两所述旋叶电极棒竖直设置于所述壳体内，所述壳体的底部设置进口、顶部设置出口。
9.作为本发明的优选，若干所述电极圈的外径沿从上到下的方向递减。
10.作为本发明的优选，所述进口设有油泵。
11.作为本发明的优选，所述电荷装置包括设置于所述壳体内的两筒体，两所述旋叶电极棒分别设置于两所述筒体内；所述筒体的底板设有以所述筒状本体为中心轴的环形通孔，所述环形通孔包括外环内壁和内环内壁，所述外环内壁和内环内壁之间通过连接杆连接。
12.作为本发明的优选，所述筒体的底板设有若干所述环形通孔，若干所述环形通孔的宽度以所述筒状本体为中心、沿所述筒状本体的径向方向、由中心向外递减。
13.作为本发明的优选，所述电极圈表面、与所述弹性件表面均设有凹槽。
14.作为本发明的优选，所述电极圈设有开口、以使得所述电极圈包括第一连接端和第二连接端；一所述电极圈的第一连接端与其上方电极圈的第二连接端通过所述弹性件连接，第二连接端与其下方电极圈的第一连接端通过所述弹性件连接。
15.作为本发明的优选，所述旋叶结构中，位于最两端的电极圈与所述筒状本体固定连接，剩余电极圈与所述筒状本体滑动连接。
16.作为本发明的优选，所述一次过滤装置包括设有一级进口和一级出口的外壳、以及设置于所述外壳内的电极棒，所述电极棒与所述外壳内壁之间填充有过滤介质。
17.本发明的有益效果：1.本技术中，对传统电极棒进行了改进，通过在筒状本体上设置旋叶结构以实现电极棒表面积的扩张，有效提高其导电面积，使得润滑油净化设备的净化效率更高。
18.2.本技术中，旋叶结构中部分结构是滑动套设在筒状本体上的，在润滑油的流动作用下，这一部分受流体推动而在筒状本体上滑动，可对筒状本体外表面进行滑动刮除，以避免颗粒在筒状本体上的附着。
19.3.本技术中，将旋叶电极棒竖直设置，在无润滑油通入时，在重力作用下，旋叶结构的滑动部分在筒状本体的下部分堆积；在润滑油通入时，控制润滑油的流动方向由下至上，以使得流体对旋叶结构向上推动。一方面，通过在这两种状态间来回替换，可使得旋叶结构实现自身的振动，避免颗粒在自身上附着。另一方面，在润滑油通入时，旋叶结构中可滑动的电极圈在自身重力以及润滑油的浮力下达到平衡，使得若干可滑动的电极圈在竖直方向上均匀分布而不再堆积 ，保证了电极棒周围电荷的平衡，避免电荷集中造成的高压击穿现象。
20.4.本技术中，在平衡电荷之前还设置了带电极棒的一次过滤装置，首先通过电泳对杂质进行初步过滤，之后采用平衡电荷净化方法对润滑油中微小杂质进行净化；与现有技术相比，避免了净化有效周期短、成本高、油品质量低等问题。
附图说明
21.图1是一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备的结构示意图；图2是一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备中一次过滤装置的结构示意图；
图3是一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备中电荷装置的结构示意图；图4是一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备中电极棒一种实施方式的结构示意图；图5是一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备中电极棒另一种实施方式的结构示意图；图6是一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备中二次过滤装置的结构示意图；图中： 一次过滤装置1，电极棒11，过滤介质12，电荷装置2，电极旋叶电极棒21，筒状本体211，旋叶结构212，电极圈212a，弹性件212b，壳体22，进口221，出口222，筒体23，环形通孔231，二次过滤装置3。
具体实施方式
22.以下是本发明的具体实施方式，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
23.一种基于平衡电荷净化技术的润滑油净化装备，如图1所示，依次包括用于初步过滤润滑油的一次过滤装置1，用于使润滑油带上正、负电荷、并使得润滑油中带正电荷和带负电荷的颗粒聚集的电荷装置2，以及用于过滤润滑油中聚集的颗粒的二次过滤装置3。一次过滤装置1与电荷装置2通过油管连通、电荷装置2与二次过滤装置3通过油管连通，使用时，带有颗粒污染物的润滑油先经过一次过滤装置1初步过滤，然后经过电荷装置2，使颗粒物分别带上正、负两种电荷，然后进入混流区域，携带正负电荷的微小颗粒物互相吸附，凝聚长大，然后在二次过滤装置3处过滤。
24.其中，如图2所示，一次过滤装置1包括设有一级进口和一级出口的外壳，一级进口和一次出口优选地设置在外壳的两端。在外壳内中心设有电极棒11，这里的电极棒11为市面上售卖的普通电极棒即可，其与外壳外的高压静电发生器连接。同时，在电极棒11与外壳内壁之间填充有过滤介质12，过滤介质12优选为可拆卸地设置在外壳内。本实施例中，过滤介质12由聚丙烯材质的多曲面滤纸与不锈钢圈相间设置构成，每层滤纸经过折叠后再做成筒状，增加润滑油与滤纸的接触面，不锈钢圈用以增强静电场强度与吸附能力。
25.使用时，润滑油从一级进口进入外壳中，打开高压静电发生器，电极棒11产生高压静电，在外壳内产生高压环形电场，通过电泳原理与电介质迁移同时发生的现象，将润滑油中的杂质吸附在过滤介质12上，从而完成润滑油的初步过滤，提高过滤效果的同时减轻后续的工作量。
26.完成初步过滤的润滑油从一级出口流向电荷装置2。
27.如图3所示，电荷装置2包括壳体22，并排设置于壳体22内的两筒体23、以及分别设置于两筒体23内的旋叶电极棒21，一旋叶电极棒21与电源正极连接，另一旋叶电极棒21与电源负极连接。壳体22的两端分别设有进口221和出口222，进口221与上述一级过滤装置1的一级出口连通，出口222与后续二级过滤装置3连通。壳体22内设有两安装板，两安装板均设有通孔，筒体23的两端分别穿过两安装板的通孔，以使得筒体23安装在两安装板之间，同时，筒体23外壁和安装孔的通孔之间设有密封圈。靠近进口221的安装板与壳体22进口之间形成分流腔，靠近出口的安装板与壳体22出口222之间形成混流腔，两筒体23的两端分别设
有进油口和出油口。
28.使用时，润滑油由进口221流入分流腔，分别通过两筒体23的进油口分流至两筒体23内，分别带上正电荷和负电荷后从两筒体23的出油口流至混流腔，在混流腔内，带正电荷和带负电荷的颗粒聚集后从壳体22的出口222排出至二级过滤装置3。
29.其中，为了提高净化效率，旋叶电极棒21包括筒状本体211，以及与筒状本体211电连接的旋叶结构212，旋叶结构212包括若干套设于筒状本体211的电极圈212a，相邻两电极圈212a之间通过弹性件212b连接。具体地，旋叶结构212可以如图4所示，其电极圈212a均为完整的环形，相邻电极圈212a之间通过弹簧结构的弹性件212b连接。也可以如图5所示，弹性件212b为电极片、与电极圈212a一体成型，电极圈212a设有开口、以使得电极圈212a包括第一连接端和第二连接端；一电极圈212a的第一连接端与其上方电极圈212a的第二连接端通过弹性件212b连接，第二连接端与其下方电极圈212a的第一连接端通过弹性件212b连接，即，旋叶结构212整体为一弹簧形态。本实施例采用第二种旋叶结构212。基于此，可以看出，旋叶结构212明显增大了电极棒的表面积，有助于提高净化效率。进一步地，电极圈212a表面、与弹性件212b表面均设有凹槽，以通过凹槽进一步扩大电极棒表面积。
30.同时，至少有一电极圈212a与筒状本体211固定连接，以避免旋叶结构212的脱落；至少有一电极圈212a与筒状本体211滑动连接，以保证有电极圈212a可以对筒状本体211进行刮除。本实施例中，旋叶结构212中，位于最两端的电极圈212a与筒状本体211固定连接，剩余电极圈212a与筒状本体211滑动连接。即，安装时，将弹簧形态的旋叶结构212套设在筒状本体211上，然后将其两端分别与筒状本体211通过熔接或焊接的方式连接，实现固定连接和电连接，此时旋叶结构212中间部分的电极圈212a是活动套设在筒状本体211上的。
31.使用时，旋叶电极棒21可以任意设置，比如旋叶电极棒21轴向与水平面平行、或者旋叶电极棒21轴向与水平面垂直、或者旋叶电极棒21轴向与水平面呈一定夹角。旋叶结构212一定是沿筒状本体211的轴向方向伸缩，而筒体23的进油口和出油口所在直线又与筒状本体211的轴向方向大体平行，因此润滑油可以推动旋叶结构212中的部分电极圈212a在筒状本体211上滑动，避免颗粒在筒状本体上的附着。此时，为了保证对电极圈212a推动的平衡性，筒体23的进油口为以筒状本体211为中心轴的环形通孔231，环形通孔231包括外环内壁和内环内壁，外环内壁和内环内壁之间通过连接杆连接，以保证筒体23设置进油口的侧板的一体性。
32.但是考虑到平行设置时，由于润滑油仅从进油口流向出油口，只能将旋叶结构212向一个方向推动，使得旋叶结构21压缩而不易回弹，容易导致电荷聚集的问题，因此，优选将旋叶电极棒21轴向与水平面非平行设置，以利用旋叶结构212本身的重力回弹并平衡润滑油的推力。其中，优选将旋叶电极棒21轴向与水平面垂直设置，即，将旋叶电极棒21竖直设置。在垂直的设置情况下，优选在壳体22的底部设置进口221、顶部设置出口222，对应地，筒体23的底板设置进油口，顶板设置出油口，使得润滑油的流动方向是由下向上、与重力方向相对，此时，为了提供润滑油由下向上运动的动力，在进口221设有油泵。
33.进一步地，为了保证在润滑油推力下，若干电极圈212a均可散开，若干电极圈212a的外径沿从上到下的方向递减。此时，下方的电极圈212a不会完全遮盖住上方电极圈212a，上分电极圈212a可受到润滑油的直接推动。同时，筒体23的底板设有若干上述环形通孔231，若干环形通孔231的宽度以筒状本体211为中心、沿筒状本体211的径向方向、由中心向
外递减，这里环形通孔231的宽度是指该环形通孔231外环内壁到内环内壁之间的距离。流体的流速与管径负相关，较小宽度的环形通孔231处出来的润滑油流速较大，所携带的动能也较大，能够对与之对应的、相对较远地、较大外径的电极圈212a提供推动力。
34.通过电荷装置2完成平衡电荷净化后，润滑油和聚集颗粒一起通过出口222进入二级过滤装置3。二级过滤装置3的结构不限，只要可以过滤掉聚集颗粒即可。
35.如图6所示，本实施例中，二级过滤装置3包括外壳体以及设置于外壳体内的过滤网，优选将过滤网可拆卸地设置在外壳体内以便于过滤网的清洗更换。过滤网为筒状，过滤网的上端开口、并与外壳体的进口连通，过滤网的下端封闭，同时过滤网的侧壳设有若干直径不大于3微米的网孔。携带聚集颗粒的润滑油依次通过外壳体的进口、过滤网上端开口进入过滤网内，从过滤网的侧壳流出，聚集颗粒被截留在过滤网侧壳上，完成净化的润滑油被收集在外壳体和过滤网之间。
36.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。