油污染控制配备

前言：

油压式射出成型机是以液压油做为动力来源，而液压油的清洁度将直接影响到各液压零件的寿命，也间接影响机台的质量，所以液压油的污染是一项不容忽视的问题，如何降低液压油污染也是一项重要课题。

一般而言过滤器是最常用于保持油品洁净度的工具，目前厂内塑料射出成型机以压力线(On-Line)及旁路式(By-Pass)两种为主要使用过滤器。为了符合比例阀对液压油清洁度的要求，且要达到NAS7级以下清洁度，所有VS系列全部配备压力线过滤器，并搭配≧200的滤芯，以提升产品的性能，以下内容是针对目前使用的旁路式与压力线过滤器来做介绍与比较。

旁路式与压力线过滤器介绍与比较

1.旁路式过滤器(By-Pass Filter)

旁路式过滤器以不影响主系统管路的作动下，抽取主回路一定量之油品，长期作清洁的工作，如图1旁路式过滤器回路图。

图1 装置旁路式过滤器主回路图

旁路式过滤器特性如下:

a.旁路式过滤器入油口有一节流阀其孔径，甚小(约0.2~0.5mm)使其流量在1.5L/min以下，利用此流量作极细的滤清动作。要把油污过滤清洁，往往须长时间才可能把油品都滤过一次。

b.一般而言，其滤芯阻力在5.5bar以下，其滤芯阻力愈大表示其寿命愈少了，因此须以压力表表示，指示更换时机。

c.当滤芯阻力太大时，须有压力保护阀，以保护By-Pass Filter本体，不过用压力保护阀，亦不可使泄流量变化以免影响主系统。

d.为防止滤芯阻塞时，油宝承受过大的压力而破裂。因此在油宝内部有一泄压阀(止逆阀式)当压力过大(此压力系指滤芯对通过滤芯的油所造成的阻力)，液压油会直接由泄压阀回到油箱。

e.系统有效流量

Qeff   =     Qth       ─       QL
              ↓                ↓
       Pump最大吐出量   By-Pass Filter流量             

f.目前旁路式滤芯是采用4段式过滤法

图2 旁路式滤芯4段式过滤法

2.压力线过滤器

压力线过滤器，大多接在PUMP吐出口或伺服阀P源，因通过流量大、过滤速度快，所以其过滤效率远比 By pass过滤器高。

图3 压力线过滤器主回路图

压力线过滤器特性如下:

a.依照西屋重工及欧美液气压协会的建议，在90分钟需将油槽总油量循环一次，如此才能控制颗粒性污染物生成的连锁反应达到所需要的油品清洁度，旁路式在每分钟最大通过1.5 L流量，所以旁路式过滤器只适合在135L以下油箱使用(1.5L*90min=135L)。

b. 压力线过滤选用法则

·流量增加会使得压降增大。
·流量增加必须增加过滤面积。
·流量增加必须减小过滤阻抗。
·过滤面积增加可使得压降减小。
·高黏度流体会使得流量减少。
·高黏度流体会使得压降增大。

c. 压力线过滤器压降的计算

·滤筒压降△Ph=需求流量*滤筒测试压降*流量比重/0.9
·滤芯压降△Pe=需求流量*滤芯测试压降*流量比重*流体黏度cSt/0.9
·过滤器压降△P=滤筒压降△Ph+滤芯压降△Pe

d.目前压力线过滤器使用滤芯的结构

图4 ≧200玻纤滤芯的组成

3.旁路式与压力线过滤器比较

旁路式与压力线过滤器比较表

 

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">旁路式(BY PASS过滤器)

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">压力线(On-Line过滤器)

最大通过流量

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">1.5 L/min

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">60 L/min

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">过滤精度

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">可达1μm

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">10μm

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">过滤面积

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">95cm²

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">336cm²

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">指示器

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">压力表

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">电子指示器

normal style="TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; LINE-HEIGHT: 150%; TEXT-ALIGN: justify">滤芯材质

硝化纤维(C₆H₁₀O₅)-Cellulose fiber

惰性无机纤维(微玻纤)Microglass fiber

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">滤芯新结构

采卷绕成型，无渐密孔径结构

采多重渐密孔径且作摺叠波浪成型

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">安装方式

截取主回路定量油，过滤后回油箱

装于泵浦出口压力线。

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">滤芯保养压差

normal style="LINE-HEIGHT: 150%">5.5Kg/cm²

100psi(7Bar)

由上表可看到旁路式与压力线过滤器比较的内容，详细叙述如下:

a.以油箱容积180 L，旁路式过滤器最大通过流量1.5 L/min所以过滤整个油箱的时间为120min，压力线过滤器接在小泵浦吐出口，最大吐出量为30 L/min所以过滤整个油箱的时间为6min，压力线过滤器的过滤时间比旁路式过滤器快20倍。

b.压力线过滤器有电子指示器，可直接连接至计算机显示，警告更换滤芯，而旁路式过滤器需看压力表才知是否需更换滤芯。

4.压力线过滤器滤芯的移除率

目前滤芯精度x=10μm，βx≧200为滤蕊异物之滤清能力

由上式可知10μm的异物过滤之后有99.5%被捕捉的性能，这是ISO4577规定的之多次通过法实际测定的性能，由图5为滤芯过滤的示意图。

图5 ≧200压力线过滤器滤芯过滤示意图

5.压力线过滤器滤芯的拆换

当入油与出油的压差达到更换滤芯保养压差，差压阀会送讯号给操作屏幕产生警告讯号，目前压力线过滤器都会在出货附件里面增加一个滤芯的备品，让客户能够自行保养更换滤芯，图6为过滤器滤芯的拆换示意图，在筒身底部六角头处用板手，先将逆时针方针则是松开筒身，将滤芯由本体往下拉，更换新的滤芯再由下往上插入本体，以顺时针方向锁紧筒身，以上的动作即完成滤芯拆换的保养工作。

图6 过滤器滤芯的拆换示意图

结论

目前使用压力线过滤器，在新机台试车运转前，将马达泵浦动力启动，机台不作任何动作，让液压油随著马达的运转经过压力线过滤器再泄回油箱，运转30 min，让油箱内的油污微粒，先经过滤油器过滤后再执行动作，以减少比例阀及电磁阀，因油箱前置作业处理未达到应有的清洁度而造成阀轴磨耗，假设油箱容积180 L为例，压力线过滤器最大通过流量60 L/min，马达泵浦运转30 min约让整个油箱过滤5次，若是使用旁路式过滤器在新机台试车则需让马达泵浦动力启动600 min，最大通过流量1.5 L/min，才让整个油箱过滤5次，而且不是强制通过过滤系统，压力线过滤器在整体的过滤效益相当的好，让液压油的清洁在生产在线能再一次获得确认，由于液压油油品清洁度提升，可提升客户生产时机台的稳定性，提升客户生产之效率。