CN105715933A - 一种防渗漏的润滑*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防渗漏的润滑***，润滑***包括油箱和设置在油箱外部的过滤装置，在油箱壳体和被润滑机构件之间设置有密封元件；所述的过滤装置包括液压泵、滤清组件、取油管路和回油管路，所述的取油管路和回油管路设置在油箱壳体上；所述的液压泵将润滑***中的润滑油从润滑***的油箱中吸入，经过滤清组件过滤后再通过回油管路排放至油箱。本发明将过滤***安装在润滑***的外部，而且可在不停机情况下循环过滤，以提高润滑***内部油品的洁净度，减少由于密封件受润滑油污染、腐蚀而失效导致的渗油漏油现象发生。

Description

一种防渗漏的润滑***

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种防渗漏的润滑***。

背景技术

润滑油在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦、保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁和缓冲等作用。在大型的机构运转中，离不开润滑***，润滑***将成吨重的润滑油盛放在油箱内，用于机构转动时的润滑和冷却，由于在使用中会被进的入水、机械杂质、酸碱等有害物质污染，严重影响其有效作用的发挥，严重时对机械设备产生损坏，大大缩短设备的使用寿命。而现有润滑***中采用的一次性加入润滑油，使用固定周期后，再一次性全部换油的方式会增加生产成本。

在润滑***工作时，被润滑机构和油箱壳体之间设置有如硅橡胶垫等密封元件，由于机构的长时间运转，对密封元件的密封性能提出了较高的要求，而且由于机构庞大复杂导致密封元件更换难度较大。现有的针对密封防油品泄露的方法主要有密封元件材料进行改性（如中国专利CN201310246882.5，一种耐油橡胶密封件材料）、对密封装置进行改进（如中国专利cn201110156013.4，接触式动密封方法及碟形密封圈动密封装置），以及增加多重密封元件等方法确保润滑***的密封性能，但是这种方案均增加了***的成本和结构复杂性，而且并没有找到密封元件在长期工作环境中密封失效及油品泄露的原因，往往效果不佳。

发明内容

本发明提出了一种防渗漏的润滑***，通过对润滑***中润滑油的外循环过滤，提高了润滑***内部油品的洁净度，减少了润滑油对密封元件的腐蚀，延长了密封元件的寿命，减少了润滑***中密封元件对润滑油的渗油泄露，而且可在不停机情况下循环过滤，提升非燃油的清洁度，延长油品的使用寿命，减少设备故障。

目前国内98%以上的油品过滤器使用木浆滤纸、高精度复合滤纸或金属网为滤材，以达到去除油品中杂质及水分的目的。高精度滤纸的流通阻力大、纳污能力差、使用寿命短；木浆纸和金属网虽具有流通阻力小的优点，但过滤精度低、过滤效率差。这几种滤材都不能满足工业生产过程中设备对油品过滤的要求，造成设备故障率高、运行效率低、寿命缩短等问题。

目前材料熔喷工艺广泛用于聚丙烯滤芯材料制造中。熔喷就是将聚合物材料经过高温挤出后形成极细的纤维丝，并制备成相应的形状结构，聚丙烯熔喷滤材具有纳污能力强、过滤精度高等优点，而且易于批量生产，但是目前只用于空气和水的过滤，这是因为工业油品通常都含有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、多环芳烃及少量硫、氮化合物等，长时间的接触油品会导致聚丙烯制品被溶解腐蚀，溶胀成黏糊状，失去过滤能力，因此，聚丙烯熔喷滤材无法应用于工业油品过滤领域。

众所周知，聚酰胺是一种亲水性材料，按照现有文献报道，亲水材料是不适合用于滤材的，主要原因是非疏水性材料，难以实现油品中的油水分离。本发明提出了一种利用熔喷聚酰胺材料来制作滤材、滤芯和过滤器的方案，通过控制滤材的结构参数，实现了燃油或润滑油等油品的过滤，在确保材料具有耐油耐醇腐蚀的前提下，具有较高的过滤精度、纳污能力和油水分离能力，该方案突破了传统滤材为了满足油水分离指标只能选用疏水材料的限制，充分利用聚酰胺材料在油品中具有的耐腐蚀、高可靠等特点，满足了常见油品的过滤要求。

本发明的具体技术方案如下：

一种防渗漏的润滑***，包括油箱和设置在油箱外部的过滤装置，在油箱壳体和被润滑机构件之间设置有密封元件；所述的过滤装置包括液压泵、滤清组件、取油管路和回油管路，所述的取油管路和回油管路设置在油箱壳体上；所述的液压泵将润滑***中的润滑油从润滑***的油箱中吸入，经过滤清组件过滤后再通过回油管路排放至油箱，以提高润滑***内部油品的洁净度，减少由于密封件受润滑油污染、腐蚀而失效导致的渗油漏油现象发生。

上述防渗漏的润滑***中，滤清组件为采用聚酰胺熔喷滤芯的精滤单元，所述的精滤单元设置在液压泵的排出口和油箱之间。

上述防渗漏的润滑***中，滤清组件包括粗滤单元和采用聚酰胺熔喷滤芯的精滤单元，所述的粗滤单元设置在油箱和液压泵的吸入口之间，所述的精滤单元设置在液压泵的排出口和油箱之间。

上述防渗漏的润滑***中，聚酰胺熔喷滤芯的滤材为采用聚酰胺材料通过熔喷工艺处理，喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构；所述的滤材为疏松结构，形成不同孔径的滤孔；所述滤孔的孔径大小分布方式为沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。

上述防渗漏的润滑***中，滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μm，筒部内层滤孔的平均孔径为1-50μm，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μm，滤材的孔隙率大于80%。

上述防渗漏的润滑***中，滤材厚度为5-20mm，筒部外层的平均孔径为20-40μm，筒部内层的平均孔径为10-20μm，熔喷纤维丝的平均直径范围为5-50μm，滤材的孔隙率大于90%。

上述防渗漏的润滑***中，在取油管路上设置有单向阀。

上述防渗漏的润滑***中，在精滤单元和液压泵之间的回油管路上设置有压力开关。

上述防渗漏的润滑***中，精滤单元上部设置有指示灯，装置出现故障时进行报警提示。

上述防渗漏的润滑***中，过滤装置还包含加热单元，可对油箱、取油管路、回油管路、滤清组件中的一个部件或多个部件加热。

本发明具有的技术效果如下：

一、发明人经过长期的研究和实验，提出了一种减少润滑***中密封元件渗油泄露的方法和装置，即通过对润滑***中润滑油的外部循环过滤，提高了润滑***内部油品的洁净度，从而减少了润滑油对密封元件的腐蚀，延长了密封元件的寿命，减少了润滑***中密封元件对润滑油的渗油泄露，

二、本发明将过滤***安装在润滑***的外部，而且可在不停机情况下循环过滤，提升非燃油的清洁度，延长油品的使用寿命，减少设备故障。

三、本发明采用双级过滤的方案，其中粗滤单元选用过滤精度较低的滤清器，主要以过滤较大颗粒杂质，使滤清器具有较大的纳污能力，同时对油泵起到保护作用，防止油品过脏对油泵中机械部件的磨损。精滤单元根据油品的粘度范围的选取滤芯，不同的粘度范围使用不同的滤芯，滤芯的选择应满足在粘度范围内的过滤速率，即***整体油路流量，确保***的循环效率。两级结合使得***可用于大流量连续处理，净化能力强，脱水效率高，反复过滤最终使油品的颗粒度等级保持在NAS8级以内。

四、本发明在精滤单元和液压泵之间的回油管路上设置有压力开关，通过对油路中的压力监测，以闪烁指示灯的方式提醒更换滤芯，同时控制单元控制油泵过压断电，停止工作。

五、本发明的过滤装置操作简单，使用方便，带有时间控制和压力控制。在单片机时控开关设定的工作时段内，按设定的时间开机、关机对油品进行自动过滤，不影响人员及设备的正常工作运行。内部压力超出设定的最高压力值时电机自动停止，能够对设备起到保护作用。

六、本发明在熔喷工艺中通过控制纤维丝的输出孔径、熔喷压力、挤出机的温度、纺丝箱的温度和熔喷模头的温度等参数，使得熔喷的纤维直径参数达到设计要求，同时通过改变熔喷过程中接收单元的接收速度和接收角度，控制滤材上的平均孔隙率和滤孔的孔径，使得滤孔从外层到内层逐渐递减，最终达到设计要求。

附图说明

图1为本发明防渗漏的润滑***原理示意图；

图2为本发明单级过滤的油品净化装置的原理示意图；

图3为本发明双级过滤的油品净化装置的原理示意图；

图4为本发明熔喷滤芯的结构示意图；

图5为本发明熔喷装置的结构示意图；

图6为本发明熔喷模头工作原理示意图；

附图标记如下：40—指示灯；41—电动机；42—液压泵；43—压力开关；44—单向阀；45—粗滤单元；46—精滤单元；47—取油管路；48—油箱；49—回油管路；50—密封元件；51—被润滑机构件；52—过滤装置；71—空气压缩机；72—挤出机；73—过滤单元；74—纺丝箱；75—熔喷模头；76—接收单元；77—切割单元；81—气体腔；82—模头主板；83—加热板；84—气路；85—料路；91—上端盖；92—下端盖；93—熔喷滤材；94—出油口；95—熔喷滤材内层；96—熔喷滤材外层；97—骨架。

具体实施方式

如图1所示，润滑***工作时，被润滑机构件51和油箱48壳体之间设置有密封元件50，如硅橡胶垫等。本发明在油箱的外部设置有过滤装置，过滤装置包括液压泵、滤清组件、取油管路和回油管路，所述的取油管路和回油管路设置在油箱壳体上；所述的液压泵将润滑***中的润滑油从润滑***的油箱中吸入，经过滤清组件过滤后再通过回油管路排放至油箱，以提高润滑***内部油品的洁净度，减少由于密封元件受损后密封不严导致的润滑油的渗油泄露。

通常润滑油在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦、保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁和缓冲等作用，在使用中会被污染进入水、机械杂质、酸碱等有害物质。发明人经过长期研究和实验发现，特别是对于集中油润滑***中，当润滑油内杂质含量过高时，随着被润滑机构件51的高速旋转，造成***温度过高、油箱内压力过大导致密封件变形；其他相邻各部件也受压变形；造成被润滑机构件51运转中产生剧烈震动导致密封件松动，配合间隙变大；杂质中的硫和水分发生化学反应产生酸性物质造成密封件腐蚀受损，使其快速失效，影响到润滑***的密封效果，导致润滑油渗漏，因此单纯的通过对密封元件进行材料改性或增加密封元件的重叠数量并不能从根本上解决问题。

图2给出了本发明单级过滤的净化装置示意图，图中的净化装置包括液压泵42、精滤单元46、取油管路47、回油管路49和控制单元，通过取油管路47将需要过滤的油品从油箱48中吸入再通过回油管路49将过滤后的油品排放至油箱48内，精滤单元46设置在液压泵42的排出口和油箱48之间，其中在取油管路47上设置有单向阀44。

作为一种双级过滤的优选方式，如图3所示，本发明油品净化装置包括液压泵42、粗滤单元45、精滤单元46、取油管路47、回油管路49和控制单元，通过取油管路47将需要过滤的油品从油箱48中吸入再通过回油管路49将过滤后的油品排放至油箱48内，所述的粗滤单元45设置在油箱48和液压泵42的吸入口之间，精滤单元46设置在液压泵42的排出口和油箱48之间，其中在取油管路47上设置有单向阀44。

在精滤单元46和液压泵42之间的回油管路49上设置有压力开关43,精滤单元上部设置有指示灯40，当压力过载或装置出现故障时进行报警提示。通过对油路中的压力监测，以闪烁指示灯的方式提醒更换滤芯，同时控制单元控制油泵过压断电，停止工作，能够对设备起到保护作用。

液压泵42由电动机41驱动,电动机选型应考虑到防爆等级、功率大小、适用油品的粘度范围，使之与电机参数相匹配。油泵应满足适合较大粘度范围的润滑油，同时具有过压保护功能和溢流功能。

粗滤单元45选用过滤精度较低的滤清器，主要以过滤较大颗粒杂质，保护油泵为原则，精滤单元46则选择聚酰胺熔喷滤芯，以确保装置能具有较高的过滤精度。如果装置用于非燃油过滤，在滤芯选择方面还要考虑到油品的粘度。不同粘度范围的油品使用不同的滤芯，同时滤芯应满足在粘度范围内的过滤速率，即***整体油路流量，从而保证过滤效率。两级相结合使得装置可用于大流量连续处理，净化能力强，脱水效率高，反复过滤最终使油品的颗粒度等级保持在NAS8级以内。

如图3所示，本发明的滤芯包括滤材93、上端盖91和下端盖92，上端盖91和下端盖92联接在聚酰胺滤材93的两端，骨架则设置在滤材内部用于承压。上端盖91开有出油孔94，下端盖92则密封在滤材93的底部。被过滤的油品从滤材的外层穿过滤材本体对杂质进行过滤，再经出油孔94流出。滤材采用聚酰胺材料通过熔喷工艺处理，喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构；滤材为疏松结构，形成不同孔径的滤孔；滤孔的孔径大小分布方式为沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。其中滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μm，筒部内层滤孔的平均孔径为1-50μm，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μm，滤材的孔隙率大于80%。

本发明通过控制滤材的结构参数，实现了燃油或润滑油等油品的过滤，具有较高的过滤精度、纳污能力和油水分离能力。作为一种优选方式，滤材厚度为5-20mm，筒部外层的平均孔径为20-40μm，筒部内层的平均孔径为10-20μm，熔喷纤维丝的平均直径为5-50μm，滤材的孔隙率大于90%，这些参数可进一步提高过滤指标，优化性能。

本发明过滤原理如下：当油品通过滤芯的外部经过滤材再由出油孔输出时，油品中的沥青、灰尘和机械杂质被阻挡和吸附在滤材上，并通过较高的平均孔隙率参数，提高了对杂质的容纳能力；此外通过外层到内层逐渐递减的滤孔的设置，将大粒径的杂质留在滤材的外层，小粒径的杂质吸附在滤材的内部。其具有较高油水分离功能的机理介绍如下：

聚酰胺熔喷过滤材料本身为亲水疏油材料，其材料本身具有优异的亲水性，熔喷形成的纤维丝非常细，在缠绕形成中空筒状滤材的过程中内部形成了众多的毛细管状孔穴。研究结果表明，油品中绝大部分水是以游离态小水滴存在，而本发明的滤材中无论是纤维丝直径还是形成的毛细管状孔穴的孔径均小于绝大部分小水滴的直径，微观结构上看，油品液滴的表面张力远小于水滴，这样利用细小水滴较大的表面张力和通过毛细管状孔穴时与亲水材料的相互亲和凝聚作用，使燃油中的乳化水破乳后凝集成游离水，游离水相互碰撞汇聚为较大直径的水滴，在重力作用下沉降汇集在滤清器底部，最终由排污阀排出。

图4给出了本发明聚酰胺滤材的制造装置，包括空气压缩机71、挤出机72、过滤单元73、纺丝箱74、熔喷模头75、接收单元76和切割单元77，空气压缩机71为挤出机72提供高压气源，挤出机72添加的原料加热熔融后经过滤单元73将杂质过滤后进入纺丝箱74，纺丝箱74侧面设置有熔喷模头75，熔融原料经熔喷模头75的小孔挤出，并在高温高速气流作用下熔喷出超细纤维丝至接收单元76，接收单元将纤维丝卷成筒状，接收单元76连接有切割单元77，实现滤材的端面切割。接收单元76上设置有旋转轴，熔喷纤维在旋转轴上反复缠绕并被连续牵引形成长筒状滤芯。通过调整接收单元的参数得到不同纤维密度、壁厚和内外层有差别的孔径值，然后被切割单元77切断形成合适尺寸的熔喷滤芯。

挤出机的作用是把固体高聚合物挤压、排气、熔融、混合均化，在恒定的温度和压力下定量输出高聚合物熔体。过滤单元是用来对已熔融的聚合物进行过滤的装置，其内部有个圆形的凹槽，用来放置多层过滤网，实现材料中的杂质过滤。纺丝箱的作用是促进聚合物的熔融断链，而且物料在纺丝箱中的流动路径相等，吸收热能相等，最后被计量泵连续定量挤出摸头。

熔喷模头示意如图6所示，其内部分为供气和供料两部分，料路85的上方和下方都有气路84，而且气路与料路之间有一个60°的夹角，模头主板82内部设置有气体腔81，料路85和气路84之间设置有加热板83，当两股气流碰撞形成湍流，促使料路85挤出的熔融聚合物快速形成纤维。尼龙熔喷纤维经接收单元接收形成筒状尼龙熔喷滤材，调整接收单元的接收速度使尼龙熔喷筒状滤材与其脱离；切割单元包括自动控制的调速电机和切刀，根据设定的长度对滤材进行切割。

本发明优选具有双端熔喷模头的设备，也就是说纺丝箱74的两个侧面均设置有熔喷模头75以及相配套的接收单元76和切割单元77，两个熔喷模头分别自动控制，大大提高了生产效率。

本发明的聚酰胺滤材的制造步骤如下：

[1]将聚酰胺切片加入挤出机料斗，将料斗加热装置设定为40-50℃，烘料时间为4小时；

[2]纺丝箱温度升至240-300℃，快换装置升温至240±10℃，挤出机升温至300±10℃。聚酰胺原料在挤出机中被加热熔融后输送至过滤单元，在所述过滤单元滤除杂质后配至纺丝箱；

[3]熔喷模头加压至0.05-0.07MPa，温度升至240-300℃，熔融原料经熔喷模头的小孔挤出，在高温高速气流强烈牵伸成熔喷超细纤维，其中挤出机的压力为2MPa；

[4]熔喷纤维被接收单元卷成圆筒状熔喷滤材，并通过改变接收单元的接收速度和接收角度，来保证滤材的孔隙率参数，并实现滤孔的孔径由外层到内层逐渐递减；

[5]切割单元将滤材切分成合适长度的筒状滤材。

其中当挤出机的压力调整2MPa，可将熔融原料挤出成0.1-80μm丝状。接收装置水平移动接收形成长筒状滤芯，并按照要求尺寸切断成型。

根据需要，步骤[1]中还包括在聚酰胺切片中混入的母粒，所述的母粒包括填料、偶联剂或分散剂中的一种或几种，其中填料包括碳酸钙、滑石粉等，偶联剂如碳酸酯硅烷等，分散剂如聚乙烯蜡、硬酯酸盐等。其中母粒的粒径为1-3m，聚酰胺切片和添加母粒的比例为1：0.03。

本发明的油品净化装置通过控制单元选择自动过滤和手动过滤工作操作方式；手动控制时，可随时开始、随时停止过滤；自动控制时，可设定开始过滤时间、过滤周期、过滤停止时间，自动循环过滤等。使用中只需启动一个按钮开关，即可实现全自动控制，包括自动进油、出油、加热等，人可离机，当出现误操作，油压过高时，机器自动停机、报警，杜绝了安全隐患。为了适应低温环境工作，本发明的油品净化装置包含加热单元，可对油箱48、取油管路47、回油管路49、粗滤单元45和精滤单元46中的一个部件或多个部件加热，能很快的把油温加到指定的温度，保证净化装置无死油区。

本发明粗滤单元45和精滤单元46的滤芯，可以过滤乳化水和游离水，还可以吸附和净化油品中的胶质、固体微粒等杂质。由于采用两级双层过滤方式，其多级一体的净化实现了过滤效率达99%以上，对在油品过滤一次后污染等级提升一个NAS级别以上，反复过滤最终使油品颗粒度等级保持在NAS8级以内。

具体实施例：

在某大型减速机（输入转速1000rpm，额定功率1905kw，输出转速范围44rpm）润滑***，轴向密封采用O型橡胶、毛毡等密封件。轴承压盖密封面采用耐油橡胶石棉板材料，在未安装过滤装置时，每连续工作3个月需要更换润滑油一次，同时每隔6个月需要将密封元件进行更换，否则产生泄露；在安装了外循环过滤装置后，2年没有更换润滑油和密封元件，工作正常，无泄露。

某油田抽油机集中润滑***，密封件采用Ｏ形橡胶圈。每连续工作6个月需要更换润滑油一次，同时每隔6个月需要将密封元件进行更换，否则产生泄露；在安装了外循环过滤装置后，2年没有更换润滑油和密封元件，工作正常，无泄露。

某大型工程机械（4000马力）润滑***，密封件采用Ｏ形橡胶圈。每连续工作12个月需要更换润滑油一次，同时每隔12个月需要将密封元件进行更换，否则产生泄露；在安装了外循环过滤装置后，2年没有更换润滑油和密封元件，工作正常，无泄露。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的润滑***包括油箱和设置在油箱外部的过滤装置，在油箱壳体和被润滑机构件之间设置有密封元件；所述的过滤装置包括液压泵、滤清组件、取油管路和回油管路，所述的取油管路和回油管路设置在油箱壳体上；所述的液压泵将润滑***中的润滑油从润滑***的油箱中吸入，经过滤清组件过滤后再通过回油管路排放至油箱，以提高润滑***内部油品的洁净度，减少由于密封件受润滑油污染、腐蚀而失效导致的渗油漏油现象发生。

2.根据权利要求1所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的滤清组件为采用聚酰胺熔喷滤芯的精滤单元，所述的精滤单元设置在液压泵的排出口和油箱之间。

3.根据权利要求1所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的滤清组件包括粗滤单元和采用聚酰胺熔喷滤芯的精滤单元，所述的粗滤单元设置在油箱和液压泵的吸入口之间，所述的精滤单元设置在液压泵的排出口和油箱之间。

4.根据权利要求2或3所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的聚酰胺熔喷滤芯的滤材是采用聚酰胺材料通过熔喷工艺处理、熔喷出的超细纤维丝经过相互粘合和缠绕制成的中空圆筒状结构；所述的滤材为包含若干不同孔径滤孔的疏松结构；所述滤孔的孔径大小分布方式为沿筒状结构外层到内层孔径大小依次逐渐递减。

5.根据权利要求4所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的滤材厚度为0.5-30mm，其中筒部外层滤孔的平均孔径为10-100μm，筒部内层滤孔的平均孔径为1-50μm，熔喷纤维丝的平均直径为0.1-80μm，滤材的孔隙率大于80%。

6.根据权利要求5所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的滤材厚度为5-20mm，筒部外层的平均孔径为20-40μm，筒部内层的平均孔径为10-20μm，熔喷纤维丝的平均直径范围为5-50μm，滤材的孔隙率大于90%。

7.根据权利要求1所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：在取油管路上设置有单向阀。

8.根据权利要求1所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：在精滤单元和液压泵之间的回油管路上设置有压力开关。

9.根据权利要求1所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：所述的精滤单元上部设置有指示灯，装置出现故障时进行报警提示。

10.根据权利要求1所述的一种防渗漏的润滑***，其特征在于：过滤装置还包含加热单元，可对油箱、取油管路、回油管路、滤清组件中的一个部件或多个部件加热。