CN115970381A - 一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，涉及油路过滤技术领域，包括壳体、端盖、滤芯结构，壳体设有内孔，内部开孔用于安装滤芯结构，壳体的端部用于端盖的安装，且壳体的一侧分别形成有进油口、出油口，滤芯结构整体呈圆筒状，包括骨架、粗滤网、细滤网；骨架的两端与壳体之间间隙配合，骨架的内部形成有主流道，主流道包括大小两个轴向孔，除两端之外的位置，骨架的外壁上沿其轴向形成有多个错位分布的腰型孔，且骨架的外壁上依次套设有粗滤网、细滤网，骨架支撑粗滤网，粗滤网支撑起细滤网，本发明很好地实现了在保证油液顺畅流通的基础上，降低油液对滤芯结构的冲击载荷。

Description

一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器

技术领域

本发明涉及油路过滤技术领域，具体涉及到一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器。

背景技术

近年来，由于石油化学工业的迅速发展，石油炼制工业中广泛采用了先进的加氢新工艺，这就要求机械工业提供成套的加氢设备，氢气压缩机就是其中一种，根据工作原理和内部结构的不同，压缩机可分为机械式压缩机和非机械式压缩机两类，机械式压缩机分为液驱式压缩机、隔膜式压缩机、线性压缩机和离子液体压缩机四类，目前国内较多采用的是液驱式压缩机、隔膜式压缩机。

在行走液压和工业液压中，过滤器的作用是过滤液压系统中出现的各种杂质。随着工业液压逐渐发展，存在对脉动高压且大流量的液路进行过滤的需求。目前，除网式滤芯外，其他形式的滤芯基本难以在可靠性方面上适应此工况，而传统的网式滤芯中骨架强度有限，难以抵抗脉冲压力和液流冲击。

在液驱隔膜式氢气压缩机中，泵输出压力和流量，换向阀实现两个膜头的交替吸排气，因此泵输出脉冲高压的大流量。系统中的换向阀和膜片易受颗粒物影响，导致换向阀卡死，膜片破裂，目前尚未有滤芯在此系统上应用，实际生产从去毛刺和装配清洁度方面进行控制，整机可靠性受到了影响。随着压缩机排量和压力的提高，对于滤芯可靠性的要求更加严格，若其自身结构失效，不仅过滤功能丧失而且会产生多余物，引发系统故障。

因此，存在待改进之处，本发明提供一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器。

发明内容

针对现有技术所存在的不足，本发明目的在于提出一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，具体方案如下：

一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，包括壳体、端盖、滤芯结构，壳体设有内孔，内部开孔用于安装滤芯结构，壳体的端部用于端盖的安装，且壳体的一侧分别形成有进油口、出油口，滤芯结构整体呈圆筒状，包括骨架、粗滤网、细滤网；

骨架的两端与壳体之间间隙配合，骨架的内部形成有主流道，主流道包括大小两个轴向孔，除两端之外的位置，骨架的外壁上沿其轴向形成有多个错位分布的腰型孔，且骨架的外壁上依次套设有粗滤网、细滤网，骨架支撑粗滤网，粗滤网支撑起细滤网。

进一步的，骨架的两端分别呈台阶结构，其中一个台阶结构与壳体的孔底抵接设置，另一个台阶结构与端盖抵接设置，与壳体的内壁之间设置有径向密封件。

进一步的，粗滤网、细滤网均焊接在骨架上。

进一步的，粗滤网、细滤网各自的网丝之间的搭接点形成有焊接点。

进一步的，骨架与壳体的内壁之间形成有轴向环形通道，轴向环形通道的通流能力与主流道的通流能力相当。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)过滤器工作时，进油口的油液在系统高压下进入到壳体中，一部分油液经过细滤网和粗滤网的过滤下，通过骨架外部的腰型孔和内部的轴向孔，经过过滤后的油液，进入到出油口；另一部分在细滤网与壳体内壁之间的空间中，沿着壳体的轴向流动，从而避免滤芯结构在壳体的进油口附近处产生过大的流阻，降低油液对滤芯结构的径向冲击载荷。

(2)由于骨架两端的台阶结构与壳体之间形成间隙配合，配合间隙小，形成支点，抗冲击能力强，能保证滤芯结构在脉冲油液冲击下的机械稳定性；由于在骨架内部设计一大一小的轴向孔，小轴向孔保证油液入口处的强度，大轴向孔保证通流，避免造成尺寸过大，增加油压能耗；由于骨架上设置了交错分布的腰型孔，增大油液流通能力的同时节约系统高压侧空间，降低能耗；粗滤网对细滤网形成支撑效果，避免网丝冲击变形过大，降低应力，提高寿命，并间接增大了通流能力，避免造成尺寸过大，增加油压能耗。

(3)细滤网是限制通流的最大因素，腰型孔对应位置的细滤网通流顺畅，粗滤网的设置能够有效提高非腰型孔处细滤网的通流，这是因为粗滤网有一定的网丝空间。

(4)综述，通过设计特殊骨架结构和外部焊接不同目数的滤网，使滤芯结构强度更高，不易变形，通流能力强，可以在冲洗后重复使用，滤芯体积小，高压下能耗低，另外滤芯结构整体为圆柱形，承载性能好，使用维护方便。

附图说明

图1为本发明的过滤器的立体示意图；

图2为沿着壳体轴向剖开的剖面示意图；

图3为图2中A部的放大示意图；

图4为骨架的整体示意图。

附图标记：1、壳体；2、滤芯结构；3、骨架；31、台阶结构；32、外圆凹槽；33、轴向孔；34、腰型孔；4、粗滤网；5、细滤网；6、端盖；7、螺钉；8、进油口；9、出油口；10、径向密封件。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

如图1、图2所示，本发明对应液驱隔膜式氢气压缩机工作时泵出脉冲高压的大流量，提出一种高压油路过滤器，该种过滤器具体包括壳体1、滤芯结构2、端盖6、螺钉7，滤芯结构2包括骨架3、粗滤网4、细滤网5，滤芯结构2的关键点在于通过设计具有强度的骨架3，选择合适目数的粗滤网4和细滤网65进行搭配。

其中，壳体1内部形成有内孔，内孔用于安装滤芯结构2，右端部有一圈螺纹孔，每个螺纹孔对应设置有一个螺钉7，用于可拆卸安装端盖6，通过螺钉7的设置，螺钉7穿设端盖6后与螺纹孔螺接，实现端盖6对壳体1的密封，保证滤芯结构2的轴向固定。端盖6与壳体1留有缝隙，滤芯结构2设于壳体1中之后，保证其左侧与壳体1底面可靠接触，避免异物通过此处进入后续系统。

壳体1侧面有进油口8和出油口9，进油口8处于右下侧，出油口9处于左下侧，在骨架3、粗滤网4、细滤网5三者的配合下，进油口8进入的油液分两种流动方式经过滤芯结构2，被过滤之后，从出油口9离开。

其次，过滤器的滤芯结构2是由骨架3、粗滤网4和细滤网5焊接而成，如图4所示，骨架3为圆筒结构，承压性好，沿其长度方向的两端呈台阶结构31，由于台阶结构31具有高度差，在骨架3的中间形成有外圆凹槽32，外圆凹槽32的深度需要考虑油液的轴向通流能力。其中，根据图2的方位，处于左侧的台阶结构31的端面与壳体1的孔底接触，处于右侧的台阶结构31的端面与端盖6接触。内部孔与骨架3两端的台阶结构31形成间隙配合，由于配合间隙小，形成支点，抗冲击能力强，保证滤芯结构2在脉冲油液冲击下的机械稳定性。

需要说明的是，处于右侧的台阶结构31与壳体1的内壁之间设有径向密封件10，径向密封件10的数量可间隔设置有多个，不做具体限制，具体可采用橡胶圈，保证防止油液从壳体1与端盖6之间的缝隙泄漏的密封性。

骨架3的内部形成有主流道，主流道包括大小两个轴向孔33，从图2中可以看出，直径较大的轴向孔33贯穿了左侧的台阶结构31，进而与出油口9连通，直径较小的轴向孔33并未贯穿右侧的台阶结构31，小的轴向孔33保证油液入口处的强度，大的轴向孔33保证最后的通流。需要说明的是，由于外圆凹槽32的设置，骨架3与壳体1的内壁之间形成轴向环形通道，轴向环形通道的轴向通流由台阶结构31的深度决定，需满足轴向环形通道的通流能力与主流道的通流能力相当，大小两个轴向孔33的轴向长度分布需要和轴向环形通道的通流进行协调，避免造成尺寸过大，增加油压能耗。

除两端之外的位置，骨架3的外壁上沿其轴向形成有多个错位分布的腰型孔34，从图中可以看出，腰型孔34的长度较短，因此在骨架3的外壁上绕设有多圈，每圈包括多个以骨架3的轴向呈环形阵列的腰型孔34，腰型孔34与轴向孔33连通，便于油液进入轴向孔33，相邻两圈中的腰型孔34呈错位设置，且腰型孔34之间沿着长度方向相互延伸，形成错位分布，如此一来，在油液流通时，整个骨架3沿轴向上的长度均能被利用。需要说明的是，腰型孔34的数量需根据流通能力确定，油液可通过腰型孔34进入轴向孔33中，通过设置腰型孔34，增大流通的同时节约系统高压侧空间，降低能耗。

结合图2和图3，为便于实现与两个滤网的焊接的同时不影响骨架3的结构强度，腰型孔34加工后，骨架3的外表面需保持平整，能与粗滤网4贴合，粗滤网4套设在骨架3的外壁上，骨架3对粗滤网4起到支撑作用。之后，细滤网5套设在粗滤网4上，粗滤网4对其起到支撑作用。之后进行焊接，具体为通过焊接工艺将粗滤网4、细滤网5均焊接在骨架3上。

从图2中可以看出，台阶结构31的深度大于粗滤网4、细滤网5的总厚度，粗滤网4在下，细滤网5在上，粗滤网4在下，细滤网5与壳体1的内壁之间存在轴向环形通道，粗滤网4可以对细滤网5形成支撑效果，避免细滤网5腾空，也可以避免网丝冲击变形过大，降低应力，提高两个滤网的网丝寿命，并间接增大了通流能力，避免造成尺寸过大，增加油压能耗提高。优化的，粗滤网4、细滤网5各自的网丝之间的搭接点相互焊接，即通过现有的焊接工艺在网丝之间形成焊接点，增强了两个滤网形成有的整体的结构强度和使用寿命。另外，通过粗滤网4的设置，相较于现有技术中滤网直接与骨架3贴合在一起，本发明能够避免细滤网5与骨架3之间贴合过于紧密，从而避免阻碍油液的流动性。这是因为粗滤网4的网型波动性更大，网丝之间具有一定的流动空间，粗滤网4的规格也兼顾腰型孔34的尺寸，避免粗滤网4腾空过多，以保证合理的流通能力和过滤强度，从而增加了细滤网5在骨架3除腰型孔34以外处的通流，提高了通流能力，如此一来，骨架3的长度可以有效利用，特别在高压系统下，节约了能耗。

过滤器工作时，进油口8的油液进入到骨架3的外圆凹槽32内，一部分油液经过细滤网5和粗滤网4的过滤下，通过骨架3外部的腰型孔34和内部的轴向孔33，进入到出油口9；另一部分在骨架3外部凹槽32内先不透过细滤网5和粗滤网4，而是沿轴向的轴向环形通道流动，从而避免滤芯结构2在壳体1的进油口8附近处产生过大的流阻，降低油液对滤芯结构2的径向冲击载荷。当流阻随着油液逐渐轴向位移而减小后，该部分油液也可透过细滤网5和粗滤网4，做径向流动，同理，再流经腰型孔34而进入轴向孔33中。

可知，正是因为设置了带有腰型孔34的骨架3，以及依次套设在骨架3的粗滤网4、细滤网5，与常规的单向运动、常规的先径向后轴向运动或者常规的先轴向后径向运动不同，本发明中，油液从进油口8进入之后，会在过滤器的内部做多重的径向运动以及轴向运动，很好地实现了在保证油液顺畅流通的基础上，降低油液对滤芯结构2的冲击载荷。

公开号为CN108105209A的发明公开了一种多密封超高压油路过滤器，该种过滤器中是在油腔的外壁设有滤芯，工作时，高压油从进油口8进入，从油道进入油腔内，油腔内的油往四周扩散进入滤芯内，经过过滤后再从出油口9流出进入回路。可知，该种过滤器内部的滤芯结构2占用空间较大，而且，该种滤芯整体呈实体结构，与油腔贴合设置，对油液的流动具有较大的流阻。油液在高压下进入油腔之后，会冲击滤芯，长时间之后会导致滤芯变形，滤芯与油腔之间腾空，从而导致过滤效果变差，引发后续系统故障。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的过滤器：

(1)两个滤网受力好，能够承受脉冲压力和大液流的冲击载荷，实现高压过滤。

(2)骨架3两侧的台阶结构31实现支撑作用，抗冲击能力强。

(3)滤芯结构2在保证抗冲击能力好的前提下，整体体积小，高压下节能。

(4)加工及维护方便，清洗后可重复使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，包括壳体(1)、端盖(6)、滤芯结构(2)，壳体(1)设有内孔，内部开孔用于安装滤芯结构(2)，壳体(1)的端部用于端盖(6)的安装，且壳体(1)的一侧分别形成有进油口(8)、出油口(9)，其特征在于，滤芯结构(2)整体呈圆筒状，从内至外依次包括骨架(3)、粗滤网(4)、细滤网(5)；

骨架(3)的两端与壳体(1)之间间隙配合，骨架(3)的内部形成有主流道，主流道包括大小两个轴向孔(33)，除两端之外的位置，骨架(3)的外壁上沿其轴向形成有多个错位分布的腰型孔(34)，且骨架(3)的外壁上依次套设有粗滤网(4)、细滤网(5)，骨架(3)支撑粗滤网(4)，粗滤网(4)支撑起细滤网(5)。

2.根据权利要求1所述的液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，其特征在于，骨架(3)的两端分别呈台阶结构(31)，其中一个台阶结构(31)与壳体(1)的孔底抵接设置，另一个台阶结构(31)与端盖(6)抵接设置，与壳体(1)的内壁之间设置有径向密封件(10)。

3.根据权利要求1所述的液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，其特征在于，粗滤网(4)、细滤网(5)均焊接在骨架(3)上。

4.根据权利要求3所述的液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，其特征在于，粗滤网(4)、细滤网(5)各自的网丝之间的搭接点形成有焊接点。

5.根据权利要求2所述的液驱隔膜式氢气压缩机用高压油路过滤器，其特征在于，骨架(3)与壳体(1)的内壁之间形成有轴向环形通道，轴向环形通道的通流能力与主流道的通流能力相当。

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