CN116676124A - 一种新型油液净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型油液净化系统，涉及油液过滤净化技术领域，包括监测模块以及依次通过油管连通的正电压静电吸附装置、负电压静电吸附装置、带电颗粒聚并装置；所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置分别输入正、负电压，所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置分别吸附油液中带正、负电压颗粒杂质，且对中性杂质颗粒在非均匀电场中产生极化，进入所述带电颗粒聚并装置内的颗粒杂质在其内部附聚，所述监测模块用于实时监测正电压静电吸附装置、负电压静电吸附装置以及带电颗粒聚并装置的运行状态；本发明将电荷平衡技术与静电净油技术相结合，设计制造了多机理静电净油系统，进一步提升静电净油效率。

Description

一种新型油液净化系统

技术领域

本发明涉及油液过滤净化技术领域，具体涉及一种新型油液净化系统。

背景技术

工业润滑系统广泛应用于机械、动力等工业设备中，运行时产生大量的杂质颗粒等污染物，极易造成设备故障，企业普遍采用油品整体更换或在线净化的方法，资源消耗大且造成严重的环境污染。静电净油技术因其无耗材、环保等特点，近几年在航空液压油、变压器油等污染度较低的油品净化中得到了成功应用。但对于工业润滑系统由于其油品污染度较高、油品特性复杂且在系统运行过程中不断变化，静电净油过程中液固两相输运分离机理十分复杂，现有设备的净油效率低、净化难度大，因此发展工业润滑系统中液固分离的关键技术，开发针对高污染油品的高效静电净油技术及装备十分必要，同时电导电流大小与油液的含水量有直接关系，含水量过高会影响高静电吸附净油的效率，另一方面，含水量过高的油品一旦被击穿，就会给静电净油过程带来不安全性。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型油液净化系统，解决了静电净油过程中液固两相输运分离机理十分复杂，现有设备的净油效率低、净化难度大、含水量过高的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括监测模块以及依次通过油管连通的正电压静电吸附装置、负电压静电吸附装置、带电颗粒聚并装置；所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置分别输入正、负电压，所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置分别吸附油液中带正、负电压颗粒杂质，且对中性杂质颗粒在非均匀电场中产生极化，进入所述带电颗粒聚并装置内的颗粒杂质在其内部附聚，所述监测模块用于实时监测正电压静电吸附装置、负电压静电吸附装置以及带电颗粒聚并装置的运行状态。

优选的，所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置均包括吸附筒体、线状电极以及集尘体；所述集尘体为筒状结构且设置于吸附筒体内部，所述线状电极位于集尘体的内侧，所述吸附筒体通过电线进行接地，所述线状电极与电力系统连接。

优选的，所述集尘体包括由内向外设置的内多孔纤维滤纸层、内涂复层、绝缘层、外多孔纤维滤纸层以及外涂复层；所述内多孔纤维滤纸层为两层。

优选的，还包括预过滤装置，所述预过滤装置与正电压静电吸附装置连通，所述预过滤装置、正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置的底部均为锥形设置，且所述预过滤装置、正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置的底部均安装有第一排污管，三个所述第一排污管上均安装有第一排污阀，三个所述第一排污管连通有自动排污口。

优选的，还包括油水分离装置，所述油水分离装置包括脱水机构与自动排水机构；所述脱水机构包括壳体、进油接口、出油接口、分离滤芯与聚结滤芯，所述进油接口与出油接口均贯穿固定于壳体，所述聚结滤芯与分离滤芯分别连接进油接口与出油接口，所述壳体的上侧安装有聚结分离压力传感器以及第一自动排气阀，所述壳体的下侧安装有第二排污管，所述第二排污管上安装有第二排污阀。

优选的，所述自动排水机构包括设置于壳体下侧的储水箱，所述储水箱与壳体连通，所述储水箱安装有排水管与水位传感器，所述排水管上安装有自动排水阀。

优选的，所述预过滤装置与正电压静电吸附装置连通的油管上安装有检修开关阀、油液压力传感器以及出油旁路。

优选的，还包括吸油粗过滤器，所述吸油粗过滤器与进油接口通过油管连通，所述吸油粗过滤器与进油接口连通的油管上设置有变频电机泵组以及调压阀。

优选的，所述带电颗粒聚并装置包括聚并筒体、过滤介质、回油腔以及聚并腔；所述过滤介质设置于聚并筒体内，所述过滤介质与聚并筒体侧壁之间的间隙形成回油腔，所述过滤介质与聚并筒体底部之间的间隙形成聚并腔，所述聚并筒体的下侧壁通过油管与两个静电吸附装置连通，所述聚并筒体的上顶部通过油管与被净化油箱连通。

优选的，还包括回油过滤装置，所述回油过滤装置包括系统油箱、系统回油管以及过滤机构；所述过滤机构设置于系统油箱内，所述系统回油管的端部延伸至系统油箱内，所述吸油粗过滤器的进油端通过软管与油管系统油箱连接；

所述过滤机构包括筒状的金属过滤网以及磁盘，所述磁盘设置于金属过滤网内。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

1、将电荷平衡技术与静电净油技术相结合，设计制造了多机理静电净油系统，进一步提升静电净油效率。

2、集尘体为深度型过滤器滤芯，在由于电场作用和滤芯过滤的双重作用，提高了过滤的效率；油液中的杂质颗粒是在迂回曲折的集尘体孔隙内通过，对于颗粒的摩擦、碰撞带电以及在非均匀电场内极化、静电感应十分有利；并且颗粒受径向静电力作用移向集尘体的路径缩短，颗粒的再飞散现象得到有效阻止。

3、通过油水分离装置降低了油液中的含水量，提高了静电吸附净油的效率，同时避免了由于含水量过高油品被击穿的可能性，提高了运行时的安全性能以及适用范围。

4、回油过滤装置的设置，对被净化油箱的油液进行再次的过滤，同时化具有较大的油液收纳功能，可收纳大量的大颗粒，提高了装置的运行效率，增加了净化油液的效果。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明的原理框图；

图3为静电吸附装置的内部结构示意图；

图4为集尘体的剖视结构示意图；

图5为油箱回油过滤装置的结构示意图；

图6为图5中预过滤机构的结构示意图；

图7为带电颗粒聚并装置的主视剖视结构示意图。

图中数字表示：

1-吸油粗过滤器；2-变频电机泵组；21-调压阀；3-油水分离装置；31-分离滤芯；32-聚结滤芯；33-储水箱；34-自动排水阀；35-水位传感器；36-第二排污阀；37-第一自动排气阀；38-聚结分离压力传感器；4-预过滤装置；5-正电压静电吸附装置；6-负电压静电吸附装置；61-第一出油接头；62-线状电极；63-吸附筒体；64-集尘体；641-内多孔纤维滤纸层；642-内涂复层；643-绝缘层；644-外多孔纤维滤纸层；645-外涂复层；65-第一进油接头；7-带电颗粒聚并装置；71-第三排污阀；72-第二自动排气阀；73-第二进油接头；74-回油腔；75-聚并腔；76-聚并筒体；77-粗过滤介质；78-第二出油接头；8-监测模块；91-检修开关阀；92-油液压力传感器；93-出油旁路；10-第一排污阀；11-自动排污口；100-移动车；201-系统油箱；202系统回油管；203-过滤机构；204-金属过滤网；205-磁盘。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种技术方案：一种新型油液净化系统，如图1与图2所示，包括监测模块8以及依次通过油管连通的正电压静电吸附装置5、负电压静电吸附装置6、带电颗粒聚并装置7，油液依次通过正电压静电吸附装置5、负电压静电吸附装置6、带电颗粒聚并装置7处理并最终排出；在整个净化过程中，通过系统中的监测模块8实时监测、闭环控制净化效率，根据净化后油液的污染度，控制各过滤装置的工作状态及关键因素设定。

正电压静电吸附装置5与负电压静电吸附装置6分别输入正、负电压，油液经过正电压静电吸附装置5与负电压静电吸附装置6进行静电吸附净化后，且对中性杂质颗粒在非均匀电场中产生极化，因为电场的非均匀性作会作定向运动被集尘体64吸附，部分没有被净化的颗粒会被带上正、负电荷电，通过油管汇聚到大容量大纳污能力的带电颗粒聚并装置7，在静电净油过程中会伴随着出现带电小颗粒附聚的现象，即电荷平衡净油机理。

如图3所示，正电压静电吸附装置5与负电压静电吸附装置6均包括吸附筒体63、线状电极62以及集尘体64；集尘体64为筒状结构且设置于吸附筒体63内部，线状电极62位于集尘体64的内侧，吸附筒体63通过电线进行接地，即为接地电极，线状电极62与电力系统连接，吸附筒体63的下、上侧分别连通固定有第一进油接头65与第一出油接头61，分别用于吸附筒体63内部油液的流入与流出。

在电极表面涂覆多孔性合成树脂混合成的材料，可形成粗糙且有小孔的电极表面，电极表面的不规则性，一方面可以使电场强度增加、电场梯度让非带电的杂质颗粒定向移动并吸附在电介质集尘体64上，提高了净化效率。另一方面促进产生电子崩现象，电晕原理让杂质颗粒带电后附聚在一起、尺寸变大，提高了静电净油的效率。电极涂覆后，电场梯度作用对微小杂质颗粒及胶质氧化物吸附效果更为显著。由于界面梯度力的作用，小颗粒杂质加速向集尘体64运动，在惯性冲撞作用、静电力、等多种力的作用下牢固吸附在集尘体64，避免了由于油液运动而使颗粒冲刷脱落现象，防止了颗粒的再飞散及二次污染。

如图4所示，集尘体64包括由内向外设置的内多孔纤维滤纸层641、内涂复层642、绝缘层643、外多孔纤维滤纸层644以及外涂复层645；其中内多孔纤维滤纸层641为两层。

集尘体64是由松散多孔纤维材料做成的滤纸制成，即内多孔纤维滤纸层641与外多孔纤维滤纸层644，表面经环氧树脂喷涂处理，即内涂复层642与外涂复层645；中间夹入一层耐高电压不透水薄膜，用于绝缘，即绝缘层643；叠好后紧密卷成柱体，内孔及外径与线-筒电极相配合。在径向有四种不同介电常数的电介质薄层，由于集尘层间夹有耐高电压不透水薄膜，一旦滤纸吸入水后，水不能在整个集尘体64之间相连，电极间的绝缘电阻保持很大，电导电流不可能大幅度上升，可以针对含有一定量水分的油液进行净化，扩大了静电净油的油品适用范围。

集尘体64为深度型过滤器滤芯，在由于电场作用和滤芯过滤的双重作用，提高了过滤的效率。油液中的杂质颗粒是在迂回曲折的集尘体64孔隙内通过，对于颗粒的摩擦、碰撞带电以及在非均匀电场内极化、静电感应十分有利；并且颗粒受径向静电力作用移向集尘体64的路径缩短，颗粒的再飞散现象得到有效阻止。

集尘体64材料经过表面的涂覆处理，加强了静电净油区电场、强化电场径向梯度，对提高吸附作用力是个经济合理的改进和创新。在不提高外加电压的前提下，净油区域的实际电场成倍加强。提高了净化效率，这对于克服静电净油、仅限于小流量是个很大的突破。

集尘体64由于采用的材料，是过滤精度40μm以上的滤纸，它松散多孔与普通深度型过滤器充填材料相比，压力流量特性更好；设计成整体形结构，拆、装、清洗更换方便。

综合以上分析集尘体64的设置，不仅提高了静电净油装置的效率，而且扩大了静电净油的应用范围。

如图7所示，带电颗粒聚并装置7具体的结构包括聚并筒体76、过滤介质77、第二出油接头78、第二进油接头73、回油腔74以及聚并腔75；过滤介质77设置于聚并筒体76内，过滤介质77为筒状滤纸；过滤介质77与聚并筒体76侧壁之间的间隙形成回油腔74，过滤介质77与聚并筒体76底部之间的间隙形成聚并腔75；

第二出油接头78连通安装于聚并筒体76上端且与回油腔74连通，第二进油接头73与被净化油箱通过油管连通，将带电颗粒聚并装置7处理过的油液排至被净化油箱内；第二进油接头73连通安装于聚并筒体76的下侧壁，第二进油接头73与两静电吸附装置通过油管连通，经过两静电吸附装置处理的油液通过第二出油接头78进入带电颗粒聚并装置7内；

聚并筒体76的底部为锥形设置，聚并筒体76的底部安装有第三排污管，第三排污管安装有第三排污阀71，有利于大颗粒污染物的沉降及自动排出；

部分带正电、带负电小颗粒杂质，进入聚并筒体76之后，带正、负电荷的颗粒相互吸引、聚并，并沉淀留在聚并腔75内，待系统停止运行时，将第三排污阀打开，杂质排出；部分颗粒杂质流向过滤介质77且被其吸收；部分颗粒杂质穿过过滤介质77进入回油腔74内，通过第二出油接头78回到被净化油箱；带电颗粒聚并装置7的上侧设置有第二自动排气阀72，用于将聚并筒体76内的气体排出。

进入带电颗粒聚并装置7内的颗粒杂质在其内部附聚，主要机理是利用电极表面的不规则设计，使局部电荷分布不均匀、产生电子崩现象从而利用电晕原理让杂质颗粒带电，分别带上正、负电荷的颗粒发生聚并现象。

将电荷平衡技术与静电净油技术相结合，设计制造了多机理静电净油系统，进一步提升静电净油效率。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同部分在此将不再赘述，如图1与图2所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：还包括预过滤装置4，预过滤装置4与正电压静电吸附装置5连通，油液通过预过滤装置4处理之后进入到正电压静电吸附装置5；

预过滤装置4、正电压静电吸附装置5与负电压静电吸附装置6的底部均为锥形设置，且均安装有第一排污管，三个第一排污管上均安装有第一排污阀10，用于分别控制预过滤装置4、正电压静电吸附装置5与负电压静电吸附装置6内所沉淀的污垢排出，三个第一排污管共同连通有自动排污口11，通过自动排污口11将污垢排至对应的储存设备，预过滤装置4为过滤、阻挡较大颗粒杂质、防止损坏电极等易损元件的，选用市面上的颗粒过滤装置即可；

预过滤装置4与正电压静电吸附装置5连通的油管上安装有检修开关阀91、油液压力传感器92以及出油旁路93，检修开关阀91用于检修维护时进行闭合油管，以便于后续的操作，油液压力传感器92可检测油管内的油液压力，出油旁路93用于将油管内的油液进行分支流出。

还包括油水分离装置3，油水分离装置3包括脱水机构与自动排水机构；脱水机构包括壳体、进油接口、出油接口、分离滤芯31与聚结滤芯32；进油接口与出油接口均贯穿固定于壳体，聚结滤芯32与分离滤芯31分别连接进油接口与出油接口，油液通过进油接口进入到壳体内；自动排水机构包括设置于壳体下侧的储水箱33，储水箱33与壳体连通，储水箱33安装有自动排水阀34与水位传感器35，且自动排水阀34位于储水箱33的底部。

分离滤芯31与聚结滤芯32采用了独特的极性分子结构，水分子颗粒通过滤芯后被聚结成较大的水滴，重力的作用下沉降至储水箱33内，油箱内的一部分水分经过沉降进入储水箱33内之后，达到水位传感器35设定的水位时，自动排水阀34打开进行排水；

壳体的上侧安装有聚结分离压力传感器38以及第一自动排气阀37，聚结分离压力传感器38用于监测壳体内压力，当壳体内的压力达到设定的预值时，第一自动排气阀37可自动将壳体内的气体排出，壳体的下侧安装有第二排污管，第二排污管上安装有第二排污阀36，第二排污管与第二排污阀36可将壳体内的污垢排出。

本实施例还增加了吸油粗过滤器1，吸油粗过滤器1与进油接口通过油管连通，吸油粗过滤器1的进油端安装有延伸至被净化油箱内的软管，吸油粗过滤器1与进油接口连通的油管上设置有变频电机泵组2以及调压阀，变频电机泵组2运行时，通过软管将被净化油箱内的油液抽出，并通过吸油粗过滤器1将带电颗粒聚并装置7内附聚成的大颗粒杂质进行过滤，颗粒尺寸变大的杂质会吸油粗过滤器1过滤，防止大颗粒杂质损坏关键元件，可通过调压阀对抽取的油液的大小进行控制。

吸油粗过滤器1、油水分离装置3、预过滤装置4、正电压静电吸附装置5、负电压静电吸附装置6、带电颗粒聚并装置7以及监测模块8集成设置于移动车100上，操作简便、方便移动至不同的现场。

实施例三

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同部分在此将不再赘述，如图4与图5所示，进一步的为更好地实现本发明，特别采用下述设置方式：本实施例还设置有回油过滤装置，回油过滤装置对被净化设备的油液进行再次过滤，提高装置的净化效果；

回油过滤装置包括系统油箱201、系统回油管202以及过滤机构203；系统油箱201具有较大的容量，用于储存油液，且其内部还填充设置有木质纤维滤芯，木质纤维滤芯采用多层滤片叠加，具有超大纳污能力，过滤油泥高达4kg及2000毫升的水分，滤芯饱和后也不会对外释放颗粒物，还可过滤掉除颗粒杂质以外的杂质；

过滤机构203设置于系统油箱201内，系统回油管202的端部延伸至系统油箱201内，系统回油管202与被净化油箱连接，通过系统回油管202可将被净化油箱的油液注入至回油过滤装置内，并经过过滤机构203过滤，随后流入至系统油箱201内，吸油粗过滤器1的进油端通过软管与油管系统油箱201连接，变频电机泵组2运行时，通过软管抽取系统油箱201内的油液；

过滤机构203包括筒状的金属过滤网204以及磁盘205，磁盘205设置于金属过滤网204内；磁盘205的数量以及布置的形式均依据需要进行设定，在使用时主要依靠磁盘205的磁力过滤的原理，吸附油液中金属颗粒杂质，其次经过金属过滤网204过滤粒径超过100μm的大颗粒杂质。

静电净油系统釆用了静电吸附机理与电荷平衡机理的组合，小颗粒会不断附聚成大颗粒，另一方面，由于被净化的系统处在正常工作状态，系统会不断地产生污染物，造成油液一般污染度都比较高，系统油箱201可收纳污染度较高的油液。

回油过滤装置的设置，对被净化油箱的油液进行再次的过滤，同时化具有较大的油液收纳功能，可收纳大量的大颗粒，提高了装置的运行效率，增加了净化油液的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型油液净化系统，其特征在于：包括监测模块以及依次通过油管连通的正电压静电吸附装置、负电压静电吸附装置、带电颗粒聚并装置；所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置分别输入正、负电压，所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置分别吸附油液中带正、负电压颗粒杂质，且对中性杂质颗粒在非均匀电场中产生极化，进入所述带电颗粒聚并装置内的颗粒杂质在其内部附聚，所述监测模块用于实时监测正电压静电吸附装置、负电压静电吸附装置以及带电颗粒聚并装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，所述正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置均包括吸附筒体、线状电极以及集尘体；所述集尘体为筒状结构且设置于吸附筒体内部，所述线状电极位于集尘体的内侧，所述吸附筒体通过电线进行接地，所述线状电极与电力系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，所述集尘体包括由内向外设置的内多孔纤维滤纸层、内涂复层、绝缘层、外多孔纤维滤纸层以及外涂复层；所述内多孔纤维滤纸层为两层。

4.根据权利要求1所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，还包括预过滤装置，所述预过滤装置与正电压静电吸附装置连通，所述预过滤装置、正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置的底部均为锥形设置，且所述预过滤装置、正电压静电吸附装置与负电压静电吸附装置的底部均安装有第一排污管，三个所述第一排污管上均安装有第一排污阀，三个所述第一排污管连通有自动排污口。

5.根据权利要求4所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，还包括油水分离装置，所述油水分离装置包括脱水机构与自动排水机构；所述脱水机构包括壳体、进油接口、出油接口、分离滤芯与聚结滤芯，所述进油接口与出油接口均贯穿固定于壳体，所述聚结滤芯与分离滤芯分别连接进油接口与出油接口，所述壳体的上侧安装有聚结分离压力传感器以及第一自动排气阀，所述壳体的下侧安装有第二排污管，所述第二排污管上安装有第二排污阀。

6.根据权利要求5所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，所述自动排水机构包括设置于壳体下侧的储水箱，所述储水箱与壳体连通，所述储水箱安装有排水管与水位传感器，所述排水管上安装有自动排水阀。

7.根据权利要求4所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，所述预过滤装置与正电压静电吸附装置连通的油管上安装有检修开关阀、油液压力传感器以及出油旁路。

8.根据权利要求5所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，还包括吸油粗过滤器，所述吸油粗过滤器与进油接口通过油管连通，所述吸油粗过滤器与进油接口连通的油管上设置有变频电机泵组以及调压阀。

9.根据权利要求1所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，所述带电颗粒聚并装置包括聚并筒体、过滤介质、回油腔以及聚并腔；所述过滤介质设置于聚并筒体内，所述过滤介质与聚并筒体侧壁之间的间隙形成回油腔，所述过滤介质与聚并筒体底部之间的间隙形成聚并腔，所述聚并筒体的下侧壁通过油管与两个静电吸附装置连通，所述聚并筒体的上顶部通过油管与被净化油箱连通。

10.根据权利要求8所述的一种新型油液净化系统，其特征在于，还包括回油过滤装置，所述回油过滤装置包括系统油箱、系统回油管以及过滤机构；所述过滤机构设置于系统油箱内，所述系统回油管的端部延伸至系统油箱内，所述吸油粗过滤器的进油端通过软管与油管系统油箱连接；

所述过滤机构包括筒状的金属过滤网以及磁盘，所述磁盘设置于金属过滤网内。