本發(fā)明涉及一種液壓油過(guò)濾器，具體涉及一種用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器，屬于液壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)外的資料統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)的故障大約有70％～85％是由于油液污染引起的。固體顆粒則是油液污染中最普遍、危害作用最大的污染物。由固體顆粒污染物引起的液壓系統(tǒng)故障占總污染故障的70％。在液壓系統(tǒng)油液中的顆粒污染物中，金屬磨屑占比在20％～70％之間。采取有效措施濾除油液中的固體顆粒污染物，是液壓系統(tǒng)污染控制的關(guān)鍵，也是系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠保證。

過(guò)濾器是液壓系統(tǒng)濾除固體顆粒污染物的關(guān)鍵元件。液壓油中的固體顆粒污染物，除油箱可沉淀一部分較大顆粒外，主要靠濾油裝置來(lái)濾除。尤其是高壓過(guò)濾裝置，主要用來(lái)過(guò)濾流向控制閥和液壓缸的液壓油，以保護(hù)這類(lèi)抗污染能力差的液壓元件，因此對(duì)液壓油的清潔度要求更高。

然而，現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)使用的高壓過(guò)濾器存在以下不足：(1)各類(lèi)液壓元件對(duì)油液的清潔度要求各不相同，油液中的固體微粒的粒徑大小亦各不相同，為此需要在液壓系統(tǒng)的不同位置安裝多個(gè)不同類(lèi)型濾波器，由此帶來(lái)了成本和安裝復(fù)雜度的問(wèn)題；(2)液壓系統(tǒng)中的過(guò)濾器主要采用濾餅過(guò)濾方式，過(guò)濾時(shí)濾液垂直于過(guò)濾元件表面流動(dòng)，被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚，過(guò)濾速度也隨之逐漸下降直至濾液停止流出，降低了過(guò)濾元件的使用壽命。

因此，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，確有必要提供一種創(chuàng)新的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種過(guò)濾性能好，適應(yīng)性和集成性高，使用壽命長(zhǎng)的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器，其包括底板、濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、內(nèi)筒、螺旋流道、濾芯、外桶以及端蓋；其中，所述濾波器、U型微粒分離模塊、回油筒、外桶依次置于底板上；所述濾波器包括輸入管、外殼、輸出管、彈性薄壁、H型濾波器以及串聯(lián)H型濾波器；其中，所述輸入管連接于外殼的一端，其和一液壓油進(jìn)口對(duì)接；所述輸出管連接于外殼的另一端，其和U型微粒分離模塊對(duì)接；所述彈性薄壁沿外殼的徑向安裝于外殼內(nèi)；所述輸入管、輸出管和彈性薄壁共同形成一C型容腔濾波器；所述彈性薄壁的軸向上均勻開(kāi)有若干錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔由錐形彈性阻尼孔管和縫孔組成；所述彈性薄壁和外殼之間形成串聯(lián)共振容腔I以及并聯(lián)共振容腔；所述串聯(lián)共振容腔I的外側(cè)設(shè)一串聯(lián)共振容腔II，所述串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II之間通過(guò)若干均勻排布的錐形插入管連通；所述H型濾波器位于并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其和錐 形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述串聯(lián)H型濾波器位于串聯(lián)共振容腔I和串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔相連通；所述H型濾波器和串聯(lián)H型濾波器軸向呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置，并組成串并聯(lián)H型濾波器；所述U型微粒分離模塊包括一U型管，U型管上依次安裝有溫控模塊、磁化模塊、機(jī)械離心模塊、吸附模塊以及消磁模塊；所述U型微粒分離模塊和回油筒的上方通過(guò)一回油筒進(jìn)油管連接；所述內(nèi)筒置于外桶內(nèi)，其通過(guò)一頂板以及若干螺栓安裝于端蓋上；所述螺旋流道收容于內(nèi)筒內(nèi)，其和U型微粒分離模塊之間通過(guò)一內(nèi)筒進(jìn)油管連接；所述內(nèi)筒進(jìn)油管位于回油筒進(jìn)油管內(nèi)，并延伸入U(xiǎn)型微粒分離模塊的中央，其直徑小于回油筒進(jìn)油管直徑，且和回油筒進(jìn)油管同軸設(shè)置；所述濾芯設(shè)置在內(nèi)筒的內(nèi)壁上，其精度為1-5微米；所述外桶的底部設(shè)有一液壓油出油口。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述輸入管和輸出管的軸線(xiàn)不在同一軸線(xiàn)上；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔開(kāi)口較寬處位于串聯(lián)共振容腔I和并聯(lián)共振容腔內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量比彈性薄壁的楊氏模量要大，能隨流體壓力變化拉伸或壓縮；縫孔的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管的楊氏模量要大，能隨流體壓力開(kāi)啟或關(guān)閉；所述錐形插入管開(kāi)口較寬處位于串聯(lián)共振容腔II內(nèi)，其錐度角為10°；所述錐形插入管和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的位置相互錯(cuò)開(kāi)。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述溫控模塊包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器；所述加熱器采用帶溫度檢測(cè)的重慶金鴻的潤(rùn)滑油加熱器；所述冷卻器選用表面蒸發(fā)式空冷器，冷卻器的翅片管選KLM型翅片管；溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述磁化模塊包括鋁質(zhì)管道、若干繞組、鐵質(zhì)外殼、法蘭以及若干磁化電流輸出模塊；其中，所述若干繞組分別繞在鋁質(zhì)管道外，各繞組由正繞組和逆繞組組成；所述鐵質(zhì)外殼包覆于鋁質(zhì)管道上；所述法蘭焊接在鋁質(zhì)管道的兩端；每一磁化電流輸出模塊連接至一繞組。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述機(jī)械離心模塊采用旋流離心模塊；所述旋流離心模塊包括旋流管壁、第一導(dǎo)流片、第二導(dǎo)流片、步進(jìn)電機(jī)以及流量傳感器；其中，所述第一導(dǎo)流片設(shè)有3片，該3片第一導(dǎo)流片沿管壁內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角設(shè)為18°；所述第二導(dǎo)流片和第一導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導(dǎo)流片后，并和第一導(dǎo)流片錯(cuò)開(kāi)60°連接在管壁內(nèi)，其安放角設(shè)為36℃；所述第一導(dǎo)流片的長(zhǎng)邊與管壁相連，短邊沿管壁的軸線(xiàn)延伸；其前緣挫成鈍形，后緣加工成翼形，其高度為管壁直徑的0.4倍，長(zhǎng)度為管壁直徑的1.8倍；所述步進(jìn)電機(jī)連接并驅(qū)動(dòng)第一導(dǎo)流片和第二導(dǎo)流片，以調(diào)節(jié)安放角；所述流量傳感器設(shè)置在管壁內(nèi)的中央。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述吸附模塊具體采用同極相鄰型吸附環(huán)，該同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線(xiàn)管、反向螺線(xiàn)管以及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽；所述正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管相鄰處產(chǎn)生同性磁極；所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管相鄰 處、以及正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管軸線(xiàn)的中間點(diǎn)。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述吸附模塊具體采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)包括鋁質(zhì)環(huán)形管道、正向螺線(xiàn)管、反向螺線(xiàn)管、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽、隔板、電擊錘以及電磁鐵；所述正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管相鄰處產(chǎn)生同性磁極；所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道的內(nèi)壁上，其位于正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管相鄰處、以及正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管軸線(xiàn)的中間點(diǎn)；所述隔板位于正向螺線(xiàn)管和反向螺線(xiàn)管之間；所述電擊錘和電磁鐵位于隔板之間；所述電磁鐵連接并能推動(dòng)電擊錘，使電擊錘敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道內(nèi)壁。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述回油筒的底部設(shè)有一溢流閥，該溢流閥底部設(shè)有一電控調(diào)節(jié)螺絲；所述溢流閥上設(shè)有一排油口，該排油口通過(guò)管道連接至一油箱。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器進(jìn)一步設(shè)置為：所述內(nèi)筒的底部呈倒圓臺(tái)狀，其通過(guò)一內(nèi)筒排油管和回油筒連接，內(nèi)筒排油管上設(shè)有一電控止回閥。

本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器還設(shè)置為：所述內(nèi)筒的中央豎直設(shè)有一空心圓柱，空心圓柱的上方設(shè)有壓差指示器，該壓差指示器安裝于端蓋上；所述內(nèi)筒進(jìn)油管和螺旋流道相切連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1.通過(guò)濾波器衰減液壓油的壓力/流量脈動(dòng)，使濾芯在工作時(shí)不發(fā)生振動(dòng)，以提高過(guò)濾性能；液壓油在U型微粒分離模塊中實(shí)現(xiàn)固體微粒的分離，使油液中的固體微粒向管壁運(yùn)動(dòng)，在U型微粒分離模塊出口處，富含固體微粒的管壁附近的油液通過(guò)回油筒進(jìn)油管進(jìn)入回油筒后回流到油箱，而僅含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過(guò)內(nèi)筒進(jìn)油管進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)行高精度過(guò)濾，提高了濾芯的使用壽命，降低了濾波成本和復(fù)雜度；進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)油管的油液以切向進(jìn)流的方式流入內(nèi)筒的螺旋流道，內(nèi)筒壁為濾芯，則濾液在離心力的作用下緊貼濾芯流動(dòng)，濾液平行于濾芯的表面快速流動(dòng)，過(guò)濾后的液壓油則垂直于濾芯表面方向流出到外筒，這種十字流過(guò)濾方式對(duì)濾芯表面的微粒實(shí)施掃流作用，抑制了濾餅厚度的增加，沉積在內(nèi)筒底部的污染顆?？啥〞r(shí)通過(guò)電控止回閥排出到回油筒，從而提高濾芯使用壽命。

2.通過(guò)控制液壓油的溫度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，使油液中的顆粒強(qiáng)力磁化聚集成大顆粒，并促使膠質(zhì)顆粒分解消融，通過(guò)吸附模塊形成高效吸附，通過(guò)通過(guò)消磁裝置對(duì)殘余顆粒消磁避免危害液壓元件，從而使油液中固體微粒聚集成大顆粒運(yùn)動(dòng)到管壁附近。

3.磁化需要的非均勻磁場(chǎng)的產(chǎn)生，需要多對(duì)正逆線(xiàn)圈對(duì)并通過(guò)不同大小的電流，且電流數(shù)值可在線(xiàn)數(shù)字設(shè)定。

【附圖說(shuō)明】

圖1是本發(fā)明的用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中沿A-A的剖面圖。

圖4是圖3中H型濾波器示意圖。

圖5是圖3中串聯(lián)H型濾波器示意圖。

圖6是H型濾波器和串聯(lián)H型濾波器頻率特性組合圖，其中，實(shí)線(xiàn)為串聯(lián)H型濾波器頻率特性。

圖7是串并聯(lián)H型濾波器頻率特性圖。

圖8是C型容腔濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是彈性薄壁的橫截面示意圖。

圖10是圖2中錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的示意圖。

圖10(a)至圖10(c)是錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的工作狀態(tài)圖。

圖11是圖1中的U型微粒分離模塊的示意圖。

圖12是圖11中的磁化模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13是圖12中的繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是圖12中的磁化電流輸出模塊的電路圖。

圖15是圖11的吸附模塊為同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16是圖11中的吸附模塊為帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17是圖11的機(jī)械離心模塊的橫向示意圖。

圖18是圖11的機(jī)械離心模塊的徑向示意圖。

【具體實(shí)施方式】

請(qǐng)參閱說(shuō)明書(shū)附圖1至附圖18所示，本發(fā)明為一種用全頻段工況自適應(yīng)濾波、磁化、吸附和離心的濾油器，其由底板6、濾波器8、U型微粒分離模塊3、回油筒7、內(nèi)筒15、螺旋流道17、濾芯18、外桶19以及端蓋25等幾部分組成。其中，所述濾波器8、U型微粒分離模塊2、回油筒7、外桶19依次置于底板6上。

所述濾波器8用于將液壓油輸入，并可衰減液壓系統(tǒng)中的高、中、低頻段的脈動(dòng)壓力，和抑制流量波動(dòng)。所述濾波器8由輸入管81、外殼88、輸出管89、彈性薄壁87、H型濾波器812以及串聯(lián)H型濾波器813等幾部分組成。

其中，所述輸入管81連接于外殼89的一端，其和一液壓油進(jìn)口1對(duì)接；所述輸出管811連接于外殼89的另一端，其和U型微粒分離模塊3對(duì)接。所述彈性薄壁87沿外殼的徑向安裝于外殼88內(nèi)。所述輸入管81和輸出管89的軸線(xiàn)不在同一軸線(xiàn)上，這樣可以提高10％以上的濾波效果。

所述輸入管81、輸出管89和彈性薄壁87共同形成一C型容腔濾波器，從而衰減液壓系統(tǒng)高頻壓力脈動(dòng)。按集總參數(shù)法處理后得到的濾波器透射系數(shù)為：

a—介質(zhì)中音速 L_V—C型容腔長(zhǎng)度 S_V—C型容腔體積 Z—特性阻抗

γ—透射系數(shù) f—壓力波動(dòng)頻率 S_I—輸入管橫截面積。

由上式可見(jiàn)，C型濾波器和電路中的電容作用類(lèi)似。不同頻率的壓力脈動(dòng)波通過(guò)該濾波器時(shí)，透射系數(shù)隨頻率而不同。頻率越高，則透射系數(shù)越小，這表明高頻的壓力脈動(dòng)波在經(jīng)過(guò)濾波器時(shí)衰減得越厲害，從而起到了消除高頻壓力脈動(dòng)的作用。

所述C型容腔濾波器的設(shè)計(jì)原理如下：管道中壓力脈動(dòng)頻率較高時(shí)，波動(dòng)的壓力作用在流體上對(duì)流體產(chǎn)生壓縮效應(yīng)。當(dāng)變化的流量通過(guò)輸入管進(jìn)入C型容腔時(shí)，液流超過(guò)平均流量，擴(kuò)大的容腔可以吸收多余液流，而在低于平均流量時(shí)放出液流，從而吸收壓力脈動(dòng)能量。

所述彈性薄壁87通過(guò)受迫機(jī)械振動(dòng)來(lái)削弱液壓系統(tǒng)中高頻壓力脈動(dòng)。按集總參數(shù)法處理后得到的彈性薄壁固有頻率為：

k—彈性薄壁結(jié)構(gòu)系數(shù) h—彈性薄壁厚度 R—彈性薄壁半徑

E—彈性薄壁的楊氏模量 ρ—彈性薄壁的質(zhì)量密度

η—彈性薄壁的載流因子 μ—彈性薄壁的泊松比。

代入實(shí)際參數(shù)，對(duì)上式進(jìn)行仿真分析可以發(fā)現(xiàn)，彈性薄壁87的固有頻率通常比H型濾波器的固有頻率高，而且其衰減頻帶也比H型濾波器寬。在相對(duì)較寬的頻帶范圍內(nèi)，彈性薄壁對(duì)壓力脈動(dòng)具有良好的衰減效果。同時(shí)，本發(fā)明的濾波器結(jié)構(gòu)中的彈性薄壁半徑較大且較薄，其固有頻率更靠近中頻段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)中的中高頻壓力脈動(dòng)的有效衰減。

所述彈性薄壁87的設(shè)計(jì)原理如下：管道中產(chǎn)生中頻壓力脈動(dòng)時(shí)，C型容腔對(duì)壓力波動(dòng)的衰減能力較弱，流入濾波器C型容腔的周期性脈動(dòng)壓力持續(xù)作用在彈性薄壁87上。彈性薄壁則按脈動(dòng)壓力的頻率做周期性振動(dòng)，該受迫振動(dòng)消耗了流體的壓力脈動(dòng)能量，從而實(shí)現(xiàn)中頻段壓力濾波。由虛功原理可知，彈性薄壁消耗流體脈動(dòng)壓力能量的能力和其受迫振動(dòng)時(shí)的勢(shì)能和動(dòng)能之和直接相關(guān)，為了提高中頻段濾波性能，彈性薄壁的半徑設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)大于管道半徑，且薄壁的厚度較小，典型值為小于0.1mm。

進(jìn)一步的，所述彈性薄壁87和外殼88之間形成串聯(lián)共振容腔I84以及并聯(lián)共振容腔85。所述串聯(lián)共振容腔I84的外側(cè)設(shè)一串聯(lián)共振容腔II83，所述串聯(lián)共振容腔I84和串聯(lián)共振容腔II83之間通過(guò)若干均勻排布的錐形插入管82連通，所述錐形插入管82開(kāi)口較寬處位于串聯(lián)共振容腔II83內(nèi)，其錐度角為10°。所述彈性薄壁87的軸向上均勻開(kāi)有若干錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86，錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86和錐形插入管82的位置相互錯(cuò)開(kāi)。

所述H型濾波器812位于并聯(lián)共振容腔85內(nèi)，其和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86相連通。所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86開(kāi)口較寬處位于串聯(lián)共振容腔I84和并聯(lián)共振容腔85內(nèi)，其錐度角為10°。按集總參數(shù)法處理后得到的濾波器固有角頻率為：

a——介質(zhì)中音速 L₁——阻尼孔長(zhǎng) D₁——阻尼孔直徑

L₂——并聯(lián)共振容腔高度 D₂——并聯(lián)共振容腔直徑。

所述串聯(lián)H型濾波器813位于串聯(lián)共振容腔I84和串聯(lián)共振容腔II83內(nèi)，其亦和錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86相連通。按集總參數(shù)法處理后，串聯(lián)H型濾波器813的兩個(gè)固有角頻率為：

a—介質(zhì)中音速 l₁—阻尼孔長(zhǎng) d₁—阻尼孔直徑 l₃—共振管長(zhǎng)

d₃—共振管直徑 l₂—串聯(lián)共振容腔1高度 d₂—串聯(lián)共振容腔1直徑

l₄—串聯(lián)共振容腔2高度 d₄—串聯(lián)共振容腔2直徑。

所述H型濾波器812和串聯(lián)H型濾波器813軸向呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置，并組成串并聯(lián)H型濾波器，用于展寬濾波頻率范圍并使整體結(jié)構(gòu)更緊湊。本發(fā)明沿圓周界面分布了多個(gè)串并聯(lián)H型濾波器(圖中只畫(huà)出了2個(gè))，彼此之間用隔板20隔開(kāi)，這多個(gè)濾波器的共振頻帶各不相同，組合在一起后可全面覆蓋整個(gè)中低頻濾波頻段，實(shí)現(xiàn)中低頻段的全頻譜濾波。

由圖6中H型濾波器和串聯(lián)H型濾波器頻率特性及公式均可發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)H型濾波器有2個(gè)固有角頻率，在波峰處濾波效果較好，而在波谷處則基本沒(méi)有濾波效果；H型濾波器有1個(gè)固有角頻率，同樣在波峰處濾波效果較好，而在波谷處則基本沒(méi)有濾波效果；選擇合適的濾波器參數(shù)，使H型濾波器的固有角頻率剛好落在串聯(lián)H型濾波器的2個(gè)固有角頻率之間，如圖7所示，既在一定的頻率范圍內(nèi)形成了3個(gè)緊鄰的固有共振頻率峰值，在該頻率范圍內(nèi)，無(wú)論壓力脈動(dòng)頻率處于波峰處還是波谷處均能保證較好的濾波效果。多個(gè)串并聯(lián)H型濾波器構(gòu)成的濾波器組既可覆蓋整個(gè)中低頻段，實(shí)現(xiàn)中低頻段的全頻譜濾波。

進(jìn)一步的，所述錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔86由錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15組成，錐形較窄端開(kāi)口于彈性薄壁87。其中錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量比彈性薄壁87的楊氏模量要大，能隨流體壓力變化拉伸或壓縮；縫孔15的楊氏模量比錐形彈性阻尼孔管16的楊氏模量要大，能隨流體壓力開(kāi)啟或關(guān)閉。故當(dāng)壓力脈動(dòng)頻率落在高頻段時(shí)，C型容腔濾波器結(jié)構(gòu)起濾波作用，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(a)狀態(tài)；而當(dāng)脈動(dòng)頻率落在中頻段時(shí)，濾波器結(jié)構(gòu)變?yōu)镃型容腔濾波器結(jié)構(gòu)和彈性薄壁87濾波結(jié)構(gòu)共同起作用，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(a)狀態(tài)；當(dāng)脈動(dòng)頻率落在某些特定的低頻頻率時(shí)，濾波器結(jié)構(gòu)變?yōu)椴迦胧酱?并聯(lián)H型濾波器、C型容腔濾波器結(jié)構(gòu)和彈性薄壁濾波結(jié)構(gòu)共同起作用，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(b)狀態(tài)，由于插入式串并聯(lián)H型濾波器的固有頻率被設(shè)計(jì)為和這些特定低頻脈動(dòng)頻率一致，對(duì)基頻能量大的系統(tǒng)可起到較好的濾波效果；當(dāng)脈動(dòng)頻率落在某些特定頻率以外的低頻段時(shí)，錐形彈性阻尼孔管16和縫孔15都處于圖10(c)狀態(tài)。這樣的變結(jié)構(gòu)濾波器設(shè)計(jì)既保證了液壓系統(tǒng)的全頻段全工況濾波，又降低了正常工況下濾波器的壓力損失，保證了系統(tǒng)的液壓剛度。

本發(fā)明還能實(shí)線(xiàn)工況自適應(yīng)壓力脈動(dòng)衰減。當(dāng)液壓系統(tǒng)工況變化時(shí)，既執(zhí)行元件突然停止或運(yùn)行，以及閥的開(kāi)口變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致管路系統(tǒng)的特性阻抗發(fā)生突變，從而使原管道壓力隨時(shí)間和位置變化的曲線(xiàn)也隨之改變，則壓力峰值的位置亦發(fā)生變化。由于本發(fā)明的濾波器的軸向長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為大于系統(tǒng)主要壓力脈動(dòng)波長(zhǎng)，且濾波器的串并聯(lián)H型濾波器組的容腔長(zhǎng)度、C型容腔濾波器的長(zhǎng)度和彈性薄壁的長(zhǎng)度和濾波器軸線(xiàn)長(zhǎng)度相等，保證了壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍內(nèi)；而串并聯(lián)H型濾波器的錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔開(kāi)在彈性薄壁上，沿軸線(xiàn)方向均勻分布，共振容腔1和共振容腔2由多個(gè)軸向均勻分布的相同參數(shù)的錐形共振管相連，錐形阻尼孔和錐形共振管位置相互錯(cuò)開(kāi)，使得壓力峰值位置變化對(duì)濾波器的性能幾乎沒(méi)有影響，從而實(shí)現(xiàn)了工況自適應(yīng)濾波功能?？紤]到三種濾波結(jié)構(gòu)軸向尺寸和濾波器相當(dāng)，這一較大的尺寸也保證了液壓濾波器具備較強(qiáng)的壓力脈動(dòng)衰減能力。

采用本發(fā)明的液壓濾波器進(jìn)行液壓脈動(dòng)濾波的方法如下：

1)，液壓流體通過(guò)輸入管進(jìn)入C型容腔濾波器，擴(kuò)大的容腔吸收多余液流，完成高頻壓力脈動(dòng)的濾波；

2)，通過(guò)彈性薄壁87受迫振動(dòng)，消耗流體的壓力脈動(dòng)能量，完成中頻壓力脈動(dòng)的濾波；

3)，通過(guò)串并聯(lián)H型濾波器組，以及錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔、錐形插入管和流體產(chǎn)生共振，消耗脈動(dòng)能量，完成低頻壓力脈動(dòng)的濾波；

4)，將濾波器的軸向長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為大于液壓系統(tǒng)主要壓力脈動(dòng)波長(zhǎng)，且串并聯(lián)H型濾波器長(zhǎng)度、C型容腔濾波器長(zhǎng)度和彈性薄壁87長(zhǎng)度同濾波器長(zhǎng)度相等，使壓力峰值位置一直處于濾波器的有效作用范圍，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工況改變時(shí)壓力脈動(dòng)的濾波；

5)，通過(guò)錐形變結(jié)構(gòu)阻尼孔的錐形彈性阻尼孔管的伸縮和縫孔的開(kāi)關(guān)，完成壓力脈動(dòng)自適應(yīng)濾波。

所述U型微粒分離模塊3包括一U型管31，U型管31上依次安裝有溫控模塊32、磁化模塊33、吸附模塊34、機(jī)械離心模塊36以及消磁模塊35。

所述溫控模塊32主要目的是為磁化模塊33提供最佳的磁化溫度40-50℃，同時(shí)還兼具油液降粘的作用，其包括加熱器、冷卻器和溫度傳感器。所述加熱器采用帶溫度檢測(cè)的重慶金鴻的潤(rùn)滑油加熱器。所述冷卻器可選用表面蒸發(fā)式空冷器，兼有水冷和空冷的優(yōu)點(diǎn)，散熱效果好，采用光管，流體阻力?。焕鋮s器翅片類(lèi)型為高翅，翅片管選KLM型翅片管，傳熱性能好，接觸熱阻小，翅片與管子接觸面積大，貼合緊密，牢固，承受冷熱急變能力佳，翅片根部抗大氣腐蝕性能高；空冷器的管排數(shù)最優(yōu)為8。所述溫度傳感器采用鉑電阻溫度傳感器。

所述磁化模塊33實(shí)現(xiàn)金屬顆粒的強(qiáng)力磁化，并使微米級(jí)的金屬顆粒 聚合成大顆粒，便于后續(xù)吸附分離。同時(shí)磁化模塊32還需要提供非均勻磁場(chǎng)，對(duì)液壓油中的膠質(zhì)顆粒進(jìn)行磁化分解，使膠質(zhì)微粒分解為更小粒徑尺寸的微粒，減輕污染。

所述磁化模塊33由鋁質(zhì)管道331、若干繞組332、鐵質(zhì)外殼333、法蘭334以及若干磁化電流輸出模塊335組成。其中，所述鋁質(zhì)管道331使油液從其中流過(guò)而受到磁化處理，且鋁的磁導(dǎo)率很低，可以使管道331中獲得較高的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

所述若干繞組332分別繞在鋁質(zhì)管道331外，由直徑為1.0mm左右的銅絲涂覆絕緣漆制成。各繞組332都是相互獨(dú)立設(shè)置的，分別由相應(yīng)的磁化電流輸出模塊335控制，其中電流根據(jù)系統(tǒng)需要各不相同。由于每圈繞組332相互獨(dú)立，其引出端會(huì)造成該線(xiàn)圈組成的電流環(huán)不是真正的“圓”，而是有個(gè)缺口，這會(huì)造成鋁質(zhì)管道331內(nèi)磁場(chǎng)的徑向分布不均勻，從而影響磁化效果。為解決此問(wèn)題，本創(chuàng)作的每圈繞組332都由正繞組336和逆繞組337組成，目的是為了產(chǎn)生同極性方向的磁場(chǎng)并同時(shí)彌補(bǔ)缺口造成的磁場(chǎng)不均衡。正繞組和逆繞組內(nèi)的電流大小相等。在鋁質(zhì)管道331軸線(xiàn)方向上排列有多對(duì)正逆繞組，通過(guò)不同的電流，用以形成前述要求的非均勻磁場(chǎng)。

所述鐵質(zhì)外殼333包覆于鋁質(zhì)管道331上，鐵質(zhì)的材料會(huì)屏蔽掉大部分的磁通。所述法蘭334焊接在鋁質(zhì)管道331的兩端，并通過(guò)法蘭法蘭334在U型管20中。

每一磁化電流輸出模塊335連接至一繞組332，其利用數(shù)字電位計(jì)實(shí)時(shí)修改阻值的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)非均勻磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制。所述磁化電流輸出模塊335的電路原理圖可參見(jiàn)附圖5，其使用的數(shù)字電位計(jì)為AD5206，具有6通道的輸。運(yùn)放AD8601和MOS管2N7002通過(guò)負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)了高精度的電壓跟隨輸出。恒定大電流輸出采用了德州儀器(TI)的高電壓、大電流的運(yùn)放OPA 549。

所述機(jī)械離心模塊36使油液中的磁化聚合顆粒在離心作用下被甩向管壁。所述機(jī)械離心模塊36選用旋流離心模塊36，該旋流離心模塊36采用沿程起旋的方式，其設(shè)計(jì)原理如下：在管道中設(shè)置一定高度和長(zhǎng)度的扭曲的導(dǎo)流片，并使葉面切線(xiàn)與軸線(xiàn)成一定角度，因管流邊界發(fā)生改變可使流體產(chǎn)生圓管螺旋流，該螺旋流可分解為繞管軸的周向流動(dòng)和軸向平直流動(dòng)，流體中攜帶的顆粒物產(chǎn)生偏軸線(xiàn)向心螺旋運(yùn)動(dòng)。該旋流離心裝置36由旋流管壁361、第一導(dǎo)流片362、第二導(dǎo)流片363、步進(jìn)電機(jī)364以及流量傳感器365等幾部分組成。

其中，所述第一導(dǎo)流片362設(shè)有3片，該3片第一導(dǎo)流片362沿管壁361內(nèi)圓周隔120°均勻分布，其安放角(第一導(dǎo)流片362和旋流管壁361之間的夾角)設(shè)為18°，以保證最佳切向流動(dòng)。所述第二導(dǎo)流片363和第一導(dǎo)流片362結(jié)構(gòu)相同，其設(shè)置在第一導(dǎo)流片362后，并和第一導(dǎo)流片362錯(cuò)開(kāi)60°連接在管壁361內(nèi)，其安放角設(shè)為36℃，用于減少阻力并加大周向流動(dòng)的強(qiáng)度。另外，可根據(jù)實(shí)際分離效果同樣再設(shè)置第三或更多的導(dǎo)流片，安放角逐次增加。所述步進(jìn)電機(jī)364連接并驅(qū)動(dòng)第一導(dǎo)流片362和第二導(dǎo)流片363，以調(diào)節(jié)安放角，從而可獲得更好的離心效果，獲知使導(dǎo)流片362、363適應(yīng)不同的工況。所述流量傳感器365設(shè)置在管壁361內(nèi)的中央，通過(guò)讀取流量傳感器365的數(shù)值分析旋流分離效果，并據(jù)此控制步進(jìn)電機(jī)364，步進(jìn)電機(jī)364調(diào)節(jié)各導(dǎo)流片362、363的安放角，以獲得更加 分離效果。

進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)流片362的長(zhǎng)邊與管壁361相連，短邊363沿管壁361的軸線(xiàn)延伸；為減小阻力，其前緣挫成鈍形；為避免繞流，后緣加工成翼形；其高度為管壁361直徑的0.4倍，使形成的螺旋流具有較大的強(qiáng)度；長(zhǎng)度為管壁361直徑的1.8倍，以保證較大的對(duì)油液的作用范圍。

所述吸附模塊34用于吸附經(jīng)機(jī)械離心模塊36離心后的磁性聚合大微粒，其可采用同極相鄰型吸附環(huán)，該同極相鄰型吸附環(huán)由鋁質(zhì)環(huán)形管道341、正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343以及鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344等部件組成。其中，所述正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道341，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道341的內(nèi)壁上，其位于正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343相鄰處、以及正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343軸線(xiàn)的中間點(diǎn)。

所述同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計(jì)原理如下：通電正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343，相鄰的正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343通有方向相反的電流，使得正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極；同時(shí)，鋁質(zhì)環(huán)形管道341能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場(chǎng)強(qiáng)度，增強(qiáng)鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344對(duì)顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343電流可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。

進(jìn)一步的，所述吸附模塊34也可采用帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)，該帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)由鋁質(zhì)環(huán)形管道341、正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343、鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344、隔板345、電擊錘346以及電磁鐵347等部件組成。其中，所述正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343分別布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道341，兩者通有方向相反的電流，使得正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極。所述鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344布置于鋁質(zhì)環(huán)形管道341的內(nèi)壁上，其位于正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343相鄰處、以及正向螺線(xiàn)管342和反向螺線(xiàn)管343軸線(xiàn)的中間點(diǎn)。所述電擊錘346和電磁鐵347位于隔板345之間。所述電磁鐵347連接并能推動(dòng)電擊錘346，使電擊錘346敲擊鋁質(zhì)環(huán)形管道342內(nèi)壁。

所述帶電擊錘的同極相鄰型吸附環(huán)的設(shè)計(jì)原理如下：通電正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343，相鄰的正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343通有方向相反的電流，使得正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343相鄰處產(chǎn)生同性磁極；同時(shí)，鋁質(zhì)環(huán)形管道341能夠改善磁路，加大管道內(nèi)壁處的磁場(chǎng)強(qiáng)度，增強(qiáng)鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344對(duì)顆粒的捕獲吸附能力。各正向螺線(xiàn)管342、反向螺線(xiàn)管343電流可根據(jù)顆粒的粒徑大小和濃度不同而變化，以獲得最佳吸附性能。而通過(guò)電擊錘346的設(shè)置，防止顆粒在鐵質(zhì)導(dǎo)磁帽344處大量堆積，影響吸附效果。此時(shí)，通過(guò)電磁鐵347控制電擊錘346敲擊管道341的內(nèi)壁，使得被吸附的顆粒向兩側(cè)分散開(kāi)。同時(shí)，在清洗管道341時(shí)，電擊錘346的敲擊還可以提高清洗效果。

所述消磁模塊35給磁化顆粒消磁，防止殘余磁性微粒通過(guò)回油筒進(jìn)油管進(jìn)入液壓回路，對(duì)污染敏感液壓元件造成損傷。

所述U型微粒分離模塊3和回油筒7的上方通過(guò)一回油筒進(jìn)油管22連接；通過(guò)U型微粒分離模塊3處理后，U型管31管壁附近的油液富含聚合顆粒，通過(guò)回油筒進(jìn)油管22進(jìn)入回油筒7后回流到油箱。

所述回油筒7的底部設(shè)有一溢流閥8，該溢流閥8底部設(shè)有一電控調(diào) 節(jié)螺絲9；所述溢流閥8上設(shè)有一排油口10，該排油口10通過(guò)管道20連接至一油箱11。

所述內(nèi)筒15置于外桶19內(nèi)，其通過(guò)一頂板13以及若干螺栓21安裝于端蓋25上。所述螺旋流道17收容于內(nèi)筒15內(nèi)，其和U型微粒分離模塊3之間通過(guò)一內(nèi)筒進(jìn)油管12連接，具體的說(shuō)，所述內(nèi)筒進(jìn)油管12和螺旋流道17相切連接。U型管31管道中心的油液僅含微量小粒徑微粒，通過(guò)內(nèi)筒進(jìn)油管12進(jìn)入內(nèi)筒15實(shí)現(xiàn)高精度過(guò)濾，從而實(shí)現(xiàn)固體微粒分離。進(jìn)一步的，所述內(nèi)筒進(jìn)油管12位于回油筒進(jìn)油管22內(nèi)，并延伸入U(xiǎn)型微粒分離模塊3的中央，其直徑小于回油筒進(jìn)油管22直徑，且和回油筒進(jìn)油管22同軸設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)筒15的底部呈倒圓臺(tái)狀，其通過(guò)一內(nèi)筒排油管23和回油筒7連接，內(nèi)筒排油管23上設(shè)有一電控止回閥24。所述內(nèi)筒15的中央豎直設(shè)有一空心圓柱16，空心圓柱16的上方設(shè)有壓差指示器14，該壓差指示器14安裝于端蓋25上。

所述濾芯18設(shè)置在內(nèi)筒15的內(nèi)壁上，其精度為1-5微米。

所述外桶19的底部設(shè)有一液壓油出油口5，通過(guò)液壓油出油口5將過(guò)濾好的液壓油排出。

在本發(fā)明中，由于U型微粒分離模塊3對(duì)油液內(nèi)固體微粒分離聚合作用，在U型微粒分離模塊3出口處的油液中，中心的油液僅含微量小粒徑微粒，該部分油液從內(nèi)筒進(jìn)油管12流入到內(nèi)筒15進(jìn)行高精度過(guò)濾；而管壁附近的油液富含聚合顆粒，該部分油液通過(guò)回油筒進(jìn)油管22進(jìn)入回油筒7，再經(jīng)溢流閥8的排油口10流回油箱11，從而實(shí)現(xiàn)固體微粒按顆粒粒徑分流濾波。此處，回油筒7和溢流閥8起到了前述的粗濾作用，從而節(jié)省了過(guò)濾器個(gè)數(shù)，降低了系統(tǒng)成本和復(fù)雜度。溢流閥8的電控調(diào)節(jié)螺絲9用于調(diào)節(jié)溢流壓力，將其壓力調(diào)整到略低于過(guò)濾出口處壓力，以保證內(nèi)筒15過(guò)濾流量。

另外，傳統(tǒng)的過(guò)濾器主要采用濾餅過(guò)濾方式，過(guò)濾時(shí)濾液垂直于過(guò)濾元件表面流動(dòng)，被截流的固體微粒形成濾餅并逐漸增厚，過(guò)濾速度也隨之逐漸下降，直至濾液停止流出，降低了過(guò)濾元件的使用壽命。在本本發(fā)明中，來(lái)自?xún)?nèi)筒進(jìn)油管12攜帶小粒徑微粒的濾液以切向進(jìn)流的方式流入內(nèi)筒15的螺旋流道17，螺旋通道17側(cè)面的內(nèi)筒15壁為高精度濾芯18，濾液在離心力的作用下緊貼濾芯18表面，濾液平行于濾芯18的表面快速流動(dòng)，過(guò)濾后的液壓油則垂直于濾芯18表面方向流出到外筒19，這兩個(gè)流動(dòng)的方向互相垂直交錯(cuò)，故稱(chēng)其為十字流過(guò)濾。濾液的快速流動(dòng)對(duì)聚集在濾芯18表面的微粒施加了剪切掃流作用，從而抑制了濾餅厚度的增加，使得過(guò)濾速度近乎恒定，過(guò)濾壓力也不會(huì)隨時(shí)間的流逝而升高，濾芯的使用壽命因而大幅度提高。隨著過(guò)濾時(shí)間的累積，沉積在內(nèi)筒15倒圓臺(tái)底部的污染顆粒逐步增加，過(guò)濾速度緩慢下降，內(nèi)筒15內(nèi)未過(guò)濾的濾液沿中心的空心圓筒16上升，此時(shí)，壓差指示器14起作用，監(jiān)控其壓力變化，亦即內(nèi)筒15底部濾芯18的堵塞情況，若超過(guò)閾值，則調(diào)節(jié)電控調(diào)節(jié)螺絲9降低溢流壓力，并同時(shí)打開(kāi)止回閥24，使內(nèi)筒15底部含較多污染顆粒的濾液在壓差作用下通過(guò)內(nèi)筒排油管23排出到回油筒7，避免了底部濾芯18堵塞狀況惡化，從而延長(zhǎng)了濾芯18使用壽命。

采用上述濾油裝置對(duì)回流液壓有處理的工藝步驟如下：

1)，液壓管路中的油液通過(guò)濾波器8，濾波器8衰減液壓系統(tǒng)中的高、 中、低頻段的脈動(dòng)壓力，以及抑制流量波動(dòng)；

2)，回流液壓油進(jìn)入U(xiǎn)型微粒分離模塊3的溫控模塊32，通過(guò)溫控模塊32調(diào)節(jié)油溫到最佳的磁化溫度40-50℃，之后進(jìn)入磁化模塊33；

3)，通過(guò)磁化模塊33使油液中的金屬顆粒在磁場(chǎng)中被磁化，并使微米級(jí)的金屬顆粒聚合成大顆粒；之后進(jìn)入機(jī)械離心模塊36；

4)，磁化聚合顆粒在機(jī)械離心模塊36中離心；

5)，通過(guò)吸附模塊34吸附經(jīng)機(jī)械離心模塊36離心后聚集在管壁附近的磁化聚合大微粒；之后進(jìn)入消磁模塊35；

6)，通過(guò)消磁模塊35消除磁性微粒磁性；

7)，U型微粒分離模塊3管壁附近的油液通過(guò)回油筒進(jìn)油管22進(jìn)入回油筒7后回流到油箱，而含微量小粒徑微粒的管道中心的油液則通過(guò)內(nèi)筒進(jìn)油管12進(jìn)入內(nèi)筒15進(jìn)行高精度過(guò)濾；

8)，攜帶小粒徑微粒的油液以切向進(jìn)流的方式流入內(nèi)筒15的螺旋流道17，油液在離心力的作用下緊貼濾芯流動(dòng)，并進(jìn)行高精度過(guò)濾；

9)，高精度過(guò)濾后的油液排入外筒19，并通過(guò)外筒19底部的液壓油出油口5排出。

以上的具體實(shí)施方式僅為本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。