一种油液在线净化装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种油液在线净化装置及方法，技术方案是，脱水器内腔被上滤芯支撑板和上滤芯支撑板自上而下隔置成互不导通的进气室、脱水室和出气室，上滤芯支撑板和上滤芯支撑板之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯，油箱下部油液经固定过滤器过滤固体杂质，再经循环油泵增压送入脱水器的脱水室内进行脱水，再返回油箱内，本发明专利技术采用超亲水/超疏油无机膜作为脱水器的脱水滤芯，以干燥压缩空气为吸水载体沿油水分离滤芯内部流动，持续带走油水分离滤芯内从油液中分离出的水分，有效防止超亲水/超疏油无机膜的饱和失效，大大延长脱水滤芯的使用周期；脱水净化的同时进行均匀的热交换，保证了风电机组油系统油液在各个工况下的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种油液在线净化装置及方法
本专利技术涉及油液在线净化设备
，特别是一种油液在线净化装置及方法。
技术介绍
润滑油用于机械转动部件，具有摩擦副间磨损和散热作用。由于空气和水蒸汽侵入冷凝、冷油器泄漏、新油含水量高、油品老化等原因导致运行中油品水分超标，影响润滑系统正常可靠稳定运行。齿轮箱是风力发电机组中的重要部件，风力发电机组齿轮箱的供油系统一般采用常规的滤芯进行油水分离，滤芯失效后定期更换，这种定期更换通常是通过经验定期进行，但是上述运行中油品水分超标的原因都是无法预判的，加之每台机组的工况也不同，最终导致的结果就是要么提前、要么滞后，提前更换耗时耗力，提高成本，滞后更换使油中水分超标，油质劣化，导致润滑油质量无法得到保证，甚至可能发生齿轮软化、变形或损坏事故，导致停机，为此只能提高更换频率，这样就大大提高了风力发电机组的运行成本。水在油中以游离态、乳化态、溶解态3种状态存在。粒径大于10μm的液滴可认为是分散态或游离态，分散态体系通常稳定性差，是最易分离的一种状态；乳化态液滴的粒径范围为0.1～10μm，其体系称为乳状液，粒径越小乳状液越稳定；粒径小于0.1μm的液滴属于溶解态，其体系称为微乳液，是透明的热力学稳定体系。常规油品中饱和溶解水在300～1000mg/L范围，根据油液润滑系统要求，运行油中水分含量一般都要求低于饱和溶解水量。油水混合物中液滴尺寸多变造成油水混合物分离困难，不同于传统的固－液分离，液－液分离过程中液滴经历着形变和聚并等一系列物理形状变化，使油水分离过程显得尤为复杂多变。在线滤油装置具备脱水、过滤功能。传统的油水分离方法常不能很好的满足分离要求，脱水原理有离心、重力、真空、膜分离等。常用离心、重力分离适用于含游离水的油液，对油液中溶解水无脱除效果；真空分离可脱除油液中溶解水，但需要加热油液，能耗高且存在加速油液氧化的风险和运行中存在泄漏的可能；膜分离可在常温条件下进行，过程无相变、单级分离效率高、过程灵活简单，而且膜分离技术可以根据需要，调节孔径大小，达到精确分离的目的。无机膜材料具有亲水性，有利于阻止有机污染物的吸附，其次无机膜材料耐酸、碱性、化学稳定性高、机械强度高，可以在苛刻条件下进行长期稳定的分离操作。但是几乎所有分离膜均存在膜污染的问题，导致膜通量、截留率及膜孔径等发生可逆与不可逆变化的现象，同时亲水无机膜在在长时间使用后存在饱和失效，导致无法进行水分离，这样又回到了根据经验频繁定期更换的传统维护方式，因此，其在风力发电机组的油液系统中的应用效果不尽人意。另外，黏度时润滑剂最重要的物理特性，在运行温度、负载和转速等工况下的润滑剂黏度对齿轮箱性能和耐久性有直接的影响。在油液系统低温启动时，合适黏度对于所有关键表面获的足够润滑油量十分重要，以避免形成不良油膜或阻力过大；在油液系统运行温度下合适的黏度保证有足够的油膜厚度，以降低油金属与金属之间摩擦和磨损，进而减少附加损失。由于风力发电机组安装地域差别较大，运行环境温度在-10～50℃左右，运行中齿轮箱油池最高温度一般要求80～90℃范围。黏度对温度的变化是十分敏感的，温度降低时，其分子之间的内聚力增大，黏度就随之升高，油的黏度太大时，停机状态下或启机过程中，会导致启动困难。现有技术采用办法是对油进行电加热，这种电加热往往是在油箱内直接设置加热器，加热器直接和油接触，而在加热器周围是没有温度测点的，温度测点往往与加热器距离较远，油液系统温度测点一般设置在油箱的中心区域，这样就会导致在停机或启动过程中油箱内的油不循环时加热出现高温老化，即使在加热器周围增加温度测点，也难以避免高温造成的油液老化。因此，风力发电机组供油系统的改进也势在必行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种油液在线净化装置及方法，可有效解决油液在线净化的问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种油液在线净化装置，包括油循环系统和净化气循环系统，所述油循环系统包括油箱、固定过滤器、循环油泵和脱水器，脱水器为柱状中空结构，其内腔被水平且上下相间设置的上滤芯支撑板和上滤芯支撑板自上而下隔置成互不导通的进气室、脱水室和出气室，上滤芯支撑板和上滤芯支撑板之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯，油水分离滤芯的上下两端分别位于进气室和出气室内，脱水器壳体上部和下部分别设置有与脱水室相连通的出油管口和进油管口，油箱下部的出油口经进油阀与固定过滤器的进口相连，固定过滤器的出口与循环油泵的进口相连，循环油泵的出口与进油管口相连，出油管口经回油阀与油箱上部的回油口相连；油箱下部油液经固定过滤器过滤固体杂质，再经循环油泵增压送入脱水器的脱水室内进行脱水，再返回油箱内；所述净化气循环系统包括除油器、进气泵、吸附器和空气加热箱，出气室下端设置有与其内腔相连通的出气管口，出气管口与除油器的进口相连，进气泵的出气口与吸附器的进气口相连，吸附器的出气口经进气阀与空气加热箱的进气口相连，进气室上端设置有与其内腔相连通的进气管口，空气加热箱的出气口与进气管口相连；所述油水分离滤芯采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜制成；油液从脱水器下部的进油管口进入脱水室内，油水分离滤芯隔绝油液和空气，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器上部的出油管口送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；空气经进气泵进入吸附器，脱水净化后的空气进入空气加热箱加热，加热后空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中与脱水室内的油液进行热交换，同时带走油水分离滤芯从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室送出，送出后的含水、油空气通过除油器除油后排空或循环利用。优选的，所述脱水室中部装有水平设置的导流隔板，导流隔板与脱水器内壁之间留有过油通道，导流隔板位于出油管口和进油管口之间，出油管口和进油管口均位于远离过油通道一侧的脱水器壳体上，且出油管口和进油管口的轴线方向与油水分离滤芯的轴线方向垂直。优选的，所述进油管口下方的脱水室壳体上设置有与脱水室相连通的排油管口，排油管口经排油阀与集油桶的进油口相连，除油器的油液出口经排污阀与集油桶的进油口相连。优选的，所述脱水室下部设置有超声波发生器。优选的，所述吸附器包括壳体，壳体下端连接有与其内腔相连通的进气管，壳体上端连接有与其内腔相连通的出气管，壳体内设置有由上下相间设置的过滤网围成的脱水吸附腔，脱水吸附腔内填充有吸附剂，脱水吸附腔下方的壳体内设置有用于对吸附剂进行烘干再生的加热器，壳体上端还设置有与其内腔相连通的排气管路，排气管路上设置有排气阀。优选的，所述除油器的出气口与进气泵的进气口之间依次设置有第一三通阀和第二三通阀，第一三通阀的三个管路分别为管路A、管路B和管路C，第二三通阀的三个管路分别为管路D、管路E和管路F，除油器的出气口与管路A相连，管路B与管路D相连，管路E与进气泵的进气口相连。优选的，所述脱水器上部连接有与脱水室相连通的排空管路，排空管路上设置有排空阀。一种基于上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油液在线净化装置，包括油循环系统和净化气循环系统，其特征在于，所述油循环系统包括油箱(18)、固定过滤器(2)、循环油泵(3)和脱水器(6)，脱水器(6)为柱状中空结构，其内腔被水平且上下相间设置的上滤芯支撑板(64a)和上滤芯支撑板(64b)自上而下隔置成互不导通的进气室(61)、脱水室(62)和出气室(63)，上滤芯支撑板(64a)和上滤芯支撑板(64b)之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯(19)，油水分离滤芯(19)的上下两端分别位于进气室(61)和出气室(63)内，脱水器(6)壳体上部和下部分别设置有与脱水室相连通的出油管口(68)和进油管口(67)，油箱(18)下部的出油口经进油阀(1)与固定过滤器(2)的进口相连，固定过滤器(2)的出口与循环油泵(3)的进口相连，循环油泵(3)的出口与进油管口(67)相连，出油管口(68)经回油阀(17)与油箱(18)上部的回油口相连；油箱下部油液经固定过滤器(2)过滤固体杂质，再经循环油泵(3)增压送入脱水器(6)的脱水室(62)内进行脱水，再返回油箱内；/n所述净化气循环系统包括除油器(7)、进气泵(11)、吸附器(12)和空气加热箱(15)，出气室(63)下端设置有与其内腔相连通的出气管口(66)，出气管口(66)与除油器(7)的进口相连，进气泵(11)的出气口与吸附器(12)的进气口相连，吸附器(12)的出气口经进气阀(14)与空气加热箱(15)的进气口相连，进气室(61)上端设置有与其内腔相连通的进气管口(65)，空气加热箱(15)的出气口与进气管口(65)相连；/n所述油水分离滤芯采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜制成；/n油液从脱水器(6)下部的进油管口(67)进入脱水室内，油水分离滤芯(19)隔绝油液和空气，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器(6)上部的出油管口(68)送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；/n空气经进气泵进入吸附器，脱水净化后的空气进入空气加热箱加热，加热后空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中与脱水室内的油液进行热交换，同时带走油水分离滤芯从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室(63)送出，送出后的含水、油空气通过除油器(7)除油后排空或循环利用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种油液在线净化装置，包括油循环系统和净化气循环系统，其特征在于，所述油循环系统包括油箱(18)、固定过滤器(2)、循环油泵(3)和脱水器(6)，脱水器(6)为柱状中空结构，其内腔被水平且上下相间设置的上滤芯支撑板(64a)和上滤芯支撑板(64b)自上而下隔置成互不导通的进气室(61)、脱水室(62)和出气室(63)，上滤芯支撑板(64a)和上滤芯支撑板(64b)之间固定有多个竖直布置的油水分离滤芯(19)，油水分离滤芯(19)的上下两端分别位于进气室(61)和出气室(63)内，脱水器(6)壳体上部和下部分别设置有与脱水室相连通的出油管口(68)和进油管口(67)，油箱(18)下部的出油口经进油阀(1)与固定过滤器(2)的进口相连，固定过滤器(2)的出口与循环油泵(3)的进口相连，循环油泵(3)的出口与进油管口(67)相连，出油管口(68)经回油阀(17)与油箱(18)上部的回油口相连；油箱下部油液经固定过滤器(2)过滤固体杂质，再经循环油泵(3)增压送入脱水器(6)的脱水室(62)内进行脱水，再返回油箱内；
所述净化气循环系统包括除油器(7)、进气泵(11)、吸附器(12)和空气加热箱(15)，出气室(63)下端设置有与其内腔相连通的出气管口(66)，出气管口(66)与除油器(7)的进口相连，进气泵(11)的出气口与吸附器(12)的进气口相连，吸附器(12)的出气口经进气阀(14)与空气加热箱(15)的进气口相连，进气室(61)上端设置有与其内腔相连通的进气管口(65)，空气加热箱(15)的出气口与进气管口(65)相连；
所述油水分离滤芯采用具有导热性能的超亲水/超疏油无机膜制成；
油液从脱水器(6)下部的进油管口(67)进入脱水室内，油水分离滤芯(19)隔绝油液和空气，油液沿油水分离滤芯外部流动最终从脱水器(6)上部的出油管口(68)送出，在这个流动的过程中，油液中水分通过超亲水/超疏油无机膜进入油水分离滤芯内部；
空气经进气泵进入吸附器，脱水净化后的空气进入空气加热箱加热，加热后空气进入脱水器的进气室进行分配，沿油水分离滤芯内部流动，流动过程中与脱水室内的油液进行热交换，同时带走油水分离滤芯从油液中分离出的水分，从脱水器下部的出气室(63)送出，送出后的含水、油空气通过除油器(7)除油后排空或循环利用。


2.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述脱水室(62)中部装有水平设置的导流隔板(611)，导流隔板(611)与脱水器内壁之间留有过油通道(611a)，导流隔板(611)位于出油管口(68)和进油管口(67)之间，出油管口(68)和进油管口(67)均位于远离过油通道(611a)一侧的脱水器壳体上，且出油管口(68)和进油管口(67)的轴线方向与油水分离滤芯(19)的轴线方向垂直。


3.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述进油管口(67)下方的脱水室(62)壳体上设置有与脱水室相连通的排油管口(610)，排油管口(610)经排油阀(4)与集油桶(5)的进油口相连，除油器(7)的油液出口经排污阀(8)与集油桶(5)的进油口相连。


4.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述脱水室下部设置有超声波发生器(20)。


5.根据权利要求1所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述吸附器(12)包括壳体(126)，壳体(126)下端连接有与其内腔相连通的进气管(124)，壳体(126)上端连接有与其内腔相连通的出气管(125)，壳体(126)内设置有由上下相间设置的过滤网(121)围成的脱水吸附腔，脱水吸附腔内填充有吸附剂(122)，脱水吸附腔下方的壳体(126)内设置有用于对吸附剂进行烘干再生的加热器(123)，壳体(126)上端还设置有与其内腔相连通的排气管路(127)，排气管路(127)上设置有排气阀(13)。


6.根据权利要求5所述的油液在线净化装置，其特征在于，所述除油器(7)的出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明明，汪永威，孙勇，牛犇，李紫恬，邵轶凡，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41