【航空工业行业标准(HB)】 航空液压过滤器设计指南

中华人民共和国航空工业标准
HB 6779—93
航空液压过滤器设计指南
1994-0601 发布
中国航空工业总公司
1994-06—01实施
主题内容与适用范围·
引用标准
3过滤器设计的一般要求
3.2结构
3.3性能
4过滤器的设计方法
4.1结构选型
滤芯元件的设计
4.3自封装置的设计
机械式污染压差指示器的设计·4.4
4.5壳体及滤杯的强度计算
附录A公式中符号的意义及计量单位汇总（补充件）(1)
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航空液压过滤器设计指南
1主题内容与适用范膚
本标准规定了航空液压过滤器设计的一般要求与方法。HB 6779--93
本标准适用于航空液压过滤器的设计，其他液体过滤器、民用过滤器的设计亦可参考使用。
2引用标准
GB 192
GR 193
GB2515
GB 2516
普通螺纹牙型与公差的基本概念、代号普通螺纹直径与螺距系列
直径1600毫米基本尺寸
普通螺纹
普通螺纹
直径1355毫米公差与配合
普通螺纹）
普通螺纹
偏差表
MJ螺纹
基本牙型
MJ 螺纹
螺栓和螺母螺纹的尺寸与公差
GJB3.3MJ螺纹
管路件螺纹尺寸与公差
MJ螺纹
结构件螺纹尺寸与公差
，MJ螺纹计算公式
GJB119.1普通型有折断槽钢丝螺套GJB119.2普通型无折断槽钢丝螺套GJB119.3安装钢丝螺套用内螺纹GJB119.4普通型钢丝螺套技术条件GJB594金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列HB4一56～59圆截面橡胶密封结构HB5825
航空液压过滤器通用技术条件
HB6146航空高精度液压过滤器通用技术条件3过滤器设计的一般要求
3.1材料
3.1.1选用制造过滤器的材料应同T作介质具有相容性。3.1.2对易老化的材料应作出全面的规定，并在鉴定试验报告中规定这些材料的老化极限。中国航空工业总公司1994—06--01发布1994—06—01实施
HB6779-93
3.1.3不应采用易滋长霉菌的材料，若必需采用时，应进行防菌处理。3.1.4金属零件的镀层、化学覆盖层及镀层厚度应按GJB594的规定。3.1.5选用的金属材料应耐腐蚀或加以保护处理，以便使过滤器在总寿命期内正常贮存和使用中具有抗盐雾、湿热和其他恶劣大气条件的良好性能。不应采用铜合金。3.2结构
3.2.1过滤器一般应设计成在维修和检查时无需拆卸管接头，也无需拆除安装座便能取下滤芯。
3.2.2进入过滤器壳体内的流体应避免直接冲击滤芯和安全阀阀芯。3.2.3过滤器污染压差指示器和安全阀应便于更换和维修。3.2.4过滤器及滤芯应为全流量式，流过滤芯的液体应从外向内流动。3.2.5
过滤器应从设计结构上保证防止滤芯不正确的安装。3.2.6
过滤器壳体内一般应设置自封装置，防止拆御滤杯和滤芯时液体泄漏。3.2.7
过滤器设计所用螺纹连接件应符合GB196、GB197或GJB3.1～3.5。3.2.8
过滤器所有螺纹连接密封结构应符合HB4一56~59。3.2.9除永久性安装的堵塞外，不应采用管螺纹。圆柱螺纹应按GB192、GB193、GB196、GB197、GB2515和GB2516的规定。钢丝螺套应按GJB119.1~～119.4的规定。3.3性能
3.3.1过滤器的性能应能通过HB5825或HB6146的相应试验。3.3.2液压系统用过滤器，其污染压差指示器的设计应具有温度锁定机构，指示器的锁定和工作温度按HB5825和HB6146的规定。3.3.3过滤器污染压差指示器设计的指示压力应为安全阀开启压力的70%～80%，没有安全阀的过滤器，其指示压力由主机系统要求而定，一般为0.7士0.1MPa。3.3.4过滤器自封装置应设计成在滤芯和滤杯重新装配时，其空气混入量不超过2～5cm3。4过滤器的设计方法
4.1结构选型
4.1.1直通式过滤器
直通式过滤器结构如图1所示，这种过滤器由壳体、精滤芯、安全阀和粗滤芯等组成。2
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图1直通式过滤器典型结构
1粗滤芯2、4壳体3精滤芯5安全阀直通式过滤器结构简单，过滤器中没有较大的曲折迁回通道，液体流动比较流畅，因而过滤器壳体的流阻较小。
在直通式过滤器中，液体流入过滤器时，直接冲击安全阀的阀芯。由于系统工作压力的不稳定，阀芯时开时闭，致使部分液体不经精滤芯过滤而旁通，过滤效率下降。此外直通式过滤器在液体流过时，污染物不易沉淀到过滤器壳体腔内，全部污染物均由滤芯元件承受，因而滤芯堵塞快，该结构目前已很少采用。4.1.2沉淀式过滤器
4.1.2.1带安全阀和机械式污染压差指示器的过滤器带安全阀和机械式污染压差指示器的过滤器其结构如图2所示，它由壳体、滤杯、滤芯元件、安全阀和污染压差指示器组件等组成。最大优点是具有污染压差指示器。当滤芯由于污染而堵塞到一定程度时，指示器跳出发出红色信号，及时提醒维护人员清洗或更换滤芯元件，防止滤芯元件承受的压差过高破坏和避免安全阀开启而使污染液不经过滤而流向下游。由于过滤器结构为沉淀式，流入过滤器的液体在滤杯中有个相对稳定区，悬浮于液体中的部分污染微粒沉积到滤杯的空腔中，以减少滤芯污染堵塞，提高滤芯的工作寿命。当滤芯堵塞或在冷启动滤芯阻力突增的条件下安全阀开启，而液体旁通。安全阀开启后，沉积在滤杯底部的污染微粒不会流入下游，以减少系统的污染。其缺点是安装位置要有大于滤杯两倍长度的空间。3
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由由由由由由
图2带安全阀和机械式污染压差指示器的过滤器典型结构图1壳体2滤杯3滤芯元件4安全阀5压差指示器组件4.1.2.2带自封装置的过滤器
带自封装置的过滤器在更换或清洗滤芯元件时能够自动切断过滤器上、下液路。其结构如图3所示。当过滤器正常工作时，液体由进口进入，经过滤芯过滤面流向出口。当滤芯由于污染而堵塞时在滤芯内、外腔造成压差，滤芯外腔的高压迫使安全阀阀芯向上运动，安全阀开启液体不经滤芯而旁通，如图3b所示；在滤芯需要清洗或更换时，首先要取下滤杯和滤芯，单向阀阀芯在弹簧的作用下，封闭过滤器下游的液体，与此同时安全阀阀体在弹簧的作用下，封闭过滤器上游的液体，使整个系统工作处于封闭状态，如图3c所示。4.1.3组合式过滤器
组合式过滤器的结构见图4，其系统原理见图5。组合式过滤器由主过滤器、取样阀、溢流阀、循环过滤器和单向阀等附件组成，具有结梅紧凑、体积小、重量轻等优点。可提高工作系统的可靠性、维修性和安全性。
4.2滤芯元件的设计
4.2.1滤材
4.2.1.1选择原则
4.2.1.1.1相容性
过滤器所选择的滤材必须与工作液具有相容性，在选材时应确定工作液是酸性、碱性还是中性。
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图3带自封装置的过滤器典型结构图a．过滤器正常工作状态
b．过滤器滤芯被污染堵塞时安全阀开启状态C。更换或清洗滤芯时封闭过滤器上、下游的油路状态1壳体2安全阀弹簧3单狗阀弹簧4阀座5单向阀阀芯6、11、130型密封图7安全阀8滤杯９滤芯元件10挡圈12安全阀阀体4.2.1.1.2流量压降特性
选择滤材时应选择高渗透率、高透气率及低流阻的滤材。4.2.1.1.3过滤精度
滤材的过滤精度应按系统要求，根据滤材的通孔直径、对一定尺寸范围的微粒滤除效率及成本进行选择。
4.2.1.1.4纳污容量
在滤材的过滤精度、厚度等特性相同条件下，应选择高纳污容量的滤材。4.2.1.1.5最大孔径
滤材的最大孔径不应超过系统元件的最小配合间隙的1/3。4.2.1.1.6过滤介质迁移
应选择强度高且不易产生介质迁移的滤材，否则，应采取有效的保护措施。4. 2.1.1.7 工艺性
滤材应具有良好的粘结性、焊接性及折叠成型性。5
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图4组合式过滤器典型结构图
1.主过滤器2.溢流阀3.单向阀4.取样阀5.循环过滤器3
循环系统
蓄压器
甸油箱
回油箱
1主过滤器
4.2.1.2滤材种类和特性
滤材种类和特性见表1。
滤材种类
棉浆、木浆滤纸
玻璃纤维滤纸
不锈钢纤维烧结毡
金属丝编织方孔网
金属丝编织密纹网
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增压系统
回油系统
组合式过滤器（图4）的系统原理图2取样阀
3单向阀
循环过滤器
表1滤材种类和特性
主要特性
过滤精度
10～70
30～300
5~~300
工作温度范围
55～+125
-55~～+150
最高温度200
55～+400
短时900
-55~+150
55~+150
5溢流阀
工作介质
矿物油基液压油、
机油、燃油、滑油、柴油等
矿物油基液压油、
磷酸酯基液压油、
机油、燃油、滑油、柴油等
矿物油基液压油、
磷酸酯基液压油、
机油、燃油、滑油、柴油、
酸、碱液体及化纤熔体等
矿物油基液压油、
机油、燃油、滑油、柴油等
矿物油基液压油、
机油、燃油、滑油、柴油等，
不锈钢密纹网也适于磷酸酯
基液压油
纳污容量
29~220g/m2
纳污容量
42~410g/m2
滤材种类
不锈钢、钛、镍粉末
烧结元件
过滤精度
3～~100
4.2.1.3冒泡压力与过滤精度
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续表1
主要特性
工作温度范围
工作介质
矿物油基液压油、
55～+300
磷酸酯基液压油、
机油、燃油、滑油、柴油、
酸碱液体等
滤材的冒泡压力与其过滤精度有密切关系，起始冒泡压力是最大孔径的相应量度，交点冒泡压力是平均孔径的相应量度，所以冒泡压力是滤芯元件设计选材的主要参数。4.2.1.3.1冒泡压力
冒泡压力试验装置见图6所示，试验方法按HB5825的4.1.2条进行，同时测定并记录冒泡压力对应的空气流量。
图6置泡压力试验装置示意图
1空气滤2开关3压力计4流量计5手柄6被试滤芯7节流阀4.2.1.3.2标准冒泡压力
标准冒泡压力是在25℃条件下，将被试滤芯浸入到异芮醇中，浸入深度正好低于液面，此8
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时测得的起始冒泡压力即为标准冒泡压力。标准冒泡压力按公式（1)求出：SoP
式中:P。—
一标准冒泡压力，Pa；
o·gh)
S。—在25℃条件下，异丙醇的表面张力，其值为21.15×105,N/cm；S—-在试验温度条件下的试验介质的表面张力，N/cm；P
在某试验温度条件下，浸入深度为h时的冒泡压力，Pa；试验介质的密度，kg/m；
浸入深度，m；
重力加速度，m/s。
4.2.1.3.3微孔直径
当气体通过微孔时，要克服液体的表面张力，当气泡与微孔分离前的一瞬间，气压产生的力Fa与孔周边上的液体表面张力Fe处于平衡状态（见图7）。Fe
DXScoe
F =RDYP/ 4
微孔直径按公式（2)求出：
式中：D一一微孔直径，mm；
一液体浸润角，（°）。
圆形毛细管模型
cos0×105
如果微孔结构完全浸透，则可把漫润角视为零，公式（2)化简为公式（3）：D
× 105
对于非圆形的其它几何孔型，采用公式(3)计算出的结果是其孔型的内切圆直径。4.2.1.3.4过滤精度