[其他]静电净油装置

说明书

用静电吸附方法，高精度净化绝缘油液，解决液压系统、润滑系统因油液污染引起的各种危害是当前国内外一项新的净油技术。通过静电吸附综合清除固体微粒、水份、胶质氧化物及空气，从而提高油液净化精度及油液性能，提高液压系统的可靠性，减少磨损和故障、延长元件和油液的使用寿命。本发明以提高静电净油机净化速度和精度为目的，着重研究影响静电净油机净化速度和精度二个关键性技术，净油机最佳工作电压的确定及集尘体材料的选择、处理和合理构造。

自从1976年来，日本在实验室研究的基础上研制了工业性静电净油机，为利用静电吸附的手段，净化各种绝缘性油液开拓了一条新的净油途径，近十年来虽然净油机的结构和性能不断更新和改善。但是静电净油机的工作电压究竟是越高越好呢？还是有一个合适的工作范围，集尘体材料的选择标准、条件及合理结构布置这方面目前世界上在研究静电净油机的科技人员中缺乏研究，无明确的详细的说明。而这个问题的研究对于提高净油机的净油速度和精度是非常必要的，是一个关键性的技术。

静电净油机工作电压（电场强度）并不是如日本在有关资料中反映的那样，认为越高越好。在严格控制影响净油精度的其它因素的条件下，电压（场强）与净化精度呈图（1）所示的曲线，曲线在a点获得最佳值，而电压（场强）超过a点后，精度反而下降，产生这一现象的原因是：电场中的污染颗粒在电场的作用下，由于摩擦、碰撞、流动、光照等原因而带电或静电感应。由于这些颗粒都有一定的棱角，于是电荷大都集中在棱角上，在污染颗粒靠近电极板（或集尘体）时，棱角处除外加电场外还有一个局部的附加电场，这个局部的附加电场往往比外加电场强几倍，因此虽然外加电场对净化油液是安全的，但是这个局部附加电场与外加电场之和的电场能使污染颗粒介子内部的电子激化，在接触电极或集尘体的一瞬间发生棱角电荷释放、电性改变，同时由于污染颗粒高速运动与电极碰撞回弹作用，使颗粒急速向回运动，产生来回跳动现象。称为颗粒再飞散。电场局部加强原理如图（2）所示。

E₁是外加电场

E_c′是污染带电颗粒在棱角处附加电场

E_c″是集尘体材料纤维丝感应电荷附加电场

E_c＝E₁+E_c′+E_c″

对于一般的球状金属颗粒。与非金属颗粒根据电动力学的推算，在与电场方向一致的球顶上附加的局部电场是外加电场的三倍到几十倍，由于E_c′、E_c″主要受E₁影响，因此E_c是E₁的函数，只有适当控制E₁，才能防止颗粒再飞散提高颗粒吸附清除的概率。

为了验证理论上的分析，用定性观察和定量测定的办法观察不同电压下污染颗粒在电场中的运动和吸附状况，在严格控制影响净油精度的其它变量的条件下，调节电压，测定净化精度。用显微镜观察的结果表明，在1厘米平行平板电极间，当电压＜600V时，颗粒运动非常缓慢，这时电场强度不够，影响颗粒带电量以及带电颗粒在电场中的运动。当电压超过1600V时，颗粒在电场中运动速度加快，但明显可见已经有颗粒在电极之间来回跳动、影响吸附效果，当电压调至3000V时，电极间的颗粒急剧来回跳动，颗粒不但没有吸附到集尘体上去，而且把原来吸附的物质冲撞下来，从新回到油液中，污染油液，现象表明这时的电场强度已经不适宜于油液净化。我们所采用的集尘体材料、油液、试验粉尘，最合适的电场在600V/cm～1600V/cm区间。对于不同牌号的油液及集尘体对电场的要求是不同的。关于油液中的污染颗粒，在强电场中来回跳动现象，很早就有人在研究电介质（油质）击穿机理时发现过，其中如亚历山大编的《电介质物理》中有简短的叙述。劳动部安全局编的《静电与安全》小册子，在描述油液中的纤维丝在电场中的运动时有类似的描述。但是从静电净油的角度却至今没有人研究解释过。很显然合理确定静电净油机的工作电压是净油技术成败的关键，电压（电场）过高不但使净油机电路系统的变压、整流、绝缘、开关换相，安全可靠带来一系列困难，并且使净油机净油精度下降，因此认为静电净油电压越高越好是一个错觉，而静电净油机电压最佳工作区域的确定是一个重要的发明。