胡学锋揭秘：上海弗杰过滤的新探索

2019年10月23日～10月26日，“PTC ASIA 2019高新技术展区国际技术交流报告会”成功在上海新国际博览中心举办。本届报告会得到行业知名专家曾广商、王玉明二位中国工程院院士，国际同业组织VDMA金斯利先生和来自于中国、德国、日本、英国、美国的国际知名企业专家，国内知名院校和科研院所的大力支持。在此，我们深表荣幸并衷心感谢！

报告会现场观众认真聆听、积极互动，良好的效果让我们倍感欣慰，这一切都激励着我们继续努力，为流体传动与控制技术进步添砖加瓦，为世界流体动力产业发展贡献新的力量！

PTC ASIA 2019 高新技术展区现场技术报告（之十五）

弗杰过滤的新探索

——据上海弗杰过滤器材有限公司专家胡学锋报告录音整理

我的报告有四方面内容：全球过滤市场概况、弗杰概况、产品及应用、新产品的探索。

全球过滤市场概况

其实过滤这个东西应用非常广，我们想得到的地方会有，想不到的地方也会有，我们生活的很多个方面、很多的地方都会有。从大的方向来分，最起码有2个大的方向会有过滤，一个是生命科学，一个是工业应用。

在生命科学中，可以分为很多不同的应用领域：药物运输，基因相关、医疗设备、药物研究、生物科学、高纯气体过滤、工业排烟、热管理、手术烟雾排除、颗粒过滤。所以有很多我们想不到的地方都会有过滤。

在工业技术里面，过滤的应用也非常广：食品饮料、石油&天然气、移动设备、水、采矿&矿物、传动、污染控制、制药、工业设备、电子等等。

过滤这个市场到底有多大？我们公司做了专门的研究。全球来讲，到2020年，全球过滤市场最起码有900亿美元，到2025年，这个市场最起码有1180亿美元，也就是说在目前全球经济形势不稳的状况下，过滤市场每年平均的增长率仍然会超过6%，大概在6.6%，跟我国的GDP增长是差不多的，这是一个非常快的速度，一个非常独特的市场。

第二，这个市场有一个非常大的特点，这是一个非常零碎的市场，目前全球整个过滤市场的80%是由市场份额不超过2%的参与者来构成的，最大的参与者，他们的市场份额也不超过5%，所以这个市场有它的特点。

第三，对过滤市场来讲，75%的市场容量跟重复性的滤芯购买是有关系的，也就是说它不是一次性的买卖，而是一个重复性的业务。比如说在液压系统中，过滤器属于附件，但是我们干液压的人都知道，液压系统的大部分问题都和系统清洁度有关系，所以从这点来讲，虽然它是附件，但是它对系统的稳定运行非常重要。所以对客户来讲，从一个过滤解决方案切换到另外一个过滤解决方案需要小心，因为如果是一个不稳定不可靠的过滤解决方案，可能会给系统造成一些不可逆的影响，对于过滤器供应商而言，这是一个非常有利的市场条件。

弗杰概况

弗杰公司为什么要做过滤呢？弗杰2009年创立，非常年轻，弗杰的创始人实际是一群功成名就、财务自由之后的人生赢家，他们首先树立了一个非常大的愿景：我们一起让这个世界更安全、更健康、更高效。然后再思考来选一些具体的事情来做，什么样的事情可以实现这样的愿景？选到最后，就选择了过滤器。为什么呢？因为大家知道现在整个社会的污染非常严重，在我们国家，如果生活在北方，尤其感同深受。无论我们饮用的水，还是呼吸的空气，等等，都需要非常合适的过滤。

我们公司目前的过滤技术和产品，包括对于饮用水的过滤，对汽车传动的过滤，对呼吸空气的过滤，甚至是更安全的医疗环境的过滤。举个例子，刚才讲到多到想不到的地方也会有过滤，大家都知道手术室，在手术室里有时会用到激光刀，激光刀切割皮肤的时候会有烟排出，对现场的病人、医生都会非常不好，需要立刻把它排除。对此我们也有非常适合的特别过滤系统。现在都提倡减少碳排放，我们有些产品可以非常好地减少碳排放。我们就是从这些最小的着力点入手，来实现我们刚才讲的愿景：让这个世界变得更安全、更健康、更高效。

从2009年到现在，也就是大概10年左右的时间，我们公司收购了大概26家企业，这里面包涵了很多的技术，包括自动变速箱的过滤，室内净化，生产工艺过滤，电子器材的散热，管理、医疗、特种膜、液压设备相关的过滤，气象、液压液体处理，水处理等等，这些技术就是覆盖刚才讲的那些重要领域。

我们的销售额发展也非常快（见图1），2009年的第一家企业大概是2000万美元，到2019年会超过16亿美元，我们公司很骄傲地宣布，在这样级别的过滤器公司里面，我们无疑是全球增长极快的公司。

图1 弗杰公司营业收入增长趋势

我们有很多很著名的客户，包括宝马、宝洁、壳牌、奔驰、特斯拉、卡特、劳斯莱斯、百事等等。在上海的奉贤，我们有工厂，为了提升过滤器品质，我们把滤芯生产放到了无尘车间里。其实对于一般的工业过滤器来说，大部分应用并不要求无尘车间，但是为了保持高的品质，我们把滤芯的生产放在了无尘车间。

产品及应用

我们在中国有四类产品：液压过滤、空气过滤、自动过滤、分离技术。目前我们已经实现了液压过滤、自动过滤和大型的液压过滤器的国产化，在接下来2年之内我们会实现空滤以及油气分离设备的国产化。

对液压过滤来说，有液压过滤器总成、滤芯、以及它的附件；对于空气过滤来说，我们有专门研究的滤材，有空滤的滤芯，有可以反冲洗的过滤系统；自动过滤包涵有刮刀式过滤器、自动反冲洗过滤器，以及它们的零部件；分离技术包括从水里面去油、从油里面去水、以及油气分离设备。

公司过滤产品的应用场合非常广泛，还是应对了前面所说的一句话，你想得到的地方有过滤，你想不到的地方也有过滤，这具体的应用包括有风能、机床、钢铁、造纸、空气、电厂、食品饮料、化工、工程机械、油气、工厂设备以及造船，等等领域都有（见图2）。

图2 弗杰过滤产品的应用领域

新产品的探索

前面是一些简单的背景信息，下面介绍一下我们在过滤里面做的一些非常具体的探索。

新的塑料回油过滤器

液压功率密度比较高、压力也比较高，基本上是铁疙瘩为主。但有些使用场合，用铁的东西可能会生锈，而且会比较重，另外还有一些场合对成本下降提出需求。基于这些背景和要求，我们公司研发了塑料的回油过滤器（见图3），目前有2种规格，400升的、630升的；其特点在于：过滤器外壳是创新的蜂窝结构；过滤器上也会有金属的零部件，比如说上面的螺钉、以及边上法兰盘的接口，这些金属件按照ISO12944-5的规定，达到了C3H级别的抗腐蚀要求，也就是说在中等腐蚀的环境底下，这些金属件的使用年限可以超过15年；过滤器中的塑料材质是PA6 GF30（尼龙6加30%玻纤）；接口是灵活的；过滤器里面配备有高效滤材做的滤芯。

图3 新的塑料回油过滤器及其技术参数

这种新型过滤器对客户带来的价值主要表现在以下几个方面：

● 它不会有腐蚀的问题；

● 它也可以装在油箱的顶部；

● 它是模块化的紧凑设计；

● 优化的流体设计使得过滤器具有最低的流阻；

● 滤芯采用的是我们优化的滤材，所以它有很大的容灰量和很好的承受压降的能力；

● 接口有NPT及SAE连接可选。

智能传感器

工业4.0从理念推出到现在已经好几年了，要把它真正的落地，结合的那些点可能就是一个个非常小的细节。那么对于过滤器来讲，可能就是这些年一直提到“可预见性维护”，那怎么样做到可预见性维护呢？对液压过滤器来说，很重要的是要时时刻刻知道这个过滤器目前的压差是多少？过滤器的寿命有没有耗尽？能不能继续使用？传统的维护要么就按使用时间来换，要么就是用压差传感器进行监控，但是传统的压差传感器不能跟总线控制联系起来，它可能是电子的，它可能有个报警灯。

对于越来越智能化的市场，都有中央控制器，我们这个智能传感器（见图4）就是把总线技术结合到压差传感器里面，也就是说压差信息可以从总线进入控制系统。这样做了以后，过滤器的压差时时刻刻在整体的控制系统里面。只有它的寿命到了，也就是压差到了，我才去更换，没到的时候不需要去更换。快到的时候，也可以知道，这就是可预见性的维护。

图4 智能传感器

同时，如果故障超出极限值，传感器会向控制单元发送警报，不同的智能传感器可以分别测量包括压差，水含量，油的密度等等；这些给客户的附加价值会产生更高的客户满意度并进而增加客户忠诚度。

维修人员能够在故障导致昂贵的机器停机之前进行修理。由于理想的维护间隔，弗杰产品的总寿命成本显著降低。现在我们使用某个产品的时候，讲的比较多的是整个生命周期成本，对于采购者来讲，经常关注的是初次购置成本，初次购置成本一定不是整个生命周期成本，所以如果你关注它长期的成本，就应该关注产品的整个生命周期成本。采用智能传感器以后，我们可以尽量多地使用过滤器的合理寿命，在它寿命没到之前是没有必要换的，但如果你仅仅按照时间，有可能这个过滤器寿命没有用完就被换了。

流体卫士

跟大家汇报的第3件是一个叫流体卫士的东西（见图5）。

图5 流体卫士

我们在做金属加工的时候，可能会使用冷却液、乳化液等，水基的冷却液、乳化液在使用一段时间之后，可能会被细菌和真菌等微生物污染。微生物会导致发芽、起泡和强烈的气味，因此机床必须定期清洁。为了延长乳化液的使用寿命，我们会往乳化液里加入具有杀虫和杀菌功效的化学药品。现在管控越来越严格，只有特定的化学品被批准成为杀菌剂，并且这些化学物品的使用必须得到相关当局的批准和监测。化学杀菌剂通常都是现场人为添加，所以必须要对处理这些化学物质的相关人员进行培训和监督。在某些情况下，操作时的气味、蒸汽（气溶胶）、飞溅等是无法避免的，肯定对人的健康产生一定的影响。

如果只添加一种杀菌剂，并一直保持相同的浓度，一段时间之后，这些真菌和细菌都产生抗药性，所以通常要加入至少两种不同的药剂，其活性物质总含量可达20%。处理的流体中生物杀灭剂的最低浓度为30～100ppm。在对微生物进行测量以后，根据微生物浓度（试纸）、气味、藻类形成情况等，来不连续地添加含有杀菌剂的冷却润滑剂。对于已经有真菌细菌的油液，添加约500～1000ppm杀生物剂，即可立即消除微生物。但是由于杀菌剂的降解，以及真菌细菌会发展出耐药性，几天后微生物又开始新的生长。

弗杰的解决方案是这样的：杀菌剂被整合到聚合物载体（微胶囊化）中并牢固地以颗粒形式嵌入。将颗粒放入滤筒中，冷却润滑剂通过旁路流过，杀菌剂溶解到冷却润滑剂中。通过智能切换泵的停机时间，被释放出所需要的杀菌成分。另外，流体卫士的滤筒可以从外壳顶部取出，在维护过程中，因为上部有塑料把手，在拆卸过程中，人可以跟药剂做到无接触，确保了化学药剂不会对人的健康产生任何的危害。

总的说来，流体卫士可以带来这些好处：

● 生物质量长期保持恒定，不会有真菌细菌的生长。

● 可靠的技术，降低了故障率。

● 大幅度减少监控和维护需求。

● 工作场所接触的有害物质的可能性可忽略。

● 未经处理的成分不可能进入城市污水系统。

● 更有效地使用杀菌剂，降低杀菌剂的使用量（减少最多超过90%）。

● 通过胶囊化处理可以减少或阻止这些杀菌剂的水解。

● 成分释放受控(扩散控制)，就是说不是在任何时间直接投放，而是说需要的时候通过智能控制才需要把有效成分释放到对象的乳化液里。

在本次PTC展会的这个场合，我给大家汇报的内容就以上四个方面：全球过滤市场概况、弗杰概况、产品及应用、新产品的探索，谢谢大家！