Filtry ssawne powietrza: Zastosowanie i budowa
- Szczegóły
W układzie hydraulicznym każdy filtr spełnia ważną funkcję, chroniąc poszczególne układy maszyny przed możliwymi zabrudzeniami. Mogą się one bowiem wraz z olejem przedostać do kolejnych podzespołów i z czasem doprowadzić do ich uszkodzenia. Układ hydrauliczny jest najbardziej narażony na takie niebezpieczeństwa, a jego uszkodzenia są uciążliwe i kosztowne w naprawie.
Rola filtrów w układach hydraulicznych
W idealnym układzie hydraulicznym olej byłby filtrowany na każdym etapie obiegu, przed i po wejściu do każdego elementu. W rzeczywistości koszt, przestrzeń fizyczna i potrzeba zmniejszenia ciśnienia w układzie ograniczają liczbę filtrów. Producenci projektują układy tak, aby były jak najbardziej wydajne i opłacalne, co może oznaczać trudne decyzje dotyczące umiejscowienia filtrów.
Rodzaje filtrów hydraulicznych
Biorąc pod uwagę filtry, stosowane są w nich: filtry ssawne, niskociśnieniowe, wysokociśnieniowe. Filtry hydrauliczne montuje się w różnych miejscach instalacji: w linii ssawnej przed pompą (filtry ssawne), w linii ciśnieniowej za pompą (filtry wysokociśnieniowe) oraz w linii powrotnej do zbiornika (filtry powrotne).
Filtry siatkowe
Zwykle znajdują się one w zbiorniku płynu hydraulicznego, a ich jedynym rzeczywistym zastosowaniem jest zapobieganie przedostawaniu się owadów, śrub i nakrętek oraz innych dużych, widocznych zanieczyszczeń (powyżej 150 mikronów) do pompy. Można by argumentować, że potrzebę stosowania filtrów po stronie ssawnej można wyeliminować, wstępnie filtrując płyn hydrauliczny, utrzymując szczelność zbiornika i używając odpowietrznika T.R.A.P. Jednak nawet niewielka możliwość dostania się dużych przedmiotów do zbiornika hydraulicznego sprawia, że niski koszt filtra po stronie ssawnej jest tego wart.
Filtry niskociśnieniowe lub po stronie ssawnej
Filtry po stronie ssawnej to zwykle filtry wkręcane, umieszczone pomiędzy zbiornikiem a pompą, które mają za zadanie chronić pompę przed szkodliwymi zanieczyszczeniami. Są łatwiejsze w obsłudze i tańsze niż wiele innych typów filtrów. Aby jednak zapobiec zwężeniu przewodu ssawnego pompy, co mogłoby spowodować kawitację, filtry po stronie ssawnej są zwykle znacznie bardziej otwarte (większy rozmiar mikronowy) niż inne filtry „powrotne” lub „ciśnieniowe” o tej samej wartości znamionowej przepływu.
Przeczytaj także: Zastosowanie Filtrów Powietrza
Filtry wysokociśnieniowe
Te filtry, wyglądem przypominające naboje, oczyszczają płyn za pompą, chroniąc drogie elementy, takie jak serwozawory i siłowniki. Filtry wysokociśnieniowe chronią najdroższe elementy obiegu w przypadku poważnej awarii pompy i dlatego są najbardziej krytycznymi filtrami w obiegu. Znajdują zastosowanie w większości branż, od traktorów, przez sprzęt budowlany i górniczy, po leśnictwo.
Wadą filtrów wysokociśnieniowych jest wysokie ciśnienie. Obudowy tych filtrów muszą wytrzymywać ciśnienie 450 bar / 6500 psi, więc mogą być wykonane z żeliwa o wysokiej wytrzymałości, co powoduje, że są trudne do przenoszenia i uciążliwe w obsłudze.
Filtry ssawne - budowa i zastosowanie
Filtry ssawne znajdują się na przewodzie ssawnym. Ich zadaniem jest ochrona wszystkich elementów układu hydraulicznego, przede wszystkim pompy. Filtry te znajdują się zwykle na linii ssawnej między pompą a zbiornikiem oleju. Wyróżniamy dwa typy filtrów ssawnych: bez obudowy lub z obudową (filtry umieszczone poza zbiornikiem). Filtr powinien mieć odpowiednio duży przepływ, by działać skutecznie. Warto dodać, że filtra nie należy umieszczać bezpośrednio przed pompą, ponieważ może się wówczas wytworzyć podciśnienie (zjawisko kawitacji).
Filtry ssawne pełnią głównie funkcję oczyszczania oleju z zanieczyszczonych cząstek, które obniżają jakość cieczy, powodują szybsze niszczenie sprzętów. Biorąc pod uwagę zróżnicowaną wielkość układów hydraulicznych, najczęściej stosowane są modele o parametrach przepływu wynoszących od 12 do 500 l/min, a także filtracji nominalnej równej 90 do 125 μm. Wybór konkretnego produktu uzależniony jest od rozmiarów instalacji i oczekiwanej wydajności układu. Wyróżnić można filtry ssawne z zaworem, bez zaworu. Te pierwszego typu, wyposażone są we wkład wykonany z siatki metalowej, różna średnica złączy ułatwia precyzyjne dopasowanie do konkretnego urządzenia.
Filtry powrotne/spływowe
Służą do oczyszczania oleju, który z układu hydraulicznego spływa prosto do zbiornika. Jednym z miejsc, w których montuje się filtr powrotny, jest linia pomiędzy wyjściem układu hydraulicznego a zbiornikiem oleju, gdzie zazwyczaj instaluje się go wewnątrz, w górnej części. Filtr powrotny to ostatni element układu hydraulicznego. Oczyszcza olej przed jego opuszczeniem i przelaniem do zbiornika.
Przeczytaj także: Porady dotyczące wyboru filtra do oczyszczacza
Filtry puszkowe
Służą do zabezpieczenia wyjątkowo wrażliwych komponentów danego układu przed zanieczyszczeniami, jakie mogą być emitowane przez pompę hydrauliczną. Filtry puszkowe znalazły szerokie zastosowanie w hydraulice siłowej. Ich budowa sprawia, że wkład filtracyjny umieszczony w stalowej obudowie jest zabezpieczony przed uszkodzeniem. Pozwala to także na szybką wymianę wyeksploatowanego egzemplarza.
Filtry wlewowe
Mają dwa zadania: po pierwsze filtrują zanieczyszczenia zawarte w cieczy, tak by nie dostały się do zbiornika, po drugie uzupełniają powietrze w zbiorniku po zmianie poziomu oleju. Filtr wlewowy z filtrem powietrza nie tylko wyłapuje powietrze z otoczenia, ale również je oczyszcza.
Odpowietrzniki zbiorników
Odpowietrzniki zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń atmosferycznych - czyli przenoszonych w powietrzu - do zbiorników hydraulicznych. Powietrze dostaje się do zbiornika za każdym razem, gdy zmienia się poziom płynu w zbiorniku; podczas normalnej pracy maszyny i gdy płyn ostygnie podczas okresów bezczynności. Odpowietrzniki są zaprojektowane tak, aby zatrzymywać cząstki większe niż 3 mikrony przed dostaniem się do systemu. Filtry odpowietrzników są często ignorowane podczas prac serwisowych, ale prawdopodobnie oferują większe korzyści ze względu na ich koszt niż jakakolwiek inna filtracja hydrauliczna. Są one niezwykle ważnymi podzespołami w układzie hydraulicznym.
Filtracja poza obiegiem (kidney loops)
Zapewnia ona bardzo dokładną filtrację, utrzymując stały przepływ, który może filtrować płyn niezależnie od tego, czy główny układ hydrauliczny działa, czy nie. Filtry typu „kidney loops” są często stosowane na krytycznych rynkach, gdzie czas sprawności ma kluczowe znaczenie, i są używane w celu wydłużania okresów pomiędzy wymianami płynu hydraulicznego.
Niestety, ponieważ filtry typu „kidney loops” działają poza obiegiem hydraulicznym, nie chronią podzespołów bezpośrednio.
Przeczytaj także: Jak działają filtry górnoprzepustowe?
Wybór filtra
Filtr dobiera się według trzech kluczowych parametrów: maksymalnego przepływu oleju, ciśnienia roboczego oraz dokładności filtracji (μm). W większości układów stosuje się kilka filtrów montowanych w różnych miejscach: filtr ssawny chroni pompę przed dużymi zanieczyszczeniami, filtr ciśnieniowy zabezpiecza wrażliwe zawory i siłowniki, a filtr powrotny oczyszcza olej przed powrotem do zbiornika.
Wydajność filtra określa wskaźnik β - stosunek liczby cząstek przed filtrem do liczby cząstek za filtrem. Normy ISO 16889 zakładają, że elementy filtracyjne powinny uzyskiwać średni wskaźnik β≥75, a wielu producentów stosuje minimum β≥200 dla danego mikronażu.
Przed uruchomieniem układu olej i komponenty należy oczyścić do odpowiedniego poziomu ISO 4406. Dla instalacji wysokociśnieniowych (210-350 bar) zaleca się kody czystości 15/13/11, natomiast dla typowych układów przemysłowych 17/15/13. W filtrach ciśnieniowych stosuj elementy o wysokiej wytrzymałości na zapadanie oraz rozwiązania bez obejścia (non‑bypass) z wbudowanymi wskaźnikami zanieczyszczenia. Filtry powrotne z wysokim wskaźnikiem β i dużą powierzchnią roboczą są ekonomicznym sposobem oczyszczania oleju.
Konserwacja i serwisowanie filtrów
Prawidłowa konserwacja, regularny przegląd oraz wymiana filtrów są koniecznością, gdyż zależy od nich nie tylko wydajność pracy urządzenia, ale przede wszystkim bezpieczeństwo podczas jazdy.
- okresowy przegląd wszystkich filtrów
- wymiana filtrów nie nadających się do konserwacji
Producent zwykle zaleca wymianę wkładu co 500-1000 godzin pracy, jednak sygnałem wymiany może być również wskaźnik zanieczyszczenia (zmiana koloru lub sygnał elektryczny).
Czystość oleju to proces ciągły. Zaleca się płukanie nowego układu przy użyciu zewnętrznej jednostki filtracyjnej i filtrów o precyzji 1/3 docelowej filtracji. System powinien być regularnie monitorowany - analizy oleju wykazują, że do 20 % awarii powoduje korozja spowodowana obecnością wody lub powietrza. Traktuj każdy generalny remont jak ponowne uruchomienie: wymień filtry, usuń powietrze i wodę oraz zadbaj o właściwą czystość. Stosując powyższe zasady, znacząco zwiększysz żywotność swoich maszyn i zminimalizujesz ryzyko awarii.
Zanieczyszczenia w płynach hydraulicznych
W płynach hydraulicznych występuje wiele różnych zanieczyszczeń. Są to cząstki ciał stałych powstające podczas montażu i konserwacji oraz w czasie pracy systemu. Mogą one wnikać zarówno z zewnątrz, na przykład poprzez tłoczysko, jak i przez niesprawne uszczelnienie. Badania wykazały, że większość usterek w układach hydraulicznych wynika z wysokiego poziomu zanieczyszczeń stałych w oleju. Tego typu zanieczyszczenia są zwykle efektem niewystarczającej filtracji.
Filtry przykręcane vs. filtry w stylu naboju
Głowica filtra przykręcanego (górna część filtra połączona z zespołem) jest gwintowana, dzięki czemu można ją odkręcać i zdejmować ze znajdującej się poniżej głowicy. Budowa typu misa naboju obejmuje głowicę i oddzielną obudowę. Nabój znajduje się w dolnej, miskowej części obudowy.
Wymiana filtra przykręcanego oznacza wyrzucenie całego elementu. Obsługa serwisowa jest szybsza i prostsza, ale wymienne elementy filtracyjne są droższe niż te w konstrukcji z misą naboju. Wymiana misy naboju powoduje mniej odpadów, ponieważ odrzuca się mniej materiału, a koszt naboju jest zwykle niższy. Producenci sprzętu muszą znaleźć kompromis między kosztami produkcji pojazdu, kosztami eksploatacji pojazdu, wpływem na środowisko i użytecznością.
Przykładowi producenci filtrów
- Sędziszów - PZL Sędziszów S.A. to firma zajmująca się produkcją filtrów. Zakład zlokalizowany w Sędziszowie Małopolskim od 75 lat produkuje filtry paliwa, powietrza, kabiny i oleju dla motoryzacji, rolnictwa, lotnictwa oraz przemysłu ciężkiego.
- WIX - WIX-Filters od 80 lat należy do elitarnych producentów filtrów. Firma obecna jest na 80 rynkach i posiada swoje zakłady w 10 krajach na wszystkich kontynentach.
Podsumowanie
Jeśli posiadasz maszyny, prawdopodobnie stosujesz filtrację hydrauliczną. Maszyna znajdująca się przed Tobą w Twoim warsztacie może być wyposażona we wszystkie lub niektóre z powyższych typów filtrów. Ważne jest, aby każdy właściciel i użytkownik maszyn z wbudowanymi układami hydraulicznymi rozumiał istotną zapobiegawczą funkcję filtracji - oraz potrzebę regularnej konserwacji i obsługi serwisowej, tak aby zapewnić, że znacznie droższe elementy maszyny nie zostaną uszkodzone przez słabą filtrację.
tags: #filtry #ssawne #powietrza #zastosowanie #budowa
