Меню

Вакуумные фильтры напорные фильтры и фильтры высокого давления

Фильтр — устройство и принцип работы

Фильтр — устройство предназначенное для очистки рабочей жидкости путем удаления из нее твердых частиц.

Очищенную жидкость называют фильтратом. Частицы загрязнения, удаленные при фильтрации называют осадком.

Виды фильтров

В гидравлических системах наиболее широкое применение получили следующие виды фильтров:

  • Механические напорные — фильтры в которых поток жидкости протекает через фильтрационный материал, под действием перепада давлений. РИС фото напорный фильтр
  • Механические гравитационные — фильтры, к которых жидкость проходит через фильтрационный материал под действием своего веса.
  • Центрифуги, в которых отбор частиц загрязнения из рабочей жидкости происходит под действием центробежных сил. Этот способ применяют для очистки сильно загрязненных жидкостей, или для отделения воды, содержащейся в гидравлическом масле.
  • Выжимающие жидкость — в этих фильтрах жидкость выдавливается из твердых частиц с помощью фильтрующего пресса. Этот способ фильтрования используется в пищевой промышленности.
  • Магнитные — фильтры, позволяющие задерживать металлические частицы с помощью магнитов или электромагнитов.

Принцип работы напорного фильтра

Напорные фильтры широко применяются в современных гидравлических приводах, они устанавливаются в напорной линии гидропривода, либо после насоса, либо перед гидравлическим аппаратом, для обеспечения необходимой тонкости фильтрации. Рассмотрим принципиальную схему напорного (линейного) фильтра.

В крышке фильтра 1 выполнены входной и выходной каналы, для подвода и отвода рабочей жидкости. Жидкость со входа поступает в полость стакана 2. Фильтроэлемент 3 закреплен на крышке таким образом, что жидкость может попасть на выход, только попав во внутреннюю полость фильтроэлемента, через фильтрационный материал. При прохождении жидкости через фильтрующий материал загрязняющие частицы задерживаются в нем, на выход поступает очищенная жидкость.

В напорном фильтре может быть установлен перепускной клапан для пропуска жидкости в случае засорения фильтрующего элемента.

Для отслеживания степени загрязненности фильтроэлемента используют визуальные или электрические датчики, оценивающие перепад давления на фильтре.

Достоинства линейных фильтров

  • Обеспечивает высокую тонкость фильтрации,
  • может устанавливаться непосредственно перед элементом, чувствительном к загрязнению,
  • простота обслуживания,
  • простая реализация отслеживания загрязненности фильтроэлемента,
  • хорошая долговечность.

Недостатки линейных фильтров

  • Элементы напорных фильтров должны выдерживать большое давление,
  • большая масса
  • значительные потери давления на фильтре, и, как следствие, его нагрев

Применение напорных фильтров позволяет обеспечить высокую тонкость фильтрации, необходимую при наличии в системе дросселирующих распределителей, сервоклапанов и других элементов, чувствительных к загрязнению.

Устройство фильтроэлемента

Фильтроэлемент обычно имеет цилиндрическую форму. Основным элементом является гофрированный фильтрационный материал или многослойный фильтрующий пакет.

Для предотвращения сжатия гофры, под действием давления, в фильтрующий элемент может устанавливаться фиксирующая металлическая сетка.

Устройство всасывающего фильтра

Фильтры, устанавливаемые в линии всасывания, называют — всасывающими. Эти фильтры устанавливаются в баке ниже уровня масла или во всасывающем трубопроводе, перед насосами, чувствительными к загрязнению.

Всасывающие фильтры, устанавливаемые в баке, изготавливаются без корпуса.

Фильтр устанавливается таким образом, что жидкость может попасть во всасывающий трубопровод только пройде через фильтрующий элемент.

Достоинства всасывающих фильтров

  • Простая конструкция,
  • низкая стоимость,
  • возможность зашиты насоса при запуске.

Недостатки всасывающих фильтров

  • Критичные требования по сопротивлению (сопротивление на всасывании обуславливает большее разряжение, которое может являться причиной кавитации),
  • всасывающие фильтры не обеспечивают такую тонкость фильтрации, как напорные линейные,
  • обязательно наличие перепускного клапана,
  • сложность обслуживания при установке в баке.

Устройство сливного фильтра

Данный вид фильтров устанавливают в линии слива рабочей жидкости в бак. Сливные фильтры используют в таких системах, где загрязняющие частицы попадают в рабочую жидкость в процессе работы гидросистемы.

При использовании сливного фильтра важно правильно учитывать возникающее на нем сопротивление.

Читайте также:  Газовые трубы высокого давления армированные

Для предотвращения пенообразования, жидкость из сливного фильтра должна выводится ниже уровня масла в баке.

Схема сливного фильтра показана на рисунке.

Корпус фильтра 3 устанавливается непосредственно на баке. Фильтроэлемент 4 закреплен на крышке 1, и может выниматься вместе с ней без демонтажа фильтра.

В фильтре установлен перепускной клапан 2, позволяющий в случае полного загрязнения фильтрующего элемента отправить жидкость в обход.

Жидкость из сливной магистрали поступает на вход фильтра, пройдя через фильтрующий материал жидкость попадает во внутреннюю полость фильтроэлемнта, откуда направляется к выходному отверстию, на котором может быть закреплен сливной патрубок.

Источник

Фильтры и прочие технологии очистки гидравлических масел

Чем отличаются гидравлические и масляные фильтры?

Прежде всего давайте разберемся, чем отличаются фильтры, используемые в гидросистемах, от фильтров систем смазки? Можно ли использовать гидравлические фильтры для фильтрации смазочного масла?

Хотя фильтры обоих типов созданы на основе одних и тех же принципов, имеются некоторые различия, связанные с разным назначением данных фильтров. Как правило, в гидросистемах устанавливается несколько фильтров, выполняющих разные функции. Поэтому существует несколько типов гидравлических фильтров, отличающихся в зависимости от места установки фильтра в гидросистеме и по конструкции (и принципу действия).

Фильтры грубой очистки в баке изготавливаются из металлического волокна от 90 до120 мкм.

Всасывающие гидравлические фильтры обеспечивают очистку масла (т. е. защиту насоса) от сравнительно крупных фракций грязи, могут устанавливаться в гидробаке, на крышке бака либо перед насосом. Рассчитаны на среднее давление около 70 бар. Производятся из целлюлозы или стекловолокна с номинальной тонкостью отсева 5–25 мкм. Дополнительно оснащаются тонкой ячеистой сеткой из нержавеющей стали, задерживающей частицы диаметром от 25 до 60 мкм. Фильтруют гидромасла любых видов.

Напорные гидравлические фильтры располагаются после насоса в напорной магистрали гидросистем дорожной техники, защищая высокочувствительные компоненты системы. Рассчитаны на тяжелые условия работы и высокое давление (110–450 бар), с расходом до 1000 л/мин, полнопоточного типа, способные выдержать перепады давления до 210 бар, имеют повышенную прочность конструкции, что обычно отражается в более высокой цене, корпус выполняется из высокопрочного чугуна или стали, из-за чего заметно тяжелей остальных видов гидравлических фильтров. В них используются фильтрующие элементы из стекловолокна с абсолютной тонкостью отсева 3–25 мкм. Диапазон рабочих температур среды – от –40 до +80 °С.

Каждый год компания MANN+HUMMEL существенно расширяет свой ассортимент фильтров для гидросистем специальной строительной и сельскохозяйственной техники, как утверждается, один из самых больших в Европе. Этот ассортимент удовлетворяет потребности свыше 30 000 моделей техники.

Например, фильтр Mann-Hummel H13104 оснащен фильтрующим элементом плотной однообразной структуры из микростекловолокна, задерживающим 99,9% загрязняющих частиц из масла, проходящего сквозь фильтр. Также фильтр укомплектован уплотнительными кольцами Buna, специально разработанными, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие при «холодных пусках» машины, когда остывшее масло создает чрезвычайно высокое давление на компоненты фильтра. Диапазон рабочих температур этих уплотнений – от –45 до +110 °С.

В мае 2016 г. компания MANN+HUMMEL купила компанию Affinia Group, которой принадлежали бренды фильтров FILTRON и WIX.

Сливные фильтры устанавливаются в сливную линию перед теплообменником и сливом масла в бак, после всех компонентов системы. Фильтры этого типа рассчитаны на рабочее давление до 10 бар и не оснащаются усиленными внутренними трубками-обечайками, фильтрующим материалом многослойной структуры или корпусом с утолщенными стенками, используются в тех системах, в которых нет возможности установить напорные и всасывающие фильтры, а также в оборудовании, в составе которого работают гидроцилиндры. Они служат для тонкой фильтрации: удаления из рабочей жидкости загрязнений, появляющихся в процессе износа машины, продуктов окисления и распада масла, ржавчины и пр. Фильтрующий элемент состоит из упрочняющей сетки с ячейками с абсолютной тонкостью отсева 60–90 мкм, основного стекловолоконного фильтра с абсолютной тонкостью отсева 10–25 мкм и фильтровальной бумаги с абсолютной тонкостью отсева 10–30 мкм. Рабочее давление корпуса – от 4 до 30 бар.

Читайте также:  Высокого давления пылесосы компания karcher

Такие фильтры часто имеют бóльшие (по сравнению с напорными) типоразмеры и благодаря этому более длительный срок службы, у них часто бывает более высокий β-коэффициент (коэффициент фильтрования), который характеризует способность фильтра задерживать загрязнения определенного размера. Обычно такие фильтры устанавливают парами, и если один из них засоряется, масляную магистраль можно временно переключить на второй фильтр, чтобы заменить засоренный, не прерывая работы оборудования.

Фильтры сапунов (воздушные) служат для предохранения масла в гидробаке от проникновения твердых частиц извне с наружным воздухом, засасываемым при изменении уровня жидкости или температуры в резервуаре.

Заливные (заправочные) фильтры удаляют загрязнения из гидравлической жидкости при заправке бака.

Подводя итог, отметим основные отличия фильтров гидравлического типа от масляных: гидравлические фильтры рассчитаны на большее рабочее давление (до 450 бар), больший перепад давления и больший поток жидкости (до 1000 л/мин). В некоторых гидравлических фильтрах используется в качестве фильтрующих материалов металлическая сетка (обеспечивает абсолютную тонкость отсева от 10 до 250 мкм, имеет преимущество – возможность очистки).

Усовершенствования гидравлических фильтров

Основные компании-производители постоянно ведут работы по усовершенствованию гидравлических фильтров. Назовем лишь некоторые из инновационных разработок в этой отрасли.

Могут ли гидравлические фильтры задерживать присадки, содержащиеся в масле?

В состав гидравлических масел входит ряд присадок. Например, в эксплуатации гидравлических масел в России существует проблема: если масло достаточно маловязкое для работы при очень низких температурах, оно плохо работает при высоких температурах летом: вязкость понижается настолько, что масло не образует защитную пленку на поверхностях трущихся деталей гидросистемы. Следовало бы использовать летом и зимой разные гидравлические масла, но на практике этого никто не хочет делать из соображений экономии, и операторы иногда вынуждены летом останавливать машины, когда масло в гидросистеме прогревается до +95 °С. Поэтому ведущие производители стремятся создать гидравлические масла, у которых сочеталась бы малая вязкость при низких температурах и сохранялась достаточно высокая вязкость при высоких температурах. Например, в «зимнее» гидравлическое масло, имеющее малую вязкость при низких температурах, добавляется присадка-загуститель, представляющая собой мелкие скопления полимерных волокон. При низких температурах они никак не влияют на вязкость масла, но при прогреве эти полимерные волокна распрямляются, увеличиваются в размерах и образуют сеть, повышая таким образом вязкость масла при высоких температурах.

В связи с этим некоторые потребители высказывают сомнения: не задерживают ли фильтры, особенно имеющие высокую тонкость отсева (1 мкм или меньше), вместе с загрязнениями и полезные составляющие гидравлических масел – присадки?

Специалисты отвечают на этот вопрос так. Загрязнения из масел удаляются различными способами: с помощью поляризующихся присадок, воду удаляют вакуумным и тепловым способами, загрязнения удаляют путем центробежной сепарации и фильтрации с помощью объемного абсорбента, и при всех этих способах существует определенный риск, что вместе с загрязнениями будут частично удаляться и некоторые присадки. Существуют некоторые типы присадок, которые несомненно могут быть удалены при мелкодисперсной фильтрации фильтрующим материалом объемного типа. Например, противопенные присадки. Они представляют собой полутвердые вещества в виде суспензии, имеющие размер от 5 до 10 мкм, и могут быть задержаны фильтром. Фильтры с абсолютной тонкостью отсева 1 мкм потенциально способны задерживать противозадирные присадки (серные и фосфорные), которые не растворяются и находятся в масле в виде суспензии твердых частиц. Однако при правильной организации процесса удаления загрязнений этот риск может быть сведен к минимуму.

Читайте также:  Давление насыщенных паров дизельного топлива кпа

Под марками Luber-Finer и FRAM выпускается обширный ассортимент фильтров для гидросистем дорожно-строительной, сельскохозяйственной, горнодобывающей и другой спецтехники. Заявляется, что фильтры взаимозаменяемы с аналогичными продуктами других брендов.

Fram Filtration Group является частью UCI International и выпускает продукты под такими брендами, как FRAM, Luber-Finer и PetroClear. Champion Laboratories Inc. тоже входит в состав Fram Filtration Group. Европейское отделение Fram входит в Sogefi Group.

Не экономьте на фильтрах!

Для очистки гидравлического масла от твердых загрязняющих частиц до допустимого уровня обычно бывает достаточно фильтрации. Однако владельцы техники часто считают очистку масла от загрязнений чем-то вторичным по отношению к непосредственным функциям гидравлической системы и по­этому часто недооценивают ее значение как важной составляющей рабочего процесса. Иногда предприятие слишком увлекается экономией, начинает использовать дешевые фильтры, и от этого страдает качество фильтрации.

Характеристики фильтров могут не соответствовать таким рабочим параметрам гидросистемы, как, например, расход потока масла в системе, наличие вибрации, или может отсутствовать перепад давления в фильтре из-за неправильно выбранного места его расположения в системе. От каждого из этих факторов зависит эффективность работы фильтрующего оборудования. В результате фильтры плохо выполняют свои функции из-за нарушения герметичности конструкции, недостаточной грязеемкости или малого коэффициента отсева.

И кроме того, фильтрация только половина дела. Очистка масла подразумевает не только удаление частиц загрязнений, но и предотвращение попадания загрязнений в гидросистему. Например, если вентиляционные сапуны, крышки и уплотнения в гидросистеме будут негерметичными, масло в гидросистеме никогда не будет чистым.

Как могут повреждаться гидравлические фильтры. Работа фильтров гидравлического масла особенно сильно зависит от изменения температуры среды и связанного с этим изменения давления. Увеличение перепада давления в результате охлаждения масла (и увеличения его вязкости) при прохождении масла через фильтрующий элемент может вызвать деформацию фильтрующего материала или разрыв в местах крепления его складок. В результате эффективность фильтра упадет.

Когда на гидравлическое масло действует высокое давление, масло немного сжимается, приблизительно на 2% на каждые 70 бар. Если в подводящем трубопроводе объем масла составляет 100 cм 3 и на него действует давление 70 бар, масло сжимается на 2 cм 3 . Когда откроется клапан гидрораспределителя, за ним на масло уже не будет воздействовать давление, масло расширится, и мгновенный расход потока резко увеличится, возникнет пульсация, которая может быть очень опасной и может привести к неисправности. Такие резкие скачки давления могут стать причиной разрыва фильтрующего элемента, особенно если качество фильтра невысокое.

Кроме того, машины и прочее оборудование во время работы обычно вибрируют. Под воздействием пульсаций потока и вибрации мельчайшие абразивные частицы могут отрываться от фильтрующего элемента и снова попадать в поток жидкости.

Подводя итог всему вышесказанному, настоятельно рекомендуем: не экономьте на фильтрах, не прельщайтесь низкой ценой, приобретайте фильтры проверенных брендов у проверенных дистрибьюторов, следите за общим состоянием гидросистемы, в конечном итоге это обойдется дешевле, чем большой ремонт и простой машины.

Источник

Adblock
detector