Гідравлічні фільтри
Автор матеріалу: Олег Тимошенко
Гідравлічна система передає механічну енергію за допомогою робочої рідини під тиском. Насос стискає рідину і подає її трубопроводами до гідроциліндрів або гідромоторів, де тиск знову перетворюється на механічну роботу, після чого рідина повертається в бак. Ця рідина одночасно виконує роль мастила та передавального середовища, тому її чистота напряму визначає ресурс насоса, розподільників, циліндрів і моторів.
Навіщо потрібна фільтрація робочої рідини
За статистикою, близько 70% відмов гідравлічних компонентів спричинені абразивним зношуванням через забруднення рідини, ще близько 30% - корозією та хімічним впливом. Тому гідравлічні фільтри - це не додаткова опція, а обов'язковий елемент системи, який захищає найдорожчі вузли: насос, розподільники, гідроциліндри та гідромотори.
Основні категорії забруднювачів робочої рідини:
- абразивні частинки зношування (метал, пісок, пил)
- продукти окиснення та шлами, що утворюються в самій рідині
- вода та волога
- залишки герметиків і ущільнювальних матеріалів
- кислоти, що утворюються при деградації рідини
- біологічні забруднення (мікроорганізми, що розвиваються у воді, яка потрапила в систему)
Звідки беруться забруднення
Нова робоча рідина
Навіть свіжа, щойно придбана гідравлічна рідина не є ідеально чистою - вона вже містить певну кількість технологічних забруднень, які потрапляють у неї під час виробництва, транспортування та зберігання. Тому заливати нову рідину в систему без фільтрації - помилка.
Проникні (зовнішні) забруднення
Забруднення потрапляють у систему ззовні - через ущільнення штоків, сапуни (вентиляційні отвори бака), а також через конденсацію вологи всередині бака при перепадах температури. Навіть невеликий вміст води в рідині (близько 0,5%) суттєво прискорює корозію та деградацію мастильних властивостей.
Забруднення, привнесені під час обслуговування
Розгерметизація системи під час ремонту чи обслуговування дозволяє забрудненням з повітря та робочого інструменту потрапити в гідравлічну систему. Тому систему слід тримати максимально закритою і проводити роботи в чистих умовах.
Забруднення, що утворюються під час роботи
Основним джерелом внутрішнього забруднення є сам насос, гідроциліндри та гідромотори. Рухомі частини гідросистеми контактують з абразивними частинками і під їх впливом утворюють ще більшу кількість сміття. Якщо ці частинки вчасно не відфільтрувати, вони запускають ланцюгову реакцію прискореного зношування.
Гума та полімери
Під впливом температури, часу та високої швидкості потоку гумові суміші та полімери поступово руйнуються, вивільняючи частинки в рідину. Джерелами таких забруднень можуть бути шланги, розширювачі, ущільнення та інші вироби з еластомерів.
Методи очищення робочої рідини
Гідравлічну робочу рідину обов'язково потрібно очищати - для цього застосовують декілька методів, які часто використовують у комбінації:
- Механічна фільтрація - основний метод, що затримує тверді частинки за допомогою фільтрувального елемента
- Магнітні фільтри - вловлюють феромагнітні (металеві) частинки за допомогою магнітів
- Відцентрове та електростатичне очищення - видаляє дрібнодисперсні частинки за рахунок відцентрової сили або електростатичного поля
- Полірування оливи (oil polishing) - призначене для видалення шламів та продуктів окиснення з рідини, що вже перебуває в експлуатації
- Видалення повітря - через сітки з низькою пропускною здатністю (близько 30°), що дозволяють бульбашкам піднятися та вийти з рідини
- Видалення води - за допомогою абсорбуючих елементів або вакуумної дегідратації
Матеріали фільтрувальних елементів
Від матеріалу фільтрувального елемента залежить ефективність та тонкість фільтрації:
- Сітчасті (мережеві) елементи - найпростіший тип, затримує лише великі частинки
- Щілинні пластини - фільтрація за рахунок вузьких щілин між пластинами
- Нетканий (глибинний) матеріал - вважається менш ефективним порівняно з паперовими елементами
- Папір з армувальною сіткою - найпоширеніший та найефективніший варіант, що поєднує високу тонкість фільтрації з достатньою механічною міцністю
Типи гідравлічних фільтрів за розташуванням у системі
Всмоктувальні фільтри (Suction)
Встановлюються перед насосом і захищають його від великих часток. Пропускна здатність - 5-400 л/хв, тонкість фільтрації - 10-250 мкм. Елементи виготовляють із целюлози, синтетичного волокна або металевої сітки.
Напірні (лінійні) фільтри (In-Line)
Встановлюються в напірній магістралі після насоса і забезпечують найвищу тонкість очищення. Пропускна здатність - 30-450 л/хв, робочий тиск - до 420 бар, тонкість фільтрації - 5-60 мкм. Елементи виготовляють з хімічного волокна (абсолютна ефективність фільтрації понад 80 мкм) або армованого целюлозного паперу (відносна ефективність від 3 мкм).
Зливні (зворотні) фільтри (Return)
Встановлюються в лінії зливу перед поверненням рідини в бак. Пропускна здатність - 10-800 л/хв, робочий тиск - до 10 бар, тонкість фільтрації - 5-60 мкм. Мають три конструктивні різновиди:
- лінійні (In-Line) - монтуються безпосередньо в трубопроводі
- занурювані в бак (In Tank) - встановлюються всередині резервуара
- занурювані зворотно-всмоктувальні - поєднують функції зливного та всмоктувального фільтра
Байпасні фільтри (Strainers)
Працюють у незалежному контурі та додатково очищують рідину ще до її входу в основну систему, знижуючи навантаження на інші фільтри.
Сапунні (вентиляційні) фільтри (Tank Breathers)
Захищають бак від потрапляння забруднень і вологи з повітря під час зміни рівня рідини. Пропускна здатність - до 3600 л/хв, тонкість фільтрації - 10, 40 або 60 мкм. Часто оснащуються запобіжним клапаном.
Поширені запитання
Як часто потрібно міняти гідравлічні фільтри?
Періодичність залежить від умов експлуатації техніки, стану робочої рідини та рекомендацій виробника обладнання. Оптимальний інтервал заміни варто уточнювати за регламентом конкретної машини.
Чи можна встановити фільтр з іншою тонкістю фільтрації, ніж передбачено виробником?
Тонкість фільтрації підбирається під конкретну гідросистему - занадто груба фільтрація не захищає компоненти, а занадто тонка може створювати надмірний опір потоку. Підбір варто узгоджувати з фахівцем.
Чому важливо стежити за вологою в гідравлічній рідині?
Навіть невеликий вміст води прискорює корозію металевих деталей та погіршує мастильні властивості рідини, що скорочує ресурс насоса, циліндрів і моторів.
Що ще почитати на цю тему
Товари та супутні матеріали TESMA
Наші фахівці допоможуть підібрати гідравлічний фільтр потрібного типу та тонкості фільтрації для вашої техніки. Звертайтеся за консультацією через контакти TESMA, а весь асортимент фільтрів та їх аналогів можна знайти на shop.tesma.com.ua.