Фильтры гидравлические

Качественная фильтрация рабочей жидкости — одно из обязательных условий нормального функционирования гидросистемы.

Опыт показывает, что 2/3 всех поломок гидравлической системы вызвано загрязнением гидравлической жидкости. Именно поэтому так важно использовать качественные гидравлические фильтры, которые предотвратят аварийные ситуации и значительно продлят срок службы гидроцилиндров, гидромоторов, гидроклапанов и другого гидравлического оборудования.

Для очистки гидравлической жидкости от мусора и пыли используют следующие виды гидрофильтров:

гидравлические фильтры всасывания устанавливаются перед гидронасосом или в месте отбора рабочей жидкости;

гидравлические фильтры линейные — устанавливаются после гидронасоса;

сливные фильтры возврата, подразделяются на три группы:

1. магистральные сливные гидравлические фильтры,
2. погружные сливные гидравлические фильтры,
3. погружные возвратные и всасывающие фильтры;

• обходные фильтры – очищают жидкость до попадания в гидравлическую систему;
• фильтры сапуна – монтируется на гидравлическом резервуаре и защищает его от попадания песка, пыли, частиц ржавчины.

В гидросистемах, как правило, устанавливается несколько фильтров.

Полезные статьи

Гидравлические фильтры: виды, функции и применение

В крановых манипуляторах используются мощные гидросистемы. Для поддержки нормальной работы требуется фильтрация рабочей жидкости. Гидравлический фильтр — это сменный компонент гидросистем, предназначенный для очистки масла от механических примесей и защиты элементов гидравлики КМУ.

В масле присутствуют загрязняющие компоненты: пыль, частицы ржавчины, металла, краски. Первичные загрязнения попадают в рабочую среду при монтаже гидравлики. Инородные частицы образуются при контакте движущихся элементов гидросистемы с мусором рабочей жидкости, попадают во время ремонтных работ и технического обслуживания КМУ.

Фильтры гидросистемы продлевают срок службы спецтехники. Их использование снижает вероятность поломок и аварий, позволяет избежать простоев техники.

Конструктивные элементы фильтра на гидравлику

В конструкции устройства выделяют следующие компоненты:

• колба (корпус) из нержавеющей стали, пластика, алюминия. Выбор материала корпуса зависит от условий эксплуатации рабочей жидкости;
• фильтроэлемент. Фильтрующие элементы бывают одноразовые, с базой из бумаги или стекловолокна, и предназначенные для многократного применения, из металлической сетки. Регенерируемые модификации по окончании срока службы (до 8 лет), промываются жидким составом или продуваются сжатым воздухом;
• индикатор заполнения — информирует о заполнении фильтра. Индикаторы бывают визуальные, электрические и комбинированные;
• перепускной клапан — механизм, который при достижении давления 2, 5 бара, пропускает масло мимо фильтроэлемента. Модели, не оборудованные пропускным клапаном, при заполнении могут разорваться, и тогда все загрязнения окажутся в гидравлической системе.

Классификация и принцип работы гидравлических фильтров для спецтехники

Фильтры устанавливаются на разных участках гидравлической системы кран-манипулятора. В зависимости от места установки различают напорные, всасывающие и сливные корпусные изделия.

Всасывающий гидравлический фильтр

Устройство монтируется в баке, ниже уровня рабочей жидкости или перед насосом. Функция – очистка гидромасел разных типов от грубых фракций грязи. Минеральное масло, которое помпа всасывает из емкости, сначала поступает сквозь отверстия фильтроэлемента и очищается от примесей. Далее проходит по трубопроводу и поступает к насосу. Чтобы в рабочей жидкости не появились пузырьки воздуха, важно правильно подобрать размер механизма.

• колба из целлюлозы, сетки, металлических волокон;
• рабочая температура не более 40 ºС;
• степень очистки 60-250 мкм;
• номинальная тонкость отсева 5-25мкм;
• наличие перепускного клапана в конструкции.

Достоинства элементов этой категории: низкая стоимость, простая конструкция, эффективная защита насоса. Недостаток: при установке в бак технически сложно обслуживать. Фильтрующий элемент не подлежит регенерации. После его заполнения производится замена новым.

Фильтр напорный гидравлический

Фильтр данного типа предназначен для тонкой очистки. Он монтируется после насоса перед электроклапаном, защищает плунжер клапана от механических загрязнений.

Современные модели оснащены прочным корпусом высокого давления и электрическим индикатором загрязнения. Колба съемная, ее можно менять в процессе обслуживания. Материал фильтроэлементов неорганическое волокно с пропиткой из смолы. Эксплуатационные преимущества изделий грязеемкость, проницаемость, широкая площадь фильтрации. Заменить фильтрующий элемент можно с помощью шестигранного ключа.

Срок службы напорных фильтрующих компонентов гидросистемы КМУ довольно длительный, диапазон температур рабочей жидкости плюс 1-80 ºС, окружающей среды минус 40 -плюс 40 ºС.

Фильтр сливной гидравлический (обратный)

Устройство устанавливается перед сливом масла в бак, предназначено для тончайшей фильтрации рабочей жидкости. Идеальная жесткость закрепления, простота обслуживания достигаются при монтаже в верхней крышке бака с погружением в масло. Ввиду расположения в конце магистрали, сливные фильтры рассчитаны на минимальное давление. Чем больше размер элемента, тем выше грязеемкость. Корпус выполняется из чугуна или алюминия. Фильтроэлемент представляет собой цилиндр из гофрированного химического волокна или бумаги. Снаружи, для придания жесткости конструкции, в некоторых моделях устанавливается металлическая сетка.

Как правило, сливные фильтры устанавливаются парно. Если один засоряется, масляная магистраль переключается на другой, поэтому спецтехника не простаивает.

Решетчатые, щелевые, поверхностные фильтры для гидросистем манипуляторов

Фильтрующий элемент решетчатых изделий – металлическая сетка с плотным плетением. Она задерживает только крупные фракции грязи, после очистки может использоваться повторно.

Щелевые модели выполнены из металлических пластин, обработанных смолой. В конструкции – стакан, крышка и ось с закрепленными пластинами. Стык между крышкой и корпусом уплотняется резиновым кольцом. Пластинчатые устройства отличаются более высокой очищающей способностью.

Наиболее популярны в гидравлических системах КМУ поверхностные устройства. Их фильтроэлемент сделан из специальной бумаги или синтетической нетканой основы. У него отличная фильтрующая способность и устойчивость к механическим повреждениям.

В зависимости от объема пропускаемой жидкости, фильтрующие масляные фильтры гидравлики бывают:

• частичнопоточными — устанавливаются параллельно системе подачи масла, поэтому пропускают только часть рабочей жидкости. Система очистки отличается низкой степенью эффективности;
• полнопоточными — монтируются непосредственно в гидросистему и пропускают через себя все масло. При подключении внутрь такого фильтра или в его кожух монтируется клапан обхода;
• комбинированными. Модели объединяют свойства описанных выше вариантов, их использование дает высокую степень очистки.

Перечисленные типы бывают в картриджном исполнении, когда фильтрующий элемент вставляется в кожух, и в корпусном. Корпусный фильтр меняется вместе с элементом очистки.

Масляный фильтр для гидравлики: критерии выбора

От фильтра прямо зависит энергоэффективность и надежность гидравлики. Чтобы сделать грамотный выбор, нужно учесть место установки, характеристики рабочей жидкости, температурные условия. Прочность шторы фильтрэлемента должна обеспечивать равномерное прохождение рабочей среды по всей поверхности, не деформироваться на предельных режимах.

Важные параметры фильтрующих систем:

• тонкость фильтрации (определяется для самого чувствительного компонента гидросистемы);
• количество рабочих циклов;
• степень очистки;
• поглощающая способность фильтрующего элемента.

Для увеличения интервала замены рекомендуется использовать модели с большей грязеемкостью. Сетчатые фильтры поверхностного типа восстанавливают очисткой в ультразвуковых ваннах. Но регенерация не дает 100% эффекта. После очередного цикла отмечается усталость металла, разрушается структура, через определенное количество чисток изделие нужно менять.

Особенности эксплуатации гидравлических фильтроэлементов

70% неисправностей гидравлических систем КМУ связаны с рабочими жидкостями. Часто именно масло является причиной проблем. Это случается, если используется масло неподходящего типа или не соответствующее сезону работы.

Владельцы кран-манипуляторов часто пренебрегают фильтрацией. Но практика показывает, что две трети отказов техники связаны с загрязнением масла.

Важно помнить, что гидрофильтры чувствительны к перепадам температуры, колебаниям рабочего давления. При остывании масла могут наблюдаться скачки давления. При снижении температуры увеличивается его вязкость. При прохождении рабочей жидкости через фильтр материал может деформироваться, разрушиться в местах складок, что снижает КПД работы.

Для продолжительной работы манипуляторов нужно соблюдать правила обслуживания, эксплуатации, но важно помнить, что фильтрация – ключевой аспект штатного функционирования спецтехники.

Наша компания ООО «КранАвтоЗапчасть» готова предоставить все виды гидравлических фильтров для кран-манипуляторных установок Soosan, Unic, Todano, Kanglim, Hiab и Dong Yang.

Фильтры для гидравлических двигателей

Всасывающие фильтры обеспечивают полнопоточную фильтрацию РЖ, нагнетаемой насосом в гидросистему и защищают прежде всего насосы от износа и повреждения. Фильтры серии FSB, устанавливаемые на боковой стенке бака, позволяют заменять загрязнённый фильтроэлемент, не сливая РЖ из бака.
При установке фильтров и эксплуатации следует уделять внимание обеспечению герметичности уплотнений, не допуская подсоса воздуха насосом. Размеры входных отверстий фильтров резьбового присоединения 1 ¼ и 1 ½ или фланцевого соединения от 2″ до 4″ по стандарту SAE 3000.

Для визуального контроля за загрязнением фильтроэлементов на верхней крышке фильтра устанавливают вакуумметр или вакуумные датчики (реле) с Н.О. или с Н.З. контактами на давление 0,02 МПа или настраиваемый датчик (реле) давления.
Указанные в табл.3 диапазоны расхода определены для РЖ вязкостью 30 сСт при ∆Р= 0,02,; 0,04; 0,06 кгс/см2.

Выбор и применение фильтров осуществляют с учётом свойств РЖ, конструкции применяемого гидрооборудования, климатических условий эксплуатации и др. факторов.
Эксплуатационные свойства фильтров определяются основными параметрами фильтрующих элементов: пропускной (Q) и фильтрующей способностью (тонкостью фильтрации (мкм) или коэффициентом фильтрации (β ).

При выборе типа всасывающего фильтра и места его установки в гидросистеме следует учитывать, что при понижении окружающей температуры существенно повышается вязкость РЖ до критического значения, выше которого нарушается сплошность (неразрывность) потока РЖ, возникает недозаполнение рабочих камер насоса, кавитация и возможные отказы насоса.
Кроме этого следует иметь в виду, что при эксплуатации мобильных машин и промышленных установок с гидроприводом в условиях низких температур окружающего воздуха, особенно в период пуска, возникают большие перепады температуры между горячей РЖ в баке и холодным наружным воздухом, которые неизбежно вызывают конденсацию воды из влажного воздуха. Капельная вода скапливается на стенках бака и оседает на дно. Вода, растворенная в РЖ, пропитывает бумажные
фильтроэлементы, замерзает и закупоривает ячейки. Во всасывающей гидролинии создаётся разрежение выше допустимого значения и, как следствие, уменьшается подача насоса. Поэтому для машин с гидроприводом, эксплуатируемых в районах с холодным климатом, не рекомендуется устанавливать фильтры с бумажными фильтроэлементами во всасывающей гидролинии.

Для обеспечения работоспособного состояния гидросистемы и предохранения насосов от повреждения необходимо: создать скорость потока РЖ во всасывающей гидролинии не более 0,6÷0,85 м/с и статический напора РЖ во всасывающей гидролинии не менее 0,5 м, установив насос ниже уровня РЖ в баке; применять всасывающие фильтры с переливным клапаном и фильтроэлементами не менее трёхкратной номинальной подачи насоса. Это позволит также увеличить грязеёмкость фильтроэлемента и периодичность их замены при загрязнении.

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.

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.

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.