Тенденции в области гидравлической фильтрации

Правильная фильтрация играет важную роль в обеспечении бесперебойной работы гидравлических систем. Высокопроизводительные фильтры поддерживают чистоту гидравлической жидкости на протяжении всего срока службы. Кроме того, конструкторы сталкиваются с постоянно меняющимися требованиями применения — более длительными интервалами замены фильтров, более высокой эксплуатационной безопасностью, повышенной эффективностью сепарации и повышенной совместимостью с гидравлическими маслами нового поколения. Ниже приводится обзор некоторых важных технологий и тенденций в отрасли, а также их влияние на пользователей гидравлических систем.

Сегодняшние стандартные фильтрующие элементы аналогичны элементам фильтров прошлых поколений, но их производительность сильно изменилась. Важными параметрами являются грязеемкость и потеря давления. Например, 17 лет назад типичный фильтрующий элемент ARGO-HYTOS с тонкостью 10 мкм(c) имел удельную грязеемкость около 6 мг/см2. Сегодня эта емкость увеличилась более чем на 130% и составила примерно 14 мг/см2, а потери давления сократились примерно на 50%.

Есть несколько причин таких улучшений. С одной стороны, исследования в области технологии материалов привели к улучшению фильтрующего материала. Увеличение грязеемкости стекловолоконного материала при том же перепаде давления стало важным фактором улучшения производительности. Объем пор является ключевым параметром. Более тонкие волокна обеспечивают максимально возможный объем пор и создают большую способность к лучшему впитыванию грязи.

Такие улучшенные фильтрующие материалы также привели к снижению перепада давления, что позволило установить дополнительные слои. Раньше фильтры обычно имели один слой стекловолокна для улавливания и удержания частиц загрязнений. Сегодня большинство высокопроизводительных фильтров являются двухслойными. Эти слои состоят из более грубого слоя предварительного фильтра для улавливания более крупных частиц и основного слоя для улавливания более мелких частиц. Комбинация фильтра предварительной очистки и слоя фильтра тонкой очистки увеличивает грязеемкость и улучшает чистоту масла.

Значительно меньший перепад давления также обусловлен улучшенной конструкцией несущей и защитной ткани. Фильтрующий материал из стекловолокна мягкий и разрушается под давлением. Проволочная сетка — обычно из стали или нержавеющей стали — обеспечивает защиту от повреждения внутренних и внешних поверхностей носителя.

Большое значение имели также изменения в структуре тканей. Раньше провода плели льняным переплетением; однако при таком типе переплетения существовал риск, что проволоки под давлением переплетутся и фальц полностью закроется. Сегодня саржевая окантовка гарантирует, что складки фильтрующего элемента не могут быть полностью переплетены. Даже под нагрузкой элемент всегда сохраняет минимальный зазор в складке, что обеспечивает эффективную фильтрацию при низком перепаде давления.

Дизайнеры получают выгоду в нескольких отношениях. Фильтры одинакового размера имеют более длительные интервалы замены фильтров и более высокий номинальный объемный расход. При постоянных интервалах замены фильтров они могут использовать меньшие по размеру и более экономичные фильтры. Это защищает окружающую среду и ресурсы.

В течение нескольких лет наблюдается тенденция к использованию экологически чистых жидкостей в гидравлических системах, например, базовых масел более высокой степени очистки из-за их улучшенных технических свойств, таких как стойкость к старению; однако эти масла имеют более низкую проводимость. Новые пакеты присадок также существенно влияют на проводимость.

Раньше обычные гидравлические масла часто содержали дитиофосфат цинка (ZDDP), защищавший их от износа и коррозии и действовавший как антиоксидант. Поскольку этот компонент теперь отнесен к категории вредных, пользователи обратились к маслам, не содержащим цинка. Сокращение содержания металлоорганических присадок, таких как ZDDP, снижает проводимость масла. Поэтому исключение этой присадки, например, из экологически чистого масла, снижает проводимость и увеличивает риск электростатического заряда.

Если через систему протекает непроводящее или слабо проводящее гидравлическое масло, на границах между маслом и непроводящими поверхностями, такими как ткань фильтра и шланги, может возникнуть электростатический заряд. Этот заряд создается в результате быстрого разделения двух непроводящих поверхностей. Фильтрующие элементы имеют большую непроводящую поверхность, и накопление заряда увеличивается с увеличением скорости потока масла. Как только количество заряда становится достаточно большим, возникают разряды в виде искровых перекрытий.