Rodzaje filtrów hydraulicznych – gdzie są montowane i jakie podzespoły chronią?

Skuteczność oczyszczania oleju zależy nie tylko od dokładności wkładu, lecz także od miejsca jego montażu w maszynie. Element umieszczony przed pompą pracuje w innych warunkach niż rozwiązanie zainstalowane w przewodzie ciśnieniowym albo na linii prowadzącej do zbiornika. W tym wpisie wyjaśnimy, gdzie w układzie hydraulicznym montuje się poszczególne filtry, jakie podzespoły zabezpieczają oraz do czego może doprowadzić zastosowanie niewłaściwego wkładu. Zapraszamy do lektury!

Dlaczego jeden filtr nie zabezpiecza całego układu hydraulicznego?

Zabrudzenia mogą przedostawać się do instalacji wraz z powietrzem, podczas uzupełniania cieczy roboczej albo przez wadliwe uszczelnienia. W przewodach pozostają również opiłki czy pozostałości materiałów powstałe podczas produkcji, montażu lub naprawy, natomiast w trakcie eksploatacji kolejne drobiny tworzą się wskutek zużycia ruchomych części maszyny. Pompa, precyzyjne zawory sterujące oraz siłowniki stykają się z medium na innych odcinkach obiegu i nie wykazują jednakowej odporności na cząstki stałe. Pierwszy z tych podzespołów wymaga ochrony już przy pobieraniu cieczy ze zbiornika, a wrażliwe mechanizmy regulacyjne powinny otrzymywać oczyszczony strumień również po jego przejściu przez pompę. Z tego względu w układzie hydraulicznym stosuje się kilka różnych filtrów – każdy z nich chroni inny podzespół na konkretnym odcinku obiegu.

Podział filtrów według miejsca ich montażu w obiegu oleju

Miejsce montażu wkładu decyduje o warunkach jego pracy oraz o tym, które podzespoły otrzymują oczyszczony olej. Na tej podstawie wyróżnia się następujące rodzaje filtrów hydraulicznych, z których każdy ma inne zastosowanie i ograniczenia eksploatacyjne:

• ssawny – działa między zbiornikiem a wlotem pompy, zatrzymując większe drobiny mogące uszkodzić jej części robocze. Jego dokładność i powierzchnię dobiera się tak, aby nie ograniczały nadmiernie dopływu cieczy – zwłaszcza podczas rozruchu przy niskiej temperaturze,
• ciśnieniowy – znajduje się za pompą, niekiedy bezpośrednio przed rozdzielaczem, zaworem proporcjonalnym albo silnikiem hydraulicznym. Zabezpiecza precyzyjne mechanizmy, jednak wymaga obudowy odpornej na maksymalne ciśnienie robocze, impulsy oraz obciążenia zmienne,
• powrotny – oczyszcza strumień płynący od odbiorników do zbiornika, a także przechwytuje produkty zużycia powstałe w różnych częściach instalacji. Musi zostać dobrany do największego natężenia przepływu na powrocie, które przy pracy siłownika różnicowego może być wyższe od wydajności pompy,
• obiegu bocznikowego – współpracuje z osobną pompą pobierającą medium ze zbiornika i kierującą je po oczyszczeniu z powrotem. Umożliwia usuwanie bardzo małych cząstek bez zwiększania oporów w głównym obiegu, ale działa stopniowo, a ponadto nie zabezpiecza bezpośrednio pojedynczego odbiornika,
• pilotowy – jest instalowany w przewodzie sterującym przed zaworami pilotowymi, regulatorami lub serwozaworami. Zapewnia wymaganą czystość niewielkiego strumienia, lecz nie zastępuje zabezpieczeń obecnych w głównej części układu,
• oddechowy – umieszcza się na zbiorniku, przez który powietrze wpływa podczas obniżania poziomu medium. Ogranicza przedostawanie się pyłu, a w odpowiedniej wersji także wilgoci, ale nie usuwa drobin znajdujących się już wewnątrz instalacji.

Jak niewłaściwy filtr wpływa na pompę, zawory i siłowniki?

Zbyt dokładny lub niewystarczająco wydajny wkład po stronie ssawnej ogranicza dopływ cieczy do pompy. Powstający spadek ciśnienia może wywołać kawitację, której skutkami są hałas, drgania, obniżenie wydajności maszyny oraz uszkodzenia powierzchni roboczych. Ryzyko pojawienia się tych nieprawidłowości wzrasta podczas zimnego rozruchu sprzętu ze względu na większą lepkość medium. Z kolei obudowa zamontowana za pompą musi wytrzymywać ciśnienie robocze i jego chwilowe skoki, a umieszczony w niej element – obciążenie prowadzące do zgniatania. Jego uszkodzenie może skierować zgromadzone opiłki do rozdzielaczy, powodując blokowanie suwaków, opóźnioną reakcję mechanizmu lub utratę precyzji sterowania.

Na linii powrotnej zagrożenie stwarza zbyt mała przepustowość. Wzrost oporów prowadzi do otwarcia zaworu obejściowego, przez który nieoczyszczone medium trafia do zbiornika. Krążące w instalacji drobiny przyspieszają zużycie uszczelnień, powodują zarysowania gładzi tulei oraz zwiększają przecieki wewnętrzne w siłownikach. Stan wkładu pomaga kontrolować wskaźnik różnicy ciśnień, porównujący wartości przed warstwą oczyszczającą i za nią. Odczyt należy jednak oceniać przy temperaturze oraz natężeniu przepływu określonych przez producenta, ponieważ zimna ciecz może chwilowo zwiększyć wskazanie mimo niewielkiej ilości zabrudzeń.

Jak znaleźć filtr pasujący do konkretnej maszyny?

Filtry hydrauliczne do maszyn najpewniej identyfikuje się na podstawie numeru OEM, oznaczenia dotychczasowego wkładu albo danych urządzenia. Takie informacje pozwalają ustalić nie tylko wymiary części, ale przede wszystkim jej przeznaczenie w obiegu oraz wymagane parametry pracy.

Jeżeli oznaczenia nie można odczytać, należy najpierw określić miejsce montażu wkładu. Kolejne istotne wartości to maksymalne ciśnienie wraz z możliwymi skokami, największe natężenie przepływu, dokładność oczyszczania oraz odporność konstrukcji na zgniatanie. Trzeba również uwzględnić rodzaj cieczy roboczej, materiał uszczelnienia oraz ciśnienie otwarcia zaworu obejściowego. W przypadku odcinka powrotnego podstawą obliczeń powinien być natomiast najsilniejszy chwilowy strumień opuszczający odbiorniki, a nie wyłącznie nominalna wydajność pompy.

Dobieranie filtrów hydraulicznych po wymiarach wymaga ponadto sprawdzenia rodzaju i skoku gwintu, sposobu uszczelnienia oraz kierunku przepływu. Zgodność średnicy czy wysokości nie stanowi dowodu, że wkład wytrzyma obciążenia występujące w danym miejscu czy że zapewni odpowiednią przepustowość. Część o podobnym wyglądzie może mieć inną konstrukcję wewnętrzną, dokładność, zawór obejściowy lub dopuszczalną różnicę ciśnień.

Miejsce montażu filtra decyduje o tym, które podzespoły są zabezpieczane. Wariant ssawny osłania pompę przed większymi drobinami, ciśnieniowy przygotowuje medium kierowane do precyzyjnych mechanizmów, a powrotny przechwytuje produkty zużycia przed ponownym wpłynięciem cieczy do zbiornika. Z kolei warianty bocznikowe, pilotowe oraz oddechowe uzupełniają filtrację w wybranych punktach instalacji. Przy problemach z wyborem odpowiedniego filtra warto skorzystać z naszej pomocy, aby dopasować odpowiedni wkład do konstrukcji oraz parametrów maszyny.