С развитием современной гидравлики, специалисты всего мира пришли к выводу, что кроме самой главной движущей силы в системе (модуль насос-двигатель) немаловажную роль играет система фильтрации. Гидравлический фильтр - это первое, о чем должен подумать конструктор, инженер, проектирующий гидравлический привод того или иного устройства. Ведь именно качественная фильтрация позволит стабильно проработать этой системе не просто несколько лет, а несколько десятилетий. Конечно, для продолжительной работы должны соблюдаться и другие правила эксплуатации и обслуживания, однако, фильтрация - один из ключевых моментов, о котором никогда не стоит забывать. Мы в этой статье попытаемся раскрыть тему фильтрации, обозначить основные особенности, на которые стоит обратить внимание при выборе или замене гидравлического фильтра для вашей системы.

В гидравлической системе могут содержаться разные по своей природе и свойствам вещества. Чаще всего, нам нужно избавиться от механических примесей. Есть у гидравлических компонентов и другие враги (влага, газ и т.д.), однако для них существуют специальные фильтры и мы на них останавливаться подробно не будем, т.к. каждая из этих тем требует детального разбора. В первую очередь, нас интересуют твёрдые частицы, потому как именно они могут быть причиной выхода из строя насосов и распределителей. Это может быть как абразив, попавший в систему при сборке, так и пыль, проникнувшая с воздухом. Долговременная работа и износ исполнительных механизмов, например, гидроцилиндров , тоже приводит к появлению в системе мелких фрагментов уплотнений и металлической стружки. Большинство из этих частиц не заметны не вооружённому человеческому глазу. Именно поэтому, степень фильтрации исчисляется в микронах (µм, 1 мм=1000 µм). Для примера, капля тумана имеет размер 50-70 мкм. В подшипнике скольжения допускается абразив не больше 10 мкм, а в шестерённом насосе не больше 5 мкм. В некоторых случаях эти показатели ещё меньше.

Итак, вернёмся к фильтрам. Гидравлический фильтр - это устройство, предназначенное для улавливания и удаления твёрдых частиц из рабочей жидкости. Обычно фильтр состоит из корпуса фильтра (или стакана), фильтрующего элемента, индикатора загрязнения и, в некоторых случаях, перепускного клапана. Корпус фильтра выполнен из алюминия, стали, нержавеющей стали либо пластика. Выбор материалов корпуса и элемента зависит от температурного режима и рабочей жидкости, которая нуждается в фильтрации. Корпус, как правило, разборный для последующей смены фильтрующих элементов.

При выборе материалов элементов нужно знать, что они делятся на регенерируемые или одноразовые. К одноразовым относятся неорганическое стекловолокно и бумага. К регенерируемым: металлическая сетка и волокно из нержавеющей стали. Как ясно из определения этой группы- эти элементы можно восстанавливать. Элементы из металлической сетки можно вымачивать в специальных растворах и продувать сжатым воздухом. Такой фильтрующий элемент можно использовать до 10 раз. Однако, у этой способности есть и обратная сторона - такие элементы не эффективны при фильтрации меньше 25 мкм. Зато металлическое волокно способно отсеивать частицы от 3 мкм и больше, однако процесс его регенерации более сложный: вам понадобиться ультразвуковая ванна со специальным раствором и компрессор. За счёт возможности регенерации, эти элементы более дорогостоящие, нежели одноразовые.

Индикаторы загрязнения служат для определения степени загрязнения элемента. Есть так же несколько видов индикаторов: визуальный, электрический, визуально-электрический. Визуальный индикатор показывает цветом, в каком состоянии находиться элемент, насколько он загрязнён. Как правило, все они устроены одинаково: нормальный цвет индикатора зелёный; при 75% загрязнении индикатор становится жёлтым, а при 90% -красным. Это верный признак того, что элемент необходимо заменить. Электрический индикатор посылает сигнал на управляющее устройство. Это может быть просто реле включения/выключения гидравлического насоса, а может быть компьютер управления станком, и тогда оператор увидит, что элемент пора менять. Индикатор работает по принципу перепада давления на входе и на выходе, измеряя сопротивление на фильтроэлементе.

Также, гидравлический фильтр оснащён перепускным клапаном. Клапан открывается на определённом перепаде давлении (обычно это 2,5 бара) и пропускает поток масла мимо элемента. Если в фильтре без перепускного клапана (иногда его называют «байпасным») вовремя не поменять элемент, его может разорвать, и все частицы, накопленные элементом, единовременно попадут в систему. В зависимости от того, где фильтр стоит, это может привести к разным негативным последствиям. У современных производителей гидравлики байпасные клапаны, для простоты применения, встроены в фильтрующий элемент.

По своему местоположению, гидравлические фильтры бывают всасывающие, напорные и сливные. Всасывающие фильтры стоят перед насосом и защищают насос от загрязнений, содержащихся в баке. Напорные фильтры стоят после насоса перед исполнительными механизмами. Они служат для защиты более требовательных по чистоте масла компонентов, например, пропорциональных клапанов. Сливные фильтры ставят на выходе системы, перед баком, и через них проходит масло, прошедшее весь гидравлический процесс. Нужно отметить, что у этих фильтров тонкость фильтрации больше, чем у двух других типов, т.к. эти фильтры служат в основном для улавливания наиболее крупных частиц, которые появились в результате износа компонентов.

Подведём итог. Для подбора гидравлического фильтра вам необходимо понимать, для чего он в последствии будет служить, с какой жидкостью будет работать, какие температуры на него будут воздействовать. Когда вы определились с этими параметрами, вам нужно знать давление на том участке системы, где будет стоять фильтр и расход рабочей жидкости, проходящий через фильтр. От этого зависит размер фильтра и его подсоединения. Важно, чтобы перепад давления на фильтре не превышал 0,4 бара. После подбора подходящей тонкости фильтрации можете смело листать каталог производителя фильтров в поиске нужного вам фильтра. А можете просто довериться профессионалам и выслать всю эту информацию в фирму-производитель, где опытные инженеры подберут фильтр, исходя из особенностей конкретно вашей системы. В таких компаниях существуют специальные опросные листы, которые вам может выслать любой из специалистов.

Автор: инженер Шашков Дмитрий, техническое бюро HYDAC Санкт-Петербург.