Системы очистки рабочей жидкости

Системы очистки жидкостей предназначены для поддержания ее чисто­ты в процессе эксплуатации гидропривода. Особенно высокие требования предъявляются к системе очистки, работающей на открытом воздухе в условиях запыленности окружающей атмосферы.

Система очистки рабочей жидкости состоит из фильтров, перепускных клапанов, индикаторов загрязнения. В ряде случаев в нее входят и спе­циальные насосные установки. Различают полнопоточные и пропорцио­нальные системы очистки рабочей жидкости. При использовании полно­поточной системы весь поток рабочей жидкости прокачивается через фильтр, при пропорциональной — только ее часть. Остальная часть жид­кости направляется либо в обход фильтра, через дроссель, установленный параллельно фильтру, либо перекачивается специальным насосом, цирку­лируя через фильтр обратно в бак. Фильтры могут быть установлены на всасывающей, напорной и сливной линиях гидросистемы.

Фильтрующие элементы характеризуются тонкостью фильтрации — абсолютной и номинальной. Абсолютная фильтрация характеризует ми­нимальный размер загрязняющих частиц, полностью задерживаемых фильтром, а номинальная – размер частиц, задерживаемых на 95–98 %.

Требования к тонкости фильтрации рабочей жидкости обусловлены прежде всего типами применяемых в системе гидравлических машин и аппаратов, особенностями их конструкции и рабочим давлением. Так, например, шестеренные насосы при давлениях до 16 МПа требуют тон­кости фильтрации 63 мкм, пластинчатые, не регулируемые при давлениях до 6,3 МПа,— 40 мкм, аксиально-поршневые насосы и двигатели при давлениях до 16 МПа - 20 мкм, специально дросселирующие гидрораспреде­лители и гидроусилители — 5—10 мкм.

Эффективная фильтрация рабочей жидкости может быть обеспечена только системой различных фильтров, которые, с одной стороны, обеспе­чивают хорошую очистку жидкости, а с другой — не приводят к ухудше­нию энергетических показателей системы. В подобные системы, как пра­вило, входят фильтры приемные, сливные, напорные.

Приемный фильтр обеспечивает защиту насоса от попадания частиц большого размера, оставшихся в баке после его изготовления, при заправке гидросистемы или появляющихся в процессе ее эксплуата­ции. Желательна тонкость очистки приемных фильтров 80 мкм, но не бо­лее 160 мкм. Поскольку при работе фильтра на нем возникает перепад давления, то при установке его на приеме насоса ухудшаются условия всасывания жидкости. Поэтому перепад давления не должен превышать 0,02 МПа. Это условие может быть обеспечено как конструктивными приемами - установкой фильтров в параллельную линию, так и пра­вильной организацией обслуживания гидросистемы — своевременным контролем загрязненности фильтров и периодической очисткой их.

Сливной фильтр задерживает загрязняющие частицы размером менее 80 мкм. Такие фильтры могут эксплуатироваться в режиме про­порциональной фильтрации, пропуская 1/4 - 1/5 всего потока жидкости. Вопрос о максимальной тонкости фильтрации следует решать с учетом подпора в сливной линии, необходимого для работы фильтра, и возни­кающих в связи с этим дополнительных постоянных затратах мощности привода.

В станочном гидроприводе оптимальной считается система фильтра­ции, состоящая из полнопоточного приемного фильтра с тонкостью фильт­рации 80—160 мкм и сливного фильтра с тонкостью фильтрации 10— 25 мкм, работающего в режиме пропорциональной фильтрации.

Напорный фильтр, предусмотренный для защиты чувствитель­ных к загрязнениям элементов гидросистем, устанавливают непосредст­венно перед ними. Напорные фильтры, обеспечивающие как правило, небольшую скорость фильтрации и высокую ее тонкость, в нефтепро­мысловых машинах и механизмах не используют.

Очистка жидкости с необходимой тонкостью фильтрации в пределах, обусловленных требованиями надежной работы гидромашин и аппара­тов, применяемых в нефтепромысловом гидроприводе, может быть обе­спечена посредством различного рода фильтров, разработанных для ис­пользования в гидроприводах станков, дорожных машин и т.п. Трудности решения вопросов фильтрации обусловлены, как правило, не отсутствием технических средств, а затратами энергии, необходимыми для ее обеспе­чения. В гидроприводе машин, эксплуатирующихся круглосуточно и служащих для передачи значительных мощностей, затраты энергии для фильтрации жидкости весьма значительные.

Один из способов уменьшения потерь на фильтрацию в приводах, работающих в режиме повторения одного и того же цикла, — установка полнопоточных фильтров на сливной линии после предохранительного клапана. При периодическом срабатывании клапана поток жидкости про­ходит через фильтр, в результате чего система будет работать в режиме пропорциональной фильтрации.

Независимо от назначения фильтра его конструкция должна обеспе­чить возможно меньший перепад давления на фильтрующем элементе (особенно для приемных фильтров), контроль за степенью его загрязнен­ности, простоту смены или очистки фильтрующего элемента.

Фильтры состоят из корпуса, фильтрующих элементов, перепускного клапана и устройств, предусмотренных для очистки фильтра, контроля за его загрязненностью и т.п.

Фильтрующие элементы изготавливают из материалов, обеспечи­вающих поверхностное или объемное фильтрование. Первые — задержи­вают отфильтровываемые частицы в основном на поверхности. К ним относятся: сетчатые и проволочные фильтры, бумажные и тканевые фильт­ры с малой толщиной фильтрующего материала. Вторые — задерживают частицы во всем объеме материала. К ним относятся пластинчатые фильт­ры, войлочные, фетровые, керамические, металлокерамические и т.п.

В зависимости от области применения конструктивные особенности фильтров могут быть различными, но вместе с тем имеются характерные особенности, свойственные каждому из перечисленных типов.

Фильтры приемные. Основная задача, решаемая при создании приемного фильтра, — обеспечение минимально возможного перепада давления на фильтрующем элементе. Так, например, фильтры ФВСМ и 742-МЗ имеют номинальный перепад давлений 0,007 МПа, при 0,012 МПа выдается предупредительный сигнал, а при 0,019 МПа — аварийный. Характеристика приемных филь­тров приведена ниже.

Номинальная пропускная способность,

л/мин. 40/63 100/160 320/400

Условный проход, мм 32 63 80

Номинальная тонкость фильтрации, мкм.......... 80/160 80/160 80/160

В зависимости от особенностей конструкции гидропривода фильтр может быть смонтирован как на резервуаре, так и в нем (рис.45). Со­стоит он из корпуса /, в котором расположен сетчатый фильтрующий эле­мент 2 с перепускным клапаном 3. На входе в фильтр предусмотрены вставка с магнитными уловителями, служащая для задержания магнитных частиц, а на корпусе –индикаторное устройство, содержащее подпружи­ненную мембрану, соединенную с магнитом. Полость под мембраной соединена со всасывающим трубопроводом фильтра, а полость над ней — с атмосферой. В процессе работы фильтра диафрагма находится под действием перепада давлений, равного перепаду давления на фильтрую­щем элементе. По мере его увеличения она прогибается, преодолевая действие пружины, в результате чего последовательно включаются два контакта — предупредительного и аварийного сигнала.

Для восстановления работоспособности фильтрующего элемента его извлекают из корпуса и промывают в керосине, очищают магнитные уловители и продувают сжатым воздухом.

Необходимость использования индикаторных устройств обусловлена следующими причинами: установка фильтра на всасывающей, нагнетатель­ной или сливной линии обеспечивает поддержание чистоты рабочей жидко­сти лишь в том случае, если фильтрующий элемент находится в работо­способном состоянии. В противном случае открывается перепускной кла­пан в полнопоточном фильтре либо при пропорциональном режиме работы поток жидкости через него прекращается, и все масло проходит через параллельно установленный дроссель.

Поскольку время работы фильтра до момента, когда требуется его очистка, зависит от ряда случайных факторов, то наиболее рациональ­ным, как с точки зрения трудоемкости обслуживания гидросистемы, так и с точки зрения обеспечения ее энергетических показателей на долж­ном уровне, является использование индикаторов загрязнения фильтров. Последние могут быть электрическими, механическими и визуальными. В первых — засорение фиксируется электрическим сигналом, во вто­ром – выдвижением из корпуса сигнального штифта или флажка, в тре­тьих —

Рис 45 Приемный фильтр

появлением в окне фильтра красного значка.

В качестве приемных могут быть использованы и специально спроек­тированные фильтры, представляющие собой каркасы различных кон­струкций с сеткой, изготовленной из бронзы, латуни или нержавеющей стали.

Сливные фильтры

Такие фильтры имеют элемент, обеспечивающий более высокую тонкость фильтрации. Промышленность выпускает фильтры различных конструкций. Например, фильтр сливной ФС (рис.46) состоит из корпуса 1, закрытого крышкой 4, под которой располагается фильтрующий эле­мент 6, прижимаемый пружиной 3 к седлам 5 и 7. В седле 5 смонтирован перепускной клапан 2.

На боковой поверхности фильтра расположены индикатор загрязнен­ности, включающий подпружиненный плунжер с магнитом, и геркон. Корпус индикатора выполнен из прозрачного материала, что позволяет судить о степени загрязненности фильтра по положению плунжера.

Фильтры ФС выпускают с условными проходами от 8 до 63 мм и номинальной пропускной способностью от 3,2 до 400 л/мин при тонкости фильтрации 25 или 40 мкм. Номинальный перепад давления на филь­трующем элементе 0,1 МПа, электровизуальный клапан срабатывает при перепаде 0,3 МПа, а перепускной открывается при 0,38 МПа.

В зависимости от особенностей конструкции машины, режима ее экс­плуатации и т.п. можно применять специальные фильтры, встроенные в отдельные узлы гидропривода, например в гидропанели или баки. При этом используют стандартные фильтрующие элементы, выполненные из специальных тканей, картона или металлокерамики. Помимо фильтров, предназначенных для очистки рабочей жидкости в процессе функционирования гидропривода, в его состав вводят воздуш­ные и заливные фильтры. Воздушные фильтры служат для очистки воздуха, поступающего в бак при изменении положения уровня рабочей жидкости, обусловленного функционировани- ем исполнительных органов — нагнетанием жидкости в полости цилиндров, аккумуляторов и т.п.

Рис. 46 Сливной фильтр

Воздушные фильтры обеспе­чивают тонкость фильтрации атмосферного воздуха не менее, чем тон­кость фильтрации основного элемента.

Заливные фильтры предназначены для исключения попадания загряз­нений с потоком рабочей жидкости, заливаемой в бак.

В зависимости от условий эксплуатации машины воздушные и заливные фильтры могут представлять собой самостоятельные узлы либо совмещаться в рдном устройстве.

Исключению попадания загрязнений в систему гидропривода способ­ствует использование специальных агрегатов, предназначенных для об­служивания гидрофицированных машин. Применение их позволяет по­давать масло в систему не открытой струёй, а по шлангу, присоединен­ному к специальному штуцеру. Масло перекачивается насосом агрегата об­служивания через собственный фильтр, а его количество контролируется счетчиком.

Дата добавления: 2014-01-07