Moderní filtrační materiály pro bariérovou filtraci

Těleso filtru je tlaková nádoba, která obsahuje filtrační prvek – element. Nejdůležitější částí filtračního prvku je filtrační materiál, který významně ovlivňuje jeho vlastnosti a charakteristiky. Vyráběn je nejčastěji ve formě pásů, které jsou naskládány do harmoniky (složence), aby se výrazně zvětšila plocha, kterou protéká kapalina. To umožňuje snižovat tlakovou diferenci, což zároveň zvyšuje množství zachycených nečistot. V některých případech může mít několik vrstev zpevněnou mřížkou, aby se zvýšila filtrační účinnost celého filtru. Nejběžnějším filtračními prostředky jsou sítě, celulóza, skelná vlákna nebo jiné syntetické materiály.

 Filtrační materiály jsou klasifikovány podle filtračního účinku:

• s povrchovým účinkem (nečistoty se zachycují na povrchu)

• s hloubovým účinkem (nečistoty se zachycují ve vrstveném materiálu)

Konstrukce filtračních elementů je rozdělena na běžné, ECO a speciální filtrační elementy. U běžného elementu jde o vícevrstvý filtrační materiál, ocelové víčko a ocelovou děrovanou podpěru. ECO elementy mají také vícevrstvý filtrační materiál, ale bez děrované podpěry a kovových částí, takže se dají jednoduše zlikvidovat. Speciální elementy jsou osazeny patentovými těsněními výrobce.

Filtrační materiál s povrchovým účinkem

Proud kapaliny přímo protéká tímto typem materiálů, nečistoty jsou zachyceny na povrchu, na jeho nátokové straně. Materiál má čtvercové otvory tzv. oka se shodným rozměry. Jejich velikost se může pohybovat od 25µm až do několika milimetrů. Shodný rozměr oka je roven největšímu průměru pevné sférické částice, která jím ještě projde za definovaných zkušebních podmínek. Avšak vlivem nárůstu nečistot na filtračním materiálu lze zachytit i částice nečistot menších než je rozměr oka.

Filtrační materiál s hloubkovým účinkem

Pro filtrační materiály pracující s hloubkovým účinkem je charakteristické, že kapalina prochází materiálem nepřímými cestami. Částice jsou zachycovány v bludišti otvorů uvnitř filtrační vrstvy. Tyto filtrační materiály jsou konstrukčně řešeny tak, aby měly mnoho otvorů – pórů rozličných rozměrů. V závislosti na distribučním rozdělení velikosti pórů má filtrační materiál vysokou jímatelnost malých částic.

Povaha filtračního materiálu a proces jeho zatěžování nečistotami vysvětlují, proč některé filtrační prvky vydrží déle než ostatní. Filtrační materiály tohoto typu obsahují milióny jemných, navzájem propojených pórů, vytvářených vláknitým materiálem. Póry v materiálu z celulózy mají sklon k širokému spektru velikostí vlivem nepravidelných rozměrů a tvarů vlákna. Z toho plyne proměnlivé odstraňování nečistot. Vzhledem k nejistému filtračního efektu – výkonnosti, se používají méně. Naopak materiál na bázi skelných vláken pracuje s vlákny, které mají jednotný – definovaný tvar a velikost. Vlákna jsou většinou tenčí než vlákna z celulózy a mají jednotný tvar – kruhový průřez. Tyto typické rozdílnosti vláken vysvětlují výkonnosti přednosti filtračního materiálu ze skelného vlákna. Tenčí vlákna mohou být uspořádána těsněji k sobě a vytvoří se menší póry pro jemnější filtraci.   

Hodnocení filtračních materiálů

- Multipass Test – ISO 16889

Výrobci filtrů využívají metodu na vyhodnocování výkonnosti filtračních vložek „Multipass test“. Při testu cirkuluje kapalina v obvodu za přesně řízených a sledovaných podmínek. Tlaková diference na filtračním prvku je trvale zaznamenávána při stále stejném množství a složení znečisťujícího materiálu dodávaného do proudu před filtračním prvkem.

Zároveň online laserové měřiče znečištění kapaliny před a za testovaným filtrem monitorují aktuální počet a velikost nečistot.

  - DFE - dynamická účinnost filtrů

V současnosti se testování filtrů provádí a hodnotí podle nové metody DFE. Tato metoda vznikla na základě požadavků výrobců hydraulických prvků – servoventilů a přibližuje se skutečným provozním podmínkám. Hlavní rozdíl mezi Multipass testem a DFE je, že rychlost protékající kapaliny filtrem se mění. U Multipass testu je průtok kapaliny konstantní 114 l/min. U metody DFE jsou dva průtoky, vyšší průtok je stejný 114 l/min a druhý je nižší 57 l/min. U metody DFE bylo zjištěno, že účinnost filtrů se mění při změně průtoku kapaliny.    

Profil životnostní charakteristiky filtračního materiálu

Každý filtrační prvek má charakteristický průběh závislosti mezi tlakovou diferencí a zátěží od zachycovaných nečistot. Tuto závislost lze definovat jako "životnostní profil filtračního prvku". Skutečný profil životnosti je jednoznačně závislý na pracovních podmínkách systému. Změny ve velikosti průtoku a viskozitě působí na tlakovou diferenci na filtračním prvku a mají dobře definovatelný vliv na profil životnosní charakteristiky skutečného prvku. Životnostní profil prvku je velmi obtížně vyhodnotitelný ve skutečných pracovních systémech. Pracovní běh k nepracovním pauzám, pracovní cyklus a měnící se podmínky znečištění ve vnějším prostředí, to všechno působí na životnostní profil filtračního prvku.

Firma Chvalis má 20 let zkušeností v oblasti údržby hydraulických systémů a centrálního olejového mazání v průmyslu. Doporučuje použití klasických filtrů a filtračních zařízení vybavených filtračními vložkami s hloubkovou filtrací. 

popisek ke grafu:

Filtrační prvky vyráběné na bázi celulózy, jednovrstvých vláken a vícevrstvých skelných vláken mají rozdílné životnostní charakteristiky. Grafické znázornění tří nejběžnějších uspořádání filtračních materiálů jasně ukazuje přednost životnostní charakteristiky filtračního prvku z vícevrstvých skelných vláken.

Publikováno: 4. 2. 2011 | Počet zobrazení: 3845 741