Фильтры гидропривода гидравлических лифтов - часть 1

Фильтры служат для задержания твердых и иных частиц, переносимых потоком жидкости; эти частицы могут вызывать повреждение элементов гидравлической системы, в частности, уплотнений и металлических поверхностей подвижных частей.

После завершения монтажа гидравлического лифта могут оставаться частицы песка в трубопроводах или в других частях системы, тщательно не очищенных, а также частицы металла и абразивных материалов, оставшихся после механической обработки,

особенно после обработки с удалением стружки, мелкие капли металла или сварочного шлака, куски тряпок, использовавшихся для очистки и т.д.

При работе установки из окружающей систему среды в жидкость может поступать вода в виде конденсата из воздуха и твердые частицы, как правило, мельчайших размеров, состоящие из пыли, проникающей в резервуар с рабочей жидкостью.

Из гидросистемы могут поступать мельчайшие чешуйки краски, отделившиеся от внутренних стенок резервуара; кусочки ржавчины, металлические и неметаллические частицы, образовавшиеся в результате эрозионного воздействия на уплотнения и металлические поверхности потоком жидкости; смолистые частицы, образовавшиеся в результате старения масла и т.д.

Загрязнение гидравлической установки может также происходить при использовании уже загрязненной жидкости, которая ранее использовалась или хранилась ненадлежащим образом.

Все это вызывает необходимость фильтрации жидкости, т.к. ее загрязнение увеличивается по экспоненциальному закону в результате дальнейшего износа деталей оборудования, вызываемого механическим воздействием твердых частиц.

В связи с этим, в рабочей жидкости всегда присутствует определенное количество твердых абразивных частиц, которые, попадая в зазоры подвижных частей узлов силового оборудования и системы управления, вызывают повышенный износ и могут значительно уменьшить долговечность и надежность работы оборудования гидропривода.

Практически установлено, что увеличение загрязнения жидкости в 4 раза уменьшает долговечность гидрооборудования в 2 раза.

Наибольшее влияние загрязнение рабочей жидкости оказывает на работоспособность насоса и клапанов системы управления.

По крупности твердые частицы подразделяются на следующие группы:

- крупные, размеры которых(25 мкм и более) составляют 75% и больше размера зазора подвижных соединений; они приносят наибольший вред и, агрегатируясь, могут вывести из строя ответственные элементы и узлы силового оборудования гидропривода;

- мелкие с размерами от 25 до 10 микрон; эти частицы действуют подобно наждачной пасте и вызывают увеличение функциональных зазоров;

- очень мелкие с размерами менее 5 микрон; их воздействие особенно ощутимо для сервоклапанов и устройств сервоуправления, так как они образуют грязь, забивающую маленькие жиклеры и вызывающую эрозию рабочих поверхностей. Влияние крупности инородных твердых частиц на работу клапанов несколько отличается от их воздействия на насос и силовой гидроцилиндр.

Так, частицы с поперечным размером, значительно превышающим величину зазора в подвижном соединении, практически не оказывают влияния на работу клапана. Они размельчаются при работе клапана и под действием скоростного потока рабочей жидкости.

Частицы существенно меньшие зазора, также не оказывают неблагоприятного воздействия на работу клапана.

Наибольшую опасность для работы клапанов представляют частицы, соизмеримые с величиной зазора.

Из-за абразивного воздействия частиц на рабочие поверхности клапана образуются новые частицы продуктов износа. Этот процесс лавинообразно нарастает и приводит к следующим негативным последствиям: к повышению внутренней утечки жидко-сти, изменению времени переключения клапана, заклиниванию подвижного элемента и выходу из строя клапана.

Иллюстрацией сказанного могут служить схемы, представленные на рис.5.7.

Фильтры гидропривода гидравлических лифтов

Рис.5.7 Схема взаимодействия абразивных частиц с деталями клапанов управления

Для очистки рабочей жидкости от механических примесей в системе гидропривода устанавливаются фильтры, которые задерживают частицы определенных размерных групп, снижают их концентрацию и обеспечивают повышение надежности и долговечности работы гидропривода лифта.

В гидроприводе лифтов наибольшее распространение получили фильтры механического действия. Несмотря на многообразие конструктивных форм фильтров различных производителей принцип их работы идентичен.

В механических фильтрах поток загрязненной рабочей жидкости пропускается через ячеистую структуру с размерами ячеек меньшими, чем размер частиц загрязнителя.

При длительной работе фильтрующий элемент забивается продуктами фильтрации и подлежит замене.

Прохождение потока жидкости через фильтр сопровождается дополнительными гидравлическими сопротивлениями, которые увеличиваются по мере уменьшения пропускной способности фильтрующего элемента. Это обстоятельство используется для контроля работоспособности фильтра путем установки индикатора той или иной конструкции во входном патрубке фильтра, который реагирует на определенный уровень превышения давления.

Фильтр характеризуется перепадом давления, который определяется сопротивлением прохождения жидкости через фильтрующий элемент; фильтрующей способностью, т.е. способностью фильтра задерживать твердые частицы определенных размеров, а также аккумулирующей способностью, т.е. количеством частиц, которое фильтр может задержать до того момента, когда он забивается, в результате чего его гидродинамическое сопротивление превышает допустимое значение.

Выбор наиболее подходящего фильтра зависит, главным образом, от наличия в системе элементов, чувствительных к загрязнению, от рабочего давления гидравлической установки и от степени загрязнения окружающей среды (помещения), в которой установлен лифт.

В то же время размеры фильтра должны зависеть от количества жидкости, которая должна проходить через него, от ее вязкости, от допустимого перепада давления и т.д.

В лифтовой гидравлической системе рабочее давление, как правило, не превышает 40 бар(4 МПа), и наиболее важными элементами, которые должны быть защищены от воздействия загрязняющих частиц, являются насос и группа клапанов. Поэтому фильтры устанавливаются перед насосом и после обратного клапана.