Manténgalo limpio con filtración.

Este Filtración Hidráulica La industria utiliza el procedimiento de prueba multicanal ISO 4572 para evaluar el rendimiento de los elementos filtrantes. Durante la prueba multicanal, el fluido circula a través del circuito de prueba bajo condiciones controladas y monitoreadas con precisión. La presión diferencial a través del elemento bajo prueba se registra continuamente mientras se inyecta una cantidad constante de contaminantes aguas arriba del elemento. Los sensores de partículas láser en línea miden los niveles de contaminación aguas arriba y aguas abajo del elemento de prueba. Los resultados de esta prueba dependen en gran medida del caudal, el tipo de contaminación y la presión diferencial terminal.

Una prueba multicanal determina el elemento filtrante:
• capacidad de retención de suciedad,
• Pruebe la presión diferencial del elemento del filtro, y
• Eficiencia de separación o filtración, expresada como relación beta.

carga contaminante
La carga de contaminantes en un elemento de filtro se refiere a llenar y tapar los poros en su medio. Cuando las partículas contaminantes se cargan en los poros del medio, hay menos caminos abiertos para el flujo de fluido, por lo que aumenta la presión requerida para mantener el flujo a través del medio. Inicialmente, el diferencial de presión a través del elemento aumenta lentamente a medida que el fluido aún puede pasar a través de los poros abiertos. El proceso de taponamiento gradual tiene poco efecto sobre la pérdida de presión general.

La relación beta ayuda a determinar la eficiencia de filtración

Relación beta (también conocida como relación de filtro ) es una medida de la eficiencia de captura de partículas del elemento filtrante. Por lo tanto, es una calificación de desempeño. Aquí se explica cómo derivar proporciones beta a partir de resultados de pruebas multicanal. Suponga que se cuentan 50 000 partículas de 10 µm y tamaños más grandes aguas arriba del filtro de prueba y 10 000 partículas del mismo rango de tamaño aguas abajo del filtro.

Aplicar la ecuación:

ßx = NU ÷ ND
donde: x es el tamaño de partícula específico,
NU es el número de partículas aguas arriba,
ND es el número de partículas aguas abajo.

Por lo tanto, ß10 = 50 000 ÷ 10 000 = 5. Este resultado se interpretaría como «Beta 10 es igual a 5». Los números de la relación beta en sí mismos tienen poca importancia;Este es un paso preliminar para determinar la eficiencia de captura de partículas del filtro. Esta eficiencia, expresada como porcentaje, se puede encontrar mediante una ecuación simple:

Ej = 100 × (1 – 1/ß)
E10 = 100 × (1 – 1/5) = 80 %

En este ejemplo, el elemento de filtro específico probado fue 80 % eficiente en la eliminación de partículas de 10 micrones y más grandes. Por cada cinco partículas de este tamaño que llegan al filtro, cuatro quedan atrapadas en el elemento filtrante.

En última instancia, el bloqueo continuo de los poros reduce significativamente la cantidad de poros abiertos para fluir. A medida que el elemento se acerca a su vida máxima, la presión diferencial a través del elemento aumenta exponencialmente. A medida que el elemento del filtro continúa cargándose con contaminantes, la presión diferencial a través del filtro continúa aumentando. Esto continúa hasta que se abre la válvula de derivación (si está instalada), el elemento (si no hay protección de derivación) falla estructuralmente o se reemplaza el elemento obstruido.

Cada elemento de filtro tiene una relación característica entre la presión diferencial y la carga de contaminantes. Esta es la curva de vida útil del elemento del filtro, que se ve afectada por las condiciones de funcionamiento del sistema, como los cambios en el caudal del sistema y la viscosidad del fluido.

Válvula de derivación
La válvula de derivación abre la ruta de flujo alrededor de los elementos del filtro para evitar que colapsen o exploten cuando se cargan con contaminantes. A medida que se acumula la contaminación, aumenta la presión diferencial a través del elemento. A presiones por debajo del punto de falla del elemento, la válvula de derivación se abre, lo que permite que el flujo pase por alto el elemento. Algunas válvulas de derivación tienen una opción de derivación al tanque que dirige el flujo de derivación sin filtrar de regreso al tanque a través de un tercer puerto, evitando que el fluido de derivación sin filtrar ingrese al sistema.

Algunas partículas contaminantes aguas arriba pueden pasar por alto el elemento filtrante a través del fluido y entrar en el sistema aguas abajo, afectando la efectividad del elemento filtrante y reduciendo la limpieza del fluido.

Los filtros de succión tienen elementos rugosos para proteger la bomba de partículas grandes sin restringir el flujo. Todas las fotos son cortesía de MP Filtri USA.

Algunos filtros están diseñados sin una válvula de derivación (a menudo llamada válvula de derivación obstruida). Evitan que el fluido sin filtrar vaya aguas abajo, protegiendo las servoválvulas y otros componentes sensibles a la contaminación. En filtros sin válvulas de derivación, se pueden requerir elementos de mayor resistencia a la compresión, especialmente cuando se instalan en lugares de alta presión.

Al especificar un diseño de filtro sin derivación, asegúrese de que la clasificación de presión diferencial del elemento del filtro esté cerca de la presión máxima de trabajo del sistema y que el filtro tenga un indicador de estado. El dispositivo indicará cuando los componentes estén cargados hasta el punto en que deban limpiarse o reemplazarse. La marca de calibración indica si la válvula de derivación está abierta. Por lo general, el indicador está configurado para dispararse entre un 5 % y un 25 % por debajo de la presión diferencial que abre la válvula de derivación.

Determinación de las dimensiones de la caja y los componentes
El tamaño de la carcasa del filtro debe ser lo suficientemente grande para proporcionar una relación de al menos 2:1 entre el ajuste de la válvula de derivación y la presión diferencial del filtro con el elemento de limpieza. Para una vida más larga, esta relación debe ser de 3:1 o incluso superior.

El filtro de retorno asegura que el fluido que fluye hacia el depósito del sistema esté limpio.

El especificador del filtro debe conocer la viscosidad operativa del fluido y el flujo máximo para garantizar que el filtro no pase un tiempo significativo en derivación debido a las fluctuaciones del flujo. Esto es importante en los filtros de retorno, donde duplicar el flujo de un cilindro grande puede aumentar el flujo de retorno en comparación con el flujo de la bomba.

Tenga en cuenta las condiciones de temperatura ambiente al dimensionar los filtros. Las bajas temperaturas ambientales pueden aumentar la viscosidad del fluido hasta el punto de que la presión diferencial en el conjunto del filtro también puede aumentar significativamente.

Si el filtro está equipado con una válvula de derivación de 50 psi, la presión diferencial inicial (limpia) no debe superar los 25 psi, preferiblemente 16 2/3 psi o menos. Estas presiones se calculan sobre la base de un ajuste de derivación de 50 psi y una relación de 3:1 y 2:1 de la presión diferencial inicial.

Las presiones de apertura de la válvula de derivación para conjuntos de filtros estándar suelen estar entre 25 y 100 psi. La válvula de derivación en la mayoría de estos conjuntos limita la caída de presión máxima en el elemento del filtro. A medida que el elemento se obstruye con contaminantes, la presión diferencial aumenta hasta que se alcanza la presión de apertura de la válvula de derivación. En este punto, parte del flujo a través del conjunto del filtro comienza a pasar por alto el elemento del filtro a través de la válvula. Esto limita la presión diferencial máxima a través del elemento del filtro.

La relación entre la presión diferencial de limpieza inicial en el elemento del filtro y el ajuste de presión de la válvula de derivación es muy importante. Los elementos celulósicos tienen una región de aumento de presión exponencial más estrecha. Esto realmente determina la vida útil del elemento.

Los filtros de presión protegen las servoválvulas y otros componentes sensibles de la contaminación.

Por el contrario, la vida útil efectiva de los elementos de fibra de vidrio de una o varias capas está determinada por una región lineal casi horizontal de aumento de caída de presión relativamente bajo, en lugar de una región de aumento de presión exponencial. Por lo tanto, la presión de apertura de la válvula de derivación del conjunto del filtro, ya sea de 25 o 75 psi, tiene poco efecto en la vida útil del elemento del filtro. Por lo tanto, la presión diferencial inicial y los ajustes de la válvula de derivación no son factores de tamaño para los medios de fibra de vidrio.

Tipo de filtro y ubicación
Los principales filtros integrados en el sistema hidráulico (succión, retorno, presión y fuera de línea) se definen por el lugar donde se colocan. La ubicación del filtro en el circuito es el principal determinante de su clasificación de presión máxima.

Los filtros de succión y retorno generalmente están diseñados para presiones más bajas: 500 psi o menos. Las ubicaciones de los filtros de presión pueden requerir clasificaciones de 1500 a 6000 psi.

Un filtro de succión está ubicado aguas arriba de la entrada de la bomba para protegerlo de contaminantes relativamente grandes en el fluido. Algunos pueden ser simples filtros de entrada, sumergidos en el fluido del tanque. Otros se pueden instalar externamente. Los filtros de succión tienen elementos relativamente rugosos para evitar restringir el flujo a la bomba. Algunos fabricantes de bombas desaconsejan el uso de filtros de succión, por lo tanto, verifique las restricciones de entrada. Por esta razón, los filtros de succión no se utilizan como protección principal contra la contaminación del sistema, lo que reduce su uso en los equipos hidráulicos modernos.

El filtro doble utiliza un segundo elemento que se conecta cuando el elemento principal está saturado.

Si la bomba es sensible a la contaminación, un filtro de retorno puede ser la mejor opción. Por lo general, son los últimos componentes por los que pasan los fluidos antes de ingresar al yacimiento. Como resultado, capturan los residuos de desgaste de todas las piezas de trabajo, así como cualquier partícula que ingrese a través de los sellos de vástago de cilindro desgastados, antes de que estos contaminantes puedan ingresar al depósito y ser bombeados nuevamente al sistema. Dado que este filtro está ubicado aguas arriba del tanque, su clasificación de presión y su costo pueden ser relativamente bajos.

Retraer algunos cilindros con varillas de gran diámetro puede resultar en un aumento del flujo. Esta alta tasa de flujo de la línea de retorno puede abrir la válvula de derivación del filtro, lo que permite que el fluido sin filtrar fluya aguas abajo.

El filtro de presión se encuentra aguas abajo de la bomba. Manejan la presión del sistema y están dimensionados para el caudal específico en la línea de presión en la que se encuentran. Los filtros de presión son especialmente adecuados para proteger componentes sensibles directamente aguas abajo del filtro, como las servoválvulas. Dado que los filtros de presión están ubicados aguas abajo de la bomba, ayudan a proteger el sistema de la contaminación creada por la bomba.

Los carros de filtración brindan una forma rentable de filtración fuera de línea, ya que pueden usarse en múltiples depósitos.

Los filtros dúplex pueden incluir filtros de presión y filtros de retorno. Proporcionan filtración continua con dos o más cámaras de filtrado y las válvulas necesarias para un funcionamiento ininterrumpido. Cuando un elemento de filtro necesita servicio, la válvula dúplex se mueve, desviando el flujo a la cámara de filtro opuesta. Los elementos sucios se pueden reemplazar mientras el flujo continúa a través de los elementos limpios. Las válvulas dúplex suelen ser del tipo cruzado abierto para evitar el bloqueo del flujo.

Filtrado sin conexión
Esta popular unidad de filtración, también conocida como recirculación, circulación renal o filtración auxiliar, es completamente independiente del sistema hidráulico principal de la máquina, lo que la hace atractiva como proyecto de actualización. El circuito de filtro fuera de línea incluye su propia bomba y motor, filtro y el hardware de conexión requerido. Estos componentes se instalan fuera de línea como pequeños subsistemas independientes de la línea de trabajo, o se pueden incluir en un circuito de refrigeración por fluido. El fluido se bombea continuamente fuera del depósito, a través de un filtro fuera de línea, y regresa al depósito. Regla general: la bomba fuera de línea debe tener un tamaño de al menos el 10 % del volumen del tanque principal.

Con su efecto de pulido, la filtración fuera de línea es capaz de mantener el fluido en un nivel constante de contaminación. Al igual que el filtro de aceite de retorno, el circuito fuera de línea es adecuado para mantener la limpieza de todo el sistema;No protege componentes específicos. Los bucles de filtración fuera de línea son relativamente fáciles de adaptar en sistemas existentes con filtración insuficiente. Además, se puede reparar sin apagar el sistema principal.

La información de este artículo proviene de nuestro Manual de potencia de fluidos. Para obtener más información, consulte nuestro parte basica .

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