В иностранных наземных установках для очистки заправляемой жидкости применяют батарею из двух параллельно расположенных фильтров из бронзовых шариков, каждый из которых состоит из вход* ного фильтроэлемента с тонкостью в 5 ж и выходного — в 2 мк.

В эксплуатации рабочие жидкости гидросистем самолетов должны периодически (через 50 час наработки) проверяться на засорение меха­ ническими частицами. Отбор проб производится после пятиминутной прокачки системы с приведением в действие ее гидроагрегатов.

Допустимое количество частиц в 100 смг пробы не должно пре­ вышать:

управления самолетом и прочими летательными аппаратами в воздухе, а ко второму — прочие гидросистемы.

Особые требования предъявляются к чистоте жидкостей для гидро­ систем управляемых снарядов и ракет. Так, например, по данным ино­ странной литературы, жидкость для этих систем считается пригодной с точки зрения загрязнений, если в объеме 50 см3 количество твердых частиц не превышает 40 000 частиц величиной 0,04—0,6 мк по наиболь­ шему измерению. Из этого числа допускается не более 1000 металличе­ ских частиц величиной 0,25—0,6 мк, 5000 частиц крупнее 0,6 мк по наи­ большему измерению; кроме того, допускается 5 волосообразных частиц длиной 12,5 мк.

ТРЕБОВАНИЯ К ФИЛЬТРАМ

Материал фильтрующих элементов должен быть максимально про­ ницаемым, но способным задерживать возможно малые частицы твер­ дых веществ. В соответствии с этим материал должен иметь мельчай­ шую однородную сетку с максимальной площадью проходных ячеек и количеством их на единицу поверхности материала. Количество этих ячеек в основном и определяет тонкость фильтрации, которая характери­ зуется размерами поровых каналов в фильтровальном материале или, что то же самое, размерами частиц загрязнителя, которые удерживаются очистителем.

В практике под тонкостью фильтрации понимают способность фильт­ ра задерживать (удалять) из жидкости частицы соответствующих раз­ меров.

Фильтрующий материал выбирают с учетом следующих основных характеристик: тонкости фильтрации, сопротивления (потери давления) фильтрующего элемента и срока службы до замены этого элемента. Очевидно, при выборе фильтра приходится идти на компромисс между интересами получения тонкости фильтрации, допустимыми габаритами и продолжительностью его функционирования между заменой фильтроэлементов или их очисткой.

392

В соответствии с требованиями по тонкости очистки жидкостей раз­ личают фильтры грубой, нормальной, тонкой и особо тонкой очистки. К фильтрам грубой очистки обычно относят фильтры с фильтрующим элементом, задерживающим частицы загрязнителя диаметром более 0,1 мм; к фильтрам нормальной очистки — более 0,01 мм и к фильтрам тонкой очистки — более 0,005 мм и для особо тонкой очистки — более 0,001 мм. В промышленных маркировках и в технических условиях на фильтры указываются минимальный (номинальный) размер частиц, ко­ торые задерживаются данным фильтром. Так, например, «10-микрон­ ный» фильтр определяется как очиститель, который должен обеспечить удаление 98% (в весовом отношении) всех частиц, размер которых по наибольшему измерению равен 10 мк.

Методы фильтрации

Отделение от жидкостей твердых загрязняющих примесей осущест­ вляют механическим или силовым методами. В первом случае фильтра­ ция жидкостей осуществляется за счет применения различных щелевых и пористых фильтрующих элементов (материалов), а во втором — за счет применения силовых полей — магнитного, электрического, грави­ тационного, центробежного и др. К последним очистителям относятся также средства очистки, в которых используются силы межмолекуляр­ ного взаимодействия, силы поверхностной активности материалов и дру­ гие силы подобного рода.

Вгидросистемах летательных аппаратов применяются преимущест­ венно первый метод очистки, при котором от жидкости отделяются час­ тицы посторонних веществ вследствие различия размеров этих частиц и проходных капиллярных каналов фильтрующего материала. В добавле­ нии к этому в некоторых случаях применяют магнитные фильтры или вставки из магнитного материала, которыми из фильтруемой жидкости извлекаются стальные частицы.

Вкачестве фильтровальных материалов применяют металлические

сетки, пакеты из тонких металлических пластин, пористые металлы, а также различные ткани, войлок, фетр, бумагу, керамику, пластмассы и пр. В фильтрах тонкой очистки самолетных гидросистем особенно рас­ пространены фильтрующие бумаги (АФБ-1, АФБ-1к, АФБ-2), а также фильтрующие ткани. Широкое применение нашли синтетические волок­ нистые материалы (тефлон,-найлон, полиэтилен и пр.), которые пригод­ ны для работы при температурах до 250° С. Применяют также фетр и фильтрующий картон, причем последний изготовляют из смеси хлоп­ ковых волокон с циклонным пухом и хлопчатобумажными очесами. В по­ следнее время начали применять термостойкие фильтрующие материалы из графитовых, угольных, алюмосиликатных и алюмоборосиликатных волокон.

Для технологических целей (для наземной очистки заправляемых жидкостей) применяют силовые очистители, которые при относительно' малых габаритах имеют высокую пропускную способность и малое со­ противление (~0,1 кГ/см2); кроме того, они допускают работу при тем­ пературах до 500° С. Из этих очистителей наиболее распространены цент­ робежные устройства, которые, хотя по тонкости очистки жидкости от взвешенных частиц и уступают бумажным фильтрам, но лучше, чем по­ следние, удаляют из жидкости мелкие неорганические частицы с более высоким, чем у жидкости, удельным весом.

При больших расходах заправляемой жидкости и высоких требова­ ниях к тонкости очистки (для фильтрации горючего и рабочих жидкостей гидросистем ракет и снарядов) применяют электростатические очисти­ тели, которые очищают жидкости силами электростатического поля.

393

Находят также применение виброочистители, в основу работы кото­ рых положен принцип каогуляции механических частиц в поле колеба­ ний и осаждения агломерата из потока очищаемой жидкости.

ТИПЫ Щ ЕЛ ЕВЫ Х И ПОРИСТЫХ ФИЛЬТРОВ И ФИЛЬТРОВАЛЬНЫ Е

МАТЕРИАЛЫ

Всоответствии с видом применяемых фильтровальных материалов фильтры можно разделить на два основных типа: в первом частицы за­ грязнителя задерживаются в основном на поверхности фильтровального материала, а во втором — в порах капилляров последнего, расположен­ ных на большей или меньшей глубине от поверхности. Фильтры первого типа получили название поверхностных, второго — глубинных.

Пластинчатые (щелевые) фильтры

Фильтрующий элемент (пакет) этих фильтров состоит из набора пластин 3 (рис. 322), разделенных проставками (пластинами) 2. Очистка фильтрующего пакета производится щетками 1.

Распространение получили фильтры с зазором (толщиной простав­ ки) 0,08—0,18 мм; толщина щетки 0,1—0,12 мм; толщина пластин 0,5 мм\ количество пластин в пакете до 1100 и более; перепад давлений до 4 кГ/см2.

Минимальное значение фильтрующе­ го зазора (щели) в рассматриваемых фильтрах определяется толщиной проста­ вок 2 между пластинами 5, значение кото­ рой, в свою очередь, лимитируется проч­ ностью щеток для очистки фильтра. По­ этому в основном распространены

Для манометра

0,08 мм.

Пластинчатые фильтры применяют в основном для грубой очистки жидкостей: частицы менее 0,04—0,05 мм они практически не задер­ живают.

3 9 4

Для повышения тонкости очистки их зачастую применяют в соче­ тании с фильтрами более тонкой очистки. Один из конструктивных ва­ риантов подобного фильтра представлен на рис. 323 (фильтр 1— пла­ стинчатый и фильтр 2 — сетчатый, тонкой очистки).

Металлические проволочные сетки

Втех случаях, когда к фильтрам не предъявляется высоких требо­ ваний по тонкости очистки, в качестве фильтровальных материалов при­ меняют металлические тканые сетки квадратного переплетения из про­ волок (преимущественно латунной) круглого сечения.

Вфильтрах с подобными фильтроэлементами загрязнитель задержи­

вается в основном на поверхности.

Фильтрующие качества сеток (тонкость фильтрации и расход жид­ кости) характеризуются величиной ячейки (отверстия) в свету и «плот­ ностью» или значением живого (проходного) сечения ячеек на единицу поверхности; последний параметр выражают через коэффициент живого

сечения k, представляющий собой отношение площади сечения проход­ ных ячеек F0 к общей площади F сетки:

где d — диаметр проволоки сетки;

а — размер стороны ячейки сетки в свету.

Для уменьшения размеров ячеек в свету сетку зачастую прокаты­ вают; при этом улучшается фиксация проволок основы и утка друг относительно друга. Для этой же цели в ряде случаев сетки подвергают­ ся гальваническому покрытию.

Принято общую площадь F поверхности однослойного сетчатого фильтра выбирать такой, чтобы она превышала площадь входного от­ верстия в корпусе (или площадь сечения трубы) в 40—60 раз.

Конструктивное исполнение этих фильтроэлементов может быть са­ мым различным. В частности, применяются фильтроэлементы, выпол­ ненные в виде цилиндров с гладкой (рис. 324) или гофрированной по­ верхностью, а также в виде набора (пакета) дисков (рис. 325) и пр. Фильтры снабжаются перепускным клапаном а, который при засорении фильтроэлемента и повышения при этом перепада давления на нем открывается, и жидкость поступает к выходному штуцеру, минуя фильтроэлемент.

Сетчатые фильтры часто выполняют с одним и несколькими (двумя и тремя) слоями фильтрующих сеток, уложенных непосредственно один на другой или установленных на некотором расстоянии один от другого с постоянными во всех сетках размерами ячеек или с сетками, размер

3 9 5