9.4. Схемы фильтрации

Применяют схемы фильтрации всего потока жидкости или части его. Первую схему называют схемой последовательного, вторую – параллельного включения фильтра.

Схема последовательного включения фильтра обеспечивает фильтрацию всей жидкости, участвующей в циркуляции; однако в этом случае фильтр должен быть рассчитан на полный расход жидкости при допустимом перепаде давления.

Фильтрацию части потока обычно применяют при особенно тщательной очистке жидкости, которая поступает в ответственные гидроагрегаты, а также при профилактической очистке жидкости гидросистемы. Для фильтрации части потока обычно применяют глубинные фильтры тонкой очистки.

В большинстве случаев целесообразно применять одновременно обе схемы фильтрации: для фильтрации всего потока применяют фильтр, имеющий относительно высокую пористость, и для защиты особо ответственных агрегатов – фильтры тонкой очистки.

9.5. Место для установки фильтра

Для предохранения насоса, который наиболее чувствителен к загрязнениям гидросистемы, фильтр желательно устанавливать на всасывающей линии насоса. Однако ввиду того что фильтр увеличивает сопротивление всасывающей линии и тем самым ухудшает условия заполнения насоса жидкостью, этот способ установки фильтра в системах с самовсасывающим насосом не распространен. Практика показывает, что при установке фильтра на всасывающем трубопроводе самовсасывающего насоса сопротивление фильтра не должно превышать 0,1 – 0,15 кГ/см².

Фильтры, устанавливаемые на линии нагнетания, могут быть рассчитаны на более высокое сопротивление, однако корпус фильтра в этом случае будет находиться под рабочим давлением, что потребует обеспечения его прочности.

Установка фильтра на сливной линии, хотя непосредственно и не предохраняет агрегаты от загрязнения, однако имеет преимущества, основными из которых является то, что фильтр в этом случае не препятствует всасыванию и не находится под рабочим давлением.

Применяют также другие схемы включения фильтров, позволяющие уменьшить размеры фильтра или действующее в нем давление.

Конструкция фильтра должна быть такой, чтобы при замене фильтрующего элемента не требовалось демонтировать фильтр и сливать жидкость из гидросистемы; для этой цели фильтры снабжают автоматическими блокирующими устройствами, запирающими жидкость в системе при замене фильтрующих элементов.

Фильтры обычно устанавливают на магистралях, в которых направление потока жидкости не меняется, однако в некоторых системах применяют фильтры, допускающие реверсирование направления потока.

9.6. Критерии для оценки качества фильтрации

9.6.1. Коэффициент пропускания

Тонкость фильтрации характеризуется коэффициентом пропускания , где n₂ и n₁ – число частиц данного размера в профильтрованной и нефильтрованной жидкости.

9.6.2. Коэффициент отфильтровывания

В качестве критерия фильтров пользуются также коэффициентом отфильтровывания.

где n₁ и n₂ – число частиц загрязнения данного размера в пробе не фильтрованной и профильтрованной жидкости.

Ниже приведены практические значения коэффициента ψ частиц размером 10 мк для распространенных фильтрирующих материалов.

Фильтрующий материал	ψ
Стальные шарики Ø 0,06 мм………………………………	1,0
Бронзовые шарики Ø 0,2 мм ……………………………...	0,92
Картон фильтрующих ЦНИИБ……………………………	0,83
Бумага АФБ-1 ……………………………………………..	0,82
Сетка плющения с ячейками в свету 15 мк………………	0,80
Бумага АФБ-1к …………………………………………….	0,69
Бумага АФБ-2 ……………………………………………...	0,62
Фетр авиационный ………………………………………..	0,53

9.6.3. Пропускная способность q и расход

Указанные параметры Q фильтра выражаются зависимостями

л/мин · см²; л/мин

где μ – коэффициент динамической вязкости фильтруемой жидкости в пз

- перепад давления на фильтре в кГ/см²;

F – площадь поверхности фильтрующего фильтроэлемента в см²;

α – коэффициент пропорциональности, представляющий собой удельную пропускную способность единицы площади поверхности фильтра при перепаде давления 1 кГ/см² и вязкости жидкости 1 пз в л/см².

В табл. приведены практические значения коэффициента α для распространенных фильтрующих материалов.

Таблица 4

Коэффициент α для основных фильтрующих материалов

Фильтрующий материал	α	Фильтрующий материал	α
Сетка проволочная: № 01 ……………………... № 009…………………...... № 0071…………………… № 006 ……………………. № 0045 …………………... с размером ячейки 20 мм Фильтр проволочный с размером щели 0,08 мм………… Фетр авиационный …………. Бумага: АФБ-2……………………. АФБ-1……………………. Сетка проволочная плющенная с размером ячейки 15-20 мк …………………………..... Ткань сванбой ………………. Бумага АФБ-1……………......	11,24 9,91 6,93 6,06 2,27 1,16 0,105 0,037 0,036 0,03 0,022 0,016 0,015	Ткань 7-2 ………………. Капрон фильтрующий… Бумага лабораторная быстро фильтрующая … Стальной шарик: диаметром 0,6 мм » 0,4 »…. » 0,3 »…. » 0,2 » …. » 0,1 »….. » 0,1 »….. » 0,025 мм Бронзовый шарик: диаметром 0,15 мм » 0,07 » » 0,05 » » 0,005 »	0,013 0,012 0,00065 0,0182 0,0172 0,0138 0,0132 0,0116 0,009 0,001 0,0105 0,0093 0,003 0,00072

Величина перепада давления в фильтрующем элементе составляет:

9.6.4. Загрязнение фильтрующего элемента

Процесс фильтрации жидкости сопровождается засорением фильтрующего элемента, которое вызывает при постоянном расходе жидкости повышение перепада давления или при постоянном перепаде – снижение расхода через фильтр. По мере накопления на фильтрующей поверхности осадка сопротивление потоку увеличивается, однако тонкость фильтрации при этом повышается. Учитывая повышение перепада давления на фильтрующем элементе в результате его загрязнения, необходимо обеспечить достаточную его механическую прочность и жесткость исходя из давления открытия предохранительного клапана; величину этого давления обычно выбирают равной 150 – 200 % нормального перепада давления, на который рассчитан фильтр.

Срок (время) работы фильтра между очистками устанавливают по данным эксплуатации.