فیلترها و صافی ها

7-4 فیلترها و صافی ها

7-4-1 مقدمه

یک سیستم هیدرولیک پیشرفته می بایست دارای قابلیت اطمینان بالایی بوده و عملکرد آن از سطح دقت بالایی برخوردار باشد. برای رسیدن به این هدف در ساخت قطعات نیاز به ماشینکاری دقیقی می باشد. پاک و تمیز بودن سیالات هیدرولیک عاملی حیاتی در عملکرد موثر قطعات مختلف سیستم هیدرولیک می باشد. رعایت تلرانس دقیق در طراحی پمپ ها و سوپاپها افزایش فشار و بازده سیستمهای هیدرولیک را به همراه خواهد داشت. تمیز بودن سیال از پارامترهای بسیار اساسی در عملکرد مناسب این قطعات مطابق با شرایط طراحی می باشد، همچنین نقش بسیار مهمی در افزایش قابلیت اعتماد سیستم و کاهش میزان مراقبت و نگهداری از آنها دارد.

بدترین دشمن برای این قطعات حساس و دقیق، آلودگی سیال است. اساساً آلودگی وجود هر گونه ماده خارجی در سیال می باشد که منجر به عملکرد زیان آور اجزای موجود در سیستم هیدرولیکی می گردد. آلودگی سیال ممکن است به شکل مایع، گاز و یا جامد باشد که ناشی از هر کدام از عوامل زیر است:

ورود به سیستم هنگام مونتاز و سرویس

آلودگی ناشی از این بخش شامل براده های آهن، ذره هایی از رزوه های لوله ها، نا صافی های لوله ها، آب بندیهای لوله، تراشه های نوارهای پلاستیکی، ذرات مواد عایق کننده، ذرات ناشی از جوشکاری و.. می باشد.

آلودگی های تولید شده در سیستم حین عملکرد ان

در طول کار کرد یک سیستم هیدرولیک، منابع آلودگی بسیاری وجود د دارند. از جوله آنها قطرات آبی هستند که از میعان رطوبت موجود در مخزن بوجود می آیند و گازهای ورودی، پوسته های ایجاد شده به علت خوردگی، ذرات سائیده شده از مواد عایق بندی، گل ولای و لجن ناشی از اکسیداسیون روغن از دیگر منابع می باشند.

آلایندئهای وارد شده به سیستم از محیط های خارجی                          

منبع اصلی آلودگی در این بخش استفاده از وسایل و ادوات آلوده همانند قیف ها، پارچه های تنظیف آلوده و ابزار آلات هنگام سرویس سیستم می باشد. شستن قطعات باز شده سیستم در روغن آلوده نیز می تواند سیال را آلوده کند.

ذرات خارجی که وارد سیستم هیدرولیک می شوند غالباً خرد شده و به هزاران ذره بسیار کوچک تبدیل می گردند. این ذرات بسیار ریز در فضای بین قرقره های سوپاپ های کنترل و سیارهای آنها قرار می گیرند و باعث گرفتگی و گیر کردن سوپاپ می شوند این پدیده گرفتگی نامیده می شود.

به منظور تمیز نگهداشتن سیال از اینگونه آلودگی و همچنین پیشگیری از بوجود آمدن پدیده هایی همچون گرفتگی، اجزائی نظیر فیلترها و صافی ها در سیستم های هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند. در این بخش به مطالعه جزئیات چگونگی تمیز نگهداشتن سیستم توسط صافی ها و همچنین مباحثی مربوط به آن از جمله درجه بندی میکرونی صافی هاف ضریب بتا (Beta) و کد پاکیزگی ISO  پرداخته می شود.

7-4-2 فیلترها

فیلتر وسیله ای است که اولین کاربرد آن جدا سازی ذرات معلق در سیال با استفاده از فضای متخلخل موجود در آن می باشد. فشنگی های کارتریج های فیلترها اجزای قابل جایگزینی هستند که از پارچه های نایلونی، سلولزی (کاغذ)، توری های سیمی و یا شبکه های پارچه ای نایلونی ساخته می شود. این اجزاء ذرات ناخواسته و مواد زائد موجود در سیال هیدرولیکی را جذب و از سیستم خارج می کند. هنگامیکه این اجزاء اشباع شوند تعویض خواهند شد. اندازه ذراتی که توسط فیلترها جذب می شوند در حد میکرون می باشند. یک میکرون یک میلیونم یک متر وبا 000039/0 یک اینچ می باشد. فیلترها می توانند ذرات خارجی در حد یک میکرون ) را جذب کنند.

مطالعات انجام شده نشان می دهند ذراتی کمتر از یک میکرون نیز می توانند اثرات منفی بر روی عملکرد سیستم هیدرولیک داشته باشند و همچنین الوده شدن و غن را تسریع می بخشند.

جدول 7-1 اندازه بعضی از ذرات بر حسب

اندازه های نسبی
40    پایین ترین محدوده قابل رویت
 25        سلو ل های خون سفید
 8       سلول های خون قرمز
 2 باکتری
رابطه اینچ و میلی متر بر حسب
 25400 1اینچ
 1000 1 میلیمتر

 

میکرون (

اندازه های ذرات یا لقی ها در سیستم های هیدرولیکی معمولاً بر حسب میکرون بیان می شوند که برابر با 39 میلیونم اینچ می باشد به منظور بیشتر ساده کردن فرآیند درک مفهوم میکرون، کوچکترین ذره ای که می توان با چشم دید غیر مسطح دید حدودm  40 می باشد.

ضریب بتا

ضریب بتا مقیاسی از بازده فیلتر می باشد و معیاری است که عملکرد یک فیلتر را برای ایجاد یک سطح پاکیزگی خاص در سیال اندازه گیری می کند. ضریب بتا عبارت است از نسبت تعداد ذرات موجود در یک میلی لیتر از سیال قبل از عبور از فیلتر به تعداد ذرات موجود در یک میلی لیتر پس از عبور از از شکل (7-3) اینچنین برداشت می شود که 200 ذره در فیلتر وجود دارد که اندازه ای بزرگتر از   3 دارند. فیلتری که دارای ضریب بتا کوچکتر می باشد، بازده آن کمتر است زیرا ذرات بیشتری از طریق آن عبور می کند با بررسی مجدد مثال فوق دیده می شود فیلتر بالایی 100 ذره را عبور می دهد و تنها 1 ذره امکان عبور از فیلتر پایین را دار است.

ضریب بتا برای فیلتر در بالا، توسط رابطه B=200/100 = 2 داده می شود که دارای بازده کمی می باشد در حالیکه ضریب بتا برای فیلتر پائین توسط رابطه B=200/I=200 داده می شود که بازده موثری دارد. معادله زیر به منظور تعیین مقدار بازده یک فیلتر استفاده می شود که به عنوان بازده بتا شناخته شده است.

       =   بازدهی بتا

که اندازه ذرات یشتر از یک مقدار مشخص از N  می باشد.

بنابراین رابطه بین ضریب بتا و بازده بتا می تواند اینچنین بیان شود:

1 -1 =  بازدهی بتا

برای مثال، فیلتری دارای ضریب بتا 40، بازدهی برابر %5/97= 40/1 خواهد داشت. ضریب بتا بالاتر، بازده بتا بیشتری خواهد داشت.