Filtri idraulici e di lubrificazione

Tipi di Filtri e Posizioni

È molto importante selezionare un filtro che migliori l’affidabilità del sistema di lubrificazione o idraulico per eliminare i guasti dovuti alla contaminazione. Esaminiamo le varie opzioni per la posizione di un filtro. Non sono noti modelli matematici in grado di individuare facilmente un filtro in un dato sistema. Ancora oggi, la posizione del filtro rimane soggettiva e spetta al progettista del sistema individuare un filtro adatto al sistema. HTuttavia, ci sono alcuni punti che vengono utilizzati prevalentemente nel lubrificante o in un sistema idraulico.

FILTRO DI ASPIRAZIONE O FILTRO DI ASPIRAZIONE

Questo filtro si trova su una porta di aspirazione della pompa o immerso nel serbatoio e collegato alla linea di aspirazione che porta alla pompa. Un filtro di aspirazione ha lo scopo di proteggere la pompa dalle particelle di grandi dimensioni presenti nel serbatoio.  Questo filtro è solitamente un filtro a maglia grossa o anche un separatore magnetico. I filtri ad alta efficienza solitamente non vengono posizionati sul lato di aspirazione poiché un’elevata pressione differenziale può causare guasti alla pompa. Un filtro fine sul lato di aspirazione della pompa richiederebbe che il filtro fosse molto grande in grado di gestire il flusso e avere una caduta di pressione estremamente bassa.
I filtri fini tenderebbero inoltre a caricarsi più rapidamente rispetto ai filtri grossolani che consentono il passaggio della maggior parte delle particelle piccole. Filtri di aspirazione di dimensioni inadeguate causeranno il guasto della pompa a causa della cavitazione anziché della contaminazione.Molti OEM di pompe scoraggiano l’uso di filtri e filtri di aspirazione a causa del rischio intrinseco di cavitazione della pompa. Un’adeguata filtrazione di ritorno, abbinata alla filtrazione off-line e al corretto controllo dell’ingresso di particolato con sfiatatoi ad alta efficienza, può spesso rendere superflua la filtrazione in aspirazione.

FILTRO A PRESSIONE

Questo filtro viene generalmente installato tra l’uscita della pompa e il resto dei componenti di un sistema idraulico. L’idea qui è quella di proteggere tutti i componenti di un dato sistema. Questo filtro deve resistere alla pressione totale del sistema e deve essere in grado di gestire il flusso massimo della pompa. Per i sistemi con carico di lavoro variabile, il filtro deve resistere a flussi fluttuanti, cicli di pressione e picchi.Nella maggior parte dei casi, questo è solitamente il filtro più piccolo ma è anche il più costoso.

I filtri ad alta pressione possono essere installati con o senza valvola di bypass. Lo scopo del bypass integrale è consentire a una parte del flusso di bypassare il filtro durante condizioni di avviamento a freddo o quando l’elemento filtrante è fortemente carico di contaminanti.Se viene selezionato un filtro a pressione con bypass, l’elemento deve essere sostituito immediatamente dopo l’indicazione o secondo un programma di manutenzione preventiva regolare.  Se i componenti del sistema sono molto sensibili alla contaminazione (servovalvole) è possibile selezionare un filtro a pressione senza bypass per garantire che tutto il fluido che entra nei componenti sensibili venga filtrato.

I filtri con bypass utilizzano elementi classificati come a basso collasso e possono resistere a pressioni differenziali fino a 450 psid, 30 bar.  I filtri senza bypass utilizzano elementi classificati come ad alto collasso e possono resistere a pressioni differenziali fino a 3000 psid o 450 bar. Il costo tra i gruppi di filtri bypass e non bypass è minimo, tuttavia, gli elementi sostitutivi ad alto collasso possono costare fino al 300% in più rispetto agli elementi a basso collasso.

FILTRO DI RITORNO

I filtri di ritorno possono essere installati in linea o all’interno del serbatoio (filtro di ritorno in-tank). Sono disponibili varietà di filtri per ogni stile di assiemi. Il progettista del sistema raccoglie tutto il flusso dal sistema e lo dirige attraverso il filtro della linea di ritorno.Una tale disposizione garantisce che l’olio nel serbatoio venga pulito secondo le specifiche ISO desiderate. 

Quando un sistema contiene diversi cilindri a doppio effetto, è opportuno notare che il flusso di ritorno dall’estremità cieca di un cilindro sarebbe solitamente superiore alla portata massima della pompa. Questo filtro deve gestire il flusso massimo dovuto alla moltiplicazione del flusso durante lo scarico del cilindro. (Per ulteriori spiegazioni su questo contattare Hy-Pro)

I filtri sul ritorno sono dotati di serie di valvole di bypass interne o esterne poiché sono soggetti a portate che possono essere superiori a quella massima della pompa. La valvola di bypass protegge l’alloggiamento dallo scoppio e l’elemento dal collasso.

Il sovradimensionamento del filtro di ritorno è una pratica comune. Ciò consente la flessibilità di migliorare il grado di filtrazione senza creare una pressione differenziale eccessivamente elevata. Normalmente questo è il filtro più grande e meno costoso e un filtro comune per un sistema idraulico mobile.

FILTRO A PRESSIONE LINEA PILOTA
Alcuni sistemi hanno componenti molto sensibili che vedono solo una frazione del flusso.
È molto semplice filtrare l’intero sistema fino al livello di pulizia richiesto oppure, in alternativa, è possibile installare un filtro più piccolo con un materiale filtrante fine nella gamba critica di un

sistema e il resto del sistema può essere dotato di un filtro appropriato più grossolano. Ciò potrebbe sembrare una spesa aggiuntiva, ma a lungo termine è molto economico per un sistema avere due filtri anziché un filtro singolo di grandi dimensioni con un materiale filtrante fine. Con un filtro il costo di manutenzione sarà maggiore del costo iniziale dell’installazione di due filtri in un sistema.  In tutti i casi sopra indicati, va notato che ogni volta che l’elemento filtrante necessita di manutenzione, il sistema deve essere spento, l’elemento sostituito e il sistema riavviato. Se tale condizione non è auspicabile, come nelle centrali elettriche, nelle cartiere, ecc, allora sarebbe prudente installare un filtro Duplex.

FILTRO DUPLEX AD ALTA PRESSIONE

Quando viene applicato un gruppo filtro singolo, il sistema deve essere spento o bypassato ogni volta che l’elemento filtrante richiede manutenzione.Se tale condizione non è auspicabile (centrale elettrica), sarebbe prudente installare un filtro Duplex.

Un duplex presenta almeno due alloggiamenti dei filtri con una valvola di trasferimento che separa gli alloggiamenti.  Il flusso può essere instradato attraverso un alloggiamento o entrambi a seconda della valvola. Quando uno dei filtri è completamente carico, l’operatore commuta la valvola per attivare il filtro di standby e quindi provvede alla manutenzione del filtro sporco. Questo filtro Duplex evita lo spegnimento di un sistema durante la sostituzione del filtro.

FILTRO DUPLEX A BASSA PRESSIONE, ALTO FLUSSO

Le applicazioni a portata elevata e a bassa pressione (lubrificazione, olio combustibile) in cui lo spegnimento del sistema per la manutenzione di un filtro non è un’opzione, richiedono l’installazione di un duplex

Hy-Pro DLF e DLFM sono in grado di gestire fluidi ad alto flusso e ad alta viscosità tipicamente utilizzati nelle applicazioni di lubrificazione. Il DLFM può avere fino a 22 elementi per nave per garantire una maggiore durata degli elementi.

I duplex sono dotati di una vera valvola di trasferimento a 6 vie per facilitare il passaggio tra gli alloggiamenti dei filtri.

FILTRO OFF-LINE (DEDICATO)

Alcuni OEM o gli utenti di un sistema idraulico o di lubrificazione installano un sistema di filtraggio off-line.  Questo sistema è un sistema di filtraggio autonomo. Include una combinazione pompa-motore come fonte di alimentazione e una gamma di flessibilità di filtrazione per ottenere molti risultati desiderati.
Può essere facilmente collegato ad un serbatoio di sistema. Questo sistema può funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 o in modo intermittente.

Può essere dotato di un elemento filtrante molto fine per pulire l’olio fino a diversi codici ISO al di sotto della pulizia richiesta e può essere utilizzato anche per rimuovere l’acqua.  
È possibile installare più filtri in serie per rimuovere l’acqua con un elemento e rimuovere le particelle sottili con il successivo o prolungare la durata dell’elemento con un approccio “step down” al grado di filtrazione. Quando l’elemento filtrante raggiunge la sua caduta terminale, viene sottoposto a manutenzione senza spegnere il sistema principale.

FILTRO OFF-LINE (MOBILE)

I sistemi di filtrazione offline mobili possono offrire lo stesso impatto e flessibilità dei filtri offline dedicati eseguendo allo stesso tempo molteplici attività.  Includono una combinazione pompa-motore come fonte di alimentazione e filtri che possono essere dotati di molti elementi diversi a seconda dell’applicazione.

Comunemente denominati carrelli filtro, possono essere dotati di raccordi a sgancio rapido e collegati a un serbatoio o contenitore per il condizionamento, utilizzati per filtrare i fluidi durante il trasferimento e utilizzati per filtrare l’olio durante il recupero. A 

il carrello filtrante dotato di due filtri in serie può avere un rapido impatto sulla pulizia del fluido e sul contenuto di acqua con l’applicazione degli elementi filtranti appropriati.  Possono anche essere dotati di monitor di particelle online che segnalano quando viene raggiunta la pulizia desiderata durante le applicazioni di lavaggio. Se non è specificato un monitor delle particelle, è necessario installare porte di campionamento dell’olio per misurare la pulizia.

L’olio nuovo in genere non è adatto a nessun sistema idraulico o di lubrificazione, quindi è importante evitare di contaminare la macchina quando si aggiungono fluidi.

RESPIRI

Gli respiratori ad alta efficienza sono una componente essenziale di un adeguato controllo della contaminazione.
Gli sfiatatoi pieghettati con materiale in vetro possono rimuovere il particolato fino a 1 micron con assoluta efficienza.

Gli sfiati essiccanti controllano le particelle, assorbono l’acqua dall’aria e possono persino controllare lo scarico della nebbia d’olio.
Gli sfiatatoi ad alta efficienza possono prolungare la durata di tutti gli elementi filtranti sui sistemi idraulici e di lubrificazione controllando l’ingresso dell’aria, che è una delle principali fonti di contaminazione da particolato.

I fornitori di sfiati spin-on e essiccanti offrono un’ampia gamma di adattatori in modo che qualsiasi serbatoio o scatola del cambio possa essere adattata.

Conclusione:

I filtri sono spesso considerati un male necessario e vengono aggiunti a un sistema come un ripensamento invece che come una risorsa preziosa. La corretta selezione e dimensionamento dei filtri può garantire anni di funzionamento affidabile delle apparecchiature e risparmiare denaro che comunemente viene perso combattendo la contaminazione failures.

Approximately 75 % di tutti i guasti dei componenti idraulici sono attribuiti al degrado superficiale causato da contaminazione e corrosione. Si stima che il costo di installazione e manutenzione di un sistema di filtraggio adeguato ammonti al 3% del costo associato a problemi legati alla contaminazione dell’iceberg.

Costi nascosti di contaminazione incontrollata includono; tempi di inattività non pianificati, spese di sostituzione o riparazione dei componenti, sostituzione dei fluidi, smaltimento, ore di manodopera per la manutenzione, tempo ed energia per la risoluzione dei problemi e sprechi.