Башта Т.М. - Машиностроительная гидравлика, страница 107

Однако относительная грязесъемность толстых фильтроматериалов выше, чем топких. Зто обусловлено тем, что у тонких образцов значение уплотненно- ЙР н~~смь го поверхностного слоя, в котором концентрируется основное количество задержанных частиц, 20 О ~ г д / Удаленью плаааиньтраданнмд о йг йз йд фу ( . ° адьем Удельныб раалад а! д) Рис. 328. Хереитеристььии метеллеиерамического фильтрематериала выше, чем у толстых, в соответствии с чем загрязнение (забивание) в них пор происходит более интенсивно, чем в последних.

По данным различных исследований 70 — 80% загрязнений, задержанных фильтром, удерживается в поверхностном слое, толщина которого составляет 2 — 4% от общей толщины фильтра. Поскольку сопротивление поверхностного слоя у тонких фильтров выше, чем у толстых, перепад давления на первых возрастает интенсивнее, чем на последних. На рис. 328, а представлены кривые зависимости повышения перепада давления для фильтров разной толщины Ь от удельного профильтрованного. объема (л/слье) загрязненной жидкости (70— 80% частиц загрязнителя размером 2 — 5 льльм).

Зависимость носит нелинейный характер, что свидетельствует о постепенной закупорке пор загрязнителем. На рис. 328, б показаны кривые удельного расхода в функции перепада давления для материала с пори- стостью 55% и диаметра исходной фракции порошка г) = 160,кя. Кривые построены для раэличных коэффициентов 'проницаемости й, обусловленной толщиной й материала. Применяются также материалы иэ коротких проиэвольно расположенных волокон меди, нихрома и других металлов диаметром т00-200 мк. Волокна изготовляются с гладкой и шероховатой (экструдированные волокна) поверхностью, причем тонкость очистки в последнем случае выше (на 20 — 30%) при равных проницаемостях. Испытания покааали, что такие волокнистые фильтры улавливают большое количество частиц, размеры которых эначительно меньше размеров пор.

Так, например, фильтры на шероховатых волокон с номинальной тонкостью очистки 55 мк задерживают 80% частиц раэмером 10 мк. Металлические волокна используются также для создания прочного несущего скелета (каркаса), эаполняемого менее прочным фнльтровальным материалом (пластмассой, порошковой металлокерамикой и пр.). Пористость каркаса доводится в этом случае до 90% и выше.

Распространены также многослойные фильтроэлементы иэ двух и более фильтровальиых слоев различной пористости, расположен-. ных с уменьшением пор по потоку жидкости. В двухслойном фильтре фильтрующая перегородка состоит иэ двух слоев порошка различных фракций: слой более мелкого порошка небольшой толщины обеспечивает тонкую фильтрацию, слой крупного порошка является опорным и обеспечивает более грубую фильтрацию. Подобные фильтры обладают более высокой, чем однослойные фильтры, гряэесъемностью, что обусловлено тем, что крупные частицы эадерживаются фильтроэлементом иэ грубой фракции порошка, тогда как при однослойном элементе тонкой фракции эти частицы приводят к эакупорке поверхностных его пор. Двухслойные фильтры облада|от также более высокой тонкостью фильтрации, чем однослойные, размер порошка которых соответствует раэмеру порошка тонкого слоя двухслойного фильтра.

Последнее обусловлено тем, что в пограничном слое (на стыке двух слоев) мелкий порошок внедряется в поры опорного слоя. По проиэводительности двухслойные фильтрующие элементы занимают промежуточное положение по сравнению с однослойными.

Перепад давления в таком фильтре равен сумме перепадов на слоях иэ тонкой и грубой фракций порошка, причем величина перепада (до загрязнения фильтроэлемента) не зависит от того, каким слоем фильтроэлемент обращен к потоку жидкости. Однако гряэесъемность будет большей при потоке со стороны слоя более грубой фракции порошка. Фильтроэлементы иа сферических порошков должны быть испытаны на вибрациовных установках на возможность отделения шариков при пульсациях давления и резких изменениях темпера- туры. Частота вибраций должна быть равна примерно 200 гк и лерегрузка 15 — 50 я. Гидравлические характеристики чисто керамических фильтро- элементов (стекло, фарфор и пр.) близки к характеристикам ме- таллокерамических с таким же размером пор. Фильтры из металлических сеток сложного плетения.

В гидро- системах некоторых машин (самолетов и пр.) применяются нике- левые фильтрующиесетки сложного плетения (саржевого и иного), которые отфильтровывают частицы размером 2 — 3 мк. Эти сетки сплетены из нескольких слоев витой проволоки, между которыми проложены элементы из плетеной проволоки или проволоки, осно- ва и уток которой перекрещиваются между собой через две или три проволоки; диаметр проволоки равен нескольким микронам. Ячейки каждого слоя такого фильтроэлемента имеют такой же размер, что н отверстия элемента нз плетеной проволоки, однако, будучи изготовлены путем накладывания друг на друга несколь- ких слоев (от 4 до 20 слоев), они приобретают характеристики глубинного фильтроэлемента.

Конструктивно эти элементы выполняются так же, как и фильтры с обычными сетчатыми и бумажными элементами (см. рис. 320 †3), и обычно они взаимозаменяемы. В зависимости от материала, из которого изготовляется сетка, фильтроэлементы могут использоваться при температурах от — 240 до +800' С. Фильтры с комбинированным наполнителем. В целях повы- шения грязевой емкости и эффективности удаления из рабочей жидкости загрязнений применяют комбинированные фильтры с поверхностным и глубинным наполнителями.

Распространены комбинированные наполнители из высокока- чественного стекловолокна с элементом из сетки саржевого плетения. Фильтры с подобным наполнителем имеют высо- кую долговечность и могут обеспечить тонкость фильтрации 3 мкм. В некоторых случаях применяют глубинные фильтры с трех- ступенчатым расположением фильтрующих элементов, с перехо-, дом от фильтровальных материалов с более грубой пористостью (10 — 12 мкм) до более мелкой (1 — 2 мкм), в которых создаются благоприятные условия для равномерного нагружения (по аа- держанию аагрязнителя) фильтроматериалов. Схемы фильтрования и место установки фильтра. Применяют схемы фильтрования либо всего потока жидкости, либо части его. Первую схему называют схемой последовательного и вторую— параллельного включения фильтра, при которой фильтруется не весь поток жидкости, а лишь часть его, оо4 Схема последовательного включения фильтра обеспечивает фильтрацию всей жидкости, участвующей в циркуляции; фильтр в атом случае должен быть рассчитан на полный расход жидкости.

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

Целесообразно применять одновременно обе схемы фильтрации: для фильтрации всего потока применять фильтр, имеющий относительно высокую пористость, и для защиты особо ответственных агрегатов — фильтры тонкой очистки. ю д! 9 г) Рис. 329. Схемы установки фильтров При выборе места для установки фильтра всего расхода руководствуются следующими соображениями.

Для предохранения насоса (Н), который наиболее чувствителен к загрязнениям жидкости, фильтр желательно устанавливать на всасывающей линии насоса (рис. 329, а). Опыт показывает, что при установке фильтров в линии всасывания повышается срок службы насосов. Однако фильтр увеличивает сопротивление всасывающей линии и тем самым ухудшает условия заполнения насоса жидкостью. Фильтры, устанавливаемые на линии нагнетания, могут быть рассчитаны на более высокое сопротивление, однако корпус фильтра в атом случае будет находиться под рабочим давлением. Учитывая, что основным источником внутреннего загрязнения является насос, целесообразно (рис. 329, б) устанавливать фильтр после насоса (на линии нагнетания). Фильтр, установленный на сливной линии (рис. 329, в), хотя непосредственно и не предохраняет агрегаты от загрязняющих частиц, однако не препятствует всасыванию и не находится под рабочим давлением.