Omat koneet

Suodattimet


Ajoneuvo- ja konetekniikassa teknillisessä mielessä suodatin on verkko, jonka läpi johdetaan kaasua tai nestettä, josta pitää erottaa pois haitallisia aineosia.
Suodattimen tärkeimmät ominaisuudet ovat partikkeleiden suodatuskyky. Partikkeleiden koko määritellään kohteen vaatimusten mukaan. Mittayksikkönä on µ = mikrometri eli metrin miljoonasosa! Vertailukohteena mainittakoon, että ihmisen hius on n. 40 µ.

Likakapasiteetti on ominaisuus, jolla määritellään kuinka paljon epäpuhtauksia suodatin pystyy keräämään, ennen kuin ennalta määritelty paine-ero likaisen ja puhtaan öljyn välillä saavutetaan.
Tämän paine-eron suodattimen valmistaja määrittelee ja sitä mitataan erilaisilla menetelmillä. Paine-eroa mitataan standardisoiduilla testeillä ja tulos merkitään dP-merkinnällä (delta ΔP). dP-ominaisuuteen vaikutetaan erilaisilla suodatinmateriaaleilla ja rakenneratkaisuilla. Yhteistä kaikille on se, että pyritään löytämään keinoja, joilla saada suodattimille mahdollisimman suuri tehollinen suodatuspinta-ala kohtuulliseen hintaan.
Paine-eroa valvotaan erilaisilla antureilla, jotka ilmaisevat maksimipaine-eron. Suodatin on vaihdettava ja suodatinelementtiä suojellaan esimerkiksi by pass-venttiileillä.
By pass-venttiilien aukeaminen kertoo liian suuren paine-eron muodostumisesta. Ilmiö ilmaistaan erilaisilla antureilla.

Suodatinjärjestelmä on yhtä hyvä kuin sen heikoin lenkki. Tällä tarkoitetaan, että hydrauliikkasuodatinjärjestelmä pitää ajatella kokonaisuutena, johon kuuluvat säiliöiden huohotinsuodattimet. Hydrauliikkajärjestelmä hengittää koko ajan järjestelmän toimiessa. Ilmiö jatkuu myös työkoneen ollessa lepotilassa ulkoilmaolosuhteissa.

Ilman lämpötilan vaihdellessa öljy ”hengittää” imien kosteutta. Huohotinsuodattimet jaetaan kahteen eri versioon eli venttiilillä varustetut ja venttiilittömät. Syynä tähän ovat rakenne-erot hydrauliikkapumppujärjestelmissä. Nykyisin yleisimmin käytössä olevat hydrauliikkapumput ovat säätötilavuusaksiaalimäntäpumppuja ja niiden itseimukyky on heikko verrattuna hammaspyörä- ja lamellipumppuihin. Pumppujen kavitaatioriski on suuri, kun öljy lämpenee. Kavitaatio on ilmiö, jossa neste, yleensä vesi, alkaa kiehua paineen laskun johdosta. Maksimissaan 0.5 bar paineventtiilillä varustetut huohotinsuodattimet nostavat pumpun imutehoa lievällä säiliön ylipaineistuksella. Samalla ylipaine vähentää kavitaatioriskiä sekä vaahtoutumista. Hammaspyörä- ja lamellipumppujärjestelmissä itseimukyky on niin voimakas, että huohotin voi olla vapaasti hengittävä, eikä kavitaatioriski ole vallitseva.

Suodatustehokkuuden pitää olla 5- 10 µ eli vähintään sama mikä on koko järjestelmälle suunniteltu suodatustehokkuus. Hydrauliikkaöljysäiliön imuputkessa on imusuodatin, jonka käyttöä pitää miettiä tapauskohtaisesti. Ulkoilmakäytössä kylmissä olosuhteissa öljy on jäykkää ja tällöin pumpun kavitaatioriski kasvaa (aksiaalimäntäpumppu). Kavitointi on pumpulle vaarallinen ilmiö ja sitä pyritään kaikin tavoin estämään. Pumpusta kuuluu voimakas ääni ja kavitaatio aiheuttaa pumpulle vakavia vaurioita.

Hydrauliikkajärjestelmät luokitellaan kolmeen eri kategoriaan. Matalapainejärjestelmät ovat painealueiltaan 0,6 - 3 mPa (6- 30 bar). Keskipainejärjestelmät ovat painealueiltaan 3 - 16 mPa (30- 160 bar). Korkeapainejärjestelmät ovat painealueeltaan 16- 30 mPa (160- 300 bar).
Kukin järjestelmä vaatii omantyyppisensä painesuodattimen. Huohotin - ja paluusuodattimet ovat samantyyppisiä kaikissa järjestelmissä.
Suodatintyyppeinä ovat ns. SPIN-ON – täysvaihtoiset kierrettävät suodatinpanokset tai koteloon tulevat vaihtoelementit.
SPIN-ON- suodatinpanokset kuuluvat tyypillisesti matalapainejärjestelmien suodattimiin ja vaihtoelementit keskipaine- ja korkeapainejärjestelmien suodattimiin.