Hydrauliikkasuodattimet

Hydrauliikkasuodattimet

Hydrauliikkasuodattimien tehtävänä on poistaa hydrauliöljystä epäpuhtauksia ja suojata järjestelmän pumppuja, venttiilejä, sylintereitä ja muita herkkiä komponentteja kulumiselta ja vaurioilta. Oikein valittu suodatin auttaa ylläpitämään öljyn puhtautta, pidentämään komponenttien käyttöikää ja parantamaan hydrauliikkajärjestelmän toimintavarmuutta.

Hydrauliikkasuodattimia käytetään järjestelmän eri kohdissa. Tavallisimpia ovat paine-, paluu- ja imusuodattimet. Suodattimen valintaan vaikuttavat muun muassa järjestelmän virtaus, käyttöpaine, vaadittu suodatustehokkuus, sallittu painehäviö, käytettävä hydraulineste sekä suodattimen sijoitus järjestelmässä.

Painesuodattimet

Painesuodattimet sijoitetaan hydraulipumpun painepuolelle suojaamaan järjestelmän herkkiä komponentteja, kuten venttiilejä ja ohjausjärjestelmiä. Työkoneissa painesuodattimia käytetään esimerkiksi esiohjaus- eli servojärjestelmissä.

Painesuodattimet jaetaan muun muassa niiden paineenkeston, virtauskapasiteetin ja suodatustehokkuuden mukaan. Koska suodatin toimii järjestelmän painepuolella, sen rungon ja muiden rakenteiden on kestettävä järjestelmän käyttöpaine ja mahdolliset paineiskut.

Painesuodatin on tyypillisesti ns. täysvirtasuodatin, jolloin koko pumpun tuottama öljyvirta kulkee suodattimen läpi. Monissa suodatinjärjestelmissä on ohivirtausventtiili eli by-pass-venttiili. Jos suodatinelementin yli muodostuva paine-ero kasvaa liian suureksi esimerkiksi suodattimen tukkeutumisen tai kylmän ja jäykän öljyn vuoksi, ohivirtausventtiili voi avautua ja suojata suodatinelementtiä vaurioitumiselta. Tällöin osa öljystä voi kuitenkin ohittaa suodatinelementin ja jatkaa kiertoaan suodattamattomana. Ohivirtausventtiilin avautumiseen vaadittava paine-ero riippuu suodattimen rakenteesta ja käyttökohteesta.

Suodattimien rakenteista puhuttaessa suodatinelementeille annetaan ns. romahduspainearvo (collapse pressure). Romahduspaineella tarkoitetaan suodatinelementin sisä- ja ulkopuolen välistä paine-eroa, jonka suodatinelementti kestää ennen rakenteellista vaurioitumista. Sitä ei pidä sekoittaa hydrauliikkajärjestelmän käyttöpaineeseen.

Suodattimen tukkeutumista voidaan seurata mekaanisella tai sähköisellä tukkeutumisilmaisimella. Suodatinelementti on syytä vaihtaa, kun ilmaisin osoittaa suodattimen saavuttaneen sallitun paine-eron.

Osa korkeapainesuodattimista on ilman ohivirtausventtiiliä toimivia ns. täyspainesuodattimia. Niiden tarkoituksena on suojata erittäin kriittisiä järjestelmiä, esim. lentokoneiden, pelastuslaitosten isojen henkilönostimien tms. hydrauliikkajärjestelmiä. Tällöin suodatinelementin on kestettävä huomattavasti suurempi paine-ero, jotta suodattamaton öljy ei pääse suojattaviin komponentteihin.

Paluusuodattimet

Paineistetun öljyn tehtyä tehtävänsä öljyvirta tulee paluulinjaan paluusuodattimien läpi. Paluusuodattimen tehtävänä on poistaa järjestelmässä syntyneitä tai sinne päätyneitä epäpuhtauksia ennen kuin öljy palaa uudelleen kiertoon. Paluulinjan paine on yleensä huomattavasti painelinjaa alhaisempi, minkä vuoksi paluusuodattimessa voidaan käyttää rakenteeltaan erilaisia ja kustannustehokkaita suodatusratkaisuja.

Paluusuodatin on mitoitettava järjestelmän suurimman mahdollisen paluuvirtauksen mukaan. Paluuvirtaus voi joissain hydrauliikkajärjestelmissä olla hetkellisesti suurempi kuin pumpun tuottama virtaus.

Paluusuodattimissakin voidaan käyttää ohivirtausventtiiliä ja tukkeutumisilmaisinta. Suodatusaste valitaan järjestelmän puhtausvaatimusten ja suojattavien komponenttien perusteella.

Imusuodattimet

Imusuodattimet ja imusiivilät asennetaan hydrauliikkasäiliön ja pumpun väliin. Niiden ensisijainen tehtävä on estää suurempien epäpuhtauksien pääsy pumppuun.

Imupuolella painehäviö on pidettävä mahdollisimman pienenä. Liian tiheä, alimitoitettu tai tukkeutunut suodatin voi rajoittaa pumpulle tulevaa öljyvirtausta ja lisätä kavitaation riskiä. Tämän vuoksi imusuodattimet ovat yleensä suodatustehokkuudeltaan karkeampia kuin järjestelmän paine- tai paluupuolella käytettävät suodattimet.

Sivuvirtasuodatus

Hydrauliikkaöljyä voidaan puhdistaa myös varsinaisesta hydraulipiiristä erillisellä sivuvirta- eli off-line-suodatuksella. Tällöin osa säiliössä olevasta öljystä kierrätetään erillisen pumpun avulla suodattimen läpi.

Sivuvirtasuodatuksella voidaan ylläpitää öljyn puhtautta jatkuvasti varsinaisen hydraulijärjestelmän toiminnasta riippumatta. Ratkaisua käytetään erityisesti järjestelmissä, joissa öljyn puhtaudelle asetetaan korkeat vaatimukset.

Hydrauliikkasuodattimen valinta

Hydrauliikkasuodatinta valittaessa on tärkeää huomioida kokonaisuus. Suodattimen on sovelluttava järjestelmän virtausmäärälle ja käyttöpaineelle, ja sen suodatustehokkuuden tulee vastata järjestelmän puhtausvaatimuksia.

Valinnassa huomioitavia ominaisuuksia ovat muun muassa:

• suodattimen sijainti järjestelmässä
• suurin käyttöpaine
• suurin virtaus
• suodatusaste
• suodattimen aiheuttama painehäviö
• suodatinelementin paine-eronkesto
• mahdollinen ohivirtausventtiili
• liitäntätyyppi ja mitat
• suodatinmateriaalin soveltuvuus käytettävälle hydraulinesteelle

Mitä herkempiä ja tarkemmilla toleransseilla toimivia komponentteja järjestelmässä käytetään, sitä tärkeämpää öljyn puhtauden hallinta on.

Hydrauliikkasuodattimen hinta

Hydrauliikkasuodattimien hinnoissa voi olla suuria eroja, koska käyttökohteet ja tekniset vaatimukset vaihtelevat huomattavasti.

Yksinkertaisen hydraulisen kippijärjestelmän suodattimelta ei yleensä vaadita samoja ominaisuuksia kuin nykyaikaisen metsä-, kaivos- tai muun työkoneen hydraulijärjestelmässä käytettävältä suodattimelta. Korkeat käyttöpaineet, suuret virtausmäärät sekä herkkien servo- ja proportionaaliventtiilien käyttö asettavat suodatukselle suurempia vaatimuksia.

Kallein suodatin ei siis automaattisesti ole jokaiseen käyttökohteeseen paras vaihtoehto. Olennaista on valita suodatin, jonka ominaisuudet vastaavat kyseisen hydraulijärjestelmän vaatimuksia.