A Escolha do Filtro - Filtragem Hidráulica

Filtragem – Fato - Sempre use um indicador de condição do elemento com qualquer filtro, especialmente com aqueles que não têm uma válvula bypass.

Filtragem – Fato - Um elemento carregado de contaminante continuará a aumentar em diferencial de pressão até que: •O elemento seja substituído. •A válvula bypass seja aberta.     •Ocorra falha do elemento.

Carcaças do Filtro 

A carcaça do filtro é um vaso de pressão que contém o elemento de filtro. Normalmente, consiste de duas ou mais sub-montagens, tais como: uma cabeça (ou tampa) e um copo para permitir o acesso ao elemento. A carcaça tem canais de entrada e saída, permitindo ser instalada em um sistema de fluido.
 
Características adicionais da carcaça podem incluir furos de montagem, válvulas bypass e indicadores da condição do elemento.Os conceitos básicos para a escolha da carcaça do filtro inclui métodos de montagem, opções de conexões, opções de indicadores e pressão de trabalho. Todos, com exceção da pressão de trabalho, dependem do design do sistema físico e as preferências do projetista. A pressão de trabalho da carcaça é bem menos arbitrária. Pode ser determinada antes da escolha do tipo de carcaça.

Pressão de Trabalho

A localização do filtro no circuito é o determinante principal da pressão de trabalho. As carcaças são projetadas genericamente para três localizações em um circuito: sucção, pressão ou linhas de retorno. Uma característica destas localizações é sua pressão máxima de operação. Filtros para sucção e linha de retorno são projetados para pressões mais baixas, até 500 psi (34 bar). As localizações dos filtros de pressão podem requerer taxas de 1500 psi a 6000 psi (103 a 414 bar). É essencial analisar o circuito para frequentes picos de pressão, assim como condições constantes. Algumas carcaças têm faixas de pressão de fadiga menores ou restritas. Em circuitos com frequentes picos de alta pressão, deve ser usado outro tipo de carcaça para prevenir as falhas relacionadas à fadigas.

A Válvula Bypass (Alívio)

A válvula bypass é usada para prevenir o colapso ou quebra do elemento quando este torna-se altamente carregado de contaminante. Ela também previne cavitação da bomba no caso da linha de sucção. Conforme os contaminantes se acumulam no elemento, a pressão diferencial pelo elemento aumenta. A uma pressão bem mais abaixo do ponto de falha do elemento, a válvula bypass abre-se, permitindo que o fluxo passe pelo elemento. Alguns tipos bypass têm a opção “bypass ao tanque”. Isto permite que o fluxo bypass não filtrado retorne ao tanque através de uma terceira conexão, prevenindo que o fluido não filtrado entre no sistema.   Outros filtros podem ser fornecidos sem a bypass ou com a opção bypass bloqueada. Isto evita que qualquer fluido não filtrado entre no lado filtrado. Em filtros sem válvulas bypass, devem ser usados elementos com resistência ao colapso mais alto, especialmente em filtros de pressão. Aplicações com uso da opção “sem bypass” incluem servo válvulas e outro componente de proteção sensível. Quando especificar um filtro sem bypass, certifique-se de que o elemento tenha faixa de pressão diferencial perto da pressão de operação máxima do sistema. Quando especificar um filtro tipo bypass, é necessário levar em conta que o fabricante projetou o filtro para suportar a pressão diferencial da válvula bypass quando a mesma se abre. Após a escolha do tipo de carcaça e da faixa de pressão, deve ser escolhida a válvula bypass. A configuração da válvula bypass deve ser selecionada antes de dimensionar a carcaça. Após tudo ter sido escolhido, deve-se escolher ainda a pressão bypass mais alta disponível pelo fabricante. Isto fornecerá uma vida mais longa ao elemento de um dado tamanho de filtro. Ocasionalmente, pode ser selecionada uma configuração mais baixa para ajudar a minimizar a perda de energia do sistema, ou a reduzir o retorno de pressão em outro componente. Em filtros de sucção, é usada uma válvula bypass de 2 ou 3 psi (0,14 ou 0,2 bar) para minimizar a chance potencial de cavitação da bomba.

Filtragem – Fato - Sempre considere condições de baixa temperatura quando dimensionar filtros. Aumento da viscosidade  no fluido pode causar uma considerada elevação no diferencial de pressão através da montagem do filtro.

Filtragem – Fato - O diferencial de pressão em uma montagem de filtro depende de:       1. Tamanho do elemento e carcaça 2. Meio filtrante 3. Viscosidade do fluido 4. Vazão. 

Indicadores da Condição do Elemento

O indicador da condição do elemento indica quando o elemento deve ser limpo ou substituído. Geralmente, o indicador tem marcas de calibração que também indicam se a válvula bypass foi aberta. O indicador pode ser ligado mecanicamente à válvula bypass ou pode ser um dispositivo sensitivo de pressão diferencial totalmente independente. Os indicadores podem dar sinais elétricos, visuais ou ambos. Normalmente, os indicadores são configurados para várias indicações até 5-25% antes que a válvula bypass se abra. 

Dimensionamento da Carcaça e Elemento 

O tamanho da carcaça deve ser o suficiente para alcançar pelo menos uma razão 2:1 entre     a configuração da válvula bypass e o diferencial de pressão do filtro com elemento limpo instalado. É preferível que esta razão seja 3:1 ou até mesmo maior para elemento com alta vida. Por exemplo, o especificador necessita saber a viscosidade do fluido de operação e a máxima vazão de fluxo (ao invés de uma média) para certificar-se que o filtro não estará operando em uma grande parte do tempo em bypass devido ao aumento do fluxo. Isto é particularmente importante nos filtros da linha de retorno, onde a multiplicação do fluxo dos cilindros pode aumentar o fluxo de retorno comparado com a vazão da bomba.
Se o filtro foi configurado com uma válvula bypass de 50 psi (3,4 bar), o diferencial de pressão inicial (limpo) não deve ser maior que 25 psi (1,7 bar) e preferivelmente 16,7 psi (1,1 bar) ou menor. Isto é calculado da razão 3:1 e 2:1 da configuração bypass e do diferencial de pressão inicial. Muitas montagens padrão dos filtros usam uma válvula bypass para limitar queda máxima de pressão pelo elemento. Visto que o elemento torna-se bloqueado com contaminantes, o diferencial de pressão aumenta até que o ponto máximo de pressão da válvula bypass seja atingido. Neste ponto, o fluxo internamente ao filtro não passa pelo elemento de filtro e sim pela válvula bypass. Esta ação limita o diferencial de pressão máximo através do elemento. O tópico importante é que algumas partículas contaminantes do sistema também passam pelo bypass e não pelo elemento. Quando isto acontece, a eficácia do elemento fica comprometida e os níveis de pureza do fluido. Montagens padrão de filtro normalmente tem uma pressão de abertura da válvula bypass entre 25 e 100 psi (1,7 e 6,9 bar). O relacionamento entre o diferencial de pressão inicial através do elemento limpo e a configuração da pressão da válvula bypass devem ser considerados. Um elemento de celulose tem uma faixa estreita de aumento de pressão exponencial. Por esta razão a relação entre o diferencial de pressão inicial e a configuração da pressão da válvula bypass são muito importantes. Esta relação em vigor determina a vida útil do elemento. Em contraste, a vida útil dos elementos de fibra de vidro de uma ou multicamadas é estabelecida pela região linear horizontal do aumento de baixa pressão relativa, não a região de aumento de pressão exponencial. Da mesma forma, a pressão da válvula bypass de montagem do filtro, se 25 ou 75 psi (1,7 ou 5,2 bar), tem pouco impacto na vida útil do elemento. Assim, o diferencial de pressão inicial e a configuração da válvula bypass são fatores de dimensionamento a menos quando for considerado um meio filtrante de fibra de vidro.