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Tipos e Níveis de Elementos Filtrantes - Filtragem Hidráulica

15/04/2013

Filtragem - Fato - Meio filtrante de superfície pode ser limpo e reutilizado. Um equipamento ultrassônico geralmente é o melhor método. Tipicamente meio filtrante de profundidade não pode ser limpo, nem reutilizado.

O meio filtrante é aquela parte do elemento que remove o contaminante. Geralmente o meio filtrante vem em forma de folhas e então é plissado para expor mais área da superfície para o fluxo do fluido. Isto reduz a pressão diferencial enquanto aumenta a capacidade de retenção de contaminantes. Em alguns casos, o meio filtrante pode ter camadas múltiplas e telas para atingir certo critério de desempenho. Depois de plissado e cortado no comprimento apropriado, as duas pontas são ligadas usando-se um clipe especial, adesivo ou outro mecanismo selador. O meio filtrante mais comum inclui tela de aço, celulose, compostos da fibra de vidro ou outros materiais sintéticos. O meio filtrante é geralmente classificado de superfície ou profundidade.

Superfície do Meio Filtrante

Para meio filtrante do tipo superfície, o fluido basicamente tem um caminho direto para a passagem do meio filtrante. O contaminante é capturado na superfície do elemento onde passa o fluxo do fluido. Os elementos filtrantes de superfície geralmente são feitos de telas. Visto que o processo usado no entrelaçamento do fio pode ser controlado com acuracidade, os elementos filtrantes de superfície tem um poro de tamanho consistente. Este poro de tamanho consistente é o diâmetro da partícula esférica mais larga que passará através do elemento sob teste em condições específicas. Entretanto, a formação do contaminante superfície do elemento, permitirá ao meio filtrante capturar partículas menores do que a faixa de tamanho do poro. Da mesma forma, as partículas que têm diâmetro menor mas que podem ser maiores em comprimento (tais como forma de fibra), pode passar para o lado filtrado do meio filtrante.

Meio Filtrante de Profundidade

Para tipos de meio filtrantes de profundidade, o fluido deve tomar caminhos indiretos através do material que forma o meio filtrante. As partículas são depositadas nas aberturas em forma de labirinto por todo o meio filtrante. Por causa de sua construção, um meio filtrante tipo profundo tem muitos poros de vários tamanhos. Dependendo da distribuição dos tamanhos dos poros, este meio filtrante pode ter uma alta faixa de captura de partículas com tamanhos pequenos.
A natureza do meio filtrante e o processo de entrada do contaminante no elemento do filtro explicam porque alguns elementos duram muito mais do que outros. Em geral, o meio filtrante contém milhões de pequeníssimos poros formados pelas fibras do meio filtrante. Os poros têm um faixa de diferentes tamanhos e são interconectados por todas as camadas do meio filtrante para formar um caminho tortuoso para o fluxo do fluido.

Meio Filtrante de Profundidade

Os dois tipos básicos de meio filtrante de profundidade, que são usados para elementos de filtros, são celulose e fibra de vidro.

Os poros no meio filtrante de celulose tende a ter uma vasta faixa de tamanhos e são muito irregulares em formas, devido ao tamanho e forma irregulares das fibras.

Em contraste, o meio filtrante de fibra de vidro consiste de vários tamanhos de fibras que são muito uniformes em tamanho e forma. As fibras são geralmente mais finas que as fibras de celulose e têm uma seção circular uniforme. As diferenças típicas das fibras contam para a vantagem de desempenho do meio filtrante de fibra de vidro. Fibras mais finas significam mais poros reais em um dado espaço. Além do mais, fibras mais finas podem ser arranjadas mais perto uma das outras para produzir poros menores para filtragem fina. Como resultado a capacidade de retenção de contaminante, assim como a eficiência da filtragem, são aumentadas.

O Teste de Múltipla Passagem

Filtragem – Fato - Os níveis de meio filtrante expresso como Razão Beta indicam a eficiência de remoção de partículas do meio filtrante.

Filtragem - Fato - Os resultados do teste de múltipla passagem são muito dependentes das seguintes variáveis: • Vazão • Diferencial de pressão final • Tipo de contaminante

A indústria de filtragem usa os procedimentos da ISO 4572 “Procedimento para Teste de Múltipla Passagem” para avaliar o desempenho do elemento de filtro. Este procedimento é também reconhecido pela ANSI* e NFPA**. Durante o Teste de Múltipla Passagem, o fluido circula através do circuito sob condições precisamente controladas e monitoradas. A pressão diferencial pelo elemento de teste é continuamente anotada, conforme uma quantidade de contaminante constantemente injetado no lado do óleo não filtrado do elemento. Sensores de partículas à laser determinam os níveis de contaminantes no lado filtrado e não filtrado do elemento de teste. Este atributo de desempenho (Razão Beta) é determinado para vários tamanhos de partículas. Três importantes características de desempenho do elemento são resultado do Teste de Múltipla Passagem:

1.Capacidade de retenção de contaminante

2.Diferencial de pressão de elemento de filtro de teste.

3.Eficiência de filtragem ou separação, expressada como “Razão Beta”

* ANSI - American National Standards Institute   ** NFPA - National Fluid Power Association
 

Razão Beta

A Razão Beta, também conhecida como a razão filtragem, é a medida da eficiência de captura de partículas por um elemento de filtro. Ela é, portanto, uma razão de desempenho.

Como um exemplo de como a Razão Beta é derivado do Teste de Múltipla Passagem, assuma que 50.0 partículas, 10 mícrons e maiores, foram contadas no lado não filtrado do filtro de teste e 10.0 partículas da mesma faixa de tamanho foram contadas no lado filtrado do filtro de teste. A Razão Beta correspondente seria igual a 5.

O exemplo poderia ser lido: Beta 10 é igual a 5. Agora, um número de Razão Beta sozinho significa muito pouco. Ele é um passo preliminar para achar-se a eficiência de captura de contaminante pelo filtro. Esta eficiência, expressada como percentual, pode ser encontrada através de uma simples equação: 

Eficiência x = (1 - 1/ Beta) 100
Eficiência y10 = (1 - 1/5) 100
                   = 80%

Então, no exemplo, o filtro testado possui 80% de eficiência ao remover 10 mícrons e partículas maiores. Para cada 5 partículas introduzidas no filtro nesta faixa de tamanho, 4 eram retiradas pelo meio filtrante do filtro. A Razão Beta/tabela de Eficiências mostra alguns números Razão Beta comuns e suas correspondentes eficiências.