فیلتر صنعتی

در صنایع سنگین و بر روی ماشین آلات راهسازی، معدنی، کشاورزی، حمل و نقل زمینی و دریایی از انواع فیلتر آلات صنعتی استفاده می شود. با توجه به بهبود تکنولوژی و ماشین آلات صنعتی قطعات با تلرانس کمتری نسبت به هم حرکت کرده و وجود هر گونه پلیسه و آلاینده در سیستم می تواند در عملکرد و فرایند سیستم تاثیر منفی داشته و به اجزای ماشین آلات آسیب جدی وارد نماید. این امر بکارگیری فیلتر آلات صنعتی با کیفیت حداکثر را در ماشین های صنعتی طلب می کند. از این رو یکی از فاکتور های کیفی فیلتر صنعتی که اغلب تولید کنندگان بزرگ این محصول همواره در حال رقابت با یکدیگر برای بهوبد آن هستند قابلیت جذب آلاینده ها در سایز های کوچک تر میکرونی می باشد.

دسته بندی فیلتر صنعتی بر حسب معیار های مختلفی صورت می پذیرد که نوع سیال عبوری، نوع آلاینده های قابل جذب، فشار و دبی جریان سیال عبوری، نوع کارتریج و نگهدارنده و صنعت مصرف کننده نمونه هایی از این دسته بندی ها محسوب می شود. در یک دسته بندی بسیار کلی فیلتر آلات صنعتی را می توان مطابق زیر دسته بندی نمود.

• فیلتر های پیچی صنعتی Spin-on Filters:

  این دسته از فیلتر آلات صنعتی از دو بخش اصلی یعنی کارتریج استوانه ای که در داخل یک محفظه قوطی شکل قرار گرفته است تشکیل می شوند. اغلب انواع فیلتر روغن، فیلتر گازوئیل، فیلتر هیدرولیک و فیلتر سپراتور صنعتی از این نوع می باشند که به صورت پیچی و اغلب با بکارگیری یک واشر اورینگ که از نشتی جریان سیال ممانعت می کند اتصال پیدا می کنند.

• فیلتر های خطی Inline-Filters:

  این سری از فیلتر های صنعتی در قسمت ورودی و خروجی به یک شلنگ اتصال پیدا می کنند و فیلتر به شکل یک استوانه در مسیر جریان سیال قرار می گیرد. از فیلتر های خطی بصورت محدود و اغلب برای جریان های کم فشار سیال استفاده می شود.

• فیلتر های سطلی یا کارتریجی Media Filter:

  این سری از فیلتر ها تنها از یک کارتریج تشکیل می شوند که بصورت مستقیم در داخل محفظه های طراحی شده در ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرند. بدنه فیلتر های کارتریجی یا از جنس سلولزی تولید شده و یا برای تصفیه آب از جنس سنگ ریزه و ترکیبات طبیعی دیگر برای جذب آلاینده ها استفاده می کند.

انواع فیلترهای صنعتی اتصالی موتور های دیزل

سوخت اغلب ماشین آلات سنگین صنعتی گازوئیل بوده و از این رو از موتور های دیزلی بر روی این ماشین آلات استفاده می شود. انواع ماشین آلات راهسازی و معدنی شامل انواع لودر، بیل مکانیکی، بولدوزر، گریدر و دامپتراک، انواع ماشین آلات حمل و نقل شامل کامیون ها، اتوبوس ها و کامیونت ها، انواع جرثقیل و لیفتراک، ماشین آلات حمل بتن و ... از موتور های دیزلی بعنوان مولد استفاده می کنند. موتور های دیزلی در توان های مختلف و با برند های مختلفی تولید می شوند که از معتبر ترین تولید کنندگان این موتور ها می توان به برند کومنز Cummins آمریکا، دویتس DEUTZ آلمان، پرکینز Perkins انگلستان و کاترپیلار CAT آمریکا اشاره نمود.

فیلتر صنعتی در انواع مختلفی بر روی موتور های دیزلی اتصال پیدا می کند. جذب آلاینده ها و ممانعت از ورود آنها به داخل محفظه موتور دیزل توسط فیلتر صنعتی نه تنها از آسیب به اجزای گران قیمت موتور دیزل جلوگیری به عمل می آورد بلکه سبب بهبود فرایند احتراق در موتور و در نتیجه افزایش گشتاور خروجی و راندمان موتور می شود. در زیر به بررسی انواع فیلتر های صنعتی اتصالی بر روی موتور های دیزلی بر حسب اهمیت می پردازیم.

• فیلتر گازوئیل Fuel Filter:

  سوخت گازوئیل مصرفی در موتور های دیزل یکی از آلوده ترین نوع در میان انواع سوخت های موتور های احتراق داخلی شامل بنزین و گاز مایع می باشد. آلودگی های گازوئیل در فاز های مختلف جامد و مایع بوده و بخشی از آن در فرایند انتقال گازوئیل از پالایشگاه و بخش عمده ای از آن در مخازن نگهدارنده به گازوئیل وارد می شود. فیلتر گازوئیل مهمترین و حساس ترین نوع فیلتر صنعتی اتصالی بر روی موتور های دیزل می باشد که می بایست قابلیت جذب آلاینده ها با ابعاد حداکثری 7 الی 11 میکرون را داشته باشد. در اغلب موارد از فیلتر های پیچی Spin-on به شکل ساده و یا به شکل فیلتر سپراتور گازوئیل استفاده می شود. در حالی که فیلتر های صنعتی ساده گازوئیل تنها قابلیت جذب آلاینده های جامد مانند سنگریزه ها، دوده، الیاف و گرد و غبار را از گازوئیل دارند فیلتر سپراتور آب از گازوئیل دارای کارتریج هایی متشکل از دو بخش مجزا بوده که قابلیت جذب آلاینده های فاز جامد و قطرات آب معلق در گازوئیل را بصورت همزمان دارد.

• فیلتر روغن موتور دیزل Lube Filter:

  موتور های دیزل از نوع موتور های احتراق داخلی هستند که با دقت بالا و تلرانس اندکی تولید می شوند. از این رو از روغن موتور به دو منظور یکی برای ایجاد روانی در حرکت رینگ پیستون در داخل سیلندر و دوم برای خنک کاری موتور استفاده می شود. استفاده از فیلتر صنعتی در نوع فیلتر روغن به منظور جذب پلیسه های فلزی ناشی از حرکت نزدیک رینگ در داخل سیلندر و همچنین دیگر آلاینده هایی است که از طریق دریچه های دود و هوا به داخل محفظه سیلندر وارد شده اند. فیلتر روغن در اغلب موتور های دیزلی از نوع پیچی با کارتریج های سلولزی مورد استفاده قرار می گیرد.

• فیلتر هوای موتور Engine Air Filters:

  این سری از فیلتر های صنعتی اغلب از نوع کارتریجی به شکل استوانه ای و بر روی منیفولد ورودی موتور دیزل بسته می شوند. بکارگیری فیلتر هوای موتور مانع از ورود آلاینده هایی چون گرد و غبار، دوده و خاک به داخل موتور شده و از آسیب به اجزای موتور دیزل جلوگیری می کند. در اغلب موارد طول عمر فیلتر هوای موتور دیزل بالاتر از دو مورد دیگر از فیلتر صنعتی است که در بالا تشریح کردیم.

فاکتور های کیفی فیلتر آلات صنعتی

کیفیت بالاتر فیلتر طول عمر بالاتر، قابلیت جذب بهتر آلاینده ها، افزایش طول عمر اجزای موتور و راندمان کاری بهتر را به همراه خواهد داشت. خرید یک فیلتر صنعتی با کیفیت هر چند هزینه های بالاتری را در پی خواهد داشت اما با در نظر گرفتن تاثیر در ممانعت از آسیب به اجزای موتور قطعا هزینه ای توجیه پذیر می باشد. اما فاکتور های کیفی فیلتر صنعتی چیست و در خرید این قطعات مصرفی می بایست به چه فاکتور هایی دقت کنیم؟ کدام یک از فاکتور های کیفی فیلتر صنعتی بصورت چشمی قابل رویت هستند و کدام یک می بایست بصورت تست شده آزمایشگاهی مشخص گردند؟

• قابلیت فیلتر در جذب و نگهداری آلاینده ها در ابعاد کوچکتر:

  یکی از مهمترین فاکتور های تاثیر گذار بر کیفیت فیلتر صنعتی قابلیت جذب می باشد. استفاده از ترکیبات و الیاف طبیعی و مصنوعی مختلف در لایه های مختلف و تراکم مختلف در تولید کاغذ کارتریج فیلتر و تکنولوژی تولید از مواردی هستند که به دستیابی به فیلتر با قابلیت جذب و نگهداری بالای آلاینده ها می انجامد. برخی برند های معتبر تولید کننده فیلتر های صنعتی به تولید کارتریج هایی که قابلیت جذب ابعاد بسیار کوچکی از آلاینده ها حتی تا 3 میکرون را نیز دارند. این فاکتور بصورت بصری قابل رویت نبوده و می بایست با تست مشخص گردد.

• دبی جریان سیال عبوری از فیلتر صنعتی:

  کارتریج فیلتر صنعتی را بصورت استوانه ای و بصورت لبه های چین دار تولید می کنند. دلیل ایجاد این چین ها افزایش سطح مقطع تماس کارتریج با سیال می باشد. سطح تماس بالاتر اجازه عبور دبی بالاتری از جریان سیال را نیز فراهم می کند. اما مسئله اصلی در این است که هر اندازه تراکم الیاف کارتریج بیشتر باشد قابلیت جذب آلاینده هایی در سایز های کوچکتر بیشتر شده اما قابلیت عبور جریان سیال کمتری وجود دارد. این امر به این معناست که دو فاکتور اصلی کیفیت فیلتر های صنعتی یعنی جذب آلاینده های ریز و عبور جریان بالا در تقابل با یکدیگر قرار می گیرند. در این تقابل است که نقش تکنولوژی تولید برند های معتبر تولید کننده فیلتر صنعتی پر رنگ تر می شود. این فاکتور تا اندازه ای بصورت بصری قابل رویت می باشد.

• مقاومت فیلتر در برابر حرارت و فشار:

  در فیلتر های صنعتی پیچی Spin-on که بخش عمده ای از فیلتر های ماشین های سنگین را به خود اختصاص می دهند بکارگیری آلیاژ های فلزی مناسب در تولید قوطی و کاسه نگهدارنده که قابلیت تحمل فشار جریان سیال غیر تراکم پذیر مانند روغن را داشته باشد از دیگر فاکتور های کیفی فیلتر محسوب می شود. علاوه بر این مقاومت دمایی و فشار خود کارتریج که دچار گسستگی نگردد نیز از دیگر فاکتور ها محسوب می شود. مقاومت دمایی و حرارتی بالاخص در مورد فیلتر های هیدرولیک صنعتی که با جریان هایی پر فشار و اغلب در دمای بالا سر و کار دارند از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. از این رو در اغلب موارد در تولید فیلتر روغن هیدرولیک صنعتی از مش های فلزی بر روی سطح کارتریج استفاده می کنند تا از گسیختگی ساختار فیلتر جلوگیری به عمل آورند. این فاکتور کیفی فیلتر صنعتی بصورت چشمی قابل رویت نبوده و می بایست با تست مشخص گردد.

استاندارد و راندمان فیلتر های صنعتی

استاندارد ISO (International Organization for Standardization) یا موسسه استاندارد بین المللی، NFPA (National Fluid Power Association) موسسه ملی جریان سیال و ANSI (American National Standards Institute) موسسه استاندارد ملی کشور آمریکا از درجه بندی بتا برای دسته بندی راندمان فیلتر آلات صنعتی استفاده می کنند. استاندارد مورد استفاده برای بررسی قابلیت نگهداری ذرات و الاینده های مولق توسط فیلتر صنعتی در دستگاه بین المللی ISO 16889-1999 می باشد که برای جریان هیدرولیک و بصورت عبور چند مرحله ای Multi-pass معرفی شده است.

استاندارد بین المللی ISO 11171-1999 که به بررسی تعداد و کالیبراسیون آلاینده ها که از میکرومتر μm(c بعنوان واحد مرجع استفاده می کند است. این در حالی است که در گذشته استاندارد ISO 4572-1981 بر مبنای ISO 4402-1991 برای کالیبراسیون آلاینده ها باز هم بر مبنای میکرومتر مورد استفاده قرار می گیرفته است. بعنوان مثال 2 μm, 5 μm, 10 μm, and 15 μm در سیستم استاندارد گذشته بصورت تقریبی معادل 4 μm(c), 6 μm(c), 10 μm(c), and 15 μm(c طبق استاندارد جدید خواهند بود.

نسبت بتا Beta Ratio که در بالا نیز قید شد در تعیین کالیبراسیون آلاینده های جذب شده توسط فیلتر صنعتی با شمارش تعداد آلاینده های جامد در دبی مشخصی از جریان سیال پیش از ورود به فیلتر بر تعداد آلایندها در همان سایز مشخص پس از عبور جریان از فیلتر صنعتی بدست می آید. بعنوان مثال در صورتیکه تعداد آلاینده ها پیش از ورود به فیلتر 1000 و پس از عبور از فیلتر صنعتی 50 عدد باشند نسبت بتا 20 خواهد بود.در صورتیکه نسبت بتا را با حرف B انگلیسی نمایش دهیم راندمان کاری Efficiency فیلتر های صنعتی با معادله زیر اندازه گیری می شود:

Efficiency=100-(100/B)

متغیر بتا BETA بر حسب مدت زمان عملکرد فیلتر و بسته شدن منافذ فیلتر آلات صنعتی تغییر می کند. راندمان کاری فیلتر یکی از مهمترین فاکتور های کیفی این محصول صنعتی محسوب می شود که تولید کنندگان بنام و برند های بزرگ بر روی این فاکتور مانور بسیار بالایی می دهند. البته علاوه بر راندمان اولیه که به سبب ابز بودن تمامی منافذ فیلتر صنعتی اغلب عدد بالایی است حفظ راندمان کاری از دیگر فاکتور های بسیار مهم می باشند. اغلب تولید کنندگان بزرگ میزان B بتا را بصورت متوسط در کل مدت زمان کاری فیلتر در نظر میگیرند که معیاری دقیق تر از راندمان و عملکرد را به دست می دهد.