THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP THỦY LỰC KHÍ NÉN

 Chất lỏng (dầu) bị nhiễm bẩn là một trong những nguyên nhân gây ra hư hỏng các thiết bị thủy lực. Dầu trong thùng chứa chúng ta có thể nhìn thấy sạch, không nhiễm bẩn nhưng các hạt nhỏ không thể được nhìn thấy. Những hạt nhỏ li ti này có thể làm phá hỏng bơm, nguyên nhân làm van bị bó cứng và con trượt của van bị mòn. Nó cũng là nguyên nhân gây ra sự mòn của ống xy lanh. Ngoài ra còn rất nhiều tác nhân có hại khác do yếu tố này gây ra cho toàn bộ hệ thống thủy lực. Một số nhà máy có thể sẽ phải thay đổi bơm thủy lực 6 tháng một lần nếu các hệ thống thủy không được lắp hệ thống lọc. Trong khi các hệ thống thủy lực có hệ thống lọc thì tuổi thọ của bơm thủy lực chính sẽ được kéo dài hơn rất nhiều. Không những thế các phần tử khác trong hệ thống cũng được bảo vệ an toàn. 

     Một hệ thống lọc thủy lực tốt không nên có các hạt trong chất lỏng lớn hơn 10 (micron). Các hạt có thể nhìn thấy bằng mắt thường có kích khoảng 40 (micron). Kiểm tra đơn giản bằng mắt thường qua một mẫu dầu không phải là cách tốt nhất để biết được dầu đang được lọc tốt và có đang bị nhiễm bẩn hay không. 

     Hầu hết các bộ lọc thủy lực sử dụng lõi lọc sợi giấy được kiểm soát chặt chẽ hoặc lõi lọc dạng dây dệt lưới để lọc các hạt bẩn trong dầu. Trong khi dạng dây dệt lưới đắt hơn nhưng đó là một lựa chọn tốt hơn vì chất lượng của nó tốt hơn. Ngoài ra dạng lõi lọc dạng sợi dệt lưới còn chịu được áp suất cao hơn mà không bị phá hủy trong quá trình hoạt động. 

    Dưới đây là ba loại lọc thông dụng nhất và vị trí lắp đặt của chúng trong mạch thủy lực.

     - Lọc đường hút được lắp đặt trước cửa hút của bơm với khoảng cách nhất định. Loại này thường được sử dụng với các hệ thống sử dụng bơm thủy lực và các phần tử trong hệ thống yêu cầu độ sạch của dầu cao. Đặc biệt là một số hệ thống sử dụng bơm có kết cấu phức tạp. Thường bộ lọc này có chức năng lọc thô cho hệ thống. Độ lọc của bộ lọc này thường lớn hơn khoảng40 – 150 micron.

     - Lọc đường đẩy được lắp đặt trên đường ống đẩy của bơm, loại này ít được sử dụng hơn nhưng rất phổi biến với các hệ thống sử dụng van servo, van tỷ lệ đòi hỏi độ chính các cao. Độ lọc của bộ lọc này rất nhỏ khoảng 1 – 5 micron.

    - Lọc đường hồi được lắp đặt trên đường dầu hồi về thùng của toàn bộ hệ thống. Tất cả dầu thủy lực trước khi về thùng dầu sẽ phải qua bộ lọc này. Thường bộ lọc này có chứ năng lọc tinh cho hệ thống. Độ lọc vào khoảng 3 – 25 micron.

 Mạch lắp đặt các bộ lọc trong hệ thống thủy lực:

- Lọc trên đường ống hút (1):

       Lọc hút là tên gọi chung của các bộ lọc có độ lọc vào khoảng 75 micron hoặc lớn hơn. Được lắp ở vị trí số (1) như trong mạch thủy lực trên. Lọc hút thường được đặt trước của hút của bơm với một khoảng cách nhất định để bảo vệ bơm tránh các hư hại không mong muốn. Với các hạt bẩn không được lọc sẽ trược tiếp là nguyên nhân chính gây hư hại bơm thủy lực làm cho tuổi thọ phần tử này bị giảm xuống rất nhiều. Ngăn cản các mảnh vỡ, mạt sắt trong thùng chưa dầu và trong đường ống tiếp xúc với các bề mặt làm việc của bơm. Không sử dụng bộ lọc có độ lọc quá thấp lắp trên đường ống hút vì độ lọc quá thấp sẽ ảnh hưởng tới dòng chảy lối vào của bơm và có nhiều nguy cơ xảy ra hiện tượng xâm thực. Khi độ lọc quá thấp áp suất hút sẽ tăng cao và khi quá mức cài đặt phần lớn dầu không được đi qua lõi lọc mà chúng sẽ đi qua van một chiều vào trực tiếp bơm. Như vậy chất lượng dầu sẽ không tốt và ảnh hưởng đến hệ thống rất nhiều. Không chỉ thế khả năng xâm thực và tạo bọt là rất cao. Nếu bơm được kết hợp bởi một bơm khác (một máy bơm tăng áp), khi đó sử dụng bộ lọc có độ lọc thấp là có thể. Bơm tăng áp này sẽ buộc chất lỏng thông qua bộ lọc cho các bơm đang hoạt động mà không tạo bọt khí. Trong bộ lọc luôn có sẵn một van xả đề phòng khi lọc quá bẩn (van một chiều). Áp suất cài đặt van này từ 1 – 3 PSI. Bơm thủy lực có thể hoạt động nhiều giờ với dầu nhiễm bẩn nhưng sẽ bị hỏng trong vài phút khi không có dầu hoặc ít dầu đươc cấp. Lọc hút có thể được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài thùng chưa dầu. Đặt bên trong thùng chứa dầu sẽ đỡ tốn kém, nhưng để giám sát và kiểm tra là rất khó khăn. Lọc đặt bên ngoài sẽ dễ dàng kiểm tra, thay tháo, vệ sinh khi gặp sự cố hoặc có vấn đề. Thường đi kèm với mọi bộ lọc sẽ có đồng hồ hoặc tín hiệu thông báo chất lượng lọc của dầu. Khi đạt tới mức cảnh báo nên tháo lõi lọc và vệ sinh hoặc thay mới khi cần thiết. 

   - Lọc trên đường ống đẩy (2):

     Trong hệ thống sử dụng van servo hoặc tỷ lệ thường đòi hỏi chất lượng sạch của dầu là rất cao. Vì các van này có khả năng chịu ô nhiễm hoặc bẩn rất thấp. Khi bị ô nhiễm hoặc dính cặn bẩn độ chính xác của các van này sẽ giảm xuống rất nhiều và hiệu quả điều khiển sẽ rất kém. Do vậy bộ lọc trên đường ống đẩy trươc khi vào các van và cơ cấu chấp hành là cần thiết. Một van servo có thể ngừng hoạt động trong ít nhất là hai phút với dầu từ một hệ thống thủy lực điển hình. Bất kỳ mạch thủy lực sử dụng van servo đều hoạt động tốt nhất với bộ lọc đường ống đẩy. Ngay cả khi độ lọc của bộ lọc trên đường ống hồi là 3 micron thì ô nhiễm và các hạt bẩn tạo ra bởi bơm là đủ để ngừng hoạt động của van servo trong một thời gian ngắn. Để loại bỏ và tránh các ô nhiễm nên đặt bộ lọc này trước ở mỗi đầu vào của van. Bộ lọc trên đường ống đẩy thường có độ lọc vào khoảng từ 1 – 5 micron. Các bộ lọc áp lực phải thuộc loại đánh giá tuyệt đối hoặc có tỷ lệ beta 50 hoặc cao hơn. Một bộ lọc kiểu này không nên có một đường xả. Khi có đường xả sẽ là ảnh hưởng tới van servo khi lọc bị tắc hoặc quá nhiều cặn bẩn. Đi kèm với bộ lọc cũng luôn có các tín hiệu báo hiệu và cảnh báo về độ bẩn và áp lực chịu đựng của lõi lọc. Vỏ của bộ lọc trên đường ống đẩy (lọc áp lực) cần phải chịu được áp lực lớn để chịu được áp suất của toàn bộ hệ thống. Các yêu cầu khắt khe về độ lọc và áp lực chịu đựng làm cho giá thành của bộ lọc áp lực luôn cao hơn so với hai bộ lọc bên trên. Cũng vì lí do này mà chúng không được sử dụng trong các hệ thống thông thường.

  - Lọc trên đường ống hồi (3):

     Lọc trên đường hồi, đường xả là một vị trí rất thông dụng và được sử dụng rất nhiều trong các hệ thống thủy lực. Nó có chức năng lọc tinh, lọc tất cả các hạt bẩn, mạt sắt được sinh ra từ hệ thống (các van, các cơ cấu chấp hành, đường ống) trước khi dầu được đưa về thùng chứa. Các bộ lọc này được cung cấp với các độ lọc khác nhau. Thường thì với bộ lọc này độ lọc vào khoảng từ 3 – 25 micron. Một độ lọc phổ biến là 10 micron. Muốn hệ thống sạch nên sử dụng lõi lọc có độ lọc 10 micronhoặc thấp hơn là điều cần thiết. Bộ lọc hồi này được sử dụng hầu hết trong các mạch thủy lực. Và vị trí của nó thường là trên đường hồi (xả): Vị trí số (3) trên hình vẽ. Bộ lọc hồi không thể thiếu sự hết hợp cùng với van một chiều. Nếu bộ lọc bị tắc do cặn bẩn thì cần có một đường để xả dầu về thùng chứa cho đến khi khắc phục được sự cố đó. Nếu không có đường xả này thì lọc sẽ bị hư hại thậm chí lõi lọc có thể bị phá hủy bởi áp suất tăng cao quá mức cho phép. Van xả này thường đặt mở mức 15 đến 50 PSI để mở. Áp lực cài đặt phải đủ cao để thắng áp lực từ chất lỏng xả về trong hệ thống và đủ thấp để đảm bảo an toàn cho lõi lọc và gioăng phớt của lọc. Một dòng chảy ổn định đi qua lọc sẽ là yếu tố cho việc lọc hiệu quả nhất. Nếu dòng chảy là liên tục thì van một chiều sẽ không mở cửa cho đến khi các bộ lọc có hiện tượng bị tắc bởi hạt bẩn và chất ô nhiễm. Tương tự lọc hút thì lọc hôi cũng có các tín hiệu cảnh báo, phản hồi để kịp thời khắc phục sự cố hoặc tránh các rủi ro không đáng có.

  - Bộ lọc hai chiều trên đường áp cao: 

   Bộ lọc này được lắp đặt trong dòng làm việc cho một thiết bị truyền động, nó có thể chịu được áp suất hệ thống tối đa. Sự khách biệt duy nhất giữu bộ lọc này và bộ lọc đường ống đẩy là sử dụng thêm bốn van một chiều trong cùng một khối. 

    Bốn van một chiều này sẽ kiểm soát hướng dòng chất lỏng đi theo hai chiều qua lõi lọc với bất kì hướng dòng chất lỏng đi vào khối này. Một bộ lọc hai chiều này thường có độ lọc mở mức khoảng 3 – 10 micron cho hầu hết các mạch. Mạch thủy lực kín là một trong những ứng dụng của bọ lọc hai chiều kiểu này. Lưu ý rằng dầu giữa các máy bơm và động cơ có thể ở trong vòng lặp một thời gian dài. Có bất kì ô nhiễm nào trong hệ thống kín này sẽ tiếp tục gây thiệt hại cho các phần tử ngay cả khi thay dầu trong bể. 

   - Hệ thống lọc ngoài:

    Một hệ thống lọc ngoài là cần thiết để trang bị thêm cho các hệ thống thủy lực hiện có. Ngoài ra nó còn là một mạch lọc tuyệt vời cho một hệ thống thủy lực mới với mức độ làm sạch cao cần thiết. Đôi khi nó còn được gọi là bộ lọc thận. Hệ thống lọc này bao gồm: Một bơm thủy lực riêng biệt, một động cơ hoặc cơ cấu dẫn động , bộ lọc đường hút, bộ lọc đường đẩy, đồng hồ đo áp, van đảo chiều và một số thiết bị phụ đi kèm. Dầu từ thùng chứa được hút qua lọc hút và trả về thùng chứa qua lọc hồi. Các hệ thống có bể dầu lớn thường hay sử dụng hệ thống lọc ngoài này.  

      Độ lọc trong hệ thống lọc ngoài này được đánh giá vào khoảng từ 3 đến 10 micron. Các hệ thống lọc ngoài này nên được thiết lập lọc toàn bộ khối lượng chất lỏng trong bể chứa từ 1 cho đến 3 giờ là tối thiểu. Tốc độ dòng chảy trong bộ lọc ngoài này là liên tục và ở mức độ thấp làm cho các bộ lọc hút và lọc hồi hoạt động rất hiệu quả, không bao giờ bị tắc và phải mở van một chiều, đông thời rất an toàn cho lõi lọc. Khi có sự cố, lõi lọc quá bẩn hoặc bị tắc được chỉ báo thì mạch thủy lực chính vẫn có thể tiếp tục hoạt động trong khi sửa chữ bộ lọc. Ngoài ra chúng có thể hoạt động trong khi các hệ thống thủy lực chính nghỉ qua đêm hoặc cuối tuần. 

   Luôn lọc dầu trước khi đưa vào sử dung ở bất kì hệ thống nào. Bởi vì không phải dầu luôn sạch như hầu hết các hệ thống yêu cầu. Với bất kì mạch sử dụng van servo nào luôn đòi hỏi một bộ lọc đường ống đẩy (bộ lọc áp lực). Ngoài ra một hệ thống thủy lực luôn luôn cần có một bộ lọc đường hồi giúp làm sạch dầu trước khi đi từ hệ thống ra thùng chứa. Trong hệ thống lọc ngoài như trên đôi khi cần thêm một bộ làm mát bằng nước hoặc bằng khí. Với động cơ công suất cao nên cần có thêm một vài thiết bị cho hệ thống lọc ngoài như: Công tắc nhiệt độ, bộ trao đổi nhiệt, van kiểm soát nước làm mát, nguồn nước làm mát. Với hệ thống lọc ngoài kiểm soát nhiệt độ dầu này là rất cần thiết đối với các hệ thống hoạt động liên tục và công suất cao. Nhiệt độ dầu trong thùng chưa luôn được kiểm soát ở mức độ cho phép.