Nel complesso mondo dei sistemi oleodinamici, dove la precisione e l’affidabilità sono sempre più importanti, ogni componente svolge un ruolo fondamentale per garantire il funzionamento regolare dell’impianto e una lunga durata. Tra questi componenti del circuito, spesso sottovalutati, c’è il filtro sulla linea di ritorno, un elemento apparentemente insignificante che, in realtà, è il custode dell’efficienza dell’impianto idraulico. In questo articolo, approfondiremo l’importanza dei filtri sulla linea di ritorno nei circuiti idraulici e i motivi per cui meritano un posto importante in ogni configurazione oleodinamica.
Cosa sono i Filtri sulla Linea di Ritorno?
Prima di approfondire l’importanza dei filtri sulla linea di ritorno, cerchiamo di capire cosa sono. Il filtro in questione è un dispositivo di filtrazione installato sulla linea di ritorno di un circuito oleodinamico. La sua funzione principale è quella di catturare e rimuovere i contaminanti dal fluido idraulico prima che ritorni al serbatoio. Questo compito apparentemente semplice ha una grande influenza sulle prestazioni complessive e la longevità del sistema oleodinamico.
Importanza dei Filtri sulla Linea di Ritorno
Prolungare la Vita dei Componenti
Immaginate il sistema idraulico come un’orchestra finemente accordata, in cui ogni componente deve funzionare in modo armonioso. I contaminanti, quali sporco, detriti e particelle, agiscono come note discordanti che possono interrompere questa sinfonia. Senza un filtro sulla linea di ritorno, questi contaminanti possono circolare liberamente all’interno del fluido idraulico, causando l’usura prematura di componenti critici come pompe, valvole e attuatori. Eliminando questi contaminanti, i filtri sulla linea di ritorno allungano la vita di questi costosi componenti, facendo risparmiare tempo e denaro nel lungo periodo.
Garantire un Funzionamento Regolare
Un funzionamento regolare e affidabile è il segno distintivo di un sistema idraulico efficiente. La presenza di contaminanti nel fluido può portare a prestazioni insufficienti e persino a guasti del sistema. I filtri sulla linea di ritorno contribuiscono a mantenere la pulizia del fluido, garantendo il funzionamento ottimale dei componenti idraulici. Tutto questo si traduce in maggiore produttività, riduzione dei tempi di fermo e miglioramento delle prestazioni complessive del sistema.
Prevenzione di Riparazioni Costose
Le riparazioni del sistema idraulico possono richiedere tempo e denaro. I guasti causati da contaminanti possono provocare danni estesi che richiedono non solo la sostituzione dei componenti, ma anche il lavaggio e la pulizia dell’intero sistema. I filtri sulla linea di ritorno agiscono come una polizza assicurativa economicamente vantaggiosa, evitando la necessità di costose riparazioni e i relativi tempi di fermo.
Mantenimento della Qualità del Fluido
La qualità del fluido idraulico è essenziale per garantire l’efficienza del sistema. Un fluido contaminato può provocare aumento della temperatura nel sistema, riduzione delle proprietà di lubrificazione dell’olio e diminuzione dell’efficienza complessiva. I filtri sulla linea di ritorno rimuovono i contaminanti, contribuendo a mantenere l’integrità del fluido e a garantirne le prestazioni ottimali, anche per le applicazioni più impegnative.
Filtrazione Personalizzabile
Infine, uno dei principali vantaggi dei filtri della linea di ritorno è l’adattabilità alle diverse esigenze di filtrazione. Sono disponibili in varie configurazioni, dai filtri spin-on di base alle versioni ‘in- tank’, integrate sul serbatoio, di qualità superiore con elementi in fibra di vetro ad elevato grado di filtrazione. Ciò consente agli operatori dei sistemi idraulici di scegliere il livello di filtrazione più adatto alle loro esigenze specifiche, sia che si tratti di un ambiente industriale pesante o di un’applicazione di precisione.
Come Dimensionare un Filtro di Ritorno
I filtri sulla linea di ritorno devono essere dimensionati tenendo conto della portata massima sulla specifica linea durante l’intero ciclo della macchina; in particolare, nel caso di cilindri differenziali, la portata di ritorno potrebbe essere maggiore della portata della pompa. I filtri sulla linea di ritorno possono essere installati sia in linea sia sulla parte superiore del serbatoio idraulico e devono essere selezionati tenendo conto della pressione di esercizio di questa parte dell’impianto.
Questi filtri sono spesso dotati di una valvola di by-pass per evitare pericolose contropressioni sulla linea di ritorno, causate dall’intasamento dell’elemento filtrante. Le condizioni di lavoro e gli ambienti che affrontano veicoli e macchinari quotidianamente sono in molti casi così impegnativi da mettere in pericolo i sistemi idraulici. Il serbatoio è quindi cruciale considerando che la forza del sistema dipende proprio dall’olio idraulico contenuto al suo interno. Ogni movimento determina flussi in uscita e in entrata, portando con sé anche le particelle derivanti dall’usura naturale del sistema e in alcuni casi anche dall’ambiente di lavoro.
Il filtro immerso o semi-immerso garantisce una crescente efficienza del sistema, preservando l’utilizzatore da alti costi di manutenzione o danni ancora maggiori. La cartuccia filtro varia da 10 micron fino a 60 micron, in carta, microfibra o rete metallica. Proprio la cartuccia risulta fondamentale nel processo di protezione dell’impianto. Al tempo stesso il tappo di carico con air breather acquisisce un’importanza cruciale per la compensazione dei flussi in entrata e uscita. Se la cartuccia risulta intasata il serbatoio può subire danni considerevoli, potenzialmente causando anche un fermo macchina.
Padoan fornisce i propri serbatoi con tappi di carico di 41 mm di altezza, che diventano 69 mm nel caso del serbatoio olio 63/27 retrocabina. La pulizia e la filtrazione sono dunque determinanti per mantenere bassi costi di manutenzione, e non sono sempre attenzionate in maniera efficace. Nella gamma Padoan sono disponibili filtri di ritorno semi immersi che hanno una portata da 125 a 300 litri al minuto, in base alle necessità dell’impianto e della flangia del serbatoio.
Easy Filter è tra i best seller di Padoan, grazie ad un’altezza di soli 41 mm e la possibilità di ruotare la “testa” di 360°. Easy-Kit consente di unire il filtro immerso a una piastra valvola che viene di volta in volta realizzata in accordo con lo schema di foratura del distributore utilizzato dal cliente. In ogni sistema oleodinamico, il fluido porta sempre con sé, seppur in misura minima,una contaminazione iniziale che tende ad aumentare durante il funzionamento.
Altri Filtri in Oleodinamica
Altri filtri in oleodinamica possono essere montati sugli sfiati che filtrano l’aria di richiamo nel serbatoio quando l’olio viene reimmesso nel sistema. Un ulteriore modo per ridurre il rischio di contaminazione è quello di posizionare un filtro di ricircolo. La vita dei filtri in oleodinamica, è influenzata da quanto è contaminato l’ambiente in cui è posto e dal grado di manutenzione che si esplica. I filtri ad alta pressione e quelli di ritorno hanno un indicatore di intasamento che di solito è di tipo differenziale.
L’energia è sempre stata una risorsa importante in termini economici, ma ora viene considerata anche come un modo per preservare l’ambiente. Tutti i sistemi che usano filtri, siano per aria condizionata o per ventilazione o per sistemi idraulici o oleodinamici, sono soggetti a contaminazione con conseguente perdita di carico. Se si desidera mantenere una portata costante del fluido, generalmente inteso, in presenza di intasamento, si deve ricorrere alla richiesta di maggiore potenza e quindi di consumo di energia.
Se uno dei filtri in oleodinamica è contaminato, è più resistente al passaggio del fluido rispetto ad uno senza inquinante, si verifica un aumento della pressione in entrata (può essere monitorata molto bene attraverso gli strumenti) con conseguente diminuzione delle portate. Il dispendio di energia aggiuntiva suggerirebbe la sostituire immediatamente il filtro sporco con costi per materiali e manodopera e la sostituzione deve avvenire a macchine ferme. In ogni caso, la caduta di pressione attraverso un filtro può essere stimata misurando quanto essa cambia tra il suo ingresso e l’uscita.
Filtri sul Ritorno: Dettagli
Posizionati sulla linea di ritorno del serbatoio, i filtri di ritorno filtrano il fluido ed evitano l`ingresso di particelle solide nel sistema, sia che provengano dall`esterno sia che si formino a causa dell`usura dei componenti. Questi filtri sono generalmente fissati al serbatoio e sono posizionati completamente immersi o semi-immersi. La posizione dei filtri di ritorno assicura che il drenaggio dei fluidi avvenga in una situazione di immersione in tutte le condizioni operative, prevenendo la formazione di schiume e vortici nel serbatoio che possono causare malfunzionamenti o cavitazione nelle pompe. La corretta dimensione del filtro dipenderà dalla presenza di accumulatori o cilindri che possono permettere un flusso di ritorno considerevolmente maggiore. Essendo le pressioni di esercizio relativamente basse, i filtri di questa gamma sono di norma leggeri, ma robusti.
Gli agenti contaminanti che entrano nei circuiti dei sistemi oleodinamici possono determinare notevoli guasti all’impianto. Per limitare i danni è fondamentale una buona pulizia dell’olio attraverso, ad esempio, l’adozione di un sistema di filtrazione dimensionato opportunamente e non solo.
Strategie di Fluid Care e Classi di Contaminazione
Per i costruttori e gli utilizzatori finali delle macchine la filtrazione rappresenta una priorità e rientra pienamente nelle strategie di fluid care, quelle soluzioni e sistemi cioè che hanno il compito di ridurre e abbattere il livello di contaminazione del fluido idraulico. La strategia di fluid care da adottare ha uno stretto legame con la tipologia di sistema di filtrazione installato. Il punto di partenza, per garantire che il sistema di filtrazione sia adeguato, è determinare la più corretta classe di contaminazione per lo specifico impianto. I diversi componenti che lo compongono sono, infatti, soggetti a classi di contaminazione diverse il cui valore specifico è generalmente indicato nell’apposito manuale di uso e manutenzione. La scelta dei filtri deve essere quindi eseguita in funzione della necessità di rientrare nella classe di contaminazione tollerata.
Successivamente il sistema deve essere equilibrato, per questa ragione solitamente si utilizza lo stesso grado di filtrazione in mandata e ritorno. È altresì possibile scegliere un grado di filtrazione più fine, sul ritorno in modo da alleggerire il lavoro del filtro in mandata. Ciò rappresenta spesso una scelta vantaggiosa dal punto di vista economico. Non da ultimo, è bene ricordare che anche l'aria è un contaminante che potrebbe danneggiare il sistema. I filtri aria, chiamati di polmonazione (standardizzati a 3 micron), filtrano la contaminazione che potrebbe entrare attraverso il serbatoio dall’ambiente esterno.
Come Dimensionare Correttamente i Filtri d’Aria?
La scelta della dimensione corretta dipende dal tipo di applicazione.
Interventi di Pulizia: Quando e Come Intervenire
Quando il cliente finale riscontra malfunzionamenti (es. rotture a pompe e valvole, surriscaldamenti etc..) o quando, dopo un’analisi, si rilevano classi di contaminazione non all’interno del range fissato per il sistema, allora è il momento di verificare lo stato del sistema di filtrazione. Qualora non fosse possibile intervenire sul sistema esistente per abbassare i livelli di contaminazione possono essere impiegati dei filtri aggiuntivi offline e rientrare così nella classe di contaminazione richiesta. Questi sistemi aspirano l'olio dal serbatoio, lo ricondizionano per poi restituirlo, pulito, nello stesso serbatoio.
Prima di procedere con una pulizia straordinaria è sempre opportuno effettuare un’analisi dell’impianto e dell’olio per definire il livello e la tipologia di contaminazione. Questa operazione permette di procedere con il dimensionamento del sistema di filtrazione aggiuntivo: finezza di filtrazione, portata e tipologia. Data la straordinarietà di questi interventi il noleggio di sistemi di filtrazione offline è divenuto una prassi comune. Il dimensionamento del sistema di filtrazione deve tenere conto di ciò al fine di garantire adeguate prestazioni.
Per esempio, nell’ambito specifico dell’energia, che deve assicurare elevati standard di sicurezza, è richiesta una lunga durata della cartuccia, quindi si tende a sovra-dimensionare il filtro in modo che duri di più e non necessiti di frequenti interventi di manutenzione. Sempre per il campo dell’energia sono stati sviluppati dei setti filtranti speciali che eliminano le scariche elettrostatiche per evitare danni al fluido e ai filtri.
Una delle caratteristiche principali del settore macchine mobili, invece, è la partenza a freddo. I filtri quindi sono progettati per sopperire a questa problematica per evitare una danni e guasti all’intero sistema. In ogni caso, il sistema di filtrazione, a prescindere dal settore, va sempre scelto in base alla specifica applicazione a cui è destinato: ad esempio in una piattaforma aerea mobile il sistema è soggetto a minori sollecitazioni mentre un escavatore che svolge un lavoro più gravoso nei cantieri necessita di un sistema molto più complesso.
Principali Categorie di Filtri
Oltre a definire grado di filtrazione, portata, pressione necessari all'impianto è opportuno considerare l'applicazione e quando, invece, l'impianto è già avviato tenere sotto controllo i livelli di contaminazione. Esistono diverse categorie di filtri:
- Filtri su ritorno: filtrano l’olio che torna dall’impianto e servono per evitare che la contaminazione rientri nel serbatoio.
- Filtri aria: sono filtri di polmonazione per il serbatoio, servono a evitare che la contaminazione dell’ambiente entri nel circuito quando il livello del serbatoio sale e scende. I filtri aria trovano anche usi differenti come nel caso della lubrificazione. Lo Steno Compact è un filtro aria che trattiene le nebbie per garantire la sicurezza degli operatori.
- Filtri offline fissi: sono filtri che montati esternamente al sistema servono a mantenere sempre bassa la classe di contaminazione. Vengono montati spesso in combinazione con scambiatori di calore e hanno il vantaggio di garantire la massima efficienza perché vengono utilizzati a una portata fissa.
- Filtri in aspirazione: sono filtri di sicurezza che, posizionati all'interno del serbatoio prima della pompa, evitano l'ingresso di particelle grossolane all’interno della stessa.
L'expertise di HYDAC ha portato, inoltre, a ottimizzare le performance delle diverse tipologie di cartucce per le varie applicazioni e per ridurre gli interventi di manutenzione. Al fine di agevolare il manutentore sono stati messi a punto anche degli speciali indicatori di intasamento che sono da considerare come parte integrante dei sistemi di filtrazione. Gli indicatori di intasamento possono essere di molte tipologie diverse e rendono possibile la manutenzione e sostituzione della cartuccia. A titolo di esempio possiamo fare riferimento al VFL, sensore smart in grado di indicare le ore rimanenti prima dell’intasamento.
Indicatori di intasamento: ottici, elettrici, elettronici.
Manutenzione del Motore e dei Filtri
Il motore è una delle componenti essenziali di ciascun impianto oleodinamico. Cambiare o pulire necessariamente o come indicato sui filtri forniti con indicatore visivo. Deve essere pulito dopo 10 ore di funzionamento inizialmente e successivamente ogni 100 ore. Mantenere sempre il livello dell’olio. L’olio deve essere controllato dopo le prime 100 ore e va verificato che la classe d’olio soddisfi i requisiti della pompa utilizzata. La pulizia o sostituzione dei filtri dell'impianto viene effettuata per evitare la grippatura della pompa. Durante lo smontaggio dei filtri viene valutata la necessità della loro sostituzione oppure la semplice pulizia. Mantenere in circolo all'interno dell'impianto olio sporco, che contiene detriti o microparticelle, mette a rischio tutti i compenenti dell'impianto oltre a ridurne la pressione di utilizzo. Utilizzare contenitori, tubi e impianti puliti durante il riempimento del serbatoio.
Controllo della Temperatura dell’Olio
L’olio bollente nell’impianto idraulico delle vostre apparecchiature è una delle cause principali di scarso funzionamento, guasto dei componenti e tempi di fermo macchina. L’olio del sistema idraulico è stato progettato per funzionare entro un preciso intervallo di temperatura. Si può far funzionare a temperature più elevate per brevi periodi di tempo, ad intermittenza, senza effetti negativi. “Olio bollente” è un termine relativo. Nella maggior parte dei casi, circa 49°C (120°F) al serbatoio è considerata una temperatura operativa ideale. Controllare sempre la temperatura dell’olio nel serbatoio, non su un componente o in nessuna delle tubazioni. Alcuni sistemi idraulici sono progettati per funzionare a circa 54°C (130°F) o più.
Se le valvole di controllo del flusso o di scarico sono in funzione, controllare e regolare le loro impostazioni. Mantenere l’apparecchiatura pulita. Uno spesso strato di sporco funge da isolante. Nei giorni e nei climi caldi, controllare e cambiare l’olio più frequentemente. Esistono diversi modi per controllare la temperatura dell’olio. Il metodo migliore e più accurato è per mezzo di un termometro. Su alcune macchine, questo è montato sul serbatoio. Se la tua macchina non ha un termometro del serbatoio, usa il “test della mano”. Prima controlla il serbatoio con la punta del dito; se non è troppo caldo da toccare, posiziona il palmo sul serbatoio. Sarai in grado di tenerlo lì senza disagio se la temperatura dell’olio è di circa 55°C o inferiore.
Una valvola bloccata può causare calore eccessivo. Se una bobina non torna immediatamente nella posizione neutra, il flusso della pompa si scaricherà continuamente. Se una valvola limitatrice è impostata su un valore troppo basso, parte dell’olio verrà scaricato attraverso la valvola stessa ad ogni ciclo. Anche questo è fonte di eccessivo calore. Il controllo periodico della temperatura dell’olio è una buona manutenzione preventiva. L’olio che è diventato troppo caldo apparirà più scuro e si sentirà più sottile dell'olio nuovo. Avrà anche odore di bruciato.
Altri fattori che possono influenzare negativamente il sistema includono:
- Sfiato d’aria interrotto.
- Si può verificare un'azione elettrolitica con alcuni metalli.
- Viscosità del fluido troppo bassa.
Filtro per Olio Idraulico: Risparmio e Contaminazione
Sapevate che, secondo gli standard ISO, sono sufficienti appena 500 mg di polvere ambientale, pari a una compressa di comune aspirina, per contaminare un barile da 208 litri di olio idraulico? La contaminazione può assumere forme differenti (prodotti di invecchiamento dell’olio, ruggine, metalli, silicati ecc ecc), ma tutte possono comportare gravi danni al sistema idraulico.
Nel primo caso, lo sporco, la polvere e l’umidità entrano dall’esterno del sistema attraverso sfiati dell’aria non efficienti oppure guarnizioni usurate dello stelo del cilindro durante il funzionamento o la manutenzione. Questo dovrebbe far riflettere sull’importanza non solo di utilizzare i filtri idonei, ma anche di rispettare i protocolli di manutenzione: proteggere il sistema tramite un adeguato filtro per l’olio idraulico significa infatti proteggere la produttività, ridurre le spese e i tempi di fermo.
Come Manutenere al Meglio un Impianto Idraulico?
Affidatevi a degli specialisti sia per la scelta, che per la sostituzione dei filtri: a seconda dell’impianto e del macchinario, esistono spesso più soluzioni… alcune sono efficienti, altre meno.
TAG: #Idraulico