relatório filtros hidráulicos
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dimensionamento hidraulicoTRANSCRIPT
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS – UNILESTE MGCurso de Engenharia Mecânica
Cristiano de Souza CremoneziDavi Ferreira Lana
Daniel Marcos Moraes PintoEdmar Barbosa Pinto
Gediane Marta AlexandrinoJose Geraldo Paula Silva
Marcos José CorrêaUbiratan de Jesus Moreira Lana
CONTROLE DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICAFiltros Hidráulicos
Coronel Fabriciano2013
Cristiano de Souza CremoneziDavi Ferreira Lana
Daniel Marcos Moraes PintoEdmar Barbosa Pinto
Gediane Marta AlexandrinoJose Geraldo Paula Silva
Marcos José CorrêaUbiratan de Jesus Moreira Lana
CONTROLE DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICAFiltros Hidráulicos
Projeto de Pesquisa do curso de Engenharia Mecânica do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais. Apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Mecânica.
Professor: Antônio Carlos Ataíde
Coronel Fabriciano2013
RESUMO
O presente relatório busca uma abordagem sobre o tema Filtragem Hidráulica,
expondo assuntos relevantes sobre seus mais variados aspectos e aplicações,
uma vez que os filtros são de extrema importância dentro de um circuito
hidráulico. O objetivo é familiarizar o acadêmico com todos os aspectos da
filtragem dos fluidos hidráulicos e lubrificantes, desde a teoria construtiva até o
produto final em processo. O propósito deste trabalho é ser uma fonte de
referência, apresentando de forma clara e abrangente o assunto ao leitor, sem
levar em conta o nível de conhecimento do mesmo. Mostrar que a escolha e o
uso apropriado dos filtros hidráulicos é uma ferramenta importante na busca do
aumento produtivo enquanto se reduz os custos da manufatura, e apresentar o
filtro hidráulico como o centro do planejamento preventivo de um projeto pois o
filtro não tem apenas a função de limpar mas reduzir custos operacionais.
Palavras-chave: Hidráulica, filtros hidráulicos, elementos filtrantes, aspectos da
filtragem, ISO , Válvulas, By-pass.
ABSTRACT
This report seeks an approach on the topic Hydraulic Filtration , exposing
important issues about its various aspects and applications , since the filters are
extremely important within a hydraulic circuit . The aim is to familiarize the
academic with all aspects of filtration of hydraulic fluids and lubricants , since
constructive theory to the final product in process. The purpose of this job is to be
a source of reference , presenting a clear and comprehensive manner the matter
to the reader, without taking into account the level of knowledge of the same .
Show that choice and proper use of hydraulic filters is an important tool in the
effort to raise production while reducing manufacturing costs , and present the
hydraulic filter as the center of preventive planning of a project because the filter
has not only the function of clean but reduce operating costs.
Keywords : Hydraulic , hydraulic filters , filter elements , aspects of filtering , ISO
, Valves , By-pass .
Lista de Ilustrações
Figura 1 - Diagrama de controle direcional hidráulico.......................................12
Figura 2 - Malha de um meio filtrante................................................................13
Figura 3 - Exemplo de meio filtrante de profundidade.......................................14
Figura 4 - Filtro de sucção.................................................................................18
Figura 5 - Filtros para Injetoras.........................................................................23
Figura 6 - Filtros Bomba de Vácuo....................................................................23
Figura 7 - Unidade de Filtração Móvel..............................................................24
Figura 8 - Filtros de Ar, Gás e Vapor.................................................................26
Figura 9 - Filtros para Compressores................................................................27
Figura 10 - Filtro de Processo...........................................................................29
Figura 11 - Manta Filtrante................................................................................29
Figura 12 - Filtro em "Y"....................................................................................30
Lista de Tabelas
Tabela 1: Quantidade de partículas por milímetro na escala ISO.....................16
Tabela 2: Relação entre os código normativos.................................................17
Sumário
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................8
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.....................................................................9
2.1. Conceito Hidráulica................................................................................9
2.2. Filtros Hidráulicos.................................................................................10
2.3. Classificação dos Filtros e seus Componentes....................................14
2.3.1. Filtro de fluxo ou pressão..............................................................15
2.3.2. Filtro de retorno.............................................................................15
2.3.3. Filtro de ventilação ou ar respirável...............................................17
2.3.4. Filtro de recirculação.....................................................................18
2.3.5. Filtro de sucção.............................................................................18
2.3.6. Filtro de enchimento......................................................................18
2.4. Componentes do Sistema de Filtração................................................19
2.4.1. Elemento filtrante...........................................................................19
2.4.2. Carcaça.........................................................................................20
2.4.3. Dispositivo de controle...................................................................20
2.4.4. Válvulas.........................................................................................21
2.4.5. Especificações de filtração............................................................21
3. TIPOS E APLICAÇÕES..............................................................................22
3.1. Filtros para Injetoras.........................................................................22
3.2. Filtros Bomba de Vácuo....................................................................23
3.3. Unidade de Filtração Móvel..............................................................24
3.4. Filtros Ar, Gás e Vapor.....................................................................25
3.5. Filtros para Compressores................................................................27
3.6. Filtros de Processo...........................................................................28
3.7. Cabines Pintura / Ar Condicionado...................................................29
3.8. Outras aplicações.............................................................................30
4. CONSIDERAÇÕES.....................................................................................31
Bibliografia.........................................................................................................32
1. INTRODUÇÃO
A didática da matéria Controle de Hidráulica e Pneumática aplicada em sala de
aula tem como uma de suas atribuições orientar os alunos quanto aos circuitos
hidráulicos e pneumáticos em seus principais aspectos e funcionalidades.
Neste trabalho de pesquisa, procuramos reunir a maior quantidade de
informações relevantes ao tema proposto. Tema este muito importante para o
desenvolvimento técnico-científico dos acadêmicos interessados em tal
assunto. Os aspectos qualidade, filtração, armazenamento e limpeza são
elementos importantes para composição do trabalho tanto quanto a boa
apresentação visual e escrita clara.
Nossa preocupação com a importância que o fluido tem num equipamento, fez
surgir a necessidade de pesquisarmos em catálogos de fabricantes e outras
publicações os fatores que devem ser levados em conta ao se tratar de filtros
hidráulicos. Nosso desenvolvimento tem como conteúdo, além dos tipos de
filtros hidráulicos, exemplos de suas utilizações em produtos e mecanismos
citando suas respectivas peculiaridades.
A parceria realizada entre os integrantes do grupo proporcionou a análise das
referências e citações de forma excelente no que tange a escrita de um
relatório embasado em normas e com conteúdo técnico bastante confiável.
Certamente não repassamos todas as normas aplicáveis de forma exaustiva,
mas elas estão relacionadas no corpo do trabalho e pelas referências poderão
ser consultadas livremente. Porém com esta abordagem básica e objetiva,
esperamos estar contribuindo com os demais alunos e potenciais leitores.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1.Conceito Hidráulica
Um sistema hidráulico é um conjunto de componentes interligados, cuja função
é transmitir potência de forma controlada através de um líquido confinado sob
pressão, o fluido hidráulico. O funcionamento de um sistema hidráulico está
baseado principalmente na capacidade que um fluido hidráulico tem para
transmitir força e velocidade. Para permitir que isso ocorra o maior tempo
possível e de modo eficiente é preciso garantir o grau de limpeza do fluido, e
para garantir esta limpeza são usados os filtros hidráulicos.
2.2.Filtros Hidráulicos
Um filtro hidráulico é o principal componente de um sistema de filtração
hidráulica. Estes sistemas são utilizados para controlar a contaminação de
partículas sólidas a partir de outras fontes e processos de desgaste gerados
internamente, ou até mesmo erosão das superfícies da máquina, permitindo
assim preservar a vida útil dos componentes do equipamento.
Os filtros hidráulicos podem ser menos eficientes quando são contaminados
tanto durante o processo de montagem por partículas do ambiente
(contaminação externa) quanto durante a utilização por desgaste adesivo,
corrosão e arraste de partículas em tubulações e mangueiras (contaminação
interna).
Cada filtro deve atender as mais críticas condições de aplicação, adequados a
cada sistema de operação, levando em conta sua forma construtiva e seus
elementos filtrantes naturais em diferentes bitolas. (FILTROS BARRA, 2012)
Algumas empresas que desenvolvem e fabricam este tipo específico de
produtos tomam como padrão produtivo modelos como:
* Parker * Pall
* MP Filtri * Internormen
* Mahle * Rexroth
* EPE * UCC
* Hydac * HDA
* Fairey Arlon * Outros
Segundo (FILTROS BARRA, 2012), o processo produtivo deve também seguir
severos padrões de limpeza, cada um deles regido por suas respectivas
normas aplicáveis, tais como:
Controle de servo válvula (ISO 16/14/11)
Válvulas proporcionais (ISO 17/15/12)
Bombas e motores de palhetas (ISO 18/16/13)
Válvulas de controle direcional (ISO 18/16/13)
Bombas de engrenagem sem motor(ISO 19/17/14)
Válvulas de controle de fluxo, cilindros(ISO 20/18/15)
Fluido novo (ISO 20/18/15)
Conforme informação divulgada no sítio da Parker Store (2013), não há uma
correlação direta entre usar um meio filtrante específico e atá-lo a uma
classificação de limpeza ISO. Outras variáveis devem ser consideradas, tais
como ingresso de partículas no circuito, fluxo através dos filtros e até mesmo a
localização dos filtros. Devemos lembrar, que para mantermos o sistema limpo,
a velocidade com que retirarmos a contaminação deve ser maior que a
velocidade de geração da mesma. Neste sentido, além dos filtros de sucção,
pressão e retorno, muitas vezes se faz necessário a adoção de sistemas
chamados “Off-Lline” que atuam em paralelo à operação do circuito hidráulico.
Estes sistemas também devem ser empregados no abastecimento de óleo
novo, quando isto for necessário, o seu nível de contaminação é superior ao
requerido por muitos componentes. (PARKER STORE, 2013)
As fibras sintéticas (polipropileno) apresentam grau de retenção de 10 e 20
mícrons com temperatura de trabalho de 0 a 80°C.
Fibras naturais de celulose permitem reter partículas entre 5 e 20 microns
operando com temperatura máxima de 100°C.
Já telas metálicas podem ter grau de retenção variando entre 25 e 430
mícrons. Isso possibilita aos fornecedores produzir filtros hidráulicos com
eficiência de (98,67%) e (99,5%).
Na figura 1, está representado a posição do filtro hidráulico por um símbolo
romboédrico, neste caso situado na entrada da bomba para a saída do
reservatório.
Figura 1 - Diagrama de controle direcional hidráulico.
Fonte: (WINKIPEDIA, 2013)
Segundo (Manual de Filtragem Hidráulica, 2001), o meio filtrante é aquela parte
do elemento que remove o contaminante e geralmente 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 como sendo de
superfície ou de 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, podem passar para o lado filtrado do meio filtrante. Na figura 2
vemos uma malha de meio filtrante e sua bitola.
Figura 2 - Malha de um meio filtrante
Fonte: (Manual de Filtragem Hidráulica, 2001)
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 explica 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. Na figura
3 demonstramos o mecanismo de um meio filtrante de profundidade:
Figura 3 - Exemplo de meio filtrante de profundidade
Fonte: (Manual de Filtragem Hidráulica, 2001)
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.
2.3.Classificação dos Filtros e seus Componentes
De acordo com a complexidade estrutural da máquina, o seu ambiente de
funcionamento e a sua importância na seqüência do processo de produção em
que se integra, filtros de sistemas de filtração hidráulicos podem ser
construídos e localizados em pontos específicos dos diferentes circuitos.
Dependendo da situação, das características de concepção e da natureza de
cada filtro, pode se empregar qualquer tipo de filtro de maneira diferente para
responder eficazmente a sua função.
2.3.1. Filtro de fluxo ou pressão
Localizado na linha de alta pressão após o impulsor ou o bombeamento,
permite a proteção de componentes sensíveis, tais como válvulas ou
atuadores. A função deste filtro é impedir que as partículas contidas nos
reservatórios e as geradas pela bomba circulem pelo restante do sistema
hidráulico. (FILTROSUL, 2013)
2.3.2. Filtro de retorno
Em um circuito hidráulico fechado, é colocado sobre o reservatório de líquido
de regresso a baixa pressão, ou no caso de filtros semi- submersos ou
submersos no mesmo tanque. Serve para controlar partículas geradas pela
fricção das peças móveis da máquina. Este tipo de filtro tem como função
impedir que as partículas geradas pelo sistema e as que entram pelas
vedações dos cilindros, cheguem ao reservatório e entrem novamente em
circulação. Quando utilizados com meio filtrante em microfibra, controlam
efetivamente o nível de contaminação (ISO 4406)1 dos sistemas hidráulicos. Na
tabela 1 vemos as faixas de contagem de partículas segundo o código ISO.
Tabela 1: Quantidade de partículas por milímetro na escala ISO
1 Norma que tem como objetivo simplificar o relatório de contagem de partículas, através da conversão da quantidade de partículas encontradas por mililitro da amostra analisada em um código, que represente este valor.
Fonte: (PARKER STORE, 2013)
E na tabela 2 vemos sua equivalência com as normas NAS e SAE:
Tabela 2: Relação entre os código normativos
Fonte: (PARKER STORE, 2013)
2.3.3. Filtro de ventilação ou ar respirável
Localizado nos respiradores do equipamento, serve para evitar a entrada de
poluentes do ar. A maior fonte de contaminação de um sistema é o ambiente
de trabalho. As partículas em suspensão no ar penetram no sistema através do
respiro e outras aberturas no reservatório e se misturam com o fluído. Estas
partículas em contato com as peças móveis provocam desgaste, gerando
novas partículas, que por sua vez geram mais desgaste, e assim
sucessivamente. Por esta razão os filtros de ar exercem um papel fundamental
no controle da contaminação dos sistemas hidráulicos, lubrificação, etc.
2.3.4. Filtro de recirculação
Localizado off-line, geralmente sobre a linha de alimentação do trocador de
calor de refrigeração, serve para retirar os sólidos acumulados no tanque
hidráulico.
2.3.5. Filtro de sucção
Também chamados de strainers, são colocados imediatamente antes do
impulsor de modo a proteger a entrada de partículas para dentro do corpo da
bomba. A Função dos filtros de sucção é proteger a bomba hidráulica e impedir
que as partículas que se encontram no reservatório circulem pelo sistema
hidráulico. Pressão de trabalho até 6.000 PSI (420 bar). Com vazões acima de
1.000 l/min. Na figura 4 vemos um exemplo ilustrativo deste tipo de filtro:
Figura 4 - Filtro de sucção
Fonte: (FILTROS BARRA, 2012)
2.3.6. Filtro de enchimento
Eles são instalados de forma semelhante aos filtros de ventilação, na entrada
do tanque de reabastecimento de fluido hidráulico, e são dispostos de modo a
permitir além da filtração a remoção de possíveis contaminantes acumulados
no recipiente ou na linha de enchimento de um sistema centralizado .
2.4.Componentes do Sistema de Filtração
Em geral , os filtros são constituídos por um conjunto formado por:
O elemento filtrante.
A carcaça ou container.
Dispositivo de controle de saturação.
Derivações, válvulas de purga e amostragem.
No caso dos filtros de sucção, o elemento de filtro real pode ser o único
componente que seja situado no final de uma linha de sucção, normalmente
imersa no fluido do reservatório .
2.4.1. Elemento filtrante
A localização, natureza e as características da viscosidade do fluido, pressão,
fluxo, ou o tipo de sólidos a reter determinam a natureza dos materiais de
construção e de concepção de cada filtro e, em particular, o meio utilizado para
o elemento filtrante. Se tudo for levado em conta, bem como a viscosidade ou
qualquer outro tipo de fluido o resultado será muito Newtoniano2. Geralmente
elementos filtrantes hidráulicos usam materiais sintéticos para a formação de
um meio de filtro de profundidade, e são formados pelo entrelaçamento das
fibras resistentes que por sua vez têm a função de capturar partículas por
mecanismos bloqueio. São concebidos com uma geometria dobrada de forma
a otimizar ao máximo os meios filtrantes para que atuem no menor espaço de
2 Um fluido newtoniano é um fluido em que cada componente da tensão cisalhante é proporcional ao gradiente de velocidade na direção normal a essa componente. A constante de proporcionalidade é a viscosidade. Nos fluidos newtonianos a tensão é diretamente proporcional à taxa de deformação.
tempo possível. Estes filtros não permitem a regeneração e devem ser
substituído uma vez que estão sedimentados.
Meios filtrantes metálicos apresentam uma menor resistência ou perda de
pressão em fluidos de alta viscosidade, assim podendo permitir que algum
processo possa ser reciclado após a regeneração. Além do que a limpeza dos
fluidos, o desempenho e a eficiência diminuem progressivamente .
Outro material utilizado é o papel composto por fibras de celulose reforçado,
além de representar um custo mais baixo são menos eficazes do que os
sintéticos.
Além do meio filtrante, diferentes materiais são usados para construir o núcleo
do filtro, em torno do qual se desenvolve as camadas do meio de suporte e
reforço para aumentar a força e as propriedades dinâmicas da carcaça.
Os selos ou assentos permitem o ajuste necessário dos filtros para garantir a
fixação da carcaça e os dispositivos de vedação.
2.4.2. Carcaça
A carcaça do filtro consiste em filtros de pressão, retorno ou reciclagem.
Dentro, a cabeça pode acomodar uma válvula de by-pass , que permite a livre
passagem do fluido, em caso de entupimento do elemento de filtro. O corpo do
filtro é outro componente e permite o alojamento do elemento filtrante. Se
instalado numa posição em forma de T e na posição vertical, o recipiente é
fechado na sua extremidade por uma cobertura. Enquanto que numa
configuração L, tal como os filtros de retorno, o reservatório é acessível por
uma tampa adaptável na cabeça do filtro.
2.4.3. Dispositivo de controle
Através de canais internos que entram em contacto com o fluido à entrada e à
saída do sistema, na cabeça está instalado dispositivo de controlo de saturação
para medição de pressão diferencial. A missão do dispositivo é o de alertar o
tempo de substituição do elemento de filtro, com o aumento da retenção de
sólidos, aumenta a perda de pressão. Estes dispositivos variam de um simples
manômetro à conjuntos eletrônico que registram a mudança na pressão ao
longo do tempo .
2.4.4. Válvulas
O sistema é composto por diversas válvulas ou chaves que ajudam a isolar o
filtro para diminuir ou prevenir efeitos associados com variações de pressão. A
válvula by-pass, geralmente alojada em sua cabeça ou a válvula de retenção é
usada para evitar o golpe de aríete3. Outras válvulas permitem que o ar de
purga esvazie o recipiente.
2.4.5. Especificações de filtração
Vários padrões internacionais especificam as características de construção ou
projeto em sistemas de filtração hidráulica:
ISO 2941: Elementos de filtro de verificação de pressão colapso rating /
ruptura.
ISO 2942 : Elementos de filtro - verificação da integridade de fabricação
e determinação do primeiro ponto de bolha.
ISO 2943 : Elementos de filtro - verificação de compatibilidade de
materiais com fluidos.
ISO 3724 : Elementos filtrantes , que determinam a resistência à fadiga
do fluxo de partículas contaminantes
ISO 3968 : Avaliação de filtro no diferencial de pressão contra
características de escoamento.
ISO 10949 : Diretrizes para atingir e controlar a limpeza dos
componentes que vão desde a fabricação até a instalação.
3 Golpe de aríete designa as variações de pressão decorrentes de variações da vazão, causadas por alguma perturbação, voluntária ou involuntária, que se imponha ao fluxo de líquidos em condutos, tais como operações de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção e controle, parada de turbinas hidráulicas e ainda de bombas causadas por queda de energia no motor, havendo, no entanto, outros tipos de causas.
ISO 11170 : Elementos de filtro de seqüência de testes para verificar as
características de desempenho.
ISO 16889 : Elementos de filtro de avaliação , método de recirculação de
desempenho de filtração de um elemento filtrante.
ISO 18413 : A limpeza e inspeção de componentes de e princípios
relacionados à coleta de contaminantes , análise e coleta de dados.
ISO 23181 : Elementos filtrantes, a determinação da resistência ao fluxo
de fadiga com fluidos de alta viscosidade
SAE ARP4205 : Elementos de filtro - método para avaliar a eficiência
dinâmica com fluxo cíclico. (WINKIPEDIA, 2013)
3. TIPOS E APLICAÇÕES
Como exemplos de filtros hidráulicos temos:
3.1.Filtros para Injetoras
Os filtros by-pass aumentam a vida útil do óleo do motor e equipamentos
industriais, como prensas, injetoras e centros de usinagem, reduzindo os
contaminantes no óleo, resultando em maior vida útil total do filtro primário e
custos de manutenção menores.
Seu sistema de filtragem é baseado em baixa vazão, pressão e filtragem axial,
combinada com um material de celulose especial, removendo 99% de todos os
contaminantes sólidos, reduzindo a concentração de água livre e eliminando
resinas e produtos de oxidação.
Podem ser aplicados na aviação, linha automotiva, locomotivas, papel e
celulose, maquinas de construção e máquinas injetoras. Na figura 5 vemos
modelos de filtros para injetoras:
Figura 5 - Filtros para Injetoras
Fonte: (FILTROSUL, 2013)
3.2.Filtros Bomba de Vácuo
Utilizados na indústria alimentícia, frigoríficos e agro-indústrias, para garantir
maior durabilidade dos alimentos. Com o embalamento a vácuo, o ar é
impedido de entrar em contato com o alimento, diminuindo assim o processo
de deterioração.
Alguns fabricantes de elementos filtrantes adquiriram crédito pela qualidade
desprendida na fabricação, seguem alguns deles relacionados:
Bauer
Bush
Becker
Edwards
Leybold
Rietschle
Selovac
Na figura 6 vemos modelos de filtros bomba de vácuo:
Figura 6 - Filtros Bomba de Vácuo
Fonte: (FILTROSUL, 2013)
3.3.Unidade de Filtração Móvel
A Unidade de Filtração Móvel, é utilizada para filtragem em paralelo, off-line, ou
no abastecimento e transferência de fluidos hidráulicos e lubrificantes. Na
figura 7 vemos uma unidade de filtração móvel:
Figura 7 - Unidade de Filtração Móvel
Fonte : (FILTROSUL, 2013)
Este equipamento é de grande auxílio na obtenção dos patamares de limpeza
atualmente exigidos pelos fabricantes de equipamentos, sendo que devido à
utilização de quatro filtros com diferentes graus de micragem, é possível obter
em uma só passagem maior rapidez e eficiência na filtração.
A unidade proporciona retorno financeiro garantido e imediato ao reduzir custos
de manutenção através da preservação do sistema/equipamento contra danos
causados por contaminação, aumento de vida útil dos fluidos e redução de
horas de máquina parada.
Seguem algumas aplicações para as unidades de filtragem móvel:
• Pré-filtragem de fluidos novos antes da entrada em operação. Fluidos novos
não são necessariamente limpos ou adequados aos padrões de limpeza (NAS)
determinados pelos fabricantes de equipamentos.
• Reciclar e filtrar o óleo durante a partida do equipamento, quando a
contaminação é freqüentemente alta.
• Transferência de fluidos em abastecimentos ou drenagem de reservatórios
para manutenção e limpeza.
• Manutenção e recuperação de fluidos como um sistema off-line, onde a
capacidade de filtragem existente é inadequada ou insuficiente.
• Remoção de água através da colocação de filtro com capacidade de retenção
de até 0,43 litros por elemento.
A unidade de filtração móvel apresenta algumas vantagens quanto ao seu
papel no circuito hidráulico, ela é de fácil deslocamento e manuseio, é
composta por um filtro na linha de sucção e três filtros na linha de pressão de
10, 5 e 3µm absolutos, capazes de apenas em uma passagem do fluido reduzir
drasticamente o nível de contaminantes, resultando em economia de tempo e
custos com filtração.
3.4.Filtros Ar, Gás e Vapor
Filtros de Instrumentação
Os filtros de instrumentação e ponto de uso oferecem a solução perfeita para
indústrias de alimentação, processos químicos e aplicações para gás natural
comprimido. Aplicações típicas incluem respiração humana, amostragem de
gás, proteção de circuitos, amostragem de emissão de auto e veículos movidos
a gás natural (CNG).
As carcaças destes filtros são produzidas em conformidade com código ASME,
projetadas especificamente para coalescência e incorporam um amplo
reservatório de drenagem. Seus elementos coalescentes possuem máxima
eficiência e baixa restrição.
Filtros de Linha:
A série de filtros de utiliza elementos coalescentes de diversos graus para
retirada de óleo e água de ar comprimido e gases. Como opção, os elementos
absorvedores retiram vapores de óleo para aplicação em indústria de
alimentação e respiração humana.m Os filtros em linha com elemento filtrante
de celulose, retiram as partículas sólidas. Conforme Classe ISO 8573-1, a
qualidade do ar desejada é obtida através das várias configurações destes
filtros. São utilizados na proteção de Secadores, Respiro, Proteção de
Máquinas e Proteção de Sistema de Ar comprimido. Na figura 8 vemos
exemplos de filtros de ar, gás e vapor:
Figura 8 - Filtros de Ar, Gás e Vapor
Filtro: (FILTROSUL, 2013)
3.5.Filtros para Compressores
Filtros Ar Comprimido:
Compressor de ar é fonte de geração de energia e necessita de cuidados
especiais, para manter sua plena capacidade operacional e suprir
continuamente a demanda de ar comprimido exigida. Conhecer sua
performance é fundamental para avaliar o seu rendimento nas condições de
uso e administrar custos de manutenção e energia elétrica.
Filtros Separadores Ar / Óleo
Filtros separadores de ar/óleo para compressores podem ser portáteis,
rotativos e estacionários, e compressores de amônia. Estes filtros devem ser
fabricados para atender a todas as especificações e exigências dos fabricantes
de compressores nacionais e importados, pois são elementos que interagem
diretamente com os compressores. Na figura 9 vemos exemplos de filtros para
compressores:
Figura 9 - Filtros para Compressores
Fonte: (FILTROSUL, 2013)
3.6.Filtros de Processo
Elementos Filtrantes – Polipropileno Plissado
Os elementos filtrantes de polipropileno plissado são aplicáveis para reagentes,
solventes orgânicos, bebidas (cervejas, refrigerantes, etc.), água potável,
perfumes shampoos, pré-filtragem biológica e como aplicação a principal em
pré-filtro de membrana. Sua construção exclusiva sem adesivo e 100% integral
com materiais biologicamente seguros e quimicamente inertes, atendendo as
normas FDA (Norma americana utilizada para especificação de materiais
usados na indústria alimentícia e farmacêutica)
Filtros de Membranas
A linha de filtros de membrana para filtragem de líquidos, é ideal para
aplicações críticas, quando há a necessidade de alta perfomance.
As membranas estão disponíveis em 5 tipos: poliestersulfone, nylon, PTFE,
polipropileno e teflon.
As aplicações são as mais diversificadas possíveis para: ácidos, solventes,
água, bebidas, indústria fotográfica, indústria de informática, semi-condutores,
farmacêutica, etc.
São fabricados em micronagens de 0,03, 0,05, 0,1, 0,2, 0,45, 0,65 e 1 micron
com graus de pureza que atendem as normas das indústrias de eletrônica e
farmacêutica em geral.
Vasos
Carcaças de alta qualidade estão disponíveis para uma grande faixa de
aplicações em líquido, ar comprimido e gás. Construídas em aço carbono, inox
e plásticos (polipropileno, teflon) e em vários modelos. As carcaças podem
seguir ou não as normas ASME para vaso de pressão, com a utilização interna
de cestos de metal, elementos filtrantes de cartucho ou bags.
Elementos Filtrantes Bobinados
Os elementos filtrantes bobinados são projetados para remoção de partículas
de líquidos e gases, abrangendo uma extensa gama de aplicações industrial,
química, farmacêutica e alimentícia. Para atender a uma grande gama de
aplicações, os elementos filtrantes bobinados podem ser construídos em fios
que atendem às normas FDA, tais como: algodão, polipropileno, acetato e
Rayon; e não FDA, tais como: poliester e fibra; e também podem ter tubo
central em aço inox e polipropileno. Na figura 10 vemos um exemplo de filtro de
processo:
Figura 10 - Filtro de Processo
Fonte: (FILTROSUL, 2013)
3.7.Cabines Pintura / Ar Condicionado
Mantas Filtrantes
Utilizadas na pré filtragem em geral, aliando eficiência e baixo custo, são
fabricados em fibra sintética ou fibras de vidro e fornecidas em rolos ou
cortadas sob medida. Na figura 11 vemos um exemplo de manta para
cobertura de cabines de pintura:
Figura 11 - Manta Filtrante
Fonte: (FILTROSUL, 2013)
Filtros Tipo Painel
Meio filtrantes em fibras sintéticas ou fibras de vidro com moldura em papelão
rígido e telas metálicas de proteção na entrada e na saída do ar, estes filtros
são utilizados na pré filtragem em geral, em cabines de pintura, etc.
Filtros em Poliéster
Estes filtros são feitos em poliéster aluminizado ou teflon para sistemas de
despoeiramento e cabines de pintura a pó, apresentam elevado índice de
recuperação de pó, não solta fibras, apresenta pressão de contra-fluxo menor
além de ser um elemento praticamente indestrutível.
3.8.Outras aplicações
Filtros em “Y”
Utilizados para retenção de sujeira presentes na tubulação são construídos em
ferro fundido nodular, aço carbono e inox, com elemento padrão em AISE-304.
Na figura 12 vemos um exemplo deste tipo de filtro:
Figura 12 - Filtro em "Y"
Fonte: (FILTROSUL, 2013)
FIltros Cesto
Utilizados para partículas maiores e também aplicações de produtos viscosos.
Disponível para diversas aplicações tais como água potável, industrial, óleo
comestível, tintas, lubrificantes, óleo de corte, líquidos refrigerantes, fluídos
utilizados em indústria alimentícia e química, dentre outras.
4. CONSIDERAÇÕES
Este estudo por ser completamente teórico, apenas identificou e relacionou os
principais tipos de filtros hidráulicos e suas características. Foi verificado que
desde o fluido hidráulico até a estrutura do circuito, há uma infinidade de
componentes que devem ser estudados minuciosamente para se obter uma
ótima performance do sistema hidráulico. Mostrou também que o filtro é um dos
mais importantes componentes que interligam um sistema hidráulico, pois
garantem a limpeza do fluido do processo permitindo assim maior eficiência do
sistema.
Além disso, foi observado que o filtro quando atuando em plenitude com o
sistema, controla a contaminação de partículas sólidas, evitando o ônus
corretivo causado por perdas do processo tais como: desgastes internos,
perdas de pressão de trabalho e diminuição da vida útil dos componentes da
manufatura.
Foi possível identificar e relacionar os mais variados tipos de filtros destacando
suas respectivas peculiaridades e empregabilidade num circuito, reportando
também suas necessidades condicionantes e de adequação do ambiente onde
serão instalados. As referências ora mencionadas merecem uma análise mais
aprofundada, pois somente o assunto teórico tratado não bastaria para
compreender o assunto na íntegra, tendo em vista a complexidade do mesmo.
Muitos outros artigos, principalmente com análise de casos e coleta de dados,
devem abranger toda a esfera da Filtragem Hidráulica, ficando como sugestão
a temas a serem usados em trabalhos futuros.
Bibliografia
FILTROS BARRA. Site da Filtros Barra, 2012. Disponivel em:
<http://www.filtrosbarra.com.br/2012-05-17-20-27-26/filtros-hidraulicos.html>.
Acesso em: 20 novembro 2013.
FILTROSUL. Site da FiltroSul, 2013. Disponivel em:
<http://filtrosul.com/site/portfolio_item/filtros-hidraulicos/>. Acesso em: 20
novembro 2013.
MANUAL de Filtragem Hidráulica. São Paulo: Acrobat Distiller, 2001.
PARKER STORE. Site da Parker Store Taubaté, 2013. Disponivel em:
<http://www.parkerstoretaubate.com.br/catalogos/Filtros%20industriais/
controle/ISO_4406.pdf>. Acesso em: 20 novembro 2013.
WINKIPEDIA. Site do Winkipedia, 2013. Disponivel em:
<http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_(hidr%C3%A1ulica)>. Acesso em: 20
novembro 2013.