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LE FILTRE HYDRAULIQUE Présentation : Le filtre doit retenir la pollution solide

LE FILTRE HYDRAULIQUE Présentation : Le filtre doit retenir la pollution solide véhiculée par le flux d'huile. Le choix d'un filtre et de l'endroit de son installation doit être considéré en fonction de plusieurs critères ; - son domaine d'utilisation ; maintien d'une qualité de pollution, dépollution après incident ... - la sensibilité des composants aux polluants, adaptation du niveau de filtration à la qualité des composants, - la classe de pollution demandée implique une finesse de filtration, recommandée par le constructeur du composant le plus sensible à la pollution, - du fluide à filtrer, caractéristiques chimiques et physiques, - de la viscosité de l'huile, influence la perte de charge, - de la température de démarrage et de fonctionnement, influence la viscosité à la mise en service et en fonctionnement, - de la pression de fonctionnement, tenir compte des pointes de pression, même brèves, - du débit, tenir compte des évolutions de débit en fonction des phases de travail, il influence la perte de charge, - de la perte de charge admissible sur l'élément filtrant, peut avoir une grande influence sur le rendement de l'installation, (tenir compte de la perte de charge dans le support), - du by-pass, pour la mise en service et la protection suite au colmatage, - de l'indicateur de colmatage, aide à la maintenance, - de la maintenance, facilitée, temps d'arrêt ... Point commun à tous les éléments filtrant Le débit circule toujours de l'extérieur vers l'intérieur pour profiter de la résistance à l'écrasement du fut cylindrique. L'examen visuel de l'élément filtrant après dépose pour remplacement permet de déceler la présence de pollution grossière. Cet examen est à faire comme moyen de diagnostic lorsque l'installation perd de ces performances. Lors de la création d'une installation, prévoir l'accès facile au filtre et un espace suffisant pour dégager les éléments pour les opérations de maintenance. Tenir compte de la perte de charge de l'élément filtrant et de son support (tête du filtre) pour en déterminer les caractéristiques. Le clapet by-pass Le clapet by-pass est un accessoire qui peut venir en complément de l'élément filtrant, à l'intérieur de celui-ci, dans le support (tête du filtre) ou à l'extérieur (rarement). Le clapet by-pass est constitué d'un clapet anti-retour équipé d'un ressort de maintien en position fermée. Il permet une circulation du débit d'huile en dehors de l'élément filtrant en le cour-circuitant lorsque ce débit ne peut pas y circuler normalement. L'ouverture du clapet by-pass évite l'installation d'une pression trop importante en amont et autour de l'élément filtrant, il évite la détérioration du filtre, l'éclatement de la cuve et la fatigue des étanchéités. Cette situation peut avoir pour origine une viscosité importante à froid, un élément filtrant colmaté, un débit anormalement important ... L'ouverture du clapet by-pass assure un débit d'alimentation du circuit normal mais non filtré. L'installation n'est plus protégée contre les effets de la pollution, il est important de faire connaître cette situation le plus vite possible pour y remédier, c'est pourquoi le clapet by-pass est souvent complété par un système qui signale son ouverture. L'indicateur peut être un manomètre ou mano-contact installé en entré du filtre, un témoin visuel ou un contacteur commandé par le mouvement du clapet by-pass. Fonctionnement du clapet by-pass Le clapet by-pass ressent la pression d'alimentation de l'élément filtrant, la force hydraulique correspondante tend à ouvrir le passage. Le clapet by-pass ressent la pression en sortie de l'élément filtrant, la force hydraulique correspondante tend à fermer le passage, cette force hydraulique s'ajoute la force du ressort. Une difficulté à circuler dans le filtre installe une pression supplémentaire en entré, la force hydraulique sur le devant du clapet by-pass augmente en conséquence. La pression en sortie du filtre reste stable pour des conditions de débit et de charge identiques dans le circuit alimenté. Le clapet by-pass s'ouvre lorsque la force hydraulique d'alimentation est supérieure à la force hydraulique en sortie plus la force mécanique du ressort. La crépine La crépine est noyée dans le réservoir avec une hauteur d'huile au-dessus conséquente. Elle doit avoir une grande surface filtrante ce qui implique qu'elle constitue un gros volume. Ce mode de filtration couramment adopté pendant des décennies est maintenant vivement critiqué en hydraulique moderne pour plusieurs raisons : - Une crépine n'est pas un filtre, elle ne retient que la pollution grossière, les d'objets libres dans le réservoir, vis / écrou de fixation d'accessoires, tôles, corps étrangers introduit lors d'un apport d'huile... - Elle ne protège pas efficacement les pompes, la crépine permet le passage de petites particules capables d'endommager les pompes. - L'accessibilité est discutable dans la plupart des cas. - Il y a un risque important de faire pénétrer de la pollution depuis l'extérieure au moment de la visite de la cartouche. - Il n'y a aucun moyen efficace de prévenir le colmatage sans risques de destruction de la pompe par cavitation ou usure. - La restriction à l'aspiration pénalise l'alimentation de la pompe. Sauf cas particuliers, le niveau de filtration est d'environ 125 |m. La crépine est souvent réalisée par un tissu métallique fin. Sauf avis contraire du fabricant, une crépine métallique peut être nettoyée avec des moyens classiques dans un bain de produit puis soufflage à l'air dans le sens inverse à celui du débit d'huile. L'efficacité est estimée à 60 - 70% Les carters de boîte de vitesses ou de transferts, milieux très pollués par des particules issues de l'usure des éléments mécaniques de la transmission, font office de réservoir. La pompe doit être protégée contre les grosses impuretés. La pompe à pignons, de conception très simple, tolère le passage des petites particules, (le débit est généralement filtré en sortie de pompe). - Le débit de la pompe étant peu important, le volume de la crépine reste raisonnable. - Des anneaux magnétiques, placés sur le passage de l'huile, retiennent et stockent les particules métalliques. La polarité inversée face à face garde les espaces libres, (les pôles de même sens se repoussent). Illustration.Crépine sur circuit hydraulique de transmission, machines Caterpillar. Le filtre d’aspiration : Ce type de filtre n'est pas utilisé (sauf exception non connue) sur les matériels mobiles, il est utilisé sur des installations industrielles. A la différence de la crépine qui est noyée en fond du réservoir, le filtre d'aspiration est installé sur la paroi du réservoir ou en ligne sur le circuit avant la pompe. Le montage du hors du réservoir du filtre sur l'aspiration supprime quelques inconvénients de la crépine, il permet l'installation d'accessoires. Ce type de filtration souvent rencontrée sur les installations anciennes est discutable. La ∆P admise dans la cartouche du filtre est limitée à la capacité d'aspiration de la pompe, pour pompe à engrenage et palettes environ 25 kPa et pompes à pistons 0 kPa. De ce fait, un filtre à l'aspiration est vivement déconseillé avec une pompe à pistons. Par ailleurs, la ∆P de 25 kPa est faible, ce qui signifie la nécessité de mettre en œuvre des cartouches de grandes surfaces si l'on souhaite ne pas intervenir trop souvent sur le filtre. Celui-ci est donc toujours très encombrant surtout si la machine travaille à l'extérieur avec démarrages par temps froid. L'efficacité de ce filtre est médiocre car la pollution générée par la pompe circule dans tout le circuit avant d'être piégée par l'élément filtrant. Un contacteur taré à 25 kPa environ, installé sur l'aspiration de la pompe, avertit l'utilisateur par un signal lumineux ou sonore que l'on doit impérativement changer la cartouche. Le seuil de filtration est de l'ordre de 10 à 25 µm avec les filtres en papier et de 80 à 100 µm avec les filtres métalliques. En principe, un clapet de by-pass ne peut pas être installé compte tenu des risques rapides de destruction de la pompe en cas d'ouverture de celui-ci. Cependant la situation sur ou hors du réservoir permet aux constructeurs de proposer des filtres équipés d'un by-pass réglé à 20 kPa pour supprimer le risque de cavitation du a la difficulté d'aspiration lorsque l'huile est froide. Le filtre peut être également équipé d'un indicateur de colmatage. L'indicateur peut être un manomètre ou un mano-contact ouvert ou fermé (ou les deux). Le filtre sur le refoulement basse pression : La filtration sur le refoulement des circuits basses pressions est généralement considérée comme efficace, surtout avec des pompes polluantes (palettes et engrenages), les impuretés ne parviennent pas aux distributeurs. Les particules aspirées et celles générées par la pompe sont immédiatement piégées par le filtre. Le filtre est petit car il est toujours dimensionné par rapport au débit maximum de la pompe, la AP admise est souvent d'environ 1 000 kPa. Toutefois, la cuve du filtre doit résister à la pression de refoulement, elle est parfois en acier moulé de forte épaisseur. Ce type de filtre se rencontre de plus en plus sous formes de cartouche en tôles emboutie. Le filtre est généralement équipé d'un by-pass pour démarrage par temps froid et d'un indicateur de colmatage. Ce peut être un mano-contact électrique taré à l'efficacité maximum de filtration de l'élément filtrant. uploads/s3/ le-filtre.pdf