VŠB – Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení
Název práce:
Elektrostatické čištění kapalin a jeho vztah k proaktivní údržbě hydraulických zařízení
Autor práce: Typ práce: Studijní obor: Specializace: Rok obhajoby: Vedoucí práce: Oponent práce:
Martin Morávek bakalářská 2302R007 Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení 2005 Doc. Ing. Bohuslav Pavlok, CSc. Dr. Ing. Miroslav Bova
Anotace MORÁVEK, M. Elektrostatické čištění kapalin a jeho vztah k proaktivní údržbě hydraulických zařízení. Ostrava: katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, 2005. 50 s. Bakalářská práce, vedoucí: Pavlok, B. Úkolem této bakalářské práce je definovat vztah mezi elektrostatickým čištěním a proaktivní údržbou hydraulických zařízení. První část se zabývá nejčastějšími metodami údržby jakožto prvky pro zajištění bezporuchového stavu hydraulických zařízení. K dosažení tohoto cíle jsou dále uvedeny příklady vhodných diagnostických testů k určení znečištění, různé druhy znečištění působící na hydraulický systém a zejména způsoby odstraňování nečistot z obvodu. V poslední části je blíže popsána metoda elektrostatického čištění a její význam v oblasti údržby. Tato metoda je částečně porovnána s klasickými způsoby filtrace, dále jsou také zhodnoceny její aplikace v praxi a krátce uvedeny případy nejvhodnějšího použití.
Závěr V úvodu bakalářské práce jsem se snažil nastínit problematiku znečištění hydraulických kapalin ve vztahu k množství a závažnosti poruch. Zejména jsem chtěl poukázat na ztráty ve výrobě, které jsou zapříčiněny přímo znečištěním hydraulické kapaliny. V závislosti na těchto ztrátách jsem v další části pozvedl význam údržby a její hlavní cíle. Uvedl jsem několik základních systémů údržby hydraulických zařízení, následně jsem doporučil, podle mého názoru nejvýhodnější systém údržby - proaktivní údržbu. Protože tento systém údržby není možno provádět bez znalostí vhodných diagnostických testů pro stanovení znečištění, různých druhů znečištění působících na
hydraulický systém a také způsobu odstraňování nečistot z obvodu, tak jsem další část věnoval této problematice. U diagnostiky znečištění kapalin jsem kladl zvláštní důraz zejména na správné odebrání vzorků kapaliny a uvedl jsem základní diagnostické testy určení čistoty hydraulického systému. Přičemž jako nejvýhodnější metodu pro provoz jsem shledal částicovou metodu. Druhy znečištění působící na hydraulický systém jsem se snažil zahrnout do tří základních skupin, uvedl jsem jejich účinky na hydraulický systém a několik základních bodů, jak znečištění předcházet. Dále jsem se snažil objasnit význam filtrace a její základní způsoby. Při zhodnocení těchto způsobů jsem zjistil, že žádná z konvenčních metod neodstraňuje všechna znečištění v oleji, z tohoto důvodu je nutno oleje po určité době vyměňovat. V druhé polovině bakalářské práce jsem se snažil přiblížit metodu elektrostatického čištění kapalin a vysvětlit její základní principy, jako jsou elektroforéza a dielektroforéza. Tyto principy jsou podloženy Coulombovým zákonem známým z fyziky, proto jsem se snažil tento princip podložit také známými fyzikálními vzorci. V další části jsem popsal zařízení na elektrostatické čištění (ELC), která tuto metodu využívají k provozu. Zejména jsem zdůraznil pro jaké druhy kapalin je filtrace pomocí ELC vhodná. Také jsem přiblížil hlavní výhody filtrace těmito zařízeními. Dále jsem popsal základní funkce těchto zařízení, uvedl jejich hlavní části, a částečně jsem popsal vlastní činnost. K této části bakalářské práce jsem přiložil mnoho obrázků, na kterých jsou tato zařízení zachycena. V poslední částí této práce jsem uvedl základní srovnání jednotlivých metod, přičemž jsem se snažil zdůraznit, že srovnání mezi jednotlivými metodami není objektivně možné obecně, ale nejlépe případ od případu. Z tohoto důvodu jsem zvolil tři aplikace, ve kterých byla filtrace zařízením ELC nejvýhodnější. Jako čtvrtý příspěvek jsem uvedl měření ve školní laboratoři, u kterého jsem byl přítomen a kde jsem se prakticky seznámil se zařízením na elektrostatické čištění. Každý z těchto příspěvků jsem samostatně zhodnotil a následně jsem uvedl nejvhodnější aplikace zařízení ELC. Přesto že jsem k hodnocení zařízení na elektrostatické čištění přistupoval kladně, nechtěl bych touto prací zatracovat klasické způsoby filtrace, které mají v oblasti čištění kapalin stále své nenahraditelné místo.
Výstupy z práce:
Zvýšení produktivity snížením nákladů
Kufr se zařízením pro odběr vzorků kapaliny
Odběry vzorků kapaliny pro zkoušku
PROBLÉMY S HYDRAULIKOU 70 - 85 % ZNEČIŠTĚNÝ OLEJ
28,5 %
70 %
PEVNÉ ČÁSTICE
CHYBNÁ FUNKCE VENTILŮ
Nižší zisk
OXIDAČNÍ ČÁSTICE
ŠKODY NA ČERPADLECH
Snížená kvalita
Zpoždění dodávek
NETĚSTNOSTI, ÚNIKY OLEJŮ
Snížená provozuschopnost
Ztráty vzniklé znečištěním olejů
Opotřebení povrchu v důsledku pevných látek v médiu [3]
Vysoké Provozní náklady
Eroze těsnícího sedla kuželky plnícího ventilu zapříčiněná velkým ∆p a výskytem pevných částic v pracovní kapalině
Eroze řídících hran šoupátka zapříčiněná tím, že výskyt pevných částic v pracovní kapalině byl větší než třída 12 (NAS 1638)
Pohled do čistící nádrže zařízení na elektrostatické čištění
Porovnání jednotlivých metod z hlediska filtrační schopnosti
podíl nečistot [mg/kg].
600
Obsah celkového znečištění trend
500 400 292
300
253
244
250
200 100
74
68
71
0 0
1
2
3
4
5
68
51 6
7
8
167 117 71
142 47
9 10 11 12 13 14 15
číslo měření [ - ] Stav celkových nečistot dle ČSN EN 12662 v olejové náplni TB-1, ČAR ( 9000 l.)
Srovnání znečištění dle ISO 4406 v olejové náplni ČAR (9000 l.) , TB-1 a TB-2
