Das Filtersystem ist für die Maschinen so unerlässlich, dass es teilweise schon ab Werk verbaut ist. Die Arbeitsbedingungen variieren jedoch stark, und insbesondere große Maschinen sind häufig extremen Bedingungen ausgesetzt. Sie sind beispielsweise dichten Gesteinsstaubwolken ausgesetzt.- wie im Bergbau-und Erde in land- und forstwirtschaftlichen Maschinen oder Rußrückstände aus der Motorverbrennung- wie bei Lastwagen und Bussen- Diese Ressourcen werden durch das Wetter und den Betrieb selbst auf unzählige Arten benötigt.
Um einen optimalen Systembetrieb zu gewährleisten, sind verschiedene Filtersysteme unerlässlich. Im Folgenden erfahren Sie mehr über den Unterschied zwischen Oberflächen- und Tiefenfiltern und deren jeweilige Rolle für das Erreichen Ihrer Ziele.
Was ist ein Oberflächenfilter?
Wir wissen bereits, dass Filter für große Maschinen an verschiedene Fluidsysteme angeschlossen sind: Luft, Schmierstoff und Kraftstoff. Damit der Filtrationsprozess effektiv ablaufen kann, ist daher ein Filtermedium erforderlich, also ein Element, das die Verunreinigungen zurückhält.
Es gibt verschiedene Materialien für Filterelemente: Zellulose, Polymere, Glasfaser und andere. Das Material hängt vom Verwendungszweck ab. Bei der Filtration von Schmierstoffen in Verbrennungsmotoren werden beispielsweise häufig Papierfilter eingesetzt. In der Mikrofiltration hingegen findet viel Glasfaser-Mikrofaser Verwendung.
Kurz gesagt, ist Filtration der Prozess, bei dem eine Flüssigkeit oder ein Gas durch ein poröses Material gepresst wird, um darin suspendierte Feststoffe zu entfernen. Ist die Dicke des Filtermediums vergleichbar mit der Partikelgröße der zu extrahierenden Partikel, spricht man von Oberflächenfiltration, da das Material an der Filteroberfläche zurückgehalten wird. Luftfilter dieses Typs sind weit verbreitet.
Ein weiteres typisches Beispiel für Oberflächenfiltration sind Siebe. Hierbei bleiben die Partikel auf der Oberfläche zurück, bilden einen Filterkuchen und lassen kleinere Partikel durch das Filternetz passieren. Es gibt verschiedene Bauformen von Oberflächenfiltern.
Was ist ein Tiefenfilter?
Im Tiefenfilter, im Gegensatz zum Oberflächenfilter, werden die Feststoffpartikel hauptsächlich durch Ablagerung in den Poren des Filtermediums abgetrennt, das aus Folgendem bestehen kann:
1. Eine Schicht aus gröberen Körnern (zum Beispiel eine 0,3 bis 5 mm tiefe Sandschicht).
2. Eine wenige Zentimeter dicke Schicht aus Fasern (z. B. mit Harzen versiegelte Filterpatronen).
3. Blätter sind einige Millimeter dick (z. B. Filtermedien aus Zellulose).
4. Eine granulare Trägerschicht für den Hauptfilter (z. B. eine Vorbeschichtungsschicht).
Bei Tiefenfiltern ist die Dicke des Filtermediums mindestens 100-mal größer als die Größe der zu filternden Partikel. Als Filtermaterialien kommen Drahtpatronen, Faseragglomerate, poröse Kunststoffe und Sintermetalle zum Einsatz. Tiefenfilter bestehen aus einem unregelmäßigen Netzwerk von Mikrofasern mit sehr feiner Körnung, das selbst mikroskopisch kleine Partikel zurückhält. Dadurch wird eine Filtration nicht nur an der Oberfläche, sondern in der Tiefe durch das gesamte Filtermedium gewährleistet. Dieses kann wiederum aus Polymeren, Zellulose oder Glasfasern bestehen, die einzeln oder zusammengesetzt vorliegen.
Bei der Tiefenfiltration durchlaufen die Verunreinigungen eine Art „Labyrinth“ im Inneren des Geräts und verfangen sich in den verflochtenen Mikrofasern des Filternetzes. Viele Tiefenfilter bestehen aus unterschiedlich dick gefaltetem Papier, wodurch im Vergleich zu gleich großen Oberflächenfiltern eine größere Filterfläche auf demselben Raum entsteht.
Dies ist der Hauptvorteil des Tiefenfilters, da er langsamer gesättigt wird (verstopft). Im Tiefenfilter bildet sich ein Filterkuchen, der regelmäßig entfernt werden muss, um Verstopfungen, Leckagen oder Produktionsausfälle zu vermeiden. Der Kuchen bildet sich so lange, bis der Filter gesättigt ist. Bei einigen Kraftstofffiltermodellen ist es möglich, den Filter mehrmals mit Druckluft oder Dieselöl zu reinigen, bevor er komplett ausgetauscht werden muss.
Worin besteht der Unterschied zwischen ihnen?
In beiden Fällen sind die beteiligten physikalischen Prozesse: direkte Abfangung, Trägheitsaufprall, Diffusion und Sedimentation. Beim Oberflächenfilter beruhen die Filtermechanismen jedoch auf Kollision oder Siebung. Beim Tiefenfilter erfolgt die Filterung durch Verheddern.
Tiefenfilter sehen zwar oft besser aus, die Wahl des besten Filters hängt jedoch vom Einzelfall ab. Da es sich um eine fortschrittlichere Technologie handelt, empfiehlt sich der Einsatz von Tiefenfiltern besonders für Systeme, die empfindlicher auf Verunreinigungen reagieren, wie beispielsweise Hydrauliksysteme.
Veröffentlichungsdatum: 18. Oktober 2023