OLEOHIDRAULICA

FUNDAMENTOS DE LOS DEPÓSITOS HIDRÁULICOS

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Además de la celebración en la reserva de líquido suficiente para abastecer las necesidades variables de un sistema hidráulico, un depósito, la Figura 1, dispone:

  • un área superficial grande para transferir calor desde el fluido al medio ambiente circundante
  • volumen suficiente para dejar regresar fluido lento de una alta velocidad de entrada. Esto permite que los contaminantes más pesados ​​asentarse y escape de aire arrastrado
  • una barrera física (tabique) que separa fluido que entra en el depósito de fluido que entra en la línea de succión de la bomba
  • espacio de aire por encima del fluido para aceptar aire que las burbujas fuera del fluido
  • acceso a extraer el líquido utilizado y contaminantes del sistema y para agregar nuevo fluido
  • espacio para la expansión del fluido caliente, la gravedad de drenaje-volver de un sistema durante el apagado, y el almacenamiento de grandes volúmenes necesarios de forma intermitente durante los períodos pico de un ciclo de funcionamiento, y
  • una superficie cómoda para montar otros componentes del sistema, si es práctico.

Figura 1. corte ilustra las características clave de depósito rectangular tradicional. deflector separa regresar fluido desde que ser arrastrados a la bomba. Haga clic en la imagen para ampliarla.

Estos son los roles tradicionales de los embalses; nuevas tendencias pueden presentar desviaciones de la norma. Por ejemplo, los nuevos diseños para los sistemas hidráulicos a menudo exigen depósitos que son mucho más pequeños que los que se basan en las reglas tradicionales del pulgar. Porque la mayoría de los sistemas merecen alguna consideración especial, es importante consultar a estándares de la industria para las directrices mínimas. Práctica recomendada NFPA / T3.16.2 * Las direcciones de las características básicas de diseño y construcción mínimos de embalses.

Dimensionamiento Embalse

Aunque las consideraciones que acabamos de mencionar pueden ser importantes, la primera variable para resolver es, de hecho, el volumen de embalse. Una regla de oro para el tamaño de un depósito hidráulico sugiere que su volumen debe ser igual a tres veces la potencia nominal de la bomba de desplazamiento fijo del sistema o tasa media de su bomba de caudal variable de flujo. Esto significa un sistema que utiliza una bomba de 5 gpm debe tener un depósito de 15 gal. La regla sugiere un volumen adecuado para permitir que el fluido para descansar entre los ciclos de trabajo para la disipación de calor, la sedimentación de contaminantes, y desaireación. Tenga en cuenta que esto es sólo una regla de oro para el dimensionamiento inicial. De hecho, “Anteriormente, tres veces la capacidad de la bomba habían recomendado. Debido a la tecnología del sistema actual, los objetivos de diseño han cambiado por razones económicas, tales como el ahorro de espacio, minimizando el uso del petróleo y la reducción de costes globales del sistema.” Estados Prácticas Recomendadas de la NFPA,

Independientemente de si usted decide adherirse a la norma tradicional de pulgar o seguir la tendencia hacia los embalses más pequeños, estar al tanto de los parámetros que pueden influir en el tamaño del depósito requerido. Por ejemplo, algunos componentes del circuito – como grandes acumuladores o cilindros – pueden implicar grandes volúmenes de líquido. Por lo tanto, un depósito más grande puede tener que especificar lo que el nivel de fluido no cae por debajo de la entrada de la bomba, independientemente de caudal de la bomba.

Sistemas expuestos a altas temperaturas ambientales requieren un depósito más grande a menos que incorporan un intercambiador de calor. Asegúrese de considerar el calor sustancial que se puede generar en un sistema hidráulico. Este calor se genera cuando el sistema hidráulico produce más potencia que es consumida por la carga. Un sistema operativo por períodos significativos con paso de fluido a presión a través de una válvula de alivio es un ejemplo común.

Tamaño del depósito, por lo tanto, a menudo está determinada principalmente por la combinación de alta temperatura del fluido y más alta la temperatura ambiente. Siendo todo lo demás, cuanto menor sea la diferencia de temperatura igual entre los dos, mayor es el área de superficie (y, por lo tanto, volumen) necesaria para disipar el calor del fluido al medio ambiente circundante. Por supuesto, si la temperatura ambiente es superior a la temperatura del fluido, será necesario un intercambiador de calor o de montaje remoto-refrigerado por agua para enfriar el fluido. De hecho, para aplicaciones en las que la conservación de espacio es importante, intercambiadores de calor puede reducir el tamaño del depósito (y el coste) de forma espectacular. Tenga en cuenta que el depósito no puede ser completa en todo momento, por lo que puede no ser disipar el calor a través de su superficie total.

El depósito debe contener espacio adicional igual a al menos 10% de su capacidad de fluido. Esto permite la expansión térmica del fluido de drenaje-back y la gravedad durante el apagado, y aún así proporciona una superficie de líquido libre para la desaireación. En cualquier caso, la NFPA / T3.16.2 requiere que la capacidad máxima del fluido del depósito se marcará de forma permanente en su parte superior la placa.

Una tendencia hacia especificando depósito más pequeño se ha convertido en un medio de obtener beneficios económicos. Un depósito más pequeño es más ligero, más compacto y menos caro de fabricar y mantener que una de tamaño tradicional. Por otra parte, un depósito más pequeño reduce la cantidad total de fluido que puede filtrarse a partir de un sistema – importante desde un punto de vista ambiental.

Pero especificando un depósito más pequeño para un sistema deben estar acompañados por modificaciones que compensan la menor volumen de líquido contenido en el depósito.Por ejemplo, como un depósito más pequeño tiene menos área superficial para la transferencia de calor, un intercambiador de calor puede ser necesario para mantener la temperatura del fluido dentro de los requisitos. Además, los contaminantes no tendrán como gran oportunidad para resolver, por lo que se requieren filtros de alta capacidad para atrapar contaminantes que de otra manera resolver en el sumidero del depósito.

Tal vez el mayor desafío para el uso de un depósito más pequeño se encuentra con la eliminación de aire del fluido. Un depósito tradicional ofrece la oportunidad para que el aire escape del fluido antes de que se introduce en la entrada de la bomba. Proporcionar demasiado pequeño reservorio podría permitir que el líquido aireado que se puede sacar en la bomba. Esto podría causar la cavitación y daños eventual o el fracaso de la bomba.Cuando se especifica un pequeño depósito, considere la instalación de un difusor de flujo, lo que reduce la velocidad del fluido de retorno (normalmente a 1 pie / s), ayuda a prevenir la formación de espuma y la agitación, y reduce el potencial de cavitación de la bomba de perturbaciones del flujo en la entrada. Otra técnica es la instalación de una pantalla en un ángulo en el depósito. La pantalla recoge pequeñas burbujas, que se unen con otros para formar grandes burbujas que se elevan fácilmente a la superficie del fluido.

Quizás la mejor manera de evitar que el fluido aireado de ser arrastrados a la bomba es prevenir la aireación del fluido en el primer lugar mediante el pago de una cuidadosa atención a trayectorias de fluido de flujo, velocidades y presiones al diseñar el sistema hidráulico.

Configuraciones de diseño

Fig. 2. esta unidad de alimentación modular demuestra una tendencia en diseño de montaje del motor eléctrico en posición vertical con la bomba sumergida en el fluido hidráulico. esta técnica reduce la fuga, el ruido, y el espacio requerido.

Figura 2. Esta unidad de alimentación modular demuestra una tendencia en diseño de montaje del motor eléctrico en posición vertical con la bomba sumergida en el fluido hidráulico.Esta técnica reduce la fuga, el ruido, y el espacio requerido.

Tradicionalmente, la bomba, el motor eléctrico, y otros componentes de una unidad de potencia hidráulica de montaje en la parte superior de un depósito rectangular.La parte superior del depósito, por lo tanto, debe ser estructuralmente rígida suficiente para mantener a estos componentes, mantener las alineaciones, y reducir al mínimo las vibraciones. Una placa auxiliar puede ser montado en la parte superior del depósito para cumplir con estos objetivos. Una gran ventaja de esta configuración es que permite un fácil acceso a la bomba, motor y accesorios.Una tendencia de diseño actual tiene el motor eléctrico montado en posición vertical, con la bomba sumergida en el fluido hidráulico, la Figura 2. Esto conserva el espacio, ya que el depósito puede hacerse más profunda y ocupan menos espacio que una con proporciones tradicionales “bañera”. El diseño de la bomba sumergida también elimina las fugas bomba externa, ya que cualquier pérdida de líquido de la bomba fluye directamente en el depósito. Además, la unidad de potencia es más silencioso, debido a que el fluido hidráulico tiende a amortiguar el ruido de la bomba.

Una configuración alternativa posiciona el depósito por encima de la bomba y el motor, la Figura 3. Esta configuración arriba proporciona la ventaja de combinar la presión atmosférica y el peso de la columna de fluido para inundar (líquido fuerza en) la entrada de la bomba, lo que ayuda a prevenir la cavitación. Tapa superior del depósito se puede quitar para dar servicio a los componentes internos sin perturbar la bomba y el motor.

Fig. 3. esta unidad de potencia hidráulica industrial consta de cinco conjuntos de bomba-motor suministrados por un depósito por encima. el montaje de arriba proporciona fluido a presión a la entrada de cada bomba, y los conjuntos de montaje-motor de la bomba de desplazamiento desde el depósito proporciona acceso para el levantamiento de las asambleas de la bomba-motor desde arriba.

Figura 3. Esta unidad de energía hidráulica industrial consta de cinco conjuntos de bomba-motor suministrados por un depósito por encima. La instalación de este aparato proporciona fluido a presión a la entrada de cada bomba, y los conjuntos de montaje-motor de la bomba de desplazamiento desde el depósito proporciona acceso para el levantamiento de las asambleas de la bomba-motor desde arriba.

El depósito sobrecarga puede causar un problema con las líneas de drenaje por gravedad de retorno, por lo que una bomba auxiliar puede ser necesario para el fluido hasta la ruta al depósito.Cuando el ruido es un problema, tanques aéreas proporcionan la forma más conveniente para encerrar la bomba y el motor eléctrico dentro de una cámara de supresión de ruido.Muchas aplicaciones utilizan depósitos que combinan características de las diferentes configuraciones. Por ejemplo, un depósito en forma de L, la Figura 4, combina las ventajas de los reservorios láminas superior y de base montada en una entrada de la bomba – inundado y fácil accesibilidad de los componentes.

Figura 4. Un reservorio en forma de L combina las ventajas de los reservorios sótanos y de montaje superior, proporcionando no sólo un fácil acceso a la bomba, motor, y otros componentes, pero una entrada de la bomba inundado también.

Los embalses también pueden ser presionados para inundar la bomba. Esta presión puede provenir de una fuente externa o desde el aire atrapado y fluido de expansión térmica. Una válvula de control de presión permite que el aire se filtra a entrar en el depósito cuando los fluidos se enfría, pero impide su liberación a menos que dentro de aire alcanza una presión umbral.

Forma y construcción

No hay forma de depósito estándar. Geométricamente, un cuadrado o un prisma rectangular tiene la superficie de transferencia de calor más grande por unidad de volumen. Una forma cilíndrica, por otro lado, puede ser más económico de fabricar. Si el depósito es poco profundo, ancho y largo, que puede tardar hasta más espacio de lo necesario y no aprovechar al máximo la superficie de transferencia de calor de las paredes.

En teoría, ya que el calor aumenta, la parte superior del depósito tiene el mayor potencial para la transferencia de calor a la atmósfera. Sin embargo, en entornos particularmente sucios, contaminantes menudo se acumulan en la parte superior del depósito y actúan como aislante. Esto reduce la transferencia de calor eficaz desde la parte superior del depósito, de modo lados de depósito podrían ser en realidad el área de transferencia de calor más eficaz en algunos casos. Por otra parte, una geometría alta y estrecha conserva espacio en el suelo y proporciona una gran área superficial para la transferencia de calor desde los lados. Dependiendo de la aplicación, sin embargo, esta forma puede no proporcionar suficiente área en la superficie superior del fluido para dejar escapar aire.

El depósito debe ser fuerte y rígido lo suficientemente para permitir levantar y mover mientras completa. Anillos apropiados de elevación, cajones, o disposiciones de montacargas deben ser incluidos.

Accesorios

Accesorios  para:

  • colar nuevo fluido a medida que entra un sistema de
  • aire filtrado introduce en el depósito a medida que aumenta el nivel de fluido hidráulico y cae durante la operación del sistema
  • indicando el nivel del líquido en el depósito
  • que indica la temperatura del fluido
  • enrutamiento de fluido de retorno para reducir al mínimo el potencial cavitación de la bomba y mejorar la transferencia de calor
  • calentar líquidos fríos o de baja viscosidad a la temperatura de funcionamiento es necesario, y
  • la eliminación de contaminante ferroso partículas del fluido.

El fluido se debe agregar al depósito en el arranque, después de limpieza, y para compensar las pérdidas. Dos aberturas de relleno deben permitir el llenado razonablemente rápida (por lo menos 5 gpm cada una), interceptar grandes partículas contaminantes procedentes de los nuevos fluido y bien sellado cuando está cerrado o filtro de aire entrante si ventilada como un respiro. Las aberturas deben estar en los lados o extremos del embalse opuestas. Pantallas colador de metal de malla 30 o más fino deben tener guardias de metal internos y se adjunta lo que las herramientas son necesarias para su eliminación. La cubierta de relleno debe ser fijada de manera permanente, y si no incluye un respiradero, debe especificarse un respiro separada. En cualquier caso, debe proporcionarse de filtración de aire 40-m.

Además de ralentizar fluido volver al depósito, reduciendo la formación de espuma y cavitación de la bomba de perturbaciones del flujo en la entrada, y proporcionando la mezcla de fluido sin agitación, difusores de flujo también reducen el ruido y la necesidad de desconcertante. Son especialmente eficaces en pequeños embalses con altos flujos y en los embalses profundos con una superficie pequeña.

Un indicador de nivel de líquido debe estar ubicado en cada relleno. Los indicadores deben tener niveles altos y bajos marcados contra un fondo de contraste para ayudar a mantener el nivel de fluido adecuado. Un indicador de nivel electrónico puede servir como una alternativa más sofisticada. Estos dispositivos utilizan una variedad de medios para medir el nivel de líquido. Transductores producen una salida continua, y los conmutadores de señal cuando el líquido llega a un nivel alto o bajo predeterminado.

Medición de la temperatura del fluido no es requerido por la norma NFPA, pero una selección de los termómetros está disponible, muchos en la misma carcasa que el indicador de nivel de líquido. (Si la temperatura alta de líquidos es un problema constante, la fuente de calor en el circuito debe ser identificado y eliminado.) Al igual que con los indicadores de nivel, una variedad de indicadores de temperatura electrónicos están disponibles.

En cualquier caso, las señales generadas por estos dispositivos se encaminan a una pantalla o panel de control para proporcionar a los operadores una indicación del estado fluido. Cableado de un nivel o interruptor de temperatura en el control de la máquina puede evitar daños en el equipo por el cierre de la máquina si el líquido llega a un nivel peligrosamente bajo o de alta temperatura.

Después de la parada, o cuando el depósito se expone a temperaturas más frías, el fluido puede ser demasiado frío para la operación inmediata. Fluido frío puede llegar a ser viscoso o lo suficientemente gruesa para evitar que sea arrastrado a la bomba, causando cavitación de la bomba o de otros problemas que pueden dañar los componentes o mal funcionamiento del sistema causa. Un calentador controlado por termostato para calentar fluido hasta que su viscosidad sea compatible con el sistema soluciona este problema. Una vez más, por el cableado de este termostato en el control del sistema, funcionamiento de la máquina se puede prevenir hasta que el líquido alcance una temperatura mínima.

Los imanes pueden ser colocados en el depósito para capturar y eliminar las partículas metálicas de la corriente de fluido. Fluid regresar al depósito debe ser encaminado allá dentro del tanque imanes para recoger la mayor cantidad de partículas ferrosas como sea posible. Imanes deben revisarse periódicamente y limpiarse para asegurar la continuidad de máximo rendimiento.

Aunque los filtros hidráulicos están generalmente no se consideran accesorios embalses, casi toda la bomba filtros de entrada se encuentran dentro del depósito, y muchos otros filtros de montaje en oa través de superficies de depósito. Debido a que el filtro de entrada está a la vista, un manómetro ayudará indican en la limpieza es necesaria.

Embalses Integral

En algunos sistemas, el depósito hidráulico está construido como una parte integral del equipo que sirve. Debido a la diversidad de diseños y prácticas especiales de diseño, embalses integrales no se abordan en la norma NFPA / ANSI. Ellos son los más utilizados con equipos móviles, y su colocación a menudo es una idea de último momento, lo que requiere formas de diseño personalizado para zonas irregulares.

Un número de problemas potenciales existe con depósitos integrales que requieren una consideración especial. Éstas incluyen:

  • espacio disponible puede limitar el tamaño. Debido a la capacidad de transferencia de calor es una función de su tamaño, pueden ser necesarios enfriadores de aceite o intercambiadores de calor externos
  • forma irregular puede requerir desconcertante especial para adecuadamente fluido ruta
  • equipo circundante puede limitar la transferencia de calor por convección
  • accesibilidad a los servicios puede ser pobre, y
  • blindaje térmico especial puede ser necesaria para aislar componentes o el operador del calor depósito.

Depósitos para equipos móviles

depósitos para equipos móviles a menudo utilizan una varilla para comprobar el nivel del líquido debido a medidores de la vista, aunque prefiere, podría ser inaccesible o lo dañe.

Depósitos para los equipos móviles a menudo utilizan una varilla para comprobar el nivel del líquido debido a medidores de la vista, aunque prefiere, podría ser inaccesible o lo dañe.

Se espera que los depósitos hidráulicos móviles para realizar las mismas funciones que sus homólogos industriales – pero por lo general en condiciones de operación más adversas y menos predecibles.Movimiento de la máquina (que hace que los sistemas desconcertantes complejas necesarias para evitar chapoteo de líquido) y las temperaturas ambientales extremas son sólo dos ejemplos de los diseñadores problemas especiales de los sistemas hidráulicos para rostro equipo móvil.Tamaño y peso limitaciones pueden requerir equipos móviles para operar con depósitos tan pequeños como el volumen a las descargas de la bomba en un minuto. Esto es aproximadamente un tercio del tamaño de un depósito utilizado tradicionalmente en una aplicación industrial. El espacio y la forma limitaciones lugares de equipos móviles en reservorios requiere que suelen ser diseñados. Costo, tamaño y peso deben ser minimizados, sin dejar de mantener el rendimiento y la eficiencia adecuada.

Filtros internos o externos?

Filtros de retorno a menudo se colocan dentro del tanque para ahorrar espacio y facilitar la difusión integral. Una ventaja de la filtración de retorno en el tanque es que el llenado del depósito a través del filtro ayuda a garantizar la limpieza del sistema. Sin embargo, asegúrese de contaminantes no pueden caer en el depósito cuando se cambia un elemento de filtro de retorno. La colocación de filtros en el tanque ofrece un diseño limpio, pero puede promover la contaminación de un área que es difícil de mantener limpio. Mientras más difícil de plomo, filtros de retorno externos mantienen la contaminación fuera del tanque, y son más fácilmente accesibles para su mantenimiento.

Imanes deben ser colocados en el depósito de partículas ferrosas trampa. Las presas y filtros de aspiración también se pueden añadir para aumentar la eficacia del depósito como un controlador de contaminante. Presas de partículas, colocados entre las zonas de retorno y de succión del tanque, ayuda contienen partículas más pesadas que pueden haber anuladas los filtros de retorno. Dams comúnmente consisten en una placa de ángulo que se extiende a través del piso del tanque. La presa debe ser lo suficientemente alta como para contener las partículas hasta que el depósito se limpia de forma rutinaria pero suficientemente baja para evitar que el fluido de tener que conectar en cascada sobre él. Las represas también proporcionan superficies de montaje ideal para imanes.

Localización de una bomba en o por encima del nivel de fluido y muy lejos del tanque (más la regla que la excepción con equipo móvil) por lo general prohíbe el uso de filtros de entrada de la bomba. Los filtros de aspiración o los filtros deben ser considerados como una forma de protección de la bomba de última oportunidad cuando las condiciones de entrada de la bomba positiva pueden proporcionarse – como con una bomba de carga o depósito a presión. Preste atención a la temperatura del fluido (especialmente durante el inicio) al dimensionar filtros de aspiración si el equipo va a funcionar en climas fríos y las bombas no puede soltarse durante el inicio.

Ventilación o depósito a presión?

Una consideración de diseño importante es si se debe especificar un depósito ventilado o presurizado. Los principales factores decisivos son la ubicación y los requisitos de admisión de las bombas. El nivel del líquido del depósito en muchas aplicaciones móviles está por debajo de la entrada de la bomba. A lo sumo, si hay vacío a la entrada de la bomba, la bomba puede tener que ser desclasificación. Si las pérdidas de línea de entrada son lo suficientemente grandes, se producirá cavitación. En estos casos, la presurización del depósito le ayudará a mantener el rendimiento de la bomba.

Cualquiera de tres métodos se pueden utilizar para presurizar un depósito en la mayoría de los equipos móviles:

El método más efectivo – – si está disponible:

1. Utilice regulado comprime el aire del sistema neumático de una máquina.

2. Trampa el aire dentro del volumen de holgura depósito (por encima del fluido) y dependen de la expansión térmica del fluido para comprimir este aire, y por lo tanto presurizar el depósito. Una tapa de presión del depósito mantiene la presión dentro del tanque y alivia el exceso de presión.

3. Pulse presuriza el aire de la bomba de recuperación de un motor diesel de dos tiempos.

Con depósitos a presión, debe tenerse en cuenta para el cálculo de tensiones en paredes del depósito, ya que incluso bajas presiones pueden ejercer cargas sustanciales. Por ejemplo, una presión interna de sólo el 3 psi se aplica una fuerza de 1.800 libras en un 20 por 30-in. pared. Esta fuerza, combinada con el peso de fluido hidráulico, además de G fuerzas que participan en equipos móviles, puede producir tensiones suficientemente altas como para trabajar realmente endurecer un depósito de metal. Endurecimiento de trabajo hace que el metal más frágil, que eventualmente causar una fuga cuando el metal está expuesto a un estrés continuado.

Tensiones de pared también deben ser calculados para depósitos ventilados. Altas tensiones se desarrollan rápidamente en grandes áreas de placa plana. Y de nuevo, el peso del fluido puede causar grandes deflexiones. Además, el montaje de equipos periféricos, tales como escaleras, a un depósito aumenta la necesidad de especificar elementos de refuerzo y placa más gruesa.

Limpieza y mantenimiento

Depósito de servicio también debe tenerse en cuenta. Debe haber disposiciones para drenar ambas zonas de retorno y de succión del tanque, especialmente si una presa se instala para separarlos. Acoplamientos de tubos a menudo se utilizan, pero SAE puertos tóricas proporcionan un mejor sellado. Válvulas también se debe proporcionar a cerrar líneas de entrada al sustituir las bombas u otros componentes que se montan por debajo del nivel de líquido.

Esto es a menudo una ilusión, pero el acceso debe ser proporcionada para la limpieza y el mantenimiento del interior del tanque. Idealmente, las escotillas deben ser lo suficientemente grande como para proporcionar suficiente espacio para el personal de servicio para maniobrar herramientas de limpieza. También debe haber medios para la iluminación de cada porción del tanque para su inspección.

hydraulics&Pneutamics

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