Hydraulische Reservoirs: Zweck, Konstruktion und Bemessungsregeln

Hydraulische Reservoirs Zweck, Entwurf und Bemessungsregeln (1)

Inhaltsübersicht

Was ist ein hydraulischer Speicher?

Ein hydraulisches Reservoir (Hydrauliktank) ist die Ölwanne eines Systems. Er bietet ein Reservevolumen, eine Oberfläche für die Wärmeabfuhr, Fließwege, die das zurückfließende Öl zum Absetzen und Entlüften verlangsamen, und eine Halterung für Komponenten.

Die wichtigsten Merkmale sind: eine Trennwand zwischen Rücklauf- und Ansaugkammer, ein untergetauchter Rücklauf, ein erhöhter Ansaugstutzen, ein Entlüfter mit Filterung, Wartungszugang und ein schräger oder V-Boden mit einem Abfluss am tiefsten Punkt.

Wie man einen Behälter dimensioniert

Befolgen Sie als Ausgangspunkt praktische Regeln und passen Sie sie an Wärme, Arbeitszyklus und große Antriebe an.

  1. Grundlegende Faustformel: Speichervolumen ≈ 3× Pumpendurchfluss (fest) oder ≈ 3-4× mittlerer Durchfluss (variabel). Reservieren Sie ≥10% extra für thermische Ausdehnung und Rückfluss.
  2. Zylinder-dominante Kreisläufe: Mindestens so viel Öl vorhalten, wie zum vollständigen Ausfahren aller Zylinder erforderlich ist + ~20% Reserve.
  3. Motorisch dominante Schaltungen: Verwenden Sie ≈ 2× den Systembetriebsstrom als konservative Startreserve.
  4. Wärmemanagement: Bei hoher Umgebungstemperatur oder Dauerbetrieb sollte das Volumen vergrößert oder ein Wärmetauscher hinzugefügt werden; kleine Tanks benötigen oft eine aktive Kühlung und eine feinere Filtration.
  5. Entlüftung und Strömungsberuhigung: Halten Sie das Rücklauföl unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche und verwenden Sie einen Diffusor, um die Rücklaufgeschwindigkeit auf etwa 1 ft/s zu reduzieren; vermeiden Sie es, belüftetes Öl in die Pumpe zu ziehen.

Materialien: Welcher Tank und warum

MerkmalStahlRostfreiAluminiumPolyethylen
WärmeableitungGutGutAusgezeichnetSchlecht
KorrosionAnfällig für RostHohe WiderstandsfähigkeitOxidation möglichInert; geringe Kondensation
GewichtSchwerSchwer-mittelLichtLicht
KostenNiedrigHochHochNiedrig
FabrikationEinfachHärterGeschicktes SchweißenGeformt, sauber
AnwendungsfallAllgemeinÄtzend/reinigendGewicht/Wärme kritischKurzer Einsatz (Abwurf/Auswurf)

Unter Druck stehend vs. nicht unter Druck stehend

Vorteile von Druckbehältern: lange/hohe Saugleitungen, Aufrechterhaltung des NPSA am Pumpeneinlass bei bestimmten mobilen oder hochgelegenen Anwendungen und Reduzierung des Kavitationsrisikos.

Nachteile: höhere Dichtungs-/Wartungsanforderungen, Entlüftungssteuerung und Sicherheitsaspekte; drucklose Tanks sind einfacher und angemessen, wenn die Platzierung über/neben der Pumpe mit überdimensionierten, geraden Saugleitungen möglich ist.

Wesentliche Layout-Details

  • Trennwand zwischen Rücklauf- und Ansaugkammern zur Verlängerung der Verweilzeit und zur Verbesserung der Ablagerung/Entlüftung.
  • Rücklaufleitung eintauchen; Ende 2-4× Rohrdurchmesser über dem Boden, um Verwirbelungen und Schaumbildung zu verringern.
  • Erhöhen Sie die Ansaugvorrichtung über den Boden, um das Ansaugen von Schlamm zu vermeiden; installieren Sie Sie Siebe/Filter zum Schutz der Pumpe.
  • Verwenden Sie einen Entlüfter mit Filterung (in feuchten oder staubigen Umgebungen bevorzugt Trockenmittel).
  • Ein schräger oder V-förmiger Boden mit einem Abfluss am tiefsten Punkt; abnehmbare Abdeckungen für die Reinigung hinzufügen.

Häufig gestellte Fragen

Wie groß sollte mein Hydraulikbehälter sein?

Beginnen Sie mit ≈ 3× dem Pumpendurchfluss (oder 3-4× dem mittleren Durchfluss bei variablen Pumpen) und passen Sie dann die Wärme an, Zylinder/Akkumulatoren, und Arbeitszyklus. Halten Sie ≥10% Freiraum für Expansion und Rückfluss.

Brauche ich einen Drucktank?

Nur wenn die Ansaugbedingungen schlecht sind (lange/erhöhte Strecken, Höhenlage) und Sie den Behälter nicht über/neben der Pumpe platzieren können. Ansonsten ist ein entlüfteter Tank mit einer großen, geraden Saugleitung vorzuziehen.

Warum werden Diffusoren und Schalldämpfer empfohlen?

Sie verlangsamen den Rücklauf und trennen den Rücklauf vom Ansaugweg, so dass sich Verunreinigungen absetzen und Luft entweichen kann, so dass die Pumpe sauberes, nicht belüftetes Öl fördert.

Welches Tankmaterial sollte ich wählen?

Stahl oder Edelstahl für Robustheit und Hitze; Aluminium für Gewicht und Wärmeübertragung, wenn es gut abgestützt ist; Polyethylen für mobile Kurzzeitfunktionen, bei denen die Hitze gering und die Sauberkeit hoch ist.

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