Serbatoi idraulici: Scopo, progettazione e regole di dimensionamento

Serbatoi idraulici Scopo, regole di progettazione e dimensionamento (1)

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Che cos'è un serbatoio idraulico?

Un serbatoio idraulico (serbatoio idraulico) è la coppa del fluido di un sistema. Fornisce un volume di riserva, una superficie per la reiezione del calore, percorsi di flusso che rallentano il ritorno dell'olio per la decantazione e il rilascio dell'aria e il montaggio dei componenti.

Caratteristiche principali: un deflettore che separa le camere di aspirazione e di ritorno, un ritorno sommerso, un pick-up di aspirazione elevato, uno sfiatatoio con filtrazione, un accesso per la manutenzione e un fondo inclinato o a V con uno scarico nel punto più basso.

Come dimensionare un serbatoio

Seguire le regole pratiche come punto di partenza e regolare per il calore, il ciclo di lavoro e gli attuatori di grandi dimensioni.

  1. Regola empirica di base: Volume del serbatoio ≈ 3× flusso della pompa (fisso) o ≈ 3-4× flusso medio (variabile). Riservare ≥10% in più per l'espansione termica e il drenaggio.
  2. Circuiti a prevalenza di cilindri: Conservare almeno l'olio necessario per estendere completamente tutti i cilindri + ~20% di riserva.
  3. Circuiti a prevalenza di motore: Utilizzare ≈ 2× il flusso operativo del sistema come riserva di avviamento prudenziale.
  4. Gestione del calore: Se l'ambiente è elevato o il servizio è continuo, aumentare il volume o aggiungere uno scambiatore di calore; i piccoli serbatoi spesso richiedono un raffreddamento attivo e una filtrazione più fine.
  5. Deaerazione e calmierazione del flusso: Mantenere l'olio di ritorno sotto la superficie del fluido e utilizzare un diffusore per ridurre la velocità di ritorno a circa 1 ft/s; evitare di aspirare l'olio aerato nella pompa.

Materiali: Quale serbatoio e perché

CaratteristicaAcciaioInossidabileAlluminioPolietilene
Dissipazione del caloreBuonoBuonoEccellentePovero
CorrosioneIncline alla ruggineAlta resistenzaPossibilità di ossidazioneInerte; bassa condensazione
PesoPesanteMedio-pesanteLuceLuce
CostoBassoAltoAltoBasso
FabbricazioneFacilePiù duroSaldatura qualificataStampato, pulito
Caso d'usoGeneraleCorrosivo/pulitoPeso/calore criticoServizio breve (scarico/espulsione)

Pressurizzato vs non pressurizzato

I vantaggi dei serbatoi pressurizzati sono: ridurre le linee di aspirazione lunghe e rialzate, mantenere NPSA all'ingresso della pompa in alcune applicazioni mobili o ad alta quota e ridurre il rischio di cavitazione.

Contropartite: maggiori requisiti di tenuta/manutenzione, controllo dello sfiato e considerazioni sulla sicurezza; i serbatoi non pressurizzati sono più semplici e adeguati quando il posizionamento sopra/vicino alla pompa è possibile con linee di aspirazione diritte e sovradimensionate.

Dettagli essenziali del layout

  • Barriera tra le camere di ritorno e di aspirazione per prolungare il tempo di sosta e migliorare la decantazione/deaerazione.
  • Immergere la linea di ritorno; l'estremità di 2-4× diametri di tubo sopra il pavimento per ridurre la turbolenza e la formazione di schiuma.
  • Sollevare il pick-up di aspirazione dal pavimento per evitare l'ingresso di fanghi; installare filtri/filtro per proteggere la pompa.
  • Utilizzare uno sfiatatoio con filtrazione (preferibilmente con essiccante in ambienti umidi o polverosi).
  • Prevedere un fondo inclinato o a V con uno scarico nel punto più basso; aggiungere coperture rimovibili per la pulizia.

Domande frequenti

Quanto deve essere grande il mio serbatoio idraulico?

Iniziare con ≈ 3× la portata della pompa (o 3-4× la portata media per le pompe variabili), quindi regolare per il calore, cilindri/Accumulatori e ciclo di lavoro. Mantenere uno spazio libero ≥10% per l'espansione e il drenaggio.

Ho bisogno di un serbatoio pressurizzato?

Solo quando le condizioni di aspirazione sono scarse (percorsi lunghi/elevati, altitudine) e non è possibile posizionare il serbatoio sopra/vicino alla pompa. Altrimenti, è preferibile un serbatoio ventilato con una linea di aspirazione ampia e diritta.

Perché si consigliano diffusori e deflettori?

Rallentano il flusso di ritorno e separano il percorso di ritorno da quello di aspirazione, consentendo ai contaminanti di depositarsi e all'aria di uscire, in modo che la pompa aspiri olio pulito e non aerato.

Quale materiale del serbatoio scegliere?

Acciaio o inossidabile per la robustezza e il calore; alluminio per il peso e il trasferimento di calore se ben supportato; polietilene per le funzioni mobili a breve durata in cui il calore è ridotto e la pulizia è elevata.

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