الخزانات الهيدروليكية ليست مجرد حاويات سوائل. في هذه المقالة، سأرشدك لاستكشافها. ستكتشف أنها مكونات متعددة الوظائف ضرورية لموثوقية النظام الهيدروليكي وكفاءته وعمره الافتراضي. لقد شرحتُ جوانب متعددة لاكتشافها.
أولا: الوظائف الأساسية:
إن وظائف الخزان تتعدى التخزين؛ إذ أن له استخدامات أكثر أهمية
- تخزين وتوريد السوائل: تُخزّن الخزانات السائل الهيدروليكي (أو سائل النظام) للنظام. وهي تُعوّض السوائل المفقودة أثناء التسريبات أو عند تشغيل المحركات.
- التخفيض الحراري: تُطلق مساحة سطح الخزان حوالي 25% من حرارة النظام، مما يجعله بمثابة مصدره الرئيسي. تقليل الحرارة. يُعد الحجم والمادة وتدفق الهواء عوامل حاسمة لإدارة هذه الحرارة بفعالية.
- فصل الهواء: تنفصل فقاعات الهواء عن السوائل في الخزانات بفضل مدة السكون ومساحة السطح الكافية. وبدون ذلك، تُعرّض الأنظمة لخطر التجويف، وتشغيل المحرك الإسفنجي، والتلف الناتج عن الأكسدة.
- ترسب الملوثات: يترسب الماء والجزيئات الثقيلة في قاع الخزان بفعل الجاذبية، مما يُبقي الملوثات بعيدةً عن مدخل المضخة.
- منصة التركيب: تحتوي الخزانات فعليًا على المضخات والمحركات والصمامات والمرشحات ومؤشرات المستوى وأجهزة التنفس.
ثانياً: تحديد حجم الخزان:
يجب أن يستوعب حجم الخزان رفض الحرارة، وإطلاق الهواء، وترسيب الملوثات، ومتطلبات السوائل للنظام.
الحجم الفعال (بين المستويات الدنيا/العليا) = 3 إلى 5 مرات معدل تدفق المضخة (Q) في الدقيقة. (على سبيل المثال، مضخة 20 جالون في الدقيقة → حجم فعال 60-100 جالون).
بعض العوامل الرئيسية المؤثرة في تحديد حجم الخزانات:
- الحمل الحراري: قد تتطلب الأنظمة التي تعمل بشكل مستمر، أو التي تتطلب طاقة عالية أو تعمل في درجات حرارة محيطة عالية، أحجامًا أكبر - عادةً ما تصل إلى 8 أضعاف معدل التدفق أو أكثر.
- درجة السائل: تحتاج السوائل ذات اللزوجة العالية إلى أحجام أكبر من أجل الترسيب الأفضل وإزالة الهواء. إذا كانت لديك معلومات قليلة عن زيت الهيدروليك، فراجع المقال:استكشاف الزيت الهيدروليكي: استخداماته وأهميته
- تعقيد النظام: قد تكون هناك حاجة إلى مشغلات متعددة، أو مجمعات كبيرة، أو خطوط سوائل طويلة، أو حجم إضافي للتمدد الحراري وتخميد الارتفاع المفاجئ في التيار.
- قيود المساحة: يجب أن تؤخذ القيود المادية المتعلقة بالتثبيت في الاعتبار.
- إدارة المستوى: الحد الأدنى يجب أن يمنع مستوى السائل دوامة مدخل المضخة والتجويف، مع الحفاظ عادةً على مسافة أكبر من ثلاثة أضعاف أنبوب المدخل القطر من قاع الخزان. يجب أن يترك المستوى الأقصى مساحة رأسية تبلغ 10-15% للسماح بالتمدد الحراري والرغوة.
ثالثًا. بناء ومواد الخزانات الهيدروليكية
هناك أشكال مشتركة للمخزونات
- مستطيلة: هذا هو الشكل الأكثر شيوعًا، إذ يُحسّن مساحة السطح لنقل الحرارة، ويُبسّط تركيب الحواجز/المكونات الداخلية، ويُحسّن استغلال المساحة.
- أسطواني: تتحمل الخزانات الأسطوانية الضغط والفراغ بشكل أفضل، إلا أن شكلها يُهدر المساحة ويُعقّد التركيب الداخلي. عادةً ما تُستخدم في أنظمة الضغط العالي أو الأنظمة المتخصصة.
مواد لصنع الخزانات الهيدروليكية
- خزان الفولاذ الكربوني: نحتاج إلى فتحات صرف صحي للتنظيف والفحص في الخزانات الأكبر. تكلفة أقل، لكنها تصدأ بسهولة - غير مناسبة للأغذية والأدوية.
- خزان الفولاذ المقاوم للصدأ: مقاومة عالية للتآكل، سهلة التنظيف، طويلة العمر؛ مناسبة للبيئات الخاصة. مع ذلك، فهي باهظة الثمن، وأثقل وزنًا، وأصعب قليلًا في المعالجة واللحام.
- خزان الألومنيوم/البلاستيك: وفّر وزنًا لقطاع النقل (الشاحنات/الآلات) أو تحمّل مواد كيميائية غريبة. لن يصدأ كالفولاذ.
V. الملحقات الأساسية
الحواجز: إنهم ضروريون لفصل المضخة الشفط (المدخل) المنطقة من خط العودة منطقة. وظيفة: تزيد الحواجز من مدة بقاء السائل للتبريد والتهوية والترسيب. كما تمنع السائل الساخن والمهوى من الدخول مباشرةً إلى مضخة الشفط.
جهاز التنفس (فلتر الهواء): يعمل جهاز التنفس على معادلة الضغط أثناء تغير مستوى السائل، ويُرشِّح الهواء الداخل، ليكون بمثابة نقطة الدخول الرئيسية للملوثات. تأكد من أن تصنيف الترشيح (مثل β₅(c) ≥ 75 أو β₃(c) ≥ 200) يُطابق متطلبات نظافة النظام، وأن سعة التدفق تُلبي الحد الأقصى لمعدلات سحب المضخة وتدفق الإرجاع.
مؤشرات المستوى: تشمل الأنواع المتاحة نظارات الرؤية، ومفاتيح التعويم (إنذارات الحد الأدنى/الأقصى)، ومقاييس المستوى المغناطيسية، والمحولات (المخرجات الإلكترونية).
مؤشر/مقياس درجة الحرارة: تقوم بمراقبة درجة حرارة السوائل، مع ضبط الإنذارات عادةً على حوالي 65 درجة مئوية (150 درجة فهرنهايت).
سدادة التصريف: يوصى باستخدام سدادات التصريف المغناطيسية الموجودة في أدنى نقطة.
غطاء الحشو/التنفس: منفذ مغلق لإضافة السائل والذي غالبًا ما يشتمل على جهاز التنفس.
أغطية التنظيف: نقاط وصول أصغر للتنظيف عندما لا يكون الوصول الكامل إلى فتحة الصرف الصحي عمليًا.
سادسا. تركيب وصيانة خزان هيدروليكي
تركيب الخزان
- موقع: يضمن مضخة المدخل هو أقل الحد الأدنى مستوى خزان التغذية بالجاذبية. إذا كان أعلى من ذلك، يلزم وجود خزان مضغوط (مشحون) أو مضخة شحن.
- التركيب: استخدم قاعدة صلبة ومستوية وتجنب اللحام بالدعامات إلى خزان ممتلئ لمنع التشوه.
- النظافة الأولية: نظّف جيدًا قبل التعبئة الأولى لإزالة الملوثات. قد يلزم شطفه.
صيانة الخزان
فحوصات المستوى المنتظمة: تأكد من الحفاظ على مستويات السوائل ضمن نطاق التشغيل.
مراقبة درجة الحرارة: يعد التعرف المبكر على مشاكل التبريد أو التحميل الزائد للنظام أمرًا ضروريًا.
تحليل السوائل: إجراء أخذ عينات واختبارات دورية لتقييم عدد الجسيمات، ومحتوى الماء، واللزوجة، والعدد الحمضي الإجمالي (TAN). يُعد هذا أمرًا بالغ الأهمية للصيانة التنبؤية.
صيانة جهاز التنفس: قم باستبدال جهاز التنفس بناءً على مؤشر فرق الضغط أو الالتزام بفواصل الاستبدال المجدولة.
خاتمة:
الخزان الهيدروليكي ليس مجرد خزان، بل هو نظام هندسي لدعم الحياة. حجمه، وتصميمه الداخلي (وخاصةً الحواجز المناسبة)، وجودة بنائه، واختيار ملحقاته، وممارسات صيانته، كلها عوامل أساسية لضمان سلامة النظام الهيدروليكي. يُعد التصميم غير المناسب للخزان أو إهماله سببًا رئيسيًا لأعطال مثل ارتفاع درجة الحرارة، والتجويف، وتآكل المكونات المتسارع، وتدهور السوائل. إن اعتبار الخزان أحد "القلوب النابضة" لنظام هيدروليكي... النظام الهيدروليكي لتحقيق الأداء الأمثل للآلة والموثوقية وعمر الخدمة.