Los depósitos/tanques hidráulicos no son simples contenedores de fluidos. En este artículo, los invito a explorarlos. Descubrirán que son componentes multifuncionales esenciales para la confiabilidad, eficiencia y longevidad de un sistema hidráulico. A continuación, detallo varios aspectos para descubrirlo.
I. Funciones primarias:
Las funciones del embalse van más allá del almacenamiento; tiene usos más críticos
- Almacenamiento y suministro de fluidos: Los depósitos almacenan el fluido hidráulico (o fluido del sistema) del sistema. Compensan la pérdida de fluido durante fugas o durante el ciclo de los actuadores.
- Reducción térmica: La superficie del depósito libera aproximadamente 25% del calor del sistema, actuando como su principal disipador de calor. El tamaño, el material y el flujo de aire son cruciales para gestionar este calor de forma eficaz.
- Separación de aire: Las burbujas de aire se separan del fluido en los depósitos gracias a un tiempo de permanencia y una superficie adecuados. Sin esto, los sistemas corren el riesgo de cavitación, un funcionamiento esponjoso del actuador y daños por oxidación.
- Asentamiento de contaminantes: El agua y las partículas pesadas se depositan en el fondo del depósito por gravedad. Esto mantiene los contaminantes alejados del conducto de entrada de la bomba.
- Plataforma de montaje: Los depósitos albergan físicamente bombas, motores, válvulas, filtros, indicadores de nivel y respiraderos.
II. Dimensionamiento del embalse:
El tamaño del depósito debe tener en cuenta el rechazo de calor, la liberación de aire, la sedimentación de contaminantes y las demandas de fluidos del sistema.
Volumen efectivo (entre los niveles mínimo y máximo) = De 3 a 5 veces el caudal de la bomba (Q) por minuto. (por ejemplo, bomba de 20 GPM → volumen efectivo de 60 a 100 galones).
Algunos factores clave que influyen en el dimensionamiento de los embalses:
- Carga de calor: Los sistemas que funcionan de manera continua, tienen una alta demanda de energía o están en temperaturas ambiente altas pueden requerir volúmenes mayores, generalmente hasta 8 veces el caudal o más.
- Grado del fluido: Los fluidos de mayor viscosidad necesitan volúmenes mayores para una mejor sedimentación y eliminación del aire. Si tienes algunos conocimientos sobre el aceite hidráulico, consulta el artículo:Explorando el aceite hidráulico: sus usos e importancia
- Complejidad del sistema: Si se utilizan varios actuadores, acumuladores grandes o líneas de fluido largas, es posible que se necesite volumen adicional para la expansión térmica y la amortiguación de sobretensiones.
- Restricciones de espacio: Se deben tener en cuenta las limitaciones físicas relativas a la instalación.
- Gestión de niveles: El mínimo El nivel del líquido debe evitar la formación de vórtices y cavitación en la entrada de la bomba, manteniendo normalmente una distancia mayor a tres veces la tubería de entrada. diámetro Desde el fondo del tanque. El nivel máximo debe dejar un espacio libre de 10-15% para permitir la expansión térmica y la formación de espuma.
III. Construcción y materiales de los depósitos hidráulicos
Existen formas comunes de reservorios
- Rectangular: Esta es la forma más común, ya que maximiza la superficie para la transferencia de calor, simplifica el montaje interno de deflectores y componentes, y optimiza el uso del espacio.
- Cilíndrico: Los tanques cilíndricos manejan mejor la presión y el vacío, pero su forma desperdicia espacio y dificulta el montaje interno. Se suelen encontrar en configuraciones de alta presión o especializadas.
Materiales para fabricar depósitos hidráulicos
- Tanque de acero al carbono: Se necesitan pozos de registro para limpieza y control en tanques más grandes. Es más económico, pero se oxida con mayor facilidad; no apto para la industria alimentaria ni farmacéutica.
- Tanque de acero inoxidable: Alta resistencia a la corrosión, fácil de limpiar, larga vida útil; apto para entornos especiales. Sin embargo, es costoso, mucho más pesado y ligeramente más difícil de procesar y soldar.
- Tanque de aluminio/plástico: Ahorra peso para la industria móvil (camiones/maquinaria) o para manipular productos químicos inusuales. No se oxida como el acero.
V. Accesorios esenciales
Deflectores: Son esenciales para separar la bomba succión (entrada) zona de la línea de retorno zona. Función: Los deflectores aumentan el tiempo de residencia del fluido para su enfriamiento, desaireación y sedimentación. Impiden que el fluido caliente y aireado entre directamente en la succión de la bomba.
Respiradero (filtro de aire): El respiradero equilibra la presión durante los cambios de nivel de fluido y filtra el aire entrante, sirviendo como principal punto de entrada de contaminantes. Asegúrese de que la clasificación de filtración (p. ej., β₅(c) ≥ 75 o β₃(c) ≥ 200) se ajuste a los requisitos de limpieza del sistema y que la capacidad de flujo cumpla con los caudales máximos de succión y retorno de la bomba.
Indicadores de nivel: Los tipos disponibles incluyen mirillas, interruptores de flotador (alarmas mín./máx.), medidores de nivel magnéticos y transductores (salida electrónica).
Indicador/medidor de temperatura: Monitorea la temperatura del fluido, con alarmas generalmente configuradas alrededor de 65 °C (150 °F).
Tapón de drenaje: Colocados en el punto más bajo, se recomiendan tapones de drenaje magnéticos.
Tapón de llenado/respiradero: Un puerto sellado para agregar fluido que a menudo incluye el respiradero.
Cubiertas de limpieza: Puntos de acceso más pequeños para limpieza cuando el acceso total a la boca de acceso no es práctico.
VI. Instalación y mantenimiento del depósito hidráulico
Instalación de embalse
- Ubicación: Asegurar bomba La entrada es abajo mínimo Nivel del depósito para alimentación por gravedad. Si es superior, se requiere un depósito presurizado (sobrealimentado) o una bomba de carga.
- Montaje: Utilice una base rígida y nivelada y evite soldar soportes a un depósito lleno para evitar distorsiones.
- Limpieza inicial: Limpie a fondo antes del primer llenado para eliminar contaminantes. Podría ser necesario enjuagar.
Mantenimiento de embalses
Controles de nivel regulares: Asegúrese de que los niveles de líquido se mantengan dentro del rango operativo.
Monitoreo de temperatura: La identificación temprana de problemas de enfriamiento o sobrecargas del sistema es esencial.
Análisis de fluidos: Realice muestreos y análisis periódicos para evaluar el recuento de partículas, el contenido de agua, la viscosidad y el índice de acidez total (TAN). Esto es crucial para el mantenimiento predictivo.
Mantenimiento del respiradero: Reemplace el respiradero según el indicador de diferencial de presión o respete los intervalos de reemplazo programados.
Conclusión:
El depósito hidráulico no es solo un tanque, sino un sistema de soporte vital diseñado. Su tamaño, diseño interno (especialmente un deflector adecuado), calidad de construcción, selección de accesorios y prácticas de mantenimiento son esenciales para el buen funcionamiento del sistema hidráulico. Un diseño inadecuado del depósito o la negligencia en su manejo son una de las principales causas de fallas como el sobrecalentamiento, la cavitación, el desgaste acelerado de los componentes y la degradación del fluido. Considerar el depósito como uno de los "corazones palpitantes" de un... sistema hidráulico para lograr un rendimiento, confiabilidad y vida útil óptimos de la máquina.