Распечатать

Гидравлика & Пневматика

Гидробак, экономящий деньги и пространство

07.08.2014

Источник: PMC Group

PMC Group, лидирующий скандинавский разработчик и поставщик систем гидропривода и жидкой смазки, предлагает своим клиентам инновационные решения в области гидропривода. Сегодня мы хотим рассказать об одном из них – гидравлическом баке, позволяющем уменьшить объем рабочей жидкости и сэкономить место.

Несмотря на то что гидробак занимает центральное место в гидросистеме по объему и массе (вместе с жидкостью), зачастую ему не уделяется должного внимания. Однако современные гидросистемы предъявляют все более жесткие требования к компактности. Это и явилось главной предпосылкой к разработке инновационного бака, который позволяет снизить объем жидкости на 50…90% по сравнению с традиционными решениями.

Существующие правила рекомендуют выбирать объем гидробака, равный 3–5-минутной производительнос-ти насоса для стационарных систем и 1–2-минутной производительности для мобильной техники. Но чем больше объем бака, тем больше затраты на рабочую жидкость и тем больше места необходимо для установки бака. Кроме того, увеличивается масса гидросистемы и объем отработанной жидкости, а это немаловажно с точки зрения экологии.

В основу инновационного бака дизайнеры PMC Group заложили принцип закрытого контура – рабочая жидкость циркулирует из сливной магистрали во всасывающую. А необходимый объем бака определяется разницей объемов поршневых и штоковых полостей гидроилиндров, фактически выступая в качестве компенсационного объема.

После этого конструкторы задумались над тем, как компактный бак будет обеспечивать необходимые функции.

Гидробак выполняет несколько функций.

Одна из главных – деаэрация рабочей жидкости, т. е. удаление растворенного воздуха. Наличие воздуха (газов) в гидросистеме, как известно, приводит к ряду негативных явлений. Это и потеря свойств рабочей жидкости, и кавитация (которая приводит к разрушению насоса), и нарушение плавности рабочих органов, и разрушение уплотнений, и многое другое. В традиционных гидросистемах объем бака достаточно велик и масло медленно проходит через весь бак, благодаря чему имеется достаточно времени, чтобы до входа во всасывающую линию удалился воздух.

Однако если конструкция бака не продумана, то оставшийся в масле воздух может существенно снизить срок службы всей гидросистемы.

Рис. 1. Циклонная вставка

В PMC Group нашли эффективное решение для деаэрации – применение циклонной вставки (см. рис. 1). В основе лежит принцип, разработанный Густавом де Лавалем в 1877 году для разделения молока и сливок. В циклонной вставке, имеющей цилиндрическую форму своей рабочей части, потоку жидкости придается завихрение, и он получает дополнительную скорость (см. рис. 2). В результате происходит сепарирование воздуха из масла: жидкость (более тяжелая) движется к стенкам вставки, а более легкий воздух остается в центре и отводится через специальный порт (см. рисунок). По сравнению с традиционным гидробаком деаэрация происходит в 10 раз эффективнее.

Рис. 2. Моделирование скоростей жидкости в баке. Черные линии - удаленный воздух

Следующим инновационным решением стало переменное значение площади входного сечения циклонной вставки. Этим достигается стабильная скорость потока внутри вставки и гарантируется стабильная деаэрация независимо от изменения потока на сливе. В результате достигнута универсальность – один и тот же циклонный элемент подходит до любых потоков в пределах 650 л/мин.

Дополнительным достоинством бака является то, что жидкость поступает во всасывающую линию, находясь под небольшим давлением, что снижает риск кавитации и, как следствие, разрушения насоса.

В процессе разработки было уделено внимание и материалу, из которого сделан бак. Снижение материалоемкости делает экономически целесообразным использование нержавеющей стали в качестве материала для бака. При небольших размерах удорожание не так велико, зато в течение всего срока службы в баке будет отсутствовать коррозия.

Конечно же, было предусмотрено, чтобы заказчик мог получать бак со всеми необходимыми устройствами и аксессуарами: существует возможность установки возвратного фильтра, сапуна и необходимых аксессуаров.

В итоге пользователь получает целый ряд преимуществ:

• меньший объем масла при заправке гидросистемы и при смене масла;

• снижение габаритных размеров, массы бака и гидросистемы в целом;

• уменьшение риска кавитации;

• удобство закупки: гидробак поставляется со всеми аксессуарами под одним номером заказа;

• при холодном запуске гидросистемы время предварительного разогрева гораздо меньше;

• эффективнее фильтрация всей гидросистемы – весь объем жидкости чаще проходит через фильтр.

Рис. 3. Гидроагрегат для Atlas Copco, в состав которого входит компактный бак с циклонной вставкой

На сегодняшний день гидробак с циклонной вставкой является стандартным решением для гидросистем PMC Group и защищен патентом. Однако бак поставляется не как отдельный компонент гидропривода, а как часть комплексно разработанной гидросистемы. Используя огромный опыт разработки гидросистем совместно со своими клиентами, компания стремится к тому, чтобы предложить комплексное эффективное решение, которое наилучшим образом подходит конкретному заказчику и гарантирует правильную работу всей гидросистемы.

Гидробак с циклонной вставкой является только частью такого решения.

До 90 % пространства(в некоторых случаях больше)освобождается после замены традиционного бака на циклонный бак от PMC Group. Пространство, которое может быть заполнено вашими новыми техническими решениями или же оставлено неиспользованным, уменьшая общий вес вашего оборудования, или машины.

Многие ведущие машиностроители мира уже успели по достоинству оценить данное решение. В качестве примера можно привести совместную работу с Atlas Copco над разработкой гидропривода для новой платформы буровых машин SmartROC. Для данной гидросистемы PMC Group была разработана компактная установка (см. рис.3), включающая в себя укомплектованный гидробак, смонтированный на раме вместе с клапанными блоками и трубопроводами. В данном проекте использован циклонный бак, объем которого был снижен до 80 литров против 400 литров (это типичный объем для подобного типа машин). Atlas Copco был удостоен награды "Гидравлика и пневматика" за снижение энергопотребления новой платформы на 50%.

Есть и много других примеров создания компактных эффективных гидросистем для самых разнообразных применений. Если производителю техники или оборудования требуется создать эффективную современную гидросистему – PMC Group открыта к сотрудничеству.

Фото и материалы предоставлены PMC Group

Гидравлика & Пневматика 01.12.2017 Гидравлические фильтры призваны повысить надежность гидропривода и уменьшить риски загрязнения масла. В рамках опроса мы попытались выяснить у экспертов: насколько применим к гидравлическим фильтрам принцип «очистка вместо замены»?
Детали & Материалы 29.11.2017 Методы 3D-печати активно развиваются и начинают проникать в промышленное производство. Крупные компании уже создают специальные КБ, занятые ревизией классических конструкций изделий с учетом возможностей, которые предоставляют аддитивные технологии.
Гидравлика & Пневматика 29.11.2017 В микро-экскаваторе фирмы JCB дизельный двигатель мощностью 14 кВт был заменен 10-киловаттным электродвигателем с литий-титановыми батареями. Системы управления рабочими органами выполнены в виде блоков DDH на основе шестеренных насос-моторов внутреннего зацепления с электрическими сервомоторами.
Детали & Материалы 28.11.2017 Выставка formnext-2017, посвященная новейшим разработкам в области аддитивных технологий, прошла в ноябре во Франкфурте-на-Майне в третий раз и была отмечена рекордным ростом посетителей. Россию представляли десять компаний, в их числе и PICASO 3D производитель устройств для персональной 3D-печати.
Гидравлика & Пневматика 13.11.2017 Контрольные точки давления нельзя назвать принципиально новыми устройствами, однако фирмой Stauff они доведены до совершенства. Эти устройства широко применяются для безопасного подключения к гидросистеме аналоговых, цифровых или дисплейных измерительных приборов с целью тестирования давления.
Гидравлика & Пневматика 13.11.2017 Компания освоила серийное производство нерегулируемых аксиально-поршневых насосов с наклонным блоком компактной серии 311.К с рабочими объемами 12 и 34 см3. Таким образом, номенклатурный ряд теперь содержит типоразмеры от 12 до 107 см3.
Гидравлика & Пневматика 27.10.2017 компания Schmalz выпустила приложение, которое позволяет управлять работой вакуумных компонентов со смартфона или планшета. Разработчики утверждают, что это сделает управление рабочим процессом более прозрачным для пользователей.