Budowa i zasada działania zbiornika oleju hydraulicznego

Zbiornik oleju hydraulicznego jest kluczowym komponentem każdego systemu hydraulicznego, w tym tych stosowanych w urządzeniach takich jak żurawie HDS Hiab. Jego główne funkcje obejmują magazynowanie oleju hydraulicznego, efektywne odprowadzanie ciepła, wspomaganie sedymentacji zanieczyszczeń, separację powietrza z oleju oraz pełnienie roli platformy montażowej dla innych komponentów układu.

Typy zbiorników oleju hydraulicznego

Zbiorniki oleju są klasyfikowane na dwa główne typy: otwarte i zamknięte.

Zbiorniki typu otwartego

W przypadku zbiorników typu otwartego, górna część jest wyposażona w odpowietrznik, co pozwala powierzchni oleju na kontakt z atmosferą. Ten typ jest szeroko stosowany w większości ogólnych układów hydraulicznych, ze względu na swoją prostotę konstrukcji i efektywność w standardowych warunkach pracy.

Zbiorniki typu zamkniętego

Zbiornik zamknięty jest całkowicie uszczelniony i wypełniony sprężonym gazem. Znajduje zastosowanie w specjalistycznych warunkach, takich jak prace podwodne, na dużych wysokościach, lub w innych środowiskach, gdzie wymagana jest wyjątkowa stabilność pracy i ochrona przed wpływami zewnętrznymi. W niniejszym artykule skupiamy się na powszechnie stosowanych zbiornikach typu otwartego.

Konstrukcja otwartego zbiornika paliwa

Typowa konstrukcja otwartego zbiornika oleju, jak przedstawiono na schematach, zawiera szereg istotnych elementów. Przegroda 11 służy do oddzielenia rury ssącej 5 od rury powrotnej 3 i rury wylotowej 4. Na górze, po bokach i na dole zbiornika umieszczone są odpowiednio: filtr powietrza 6, króciec wtrysku oleju 2, wskaźnik poziomu cieczy 1 oraz filtr 12. Płyta montażowa 7, przeznaczona do instalacji pompy hydraulicznej i jej silnika napędowego, jest zazwyczaj mocowana na górnej powierzchni zbiornika. Sama skrzynia zbiornika 10 jest konstruowana, na ogół, poprzez spawanie blachy stalowej o grubości od 2,5 do 5 mm.

Projektowanie zbiornika oleju

Zbiorniki oleju są często projektowane jako elementy niestandardowe, dostosowane do konkretnych potrzeb systemu. Główne czynniki, które należy wziąć pod uwagę podczas projektowania, to objętość zbiornika, jego struktura oraz zdolność do rozpraszania ciepła.

Szacowanie objętości zbiornika

Objętość zbiornika jest kluczowym parametrem, który należy określić. Duża objętość zbiornika sprzyja lepszemu rozpraszaniu ciepła, ale wiąże się z większym zużyciem oleju i wyższymi kosztami. Z kolei mała objętość zajmuje mniej miejsca i redukuje koszty, jednak może prowadzić do niewystarczającego rozpraszania ciepła. W praktyce projektowej, objętość zbiornika jest wstępnie szacowana za pomocą wzorów empirycznych, a następnie weryfikowana poprzez bilans cieplny zbiornika. W przypadku braku chłodnicy, efektywną objętość zbiornika (stanowiącą 80% całkowitej objętości) szacuje się za pomocą wzoru empirycznego:

V = aq

Gdzie:

• V - efektywna objętość zbiornika oleju
• q - całkowite stałe natężenie przepływu pompy hydraulicznej
• a - współczynnik empiryczny (a = 2 ~ 4 dla sieci niskiego napięcia, a = 5 ~ 7 dla sieci średniego napięcia, a = 6 ~ 12 dla sieci średniego, wysokiego lub wysokiego napięcia systemu zasilania)

Kwestie uwagi podczas projektowania

Podczas projektowania konstrukcji zbiornika, należy zwrócić uwagę na następujące aspekty:

1. Na rurze ssącej pompy hydraulicznej powinien być zainstalowany filtr oleju o siatce 100-200. Filtr ten nie może wystawać ponad powierzchnię oleju, aby zapobiec zasysaniu powietrza przez pompę, co mogłoby generować hałas. Odległość filtra oleju od dna zbiornika nie powinna być mniejsza niż 20 mm, a od ściany zbiornika nie mniejsza niż trzykrotność średnicy rury, co zapewnia swobodny przepływ oleju.
2. Odległość między rurą ssącą a rurą powrotną powinna być jak największa. Rury te powinny być zainstalowane na przeciwnych końcach zbiornika, aby wydłużyć drogę cyrkulacji oleju. To zwiększa czas na osadzanie się zanieczyszczeń, usuwanie pęcherzyków powietrza oraz sprzyja chłodzeniu oleju. Z tego powodu, w zbiorniku często umieszcza się separator, który zmusza olej do krętego obiegu. Wysokość separatora wynosi zazwyczaj 3/4 wysokości lustra oleju.
3. Rura powrotna powinna być zanurzona poniżej powierzchni oleju nawet przy jej najniższym poziomie, aby zapobiec mieszaniu się oleju powrotnego z powietrzem i tworzeniu się pęcherzyków podczas spływu do zbiornika. Koniec rury powrotnej powinien być ścięty pod kątem 45 stopni i skierowany w stronę najbliższej ściany zbiornika, aby zapobiec uderzaniu strumienia oleju w osady na dnie. Odległość między wylotem rury a dnem i ścianą zbiornika zazwyczaj nie jest mniejsza niż trzykrotność średnicy rury.
4. Skrzynia małych i średnich zbiorników oleju jest zazwyczaj spawana z blachy stalowej o grubości 3-4 mm. W przypadku dużych zbiorników, skrzynia jest spawana do szkieletu wykonanego ze stali kątowej, a następnie do niego spawane są blachy stalowe. Wytrzymałość i sztywność skrzyni muszą być wystarczające, aby wytrzymać ciężar zamontowanych na niej komponentów, moment obrotowy oraz obciążenia dynamiczne podczas pracy maszyny. Dlatego blacha stalowa na górze zbiornika jest grubsza niż na ścianach bocznych. W celu ułatwienia rozpraszania ciepła, odprowadzania i obsługi oleju, wysokość podstawy skrzyni olejowej powinna wynosić 150-200 mm. Wokół skrzyni powinny znajdować się uchwyty do podnoszenia. Na dole skrzyni należy umieścić otwór wylotowy oleju, a dolna powierzchnia powinna być najlepiej nachylona w kierunku króćca spustowego, co ułatwia czyszczenie i usuwanie oleju.
5. Rozmiar okienka płynowskazu powinien umożliwiać obserwację zarówno najwyższego, jak i najniższego poziomu oleju. Płynowskaz, będący częścią standardową, powinien być zainstalowany w miejscu łatwym do obserwacji.
6. Aby zapobiec zanieczyszczeniu oleju, należy dodać pokrywę i połączenie okna z uszczelką. Otwory, przez które przechodzą rury olejowe, również powinny być wyposażone w pierścienie uszczelniające. W otworach wentylacyjnych należy montować filtry powietrza. Wewnętrzna ściana zbiornika powinna być pokryta farbą olejoodporną i antykorozyjną, aby zapobiec korozji.

Innowacyjny zbiornik oleju Hiab z technologią cyklonową

Firma Hiab, będąca częścią Cargotec, wprowadziła na rynek rewolucyjny zbiornik oleju, który wykorzystuje technologię cyklonową. Ta innowacja znacząco zmniejsza zużycie oleju, wagę, wymaganą przestrzeń oraz koszty eksploatacji żurawi leśnych i przeładunkowych. Jest to pierwsza tego typu technologia w branży, która wyznacza nową generację wydajnych zbiorników oleju hydraulicznego.

Zasada działania technologii cyklonowej

Zbiornik wykorzystujący technologię cyklonową skutecznie usuwa powietrze z oleju hydraulicznego, który wraca do zbiornika. System ten jest do dziesięciu razy bardziej wydajny niż standardowe rozwiązania. Dzięki tej technologii olej może częściej cyrkulować i być filtrowany, co pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiarów zbiornika. To z kolei oznacza, że wymagana objętość oleju jest znacznie mniejsza. Dodatkowo, niewielkie nadciśnienie w układzie wylotowym zapobiega kawitacji w pompie olejowej, co przekłada się na wydłużenie okresu eksploatacji pompy, oleju i całego układu hydraulicznego.

Korzyści z zastosowania zbiornika cyklonowego

Jak podkreśla Markus Sjöqvist, kierownik produktu w Hiab, dzięki dziesięciokrotnie większej efektywności cyklonu w usuwaniu powietrza z oleju, możliwe jest stosowanie znacznie bardziej kompaktowych zbiorników. Na przykład, zamiast standardowego zbiornika o pojemności 250 lub 300 litrów, stosowanego w żurawiach przeładunkowych lub leśnych, można zamontować 100-litrowy zbiornik cyklonowy. Zmniejszenie rozmiaru i masy zbiornika przekłada się na redukcję zużycia paliwa oraz ograniczenie emisji CO2 nawet o 600 kilogramów rocznie. Redukcja ciężaru zapewnia również dodatkową przestrzeń ładunkową oraz korzyści wynikające z mniejszego zużycia oleju (nawet do 60%), bardziej trwałego układu hydraulicznego i obniżonych kosztów eksploatacji.

Zbiornik cyklonowy oleju może być również zamontowany bezpośrednio na żurawiu i objęty pakietem gwarancyjnym żurawia. Wyższa pozycja montażowa na żurawiu umożliwia lepsze warunki pracy pompy, a koszty instalacji są niższe niż w przypadku montażu na ciężarówce.

Znaczenie zbiornika oleju hydraulicznego Hiab

Zbiornik oleju hydraulicznego w żurawiu Hiab jest kluczowym elementem układu hydraulicznego, zapewniającym prawidłowe smarowanie i chłodzenie wszystkich podzespołów dźwigu. Dzięki solidnej konstrukcji i precyzyjnemu wykonaniu, zbiornik oleju Hiab gwarantuje niezawodność i długą żywotność sprzętu. W przypadku wątpliwości dotyczących doboru części, zaleca się kontakt z dostawcą, ponieważ zazwyczaj nie ma możliwości zwrotu części, co wymaga przemyślanych zakupów.

tags: #zbiornik #hds #hiab