Reservatórios/tanques hidráulicos não são apenas simples recipientes para fluidos. Neste artigo, explorarei esse tema com você. Descobrirá que são componentes multifuncionais essenciais para a confiabilidade, eficiência e longevidade de um sistema hidráulico. Abordarei diversos aspectos para essa descoberta.
I. Funções principais:
As funções do reservatório vão além do armazenamento; ele tem usos mais críticos.
- Armazenamento e fornecimento de fluidos: Os reservatórios armazenam o fluido hidráulico (ou fluido do sistema). Eles repõem o fluido perdido em caso de vazamentos ou quando os atuadores são acionados.
- Redução térmica: A área da superfície do reservatório libera cerca de 25% do calor do sistema, atuando como seu principal reservatório. dissipador de calor. O tamanho, o material e o fluxo de ar são cruciais para gerenciar esse calor de forma eficaz.
- Separação de ar: As bolhas de ar se separam do fluido nos reservatórios graças a um tempo de permanência e área de superfície adequados. Sem isso, os sistemas correm o risco de cavitação, operação esponjosa do atuador e danos por oxidação.
- Decantação de contaminantes: A água e as partículas pesadas depositam-se no fundo do reservatório devido à gravidade. Isso mantém os contaminantes a uma distância segura da entrada da bomba.
- Plataforma de montagem: Os reservatórios abrigam fisicamente bombas, motores, válvulas, filtros, indicadores de nível e respiros.
II. Dimensionamento do reservatório:
O tamanho do reservatório deve ser suficiente para acomodar a rejeição de calor, a liberação de ar, a decantação de contaminantes e as demandas de fluidos do sistema.
Volume efetivo (entre os níveis mínimo e máximo) = 3 a 5 vezes a vazão da bomba (Q) por minuto. (Exemplo: bomba de 20 GPM → volume efetivo de 60 a 100 galões).
Alguns fatores-chave que influenciam o dimensionamento dos reservatórios:
- Carga térmica: Sistemas que operam continuamente, têm alta demanda de energia ou estão em altas temperaturas ambientes podem exigir volumes maiores - normalmente até 8 vezes a vazão ou mais.
- Grau de fluidez: Fluidos de maior viscosidade necessitam de volumes maiores para melhor sedimentação e remoção de ar. Se você tem pouco conhecimento sobre óleo hidráulico, confira o artigo:Explorando o óleo hidráulico: seus usos e importância
- Complexidade do sistema: Com múltiplos atuadores, grandes acumuladores ou longas linhas de fluido, pode ser necessário volume adicional para expansão térmica e amortecimento de sobretensão.
- Restrições de espaço: As limitações físicas relativas à instalação devem ser levadas em consideração.
- Gestão de níveis: O mínimo O nível do fluido deve evitar a formação de vórtices e a cavitação na entrada da bomba, mantendo-se normalmente uma distância superior a três vezes o diâmetro do tubo de entrada. diâmetro do fundo do tanque. O nível máximo deve deixar um espaço livre de 10-15% para permitir a expansão térmica e a formação de espuma.
III. Construção e Materiais de Reservatórios Hidráulicos
Existem formatos comuns de reservatórios.
- Retangular: Este é o formato mais comum. Isso porque maximiza a área de superfície para transferência de calor, simplifica a instalação de defletores internos/montagem de componentes e a própria montagem dos componentes, além de otimizar o aproveitamento do espaço.
- Cilíndrico: Tanques cilíndricos suportam melhor a pressão e o vácuo, mas seu formato desperdiça espaço e complica a montagem interna. Normalmente, são encontrados em instalações de alta pressão ou especializadas.
Materiais para fabricação de reservatórios hidráulicos
- Tanque de aço carbono: São necessários bocais de visita para limpeza e inspeção em tanques maiores. São mais baratos, mas enferrujam com mais facilidade – não são adequados para a indústria alimentícia/farmacêutica.
- Tanque de aço inoxidável: Alta resistência à corrosão, fácil de limpar, longa vida útil; adequado para ambientes especiais. No entanto, é caro, muito mais pesado e um pouco mais difícil de processar e soldar.
- Tanque de alumínio/plástico: Economize peso para a indústria móvel (caminhões/máquinas) ou para o manuseio de produtos químicos complexos. Não enferruja como o aço.
V. Acessórios Essenciais
Defletores: Eles são essenciais para separar a bomba sucção (entrada) zona da linha de retorno zona. Função: Os defletores aumentam o tempo de residência do fluido para resfriamento, desaerificação e decantação. Eles impedem que o fluido quente e aerado entre diretamente na sucção da bomba.
Respiro (Filtro de Ar): O respiro equaliza a pressão durante as mudanças no nível do fluido e filtra o ar de entrada, servindo como o principal ponto de entrada para contaminantes. Certifique-se de que a classificação de filtragem (por exemplo, β₅(c) ≥ 75 ou β₃(c) ≥ 200) corresponda aos requisitos de limpeza do sistema e que a capacidade de vazão atenda às taxas máximas de sucção e retorno da bomba.
Indicadores de nível: Os tipos disponíveis incluem visores de nível, interruptores de nível tipo bóia (alarmes de mínimo/máximo), medidores de nível magnéticos e transdutores (saída eletrônica).
Indicador/Medidor de Temperatura: Monitora a temperatura do fluido, com alarmes normalmente configurados em torno de 65°C (150°F).
Bujão de drenagem: Recomenda-se o uso de bujões de drenagem magnéticos posicionados no ponto mais baixo.
Tampa de enchimento/respiro: Uma porta selada para adição de fluido que geralmente inclui o respiro.
Tampas de inspeção: Pontos de acesso menores para limpeza quando o acesso completo ao bueiro não for viável.
VI. Instalação e Manutenção Reservatório hidráulico
Instalação de reservatório
- Localização: Garantir bombear a entrada é abaixo mínimo Nível do reservatório para alimentação por gravidade. Se estiver acima, é obrigatório o uso de um reservatório pressurizado (superalimentado) ou uma bomba de carga.
- Montagem: Utilize uma base rígida e nivelada e evite soldar suportes a um reservatório cheio para prevenir distorções.
- Limpeza inicial: Limpe bem antes do primeiro enchimento para eliminar contaminantes. Pode ser necessário enxaguar.
Manutenção de reservatórios
Verificações regulares de nível: Assegure-se de que os níveis de fluidos sejam mantidos dentro da faixa de operação.
Monitoramento de temperatura: A identificação precoce de problemas de refrigeração ou sobrecargas do sistema é essencial.
Análise de fluidos: Realize amostragens e análises periódicas para avaliar a contagem de partículas, o teor de água, a viscosidade e o índice de acidez total (TAN). Isso é crucial para a manutenção preditiva.
Manutenção do respiro: Substitua o respiro com base no indicador de diferencial de pressão ou siga os intervalos de substituição programados.
Conclusão:
O reservatório hidráulico não é apenas um tanque, é um sistema de suporte à vida projetado para esse fim. Seu tamanho, projeto interno (especialmente o correto defletor), qualidade de construção, seleção de acessórios e práticas de manutenção são essenciais para o bom funcionamento do sistema hidráulico. Um projeto inadequado ou negligência do reservatório é uma das principais causas de falhas como superaquecimento, cavitação, desgaste acelerado de componentes e degradação do fluido. Tratar o reservatório como um dos "corações pulsantes" de um sistema hidráulico é fundamental para o seu bom funcionamento. sistema hidráulico Para alcançar o desempenho, a confiabilidade e a vida útil ideais da máquina.