Заказчики современной гидрофицированной мобильной техники предъявляют все более жесткие требования к компактности.
Наиболее объёмным и массивным в любой открытой гидросистеме является гидробак.
Традиционно, для определения емкости бака выполняется тепловой расчет, целью которого является определение установившейся температуры рабочей жидкости для гидросистем, в которых габариты резервуаров для рабочей жидкости ограничены.
В процессе эксплуатации гидропривода температура рабочей жидкости не должна превышать 55 ÷ 60 °С и в отдельных случаях 80 °С. Если поддержание температуры в пределах установленной не может быть обеспечено естественным охлаждением, в гидросистеме устанавливают теплообменники.
На практике при выборе объема бака можно руководствоваться следующим правилом: для гидросистем строительно-дорожных и передвижных лесных машин, работающих на открытом воздухе, емкость бака принимается равной 0,3 ÷ 1,0-минутной производительности насосов, но не менее 1,5 ÷ 2,0 объемам масла, циркулирующего в гидросистеме.
Конструкторы PMC Group разработали инновационный гидробак (PMC-Cyklontank), который позволяет снизить объем жидкости на 50…90% по сравнению с традиционными решениями. В основе конструкции заложен принцип закрытого контура, в котором рабочая жидкость циркулирует из сливной магистрали во всасывающую. В этом случае нужен дополнительный (компенсационный) объём рабочей жидкости, определяемый разницей объемов поршневых и штоковых полостей гидроцилиндров.
Одной из главных функций гидробака является удаление растворенного воздуха или деаэрация рабочей жидкости.
Инженеры PMC Group решили эту задачу, применив циклонную вставку . В основе используется принцип работы центробежного сепаратора для молока, на который шведский изобретатель Густав де Лаваль в 1878 году получил патент. В циклонной вставке потоку рабочей жидкости придается вращение, и, в результате, происходит сепарирование воздуха из масла: жидкость движется к стенкам вставки, а более легкий воздух остается в центре и отводится через специальный порт (рис.1). По сравнению с традиционным гидробаком деаэрация происходит в 10 раз эффективнее.
На рис.2 показано компьютерное моделирование скорости потока рабочей жидкости, проходящей через бак. Темно-синие линии показывают заполненный воздухом поток в сторону циклонной вставки. Черные линии, поднимающиеся от циклонной вставки — это отделенный воздух, выходящий в резервуар. Зеленые и более легкие синие линии показывают, как рабочая жидкость, освобождённая от воздуха, подводится к насосу.
Площадь входного сечения циклонной вставки может изменяться. Это необходимо для достижения постоянной скорости вращения потока внутри вставки при различных расходах в пределах 650 л/мин.
Тем самым гарантируется стабильная деаэрация независимо от изменения потока на сливе.
Заказчик в итоге получает целый ряд преимуществ:
— снижение габаритных размеров и массы бака;
— меньший объем масла при заправке гидросистемы и при смене масла;
— уменьшение риска кавитации, за счёт повышения давления на входе насоса;
— эффективнее очистка всей гидросистемы – весь объем жидкости чаще проходит через фильтр;
— при холодном запуске гидросистемы время предварительного разогрева гораздо меньше.
Вывод: PMC-Cyklontank может использоваться в большинстве гидравлических систем. Он предлагает наибольшую выгоду в мобильных гидросистемах, где размер и вес являются приоритетными.
источник1, источник2, источник3
