Конструктивные особенности гидробаков

Гидробаки – многофункциональные вспомогательные устройства, входящие в состав гидросистем и служащие для

• обеспечения теплообмена и частичного охлаждения рабочих жидкостей различного химического состава;
• фильтрации и отделения механических примесей, содержащихся в рабочих средах и выделяющихся в процессе функционирования системы;
• воспрепятствования образованию пены;
• выделения газовоздушных смесей из рабочей жидкости.

Основные составляющие

На выбор вместимости гидробака существенно влияют многие показатели, учитывающие возможные колебания температуры, требования стандартов и правил эксплуатации сосудов, работающих под давлением. С учетом этих условий выбирается такой объем гидробака, чтобы высота свободного пространства над поверхностью жидкости, находящейся в нем, составляла не менее 0,2 общей высоты бака. Это необходимо для того, чтобы для размещения воздуха, выделяющегося из рабочей жидкости, был предоставлен достаточный объем. Конструктивно гидробак состоит:

• из корпуса, внутренний объем которого разделен перегородкой две части: всасывающую и сливную с соответствующими патрубками;
• крышки с уплотнением;
• заливочной горловины с системой тонкой фильтрации;
• слива с пробкой или сливным краном;
• сапуна;
• указателя для проверки уровня жидкости.

Крышка с уплотнением и отверстием, через которое осуществляется очистка днища и боковых поверхностей от осадочных отложений, находится верхней части гидробака.

Объем гидробака выбирается в соответствии с общими условиями работы конкретной гидросистемы и ее коэффициентом полезного действия. При этом учитываются условия охлаждения, допустимая температура (до 55 С).

Технические требования

Для безаварийной работы гидросистемы необходимо руководствоваться техническими требованиями к устройству и эксплуатации гидравлических баков (ГОСТ 16770-71).

1. Специально разработанные общие требования к конструкции баков способствуют эффективному предупреждению перегрева рабочей жидкости, появления пены, воздуха, а также загрязнения бака и общего засорения гидросистемы.

2. В комплекте гидробаков необходимо предусмотреть устройства измерения уровня рабочей среды, либо смотровые окошки. В особых случаях предусматривается автоматическое регулирование или система сигнализации о понижении уровня.

3. Наполнение гидробака через заливочную горловину должно происходить за расчетный период времени. Для этого диаметр горловины и устройство фильтра должны соответствовать условиям, указанным в проектной документации. Герметичная крышка, установленная на баке, должна надежно удерживаться на корпусе бака.

4. Заливка рабочей среды должна происходить максимально закрытым способом, полностью исключающим попадание мелких загрязнений внутрь гидросистемы.

5. Сапун (приспособление для выравнивания давления внутренних полостей гидробака с атмосферой) должен размещаться на верхней крышке и быть оснащенным соответствующим воздушным фильтром, согласно заданным техническим условиям. Это требование распространяется для всех гидробаков, работающих в условиях атмосферного давления.

Конструкция сапуна должна соответствовать паспорту бака и предусматривать его достаточные пропускные возможности, обеспечивающие регулирование давления, возникающего в гидробаке даже при незначительном изменении уровня жидкости.

Сапун служит только для выпуска воздуха. Протекание жидкости из бака через сапун не допускается.

6. Для слива при чистке и мойке гидробака необходимо предусмотреть сливные отверстия, расположенные в нижней части сосуда в местах, удобных для слива отработанных жидкостей и где расположены емкости для отработанных жидкостей.

7. Внутренние части бака должны быть устойчивы к коррозии и оснащены специальным покрытием, инертным и стойким по отношению к рабочей среде. Покрытие не потребуется в случаях, если внутренние поверхности бака предварительно обработать кислотой (ортофосфорной).

Особенности функционирования

Конструктивные особенности гидробака в значительной степени способствуют улучшению эксплуатационных характеристик, в частности, возможности быстрого охлаждения действующей жидкости. Чем больше площадь охлаждения S по отношению к объему бака W, тем лучше внутренний теплообмен. Параллелепипед – наилучшая форма для гидробака, способствующая максимально улучшенному теплообмену между слоями рабочей среды. При этом для исключения колебаний жидкости, меньшая сторона основания бака должна быть направлена вперед, по ходу движения. Изготавливаются гидробаки методом сварки листовой стали или чугунного литья.

Внутренний объем бака должен быть разделен на две части – верхнюю (всасывающую) и нижнюю (сливную) с перегородкой с сетчатой структурой, наклоненной по отношению к верхней части бака под углом от 15 до 30 градусов. Обе части бака имеют приблизительно равные объемы, в отдельных случаях сливная полость может быть немного меньше. Сетчатая перегородка способствует:

• удерживанию инородных частиц;
• разделению трубопроводов всасывания и слива;
• обеспечению возможности более активной циркуляции потоков;
• улучшенному выделению пузырьков воздуха, что способствует повышению эффективности гидросистемы, а также ее долговечности;
• погашению механических колебаний рабочей среды.

В баках с наддувом располагают предохранительный клапан, служащий для снятия избыточного давления в системе, в обычных баках – сапун, уровнемеры и температурные датчики. Одним из главных условий для обеспечения длительной безаварийной работы гидробаков является герметичность всех входящих в него элементов, что препятствует попаданию из атмосферы нежелательных загрязнений.

Обеспечение необходимых параметров работы гидробака происходит также за счет правильного выбора расположения патрубков всасывания и слива. Отверстие патрубка всасывания располагается не ближе шести радиусов трубопроводов от внутренних поверхностей и элементов бака, и на таком же расстоянии от поверхности жидкости (находящейся на минимальном уровне).

В сливной части бака находятся:

• сливной кран для осадка и отработанной жидкости (в нижней части);
• заливочная горловина с системой фильтров, ячейки которых составляют не более 0,1х0,1 мм;
• сливные и дренажные трубы, концы которых располагаются ниже поверхности жидкости (чтобы исключить образование пены) и имеют скосы под 45о сторону боковых стенок бака: продвигаясь вдоль поверхности стенок, потоки рабочей жидкости охлаждаются, чем обеспечивается более эффективный теплообмен;

· зона отстоя со сливной пробкой и возможностью слива осадков, образующихся в процессе работы. Зона отстоя может располагаться как в середине днища, так и сбоку, при этом днище выполняется с небольшим наклоном в сторону слива. В отдельных случаях устанавливаются магнитные сливные пробки, удерживающие мелкие частицы металла, попадающие в гидробак случайно.