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Un nuevo planteamiento del depósito hidráulico

Hay algo en lo que todos los fabricantes de motores o equipos están de acuerdo: el espacio es un recurso valioso y limitado.

Es por eso que al diseñar sistemas hidráulicos, los ingenieros de diseño suelen relegar el depósito de fluido a un segundo plano, y con razón: lo ven como un recipiente pasivo que mantiene el exceso de aceite hidráulico cuando el sistema no lo necesita. Como tal, el depósito hidráulico suele colocarse donde quepa, en las etapas finales del diseño del vehículo o sistema.

Este razonamiento es comprensible, al menos hasta cierto punto. El depósito de aceite hidráulico no debe obstaculizar un sistema eficiente. Debe ser lo suficientemente grande para adaptarse a los cambios en los niveles de fluido y el caudal, y si eso implica instalarlo en un lugar menos conveniente para el diseño, a menudo se considera una concesión aceptable.  Pero se podría argumentar que es valioso hacer que todos los componentes, incluso aquellos que se consideran secundarios, sean lo más eficientes posible.

Entonces planteamos la pregunta, ¿y si hubiera una mejor manera?

Una solución de depósito a medida puede ser más pequeña y más flexible que los diseños de depósito convencionales.

¿Y si el depósito hidráulico pudiera ser una ventaja neta para el sistema hidráulico en general y facilitara las cosas para el equipo de ingenieros? Aquí suele aplicarse el viejo refrán "Si no está roto, para qué arreglarlo"; los ingenieros de diseño tienen otros componentes bajo el capó que merecen atención. Pero una solución de depósito hidráulico lista para usar que sea más eficiente y agregue desempeño y confiabilidad es algo que todo equipo de diseño anhelaría. Al crear un depósito que se adapta a la medida del sistema y construido a partir de componentes hechos para trabajar juntos, es posible aumentar la eficiencia de todo el sistema y aprovechar al máximo el espacio dado. Esta idea reduce el dolor de cabeza que conlleva encajar el recipiente y sus diversos componentes en ese espacio.

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Grande por una razón

Muchos depósitos son más bien grandes porque su capacidad generalmente se basa en el tiempo de permanencia del fluido de retorno. Esto significa que si el sistema tiene un flujo de 100 galones por minuto, un depósito con una proporción de flujo de dos a uno necesitaría contener 50 galones. Cada galón que regresa al depósito se asentará durante al menos un minuto antes de regresar al sistema, de modo que el aire atrapado tenga tiempo de salir del fluido.

Las soluciones de depósito integradas pueden ayudar a mejorar el desempeño total del sistema hidráulico.

Estas cifras son solo ejemplos, y no casos específicos. El punto es que el tiempo de permanencia dicta el tamaño del depósito porque los diseñadores del sistema deben dejar tiempo para que el aire se disipe. De muchas formas, el aire atrapado (aire que se filtra al sistema normalmente en la entrada de la bomba o a través de sellos desgastados de los cilindros y que se mezcla con el aceite a medida que se presuriza) puede ser tan dañino para el sistema como contaminantes como la suciedad y el agua. Lo último que desea es que el aire regrese al sistema y pueda causar vibración, ruido excesivo, desgaste innecesario, mayor oxidación de fluidos y menor precisión al usar los controles.

Cumplir mejor su función

Si analizamos la forma en que el depósito hace su trabajo, podemos hacerlo más eficiente en ese trabajo. Tradicionalmente, la filtración de contaminantes es un proceso separado de la desaireación. Los contaminantes se filtran en la entrada del depósito y el aire se elimina por sí solo mientras el fluido permanece en el recipiente. Pero ese proceso de desaireación natural a menudo restringe las opciones de los ingenieros a la hora de decidir qué tan grande hacer el depósito.

Supongamos que desea que el depósito tenga la mitad del tamaño, utilizando una relación de flujo de seis a uno. Eso significa que puede reducir el tamaño a un depósito de 20 galones para un sistema con un flujo de 120 galones por minuto. Tradicionalmente, esto supone un desafío porque si el recipiente es más pequeño, no tiene tanto tiempo para que las burbujas de aire del fluido suban hasta la parte superior de forma natural. Pero si utiliza un filtro hidráulico multifunción que elimina el aire atrapado al mismo tiempo que filtra los contaminantes, no es necesario que el fluido descanse tanto tiempo, lo que significa que puede diseñar depósitos más pequeños.

Porcentaje de desaireación de aceite hidráulico
Un menor porcentaje de aireación produce un mejor desempeño hidráulico. Los filtros de desaireación Donaldson mantienen la aireación a un 1,5 % o menos. A niveles de aireación más altos, la pérdida de eficiencia y el ruido se convierten en un problema.*

En comparación con los depósitos tradicionales, este depósito más pequeño y eficiente ofrece diversos beneficios tanto para el fabricante de equipos originales (OE) como para los usuarios finales. Para el equipo original, un depósito más pequeño y de tamaño más flexible puede caber en más lugares dentro del sistema, lo cual maximiza la eficiencia del diseño. También utiliza menos material, lo que reduce los costos. Y si el depósito contiene la mitad de fluido, se necesita mucho menos fluido en el sistema en general, lo que reduce aún más los costos de producción (o del primer ajuste).

Para los propietarios de equipos, el hecho de que el sistema retenga menos fluido significa que necesitarán comprar menos aceite hidráulico durante la vida útil del sistema. Los propietarios y operadores de equipos suelen hablar sobre cómo la desaireación eficiente del fluido hidráulico reduce los ruidos y el desgaste de las máquinas y aumenta la precisión de los controles, lo que se traduce en una vida útil más prolongada del equipo y menores costos de propiedad. Todos estos beneficios son el resultado directo de un diseño inteligente y eficiente del equipo original.

Más simple. Más pequeño. Más inteligente.

Nuestros depósitos hidráulicos están diseñados para optimizar el espacio y el desempeño, con una reducción de hasta 50 % en el tamaño del depósito. Al estar diseñados según el espacio disponible en el equipo e integrar la filtración de desaireación en el sistema, nuestros depósitos tienen el tamaño óptimo para su plataforma.

La tecnología está aquí

La buena noticia para los fabricantes de equipos es que este hipotético sistema de depósito hidráulico ya no es hipotético. Ya no es necesario crear espacio adicional para un depósito voluminoso e inflexible en forma de cubo, ni tampoco es necesario obtener componentes solo para encajar un depósito en un espacio para el que no está diseñado.

Entonces, ¿existe una mejor manera de construir depósitos de fluido hidráulico? Sí. Es posible no solo crear depósitos más pequeños, sino depósitos del "tamaño adecuado", simplemente al reconsiderar el proceso completo. Ahora es posible tomar el diseño de un equipo y construir un sistema de depósito llave en mano específicamente para ese diseño. Esto otorga más control a los ingenieros y elimina la presión de tener que dejar espacio para un depósito voluminoso y engorroso, lo que garantiza que ese depósito sea una parte integral del sistema.

Imagínese un depósito hidráulico que llega completamente acabado y sin dolores de cabeza; listo para instalar en su espacio, con todos los componentes incluidos. Y agrega capas de protección contra el aire atrapado y otros contaminantes.

Ese es el nuevo planteamiento del depósito hidráulico.

 

*Prueba realizada en un entorno de laboratorio, simulando una filtración de aire continua al sistema durante 30 minutos consecutivos.
Este artículo fue publicado originalmente en julio de 2020 en FluidPowerJournal.com.

 

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