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유압 저장 탱크에 대한 재고

모든 엔진 또는 장비 제조업체는 다음에 동의합니다. 공간은 귀중하고 제한된 리소스입니다.

이러한 이유로 인해 설계 엔지니어가 유압 시스템을 설계할 때 유체 저장 탱크를 뒤늦게 고려하는 경우가 많습니다. 저장 탱크는 시스템에서 필요하지 않을 때 남는 유압유를 저장하는 용기로 보입니다. 따라서 유압 저장 탱크는 차량 또는 시스템 설계의 최종 단계에서 남아 있는 위치에 배치되는 경우가 많습니다.

이러한 사고는 어느 정도 이해할 만 합니다. 유압유 저장 탱크는 효율적인 시스템을 방해해서는 안 됩니다. 저장 탱크는 유량 및 유체 수준 변화를 수용할 수 있을 만큼 커야 합니다. 따라서 설계에 편리하지 않은 위치에 배치되더라도 용인되는 결과로 간주되는 경우가 많습니다.  하지만 누군가는 소외된 듯한 구성 요소라 할지라도 모든 구성 요소를 가능한 한 효율적으로 만드는 것이 가치가 있지 않은지 반문할지 모릅니다.

그래서 Donaldson은 질문을 던졌습니다. 더 나은 방법은 무엇일까요?

맞춤형 크기를 제공하는 저장 탱크 솔루션은 기존의 저장 탱크 설계 대비 더 작고 형태 측면에서 유연할 수 있습니다.

유압 저장 탱크가 전체 유압 시스템에 실질적인 가치를 더해 엔지니어링 팀의 삶을 더욱 수월하게 만들어 준다면 어떨까요? "고장나지 않았다면 고치지 말 것"이라는 격언은 이 분야에서 일반적입니다. 설계 엔지니어에게는 신경 써야 할 더 많은 부분이 있습니다. 하지만 더욱 효율적이며 성능과 안정성을 더해주는 유압 저장 탱크 솔루션이 기성품으로 존재한다면, 모든 설계 팀이 고려할 것입니다. 시스템에 맞는 맞춤형 크기로 제공되고 함께 작동하는 구성 요소로 설계된 저장 탱크를 만들면, 주어진 공간을 최대한 활용하면서 전체 시스템을 더욱 효율적으로 운영할 수 있습니다. 이러한 아이디어는 용기를 배치하고 다양한 구성 요소를 해당 공간에 넣을 때 발생하는 문제를 줄여줍니다.

이유 있는 큰 크기의 탱크

많은 저장 탱크의 크기는 큰 편에 속합니다. 저장 탱크 용량아 일반적으로 반환 유체의 체류 시간에 의해 결정되기 때문입니다. 예를 들어, 시스템이 분당 100갤런의 속도로 흐를 경우 2:1 유량비의 저장 탱크는 50갤런을 저장해야 합니다. 저장 탱크로 되돌아가는 모든 갤런은 시스템에 반환되기 전 최소한 1분 동안 체류하게 됩니다. 그동안 혼입 공기는 유체 밖으로 떠오릅니다.

통합 저장 탱크 솔루션은 전체 유압 시스템 성능을 향상하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

물론 이러한 수치는 단순한 예에 불과하며 구체적인 사례에서는 달라집니다. 요점은 시스템 설계자가 공기가 소멸될 때까지의 시간을 허용해야 하므로 체류 시간이 저장 탱크의 크기를 결정한다는 것입니다. 여러 측면에서 혼입 공기(보통 펌프 흡입구 또는 마모된 실린더 씰을 통해 시스템으로 유입되는 대기로, 가압되면서 유압유와 혼합됨)는 먼지와 물만큼이나 시스템에 유해할 수 있습니다. 공기가 시스템으로 반환되는 것은 누구도 원치 않습니다. 진동, 과도한 소음, 불필요한 마모, 유체 산화 증가와 정밀도 감소(제어 사용 시)가 발생할 수 있기 때문입니다.

더 뛰어난 저장 탱크 성능

저장 탱크 작동 방식을 살펴보면, 저장 탱크가 더욱 효율적으로 작동하도록 만들 수 있습니다. 전통적으로 오염물 필트레이션은 탈기와 구분되는 공정입니다. 오염물은 저장 탱크 흡입구에서 여과되고, 공기는 유체가 용기에 머무르는 동안 자체적으로 제거됩니다. 하지만 이러한 자연적인 탈기 프로세스로 인해 엔지니어는 종종 저장 탱크의 크기를 결정할 때 원치 않는 결정을 하게 됩니다.

6 대 1 유량비를 사용하여 저장 탱크의 크기를 절반으로 줄이고 싶다고 가정해 보겠습니다. 즉, 분당 120갤런의 유랑 시스템의 경우 저장 탱크를 20갤런 크기로 줄일 수 있다는 의미입니다. 전통적인 관점에서는 매우 어려운 과제입니다. 용기가 작아질수록 유체 속의 기포가 자연스럽게 위로 올라갈 시간이 그만큼 줄어들기 때문입니다. 그러나 오염물을 여과하는 동시에 혼입 공기를 제거하는 다기능 유압 필터를 사용하는 경우 유체가 오래 머물러 있을 필요가 없으므로 더 작은 저장 탱크를 설계할 수 있습니다.

유압유 탈기 비율(%)
에어레이션(aeration) 비율이 낮아지면 유압 성능이 향상됩니다. Donaldson 탈기 필터는 에어레이션 비율을 1.5% 이하로 유지합니다. 더 높은 수준의 에어레이션에서는 효율성 손실 및 소음이 문제가 됩니다.*

기존의 저장 탱크와 비교할 때, 이 작고 효율적인 저장 탱크는 OE(Original Equipment) 제조업체와 최종 사용자 모두에게 다양한 이점을 제공합니다. OE의 경우, 시스템 내 더 많은 장소에 더 작고 유연한 크기의 저장 탱크를 설치할 수 있으므로 설계 효율성을 극대화할 수 있습니다. 또한, 저장 탱크는 더 적은 자재를 사용하므로 비용도 절감됩니다. 저장 탱크가 유체를 절반만 유지하는 경우, 전체 시스템에 필요한 유체가 훨씬 적으므로 생산(또는 최초 설치) 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.

장비 소유자의 경우, 시스템에서 유지하는 유체가 적으면 시스템 수명 주기 동안 유압유를 더 적게 구입해도 됩니다. 장비 소유자와 운영자는 유압유를 효율적으로 탈기하면 기계 소음이 적고 제어가 더 정밀해지며 마모 및 파손이 줄어들어 장비 수명이 길어지고 소유 비용이 절감된다고 이야기하곤 합니다. OE의 효율적이고 스마트한 설계를 통해 이러한 모든 이점을 얻을 수 있습니다.

더 단순하고 작으며 스마트한 솔루션

Donaldson의 유압 저장 탱크는 공간과 성능을 최적화하도록 설계되어 탱크 크기를 최대 50%까지 줄일 수 있습니다. 장비의 사용 가능한 공간에 맞춰 설계하고 탈기 필트레이션을 시스템에 통합한 Donaldson의 저장 탱크는 고객의 플랫폼에 맞춰 크기를 최적화할 수 있습니다.

완성된 기술

장비 제조업체에게 반가운 소식은 이 가상의 유압 저장 탱크 시스템이 더 이상 가설이 아니라는 사실입니다. 더 이상 부피가 크고 유연하지 않은 정육면체 모양의 저장 탱크를 설치하려고 추가 공간을 만들 필요가 없으며, 단순히 저장 탱크용으로 설계되지 않은 공간에 탱크를 설치할 목적으로 구성 요소를 공급받을 필요도 없습니다.

그렇다면, 유압 유체 저장 탱크를 만드는 더 좋은 방법이 있을까요? 그렇습니다. 전체 프로세스를 재고하여 단순히 더 작은 저장 탱크가 아닌 "적절한 크기의" 저장 탱크를 만들 수 있습니다. 이제 장비 설계를 채택하고 해당 설계에 꼭 맞는 저장 탱크 시스템을 턴키 방식으로 구축할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 더 많은 제어가 가능하며 부피가 큰 저장 탱크를 위한 공간을 만들어야 한다는 부담 없이 저장 탱크가 시스템의 핵심적인 부분이 되도록 보장할 수 있습니다.

모든 구성 요소가 포함되어 있고 공간에 바로 설치할 수 있는 완벽한 설계의 유압 저장 탱크를 상상해 보십시오. 또한 저장 탱크는 혼입 공기 및 기타 오염물 모두로부터 추가적인 보호를 제공합니다.

유압 저장 탱크에 대한 재고가 가져올 수 있는 결과입니다.

 

*실험실 환경에서 30분 연속 시스템 공기 누출을 시뮬레이션하는 테스트를 수행했습니다.
이 기사는 2020년 7월 FluidPowerJournal.com에 처음 발표됐습니다.

 

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