TaNquES

diseo del depsito de Fluido para una Central HidrulicaA menudo se da por descontado el diseo deldepsito, pero este componente es vital para elfuncionamiento y la confiabilidad del sistemahidrulico. Esta es una gua de las prcticas ylas dificultades. Hay variasdocenas de requerimientosdistintos para un depsitode aceite y muchas mane-ras de tener contacto con eldiseo. Pero cada requisitoes simple y puede utilizareste artculo como una listade verificacin.Antes de adquirir el dep-sito, se tienen que estable-cer los fluidos, las presiones y temperaturas entodo su sistema hidrulico. Los siguientes sonparmetros bsicos alrededor de los cuales sedisea el depsito.

1.- Volumen del tanquePlanificar un depsito con una capacidad quepueda alimentar a la bomba del sistema dos otres minutos, despreciando cualquier retornodel fluido. Con un tanque de este tamao, se lo-

gran automticamente una serie de requeri-mientos relacionados: Habr suficiente reservade fluido para llenar el sistema hidrulico en elarranque sin arriesgar el filtro y el chupador(asegurarse de esto); un nivel de aceite relati-vamente estable, a pesar de las fluctuaciones

normales del fluido; suficientefluido para mantener el sis-tema mientras se mueven laspartes rotativas inercialmen-te, durante una parada de e-mergencia, si una lnea de re-torno se rompe; la capacidadtrmica para absorber calorinesperado por cortos perio-dos, o acumular calor duran-te periodos de reposo en un

ambiente con temperaturas bajas; y suficien-te rea en las paredes del tanque para el en-friamiento natural durante el normal funciona-miento del circuito hidrulico.Si el volumen del tanque en litros es menor quedos veces el caudal de la bomba en litros/minesto es, si el tanque puede ser vaciado en me-nos de dos minutos, agregar un intercambiadorde calor para evitar la fluctuacin excesiva detemperatura. Para cualquier tamao de tanque,

Descarga a la atmsfera Retorno principal Venteo

Aspiracin

Filtro magntico

Grifo de drenaje

Chupador

Tapn de drenaje Imanes

permanentes

Fondo de tanque

Drenaje alternativo

Para disear o adquirir undepsito defluido deben

conocerse losparmetros

principales delcircuito

hidrulico

Figura 1

16 AC+H

TAnques

especificar un indicador de nivel de aceite o

una mirilla, sumado a cualquier control del nivel

automtico proporcionado.

La experiencia local estima que el volumen del

tanque en litros debe ser 2,5 a 3 veces el cau-

dal nominal de la bomba tomado en lit/min.

2.- Funciones que cum-

plen los depsitos

Los tanques de aceite deben

realizar las funciones que se

detallan a continuacin

Alojamiento el aceite

El depsito, en lo posible, de-

be contener todo el fluido

del equipo hidrulico donde

opera. Pare ello deben considerarse las varia-

ciones del volumen que se producen por los

distintos consumos que se generan durante el

ciclo de operaciones. Como es posible que ocu-

rran fugas indeseadas, una vez detectadas y

calculadas se debe reponer el aceite perdido.

Refrigeracin del fluido

En todo sistema que transforma energa en tra-

bajo til, siempre se producen prdidas mec-

nicas, que en los equipos hidrulicos se con-

vierten en calor que pasa al aceite y elevan su

temperatura. Estas prdidas de energa trans-

formadas en calor, permiten evaluar el rendi-

miento del equipo. Las prdidas de otro tipo que

se producen en los equipos hidrulicos, se ge-

neran en las tuberas, bombas, motores, fugas

internas en vlvulas, estrangulaciones, conver-

sin de energa en las vlvulas de presin.

El calor resultante de la conversin de energa

es transportado por el fluido y parte de aqul

es disipado hacia el exterior por la tubera, los

dispositivos y el tanque. El calor remanente (no

disipado), calienta el aceite y la instalacin has-

ta que se establece un equilibrio entre el calor

aportado y el calor evacuado. La temperatura

de estabilizacin del equipo es la temperatura

de rgimen.

Para evitar la instalacin de un refrigerador de

aceite, es necesario que la temperatura de r-

gimen sea igual o menor que la mxima tem-

peratura admisible en servicio.

Una buena forma de estimar el nivel de tempe-

ratura el tocar el tanque con el dorso de la ma-

no, si sta soporta la temperatura, el depsito

est en condiciones normales de servicio. Este

mtodo casero no exime del peligro que pue-

den generar temperaturas excesivas en puntos

localizados del sistema.

3.- Tuberas y accesorios

Estudiar el esquema de un tanque caracters-

tico mostrado en la Figura 1 y el circuito de la

tubera en el tanque que se muestra en la Fi-

gura 2. Se podr incluir cada elemento en el

tanque o tener una buena razn para dejarlo

fuera.

La lnea de succin del chupador (o el filtro)

debe estar de 13 a 19 mm ( a in) por en-

cima del fondo del tanque.

La capacidad del chupador

debe ser dos o cuatro ve-

ces la capacidad de la bom-

ba. Un medidor de vaco (va-

cumetro) en la succin de

la bomba, indicar si el chu-

pador esta obstruido.

Puede ser necesario un fil-

tro de imn permanente, co-

mo un tapn de drenaje o

instalado en la placa deflectora en una regin

de concentrado flujo de retorno.

El mayor flujo de retorno, debe descargarse

por debajo del nivel de aceite, cerca de 25 mm

(1 in) por encima del fondo del tanque; la con-

trapresin ser de 0,35 a 0,7 bar (5 a 10 psi) o

ms. Las tuberas de retorno atmosfricas, in-

cluyendo la fuga de las tuberas, estn a pre-

sin cero y se deben descargar sobre el nivel del

aceite.

Si las tuberas atmosfricas tienen caudal ele-

vado y un alto contenido de aire, se deben des-

cargar sobre el nivel de aceite con un conduc-

to, con una inclinacin que desciende gradual-

mente (5 a 10 grados) en el fluido.

El conducto frena el fluido e impulsa hacia fue-

ra al caudal, permitiendo que el aceite quede

libre de aire por si mismo.

Esto es importante, porque el aceite saturado

con aire y funcionando a altas presiones circu-

lar un 25% ms caliente que el aceite libre de

aire. Esto es causado en parte por el calor de

Filtro en derivacin

Al sistema

motor

elctrico bomba

chupador

filtro

magntico

filtro

El enfriamientodel aceitepuederealizarse conconvexin oradiacin de lasuperficie totaldel depsito

retorno

descarga

a la atmsfera

Figura 2

17 AC+H

TAnques

compresin del aire y parte por su baja conduc-

tividad trmica.

Las tuberas de prdidas o drenaje, tienen bajo

caudal, pero deben descargar por sobre el ni-

vel de aceite para liberar el aire arrastrado o di-

suelto y prevenir las burbujas de aire en estas

importantes tuberas.

Los deflectores interiores

entre la tubera de retorno

y la entrada de la bomba,

disminuyen la circulacin

del fluido, ayudan a asen-

tar las partculas sucias, le

dan al aire la posibilidad de

escapar y permiten la disi-

pacin del calor.

El borde superior del de-

flector debe estar sumergido alrededor del 30%

por debajo de la superficie del fluido.

Se debe instalar una abertura de ventilacin

con un filtro de aire, en la parte superior del tan-

que. Su capacidad de venteo del aire debe ser

dos veces la capacidad de la bomba, para ase-

gurar la presin atmosfrica dentro del tanque,

incluso si el nivel del lquido cae rpidamente,

durante los picos de demanda del sistema hi-

drulico. Recordar que la presin atmosfrica

impulsa al fluido en la tubera de succin de la

bomba.

Una tubera de llenado para nuevo aceite, debe

estar en o cerca de la parte superior del tanque

y de fcil acceso. Incluir un colador para man-

tener fuera las partculas extraas.

Todas las tuberas instaladas en la parte supe-

rior y los respectivos accesorios, se deben pro-

teger contra daos por la cada de objetos y

pies de los trabajadores. La fugas de la parte

superior del tanque, se pueden evitar, si la tapa

del tanque, est soldada entre 13 y 25 mm (1/2

y 1 in) por debajo del borde superior de las pa-

redes del tanque.

4.- Temperatura y viscosidad

Mantener la temperatura del

aceite entre 45 y 65C (120

y 150F), preferiblemente los

valores ms bajos para la

viscosidad del aceite desde

20 a 70 cSt (100 a 300 SSU)

(Saybolt Seconds Universal)

basado en 38C (100F). Las

temperaturas mayores a 71C

(160F), son permisibles si la

viscosidad es de 70 a 150cSt

(300 a 700 SSU) basado en 38C.

Temperaturas mayores requieren de un diseo

especial.

Sin un intercambiador de calor, el enfriamiento

natural (conveccin y radiacin) depende de la

disipacin del calor generado. Se deben utilizar

todas las reas de la superficie externa e in-

terna. Poner los deflectores dentro del tanque,

para dirigir el calor entrante del aceite contra

las paredes del tanque.

Disear patas de sustentacin bajo del tanque,

para que la superficie inferior est disponible

para un enfriamiento natural y ayude a mante-

ner el nivel del tanque durante el montaje.

Las paredes del tanque deben ser delgadas,

para una buena conductividad trmica. Hacer-

las aproximadamente de 1,6mm (1/16) de gro-

sor, para tanques con capacidad arriba de 95

litros; 3,2 mm (1/8) para capacidad de 380 li-

tros; y 6,35 mm () para ms de 380 litros.

Si bien eldepsito es de

construccinsencilla, se leagregan una

serie decomponentes

internos yexternos quepermiten unbuen control

sobre el fluidohidrulico

Figura 3

20 AC+H

TAnques

Usar placas algo ms pesadas para la base,

de 8 a 9,5mm (5/16 a 3/8). Que la placa de la

parte superior debe ser cuatro veces el grosor

de la pared, para asegurar un funcionamiento

libre de vibraciones y para mantener alineados

los ejes de la bomba y del motor.

Adems de cualquier control

para limitar la temperatura,

especificar la instalacin de

un termmetro en la parte su-

perior del tanque donde el o-

perador pueda verlo.

5.- Fcil de mantenimiento

Evitar diseos de mquinas

en general con tanques inte-

grados. Es mejor tener uni-

dades separadas, accesibles desde todos los

lados. En efecto, pequeos tanques, algunas

veces se instalan sobre ruedas. Los tanques

dentro del bastidor de la mquina son incmodos

para su mantenimiento. Asegurarse de trabajar

en los detalles del mantenimiento de esos tan-

ques antes de comprometerse con el diseo.

Equipar al tanque con puertas para limpieza y

el fondo con pendiente hacia las puertas. Pro-

porcionar un grifo de purga o vlvula de des-

carga en el punto bajo del fondo y en otros pun-

tos bajos si es necesario para completar el dre-

naje. Poner una tapa de acceso en la parte su-

perior del tanque para remover filtros y cola-

dores. Proporcionar una conexin del tanque a

una unidad de filtracin porttil.

Anotar las instrucciones para la instalacin,

pintura, pruebas, y mantenimiento antes de a-

justar los detalles finales del diseo. Estos son

los puntos problemticos:

Si el tanque est fabricado con hierro fundido,

no pinte el interior de las superficies, asegrese

de remover toda la arena y areniscas de los

hoyos. Las superficies deben ser arenadas.

Si el tanque est fabricado de planchas de a-

cero, limpiarlo exhaustivamente para remover

toda la suciedad, astillas, y

rebabas.

Usar solvente y trapos para

remover cualquier grasa o

aceite y luego secar con tra-

pos limpios. Si el tanque es-

t ligeramente oxidado, lim-

piarlo con cepillo de alam-

bre o esmerilado. Superfi-

cies oxidadas y escamosas

deben ser arenadas.

La tcnica para pintar depende de cual es el

fluido hidrulico que ser utilizado en su sis-

tema. Si el fluido es a base de petrleo, cubrir

toda la superficie interior con una pintura resis-

tente al aceite, recomendada por un proveedor

confiable.

Para fluidos resistentes al fuego cubrir con una

base de ster fosfato, no usar pintura. Hay dis-

ponibles, pinturas especiales con resistencia al

ster fosfato, pero el fluido por si mismo es an-

ticorrosivo y provee la necesaria capa de pro-

teccin.

Donde se requiere pintar, especificar pinturas

de secado al aire, tales como un mordiente

epoxy original y cubierta de poliuretano. Si el

fluido es una emulsin aceite-agua o agua-gli-

col, no aplicar pintura a las superficies porque

la emulsin probablemente la descascare. Pe-

ro si debe pintar, obtenga informacin detallada

del fabricante de la emulsin.

Todas lasrecomendacionesde diseo seorientan hacia lafacilidad demontaje, limpieza,funcionamiento e inspeccin de los elementosagregados ypropios del tanque

Figura 42

1 AC+H