L’adozione di serbatoi compatti negli impianti oleodinamici è vista spesso come la soluzione per ridurre gli ingombri e per aumentare la sostenibilità e l’efficienza energetica. L'adozione di serbatoi di dimensioni ridotte è stata finora frenata a causa delle problematiche ad essa connesse: serbatoi più piccoli implicano la riduzione della capacità di degasaggio del fluido e di scambio termico.
La divisione Filtri di HYDAC ha sviluppato un set di soluzioni per la Tank Optimization che permettono di avere serbatoi ottimizzati secondo l’effettiva necessità della macchina grazie all’adozione di filtri speciali per la contaminazione da aria e d’acqua dell’olio.
In questo articolo andremo ad approfondire:
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La presenza di aria e di acqua all’interno del sistema idraulico ha diverse implicazioni:
I tecnici di HYDAC hanno posto rimedio a queste problematiche con lo sviluppo di sistemi di filtrazione estremamente efficienti e innovativi. Il filtro speciale RFB, in particolare, separa l’aria dall’olio e, integrato nel processo di analisi e simulazioni computerizzate Tank Optimization, ottimizza radicalmente gli ingombri dei serbatoi. Il nuovissimo sistema di filtrazione TRU in più è in grado di separare anche l’acqua disciolta nell’olio. La filtrazione avviene fin dall'inizio evitando accumuli di acqua con riduzione dei rischi legati a corrosione e formazione di morchie.
Un serbatoio ottimizzato e sviluppato secondo un processo di Tank Optimization avrà dimensioni inferiori e, di conseguenza, richiederà minori volumi di olio, con ulteriori risparmi dal punto di vista economico: basti pensare al risparmio relativo al minor volume di olio necessario, alla carpenteria del serbatoio e ai minori ingombri della macchina nel suo complesso. L’impatto derivante dallo smaltimento dell’olio esausto sarà anch’esso minore, con miglioramento della sostenibilità. In aggiunta a ciò, l’adozione di strategie di Tank Optimization consente di allungare la vita delle componenti e quindi anche i costi legati al ciclo di vita della macchina sono notevolmente inferiori.
Nel video è possibile vedere il confronto di un serbatoio con un filtro convenzionale di ritorno (a destra) con un serbatoio più piccolo con concetto di filtro ottimizzato (a sinistra). Nel serbatoio ottimizzato il livello dell'olio è regolare nonostante un serbatoio più piccolo.
Confronto tra serbatoio con filtro convenzionale e ottimizzato.
I filtri sul ritorno RFB di HYDAC sono stati sviluppati con uno speciale sistema brevettato per ovviare alle problematiche connesse alla presenza di aria nell’olio. Questo filtro, infatti, oltre a garantire la pulizia dell’olio ne abbatte efficientemente la contaminazione d’aria. Il filtro RFB ha alta stabilità alle pulsazioni e garantisce una lunga durata di vita del filtro. Le elevate performance sono rese possibili dall’impiego di tre caratteristiche tecniche che massimizzano la separazione dell’aria dall’olio:
#2 Direzione del flusso in-to-out: il particolare design porta l’olio a defluire più lentamente, le turbolenze sono ridotte al minimo all’interno del serbatoio e vi è una miscelazione più uniforme dell’olio: questi elementi permettono all’aria di separarsi immediatamente.
#3 Geometria in-let: fa sì che l’olio entri nel filtro dal basso e fuoriesca direttamente nella zona superiore del volume d’olio, quella che tecnicamente viene definita con “pelo libero dell’olio”. Le bolle precedentemente unitesi verranno, quindi, direttamente espulse dall’olio.
Il filtro RFB, quindi, riduce gli ingombri, i pesi e i costi in maniera decisiva, e previene al contempo i rischi connessi alla presenza d’aria nel sistema idraulico.
Un altro filtro che unisce ottimizzazione del serbatoio e miglioramento del degassaggio del fluido per le applicazioni dei filtri di aspirazione e ritorno è il filtro RFBK. Trova applicazione in svariati mezzi da lavoro: escavatori, telehandler, dumper e macchine mobili in generale con circuiti combinati.
La serie RFBK può essere utilizzata per portate fino a 285 l/min in circuiti combinati (idraulica di lavoro e trasmissione idrostatica), ovvero con due o più circuiti. Mantenendo la funzione collaudata per la pressurizzazione dell’aspirazione della pompa di sovralimentazione con olio idraulico ben filtrato, questa nuova serie offre tutti i vantaggi del concetto attuale di filtro combinato.
Il flusso di ritorno viene inviato ai due elementi filtranti. All'interno del primo elemento si genera una sovrapressione di almeno 0,4 bar mediante la valvola di precarica. Questo favorisce l’aspirazione delle pompe collegate al raccordo di aspirazione (es. pompa di sovralimentazione), specialmente durante l'avviamento a freddo, e riduce notevolmente il rischio di cavitazione.
La portata richiesta viene filtrata sul lato di aspirazione tramite lo stesso elemento filtrante. La quantità in eccesso fluisce nel serbatoio tramite l’altro elemento filtrante. Questo secondo elemento serve oltre alla filtrazione anche ad un’azione degasante; nello specifico sfrutta il principio della coalescenza spiegato sopra.
L’olio può essere aspirato brevemente dal serbatoio tramite la valvola anticavitazione. In combinazione con la flangia di collegamento, la pressione nella linea di aspirazione può essere limitata opzionalmente tramite una valvola di sovrapressione.
Ai vantaggi dei filtri sopraindicati, si sommano quelli legati all’adozione del TRU. Vediamoli in sintesi:
Come abbiamo visto, la Tank Optimization porta con sé numerosi vantaggi per i costruttori di macchine mobili e ai loro clienti. Ogni sistema serbatoio progettato da HYDAC tiene poi conto delle necessità specifiche dei costruttori, che possono così beneficiare del supporto dei nostri tecnici con soluzioni pensate e progettate ad hoc.
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