Способы удаления воздуха из гидравлической жидкости

Присутствие воздуха в жидкости может вызвать различные неполадки в работе гидравлической и смазочной систем:

• Высокий уровень шума и вибраций;
• Нехарактерные для агрегата звуки;
• Замедленное перемещение исполнительных механизмов;
• Повреждение гидроузлов;
• Снижение качества жидкости.

Типовые устройства для удаления пузырьков из жидкости основаны на принципе механического извлечения воздуха. Применение такого оборудования позволяет сократить размеры гидравлического бака и общую стоимость гидросистемы.

Удаление воздуха методом кавитации

Эффект кавитации возникает при положительной разнице между давлением, действующим на жидкость, и давлением насыщения газа, содержащегося в жидкости. Попадание в область высокого давления пузырьков, растворенных в жидкости, приводит к их разрушению. При определенных показателях давления в гидравлическом насосе, данный эффект может вызвать сильные вибрации, высокий уровень шума и термические деградации жидкости.

Пузырьки газа чаще всего находятся на поверхности в пенообразной консистенции, но некоторые пустоты могут оставаться в толще масла. Пузырьки, находящиеся в жидкости или гидробаке, могут быть поглощены насосом, где они сначала увеличиваются в размерах из-за пониженного давления, а затем уменьшаются при попадании в область высокого давления. Процесс является практически адиабатическим, т.е. нагретый пузырек повышает температуру жидкой среды лишь незначительно. Как следствие, высокие температуры сосредоточены только на поверхности области газ-жидкость, что влечет за собой перегрев масла.

Почему воздух попадает в гидросистему?

Причины такого процесса могут быть следующие:

• Сопротивление всасыванию;
• Снижение давления при прохождении жидкости через отверстия, рукава и трубы;
• Турбулентность, возникающая вследствие открытия и закрытия клапана;
• Резкое закрытие клапана или остановка работы насоса, что приводит к сильным вибрациям;
• Резкое открытие клапана, вызывающее падение давления в системе;
• Внешнее воздействие на гидроцилиндр;
• Жидкость залита в гидронасос в недостаточном количестве.

В смазочных системах часть жидкостной массы, проходящей через подшипники и шестерни, может приобретать пенообразную структуру. Подобные процессы являются нежелательными для гидросистем, поскольку могут привести к увеличению шума и сопровождаться кавитацией.

Эффект кавитации также может увеличить степень окисления масла. Повышение температуры, возникающее в результате сжатия, с высокой долей вероятности приведет к возгоранию воспламеняющихся веществ, если они присутствуют в пузырьке газа. Процесс горения продлится наносекунды, но на локальном уровне температура может подняться до 1000 градусов Цельсия и выше. Данное явление получило название «микро-дизель» и может стать причиной окисления масла. Этот эффект, в свою очередь, вызывает резкие перепады давления, а также квитанционную эрозию гидронасоса и прочих узлов гидравлической системы.

Кавитация часто также становится причиной появления промежуточных химических соединений, способных оказать сопротивление восстановительным процессам.

Присутствие пустот в гидравлике также может вызвать следующие проблемы:

• Увеличение температуры масла;
• Снижение качества жидкости и смазывающих свойств;
• Низкая теплопроводность;
• Высокие и нехарактерные шумы;
• Снижение коэффициента упругости;
• Потеря производительности насоса.

Новые технологии для удаления воздуха из жидкости

Лучше всех в разработке технологий для удаления пузырьков преуспела компания «Opus System, Inc», которая создала уникальную систему под названием «Bubble Eliminator». Устройство представляет собой цилиндрическую камеру, в которую помещена конусовидная трубка с круглым поперечным сечением. Жидкость с пустотами перемещается в аппарат под прямым углом и при выходе из трубки образует закрученный поток, циркулирующий через проточный канал. Ускорение потока постепенно уменьшается, вместе с ним и снижается давление масла вдоль центральной оси. В конечной части трубки вихревой поток постепенно замедляется, значение давления возвращается на оптимальный уровень, в результате чего жидкость перемещается на выход.

Показатель центробежной силы определяется значением преодолимого расстояния. В вихревом потоке образуется разница значений центробежной силы, что обеспечивает перемещение жидкости с пустотами в сторону центральной оси. В закрученном потоке, циркулирующем в центре, наблюдается самое низкое давление. Это приводит к образованию воздушного столба из небольших пузырьков. Далее они покидают аппарат через клапан.

Результатом данного процесса является удаление пузырьков из гидравлической системы. Снижение пропорций содержащегося в жидкостной массе газа позволяет жидкости растворять газ в больших объемах. Следовательно, масса всасывает больше пузырьков, которые впоследствии покидают систему при помощи технологии Bubble Eliminator.

Испытания показали, что аппарат можно подсоединять на линии слива и использовать для удаления пустот из гидравлической жидкости. В отличие от других разработок, данная технология не вызывает кавитацию и неисправности агрегатов.

Заключение

Инновационная система для удаления воздуха имеет следующие выгоды перед аналогами:

• Сокращение объема гидробака;
• Минимизация деградации жидкости продлевает срок её службы;
• Отсутствие шумов в гидравлическом насосе;
• Снижение степени сжатия жидкости.

По всем вопросам касаемо работы гидравлического оборудования обращайтесь за консультацией к специалистам компании «Гидротехтрейд».