2.2.1 Tuberías, filtros, depósitos,acumuladores, mangueras y uniones, sistemas de enfriamiento.
FILTROS
Estos
sistemas se emplean para el control de la contaminación por partículas
sólidas de origen externo y las generadas internamente por procesos de
desgaste o de erosión de las superficies de la maquinaria, permitiendo
preservar la vida útil tanto de los componentes del equipo como del
fluido hidráulico.
Los
filtros pueden ser ubicados en las líneas de retorno, en la línea de
presión, o en cualquier otra ubicación en el sistema donde el usuario
del mismo decida que sea necesario para salvaguardar el sistema contra
impurezas.
El
propósito de la filtración no es solo prolongar la vida útil de los
componentes hidráulicos, si no también evitar paradas producidas por la
acumulación de impurezas en las estrechas holguras y orificios de
válvulas y servovalvulas.
Los
filtros son clasificados como de flujo pleno o total y flujo
proporcional o parcial. En el tipo de filtro de flujo pleno o total,
todo el fluido que ingresa a la unidad pasa a través del elemento
filtrante, mientras que en el tipo de filtro de flujo proporcional, sólo
una porción del fluido pasa a través del elemento.
Filtro de flujo pleno
El
filtro de flujo pleno proporciona una acción positiva de filtrado; sin
embargo, el mismo ofrece resistencia al filtrado, particularmente,
cuando el elemento de ensucia. El fluido hidráulico entra al filtro a
través del puerto de entrada en el cuerpo y fluye alrededor del elemento
de filtro dentro del vaso de filtro. El filtrado tiene lugar a medida
que el fluido pasa a través del elemento de filtrado y hacia dentro del
núcleo hueco, dejando la suciedad y las impurezas en la parte exterior
del elemento de filtro.
El fluido filtrado luego circula desde el núcleo hueco a través del puerto de salida y hacia el interior del sistema.
FIGURA 1: Flitro hidraulico de flujo pleno
FIGURA 2: Descripcion de un filtro
DEPOSITOS O TANQUES
La
función natural de un tanque hidráulico o tanque de reserva es contener
o almacenar el fluido de un sistema hidráulico. Un tanque de hidráulico
almacena un líquido que no está siendo usado en un sistema hidráulico.
El mismo además permite la extracción de los gases y materiales extraños
del líquido.
Además
de funcionar como un contenedor de fluido, un tanque también sirve para
enfriar el fluido, permitir asentarse a los contaminantes y el escape
del aire retenido.
Cuando
el fluido regresa al tanque, una placa deflectora bloquea el fluido de
retorno para impedir su llegada directamente a la línea de succión. Así
se produce una zona tranquila, la cual permite sedimentarse a las
partículas grandes de suciedad, que el aire alcance la superficie del
fluido y da oportunidad de que el calor se disipe hacia las paredes del
tanque.
La
figura siguiente muestra algunas de las características de diseño de un
tanque de reserva. El mismo debería ser alto y angosto en lugar de
profundo y ancho. El nivel de aceite deberá estar tan alto como sea
posible sobre la apertura de la línea de succión de la bomba. Esto evita
que el vacío en la apertura de la línea cause efectos de remolino o
vórtices, lo que significaría que el sistema está probablemente tomando
aire. El aceite aireado no transmitirá potencia correctamente debido a
que el aire es compresible. Al aceite aireado tiene una tendencia a
deteriorarse y perder su habilidad de lubricación.
FIGURA 3: Descripcion de un tanque hidraulico
FIGURA 4: Tanque hidraulico
ACUMULADORES
Un
acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad
de fluido incompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una
fuerza externa.
El
fluido hidráulico bajo presión entra a las cámaras del acumulador y
hace una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o
levanta un peso, y posteriormente cualquier caída de presión en el
sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera
otra vez.
Funciones:
- Complementa el flujo de la bomba
- Elimina fluctuaciones de presiones
- Mantiene la eficiencia del sistema
- Suministra potencia en emergencia
- Compensa pérdidas
- Absorbe choques hidráulicos
Los acumuladores, en los cilindros hidráulicos se pueden aplicar como:
- Acumulador de energía
- Antigolpe de ariete
- Antipulsaciones
- Compensador de fugas
- Fuerza auxiliar de emergencias
- Amortiguador de vibraciones
- Transmisor de energía de un fluido a otro
Acumuladores de contrapeso
El
acumulador cargado por peso, ejerce una fuerza sobre el líquido
almacenado, por medio de grandes pesos que actúan sobre el pistón o
émbolo. Los pesos pueden fabricarse de cualquier material pesado, como
hierro, concreto e incluso agua. Es el
único tipo de acumulador en que la presión se mantiene constante, hasta
que la cámara del acumulador quede prácticamente
vacía. .
Generalmente
los acumuladores cargados por peso son de gran tamaño; en algunos casos
su capacidad es de varios cientos de litros. Pueden prestar servicio a
varios sistemas hidráulicos al mismo tiempo y usualmente son utilizados
en fábricas y sistemas hidráulicos centrales.
FIGURA 5: Acumuladores de contrapeso
Acumuladores de resorte
En
los acumuladores cargados por resorte, la fuerza se aplica al líquido
almacenado por medio de un pistón sobre el cual actúa un resorte. Suelen
ser más pequeños que los cargados por peso y su capacidad es de sólo
algunos litros. Usualmente dan servicio a sistemas hidráulicos
individuales y operan a baja presión en la mayoría de los casos.
Mientras
el líquido se bombea al interior del acumulador, la presión del fluido
almacenado se determina por la compresión del resorte. Si el pistón se
moviese hacia arriba y comprimiera diez pulgadas al resorte, la presión
almacenada sería mayor que en el caso de un resorte comprimido tan sólo
cuatro pulgadas.
FIGURA 6: Acumuladores de resorte
Acumulador de pistón
Un
acumulador de tipo pistón consiste en un cuerpo cilíndrico y un pistón
móvil con sellos elásticos. El gas ocupa el volumen por encima del
pistón y se comprime cuando el fluido entra al interior del cuerpo
cilíndrico. Al salir el fluido del acumulador la presión del gas
desciende. Una vez que todo el líquido ha sido descargado, el pistón
alcanza el final de su carrera y cubre la salida manteniendo el gas
dentro del acumulador.
Aplicaciones
hidráulicas en que es necesaria una gran cantidad de fluido para
efectuar el trabajo pero este se realiza solo intermitentemente en el
ciclo de la maquina.
FIGURA 7: Acumulador de piston
Acumulador de Diafragma
El
acumulador de tipo diafragma se compone de dos hemisferios metálicos
atornillados juntos, pero cuyo volumen interior se halla separado por un
diafragma de hule sintético, el gas ocupa el hemisferio superior.
Cuando el fluido entra en el espacio inferior, el gas se comprime. Al
descargar todo el líquido, el diafragma desciende hasta la salida y
mantiene el gas dentro del acumulador.
Este tipo de acumuladores son para caudales relativamente pequeños y presiones medias.
FIGURA 8: Acumulador de diafragma
Acumulador de vejiga
El
acumulador de tipo vejiga se compone de un casco de metal en cuyo
interior se encuentra una vejiga de hule sintético que contiene al gas.
Cuando el fluido entra al interior del casco, el gas en la vejiga se
comprime.
La
presión disminuye conforme el fluido sale del casco, una vez que todo
el líquido ha sido descargado, la presión del gas intenta empujar la
vejiga a través de la salida del acumulador. Sin embargo, una válvula
colocada encima del puerto de salida, interrumpe automáticamente el
flujo cuando la vejiga presiona el tapón de la misma.
FIGURA 9: Acumulador de vejiga
Mangueras hidráulicas
Recomendaciones de instalación:
a.- Recuerde
que los flexibles sometidos a trabajo sufren una elongación o
estiramiento entre un 2% a 4% de su longitud inicial, por lo que se
recomienda dejarlos de un largo apropiado.
b.- Siempre se debe mantener un radio de curvatura lo más amplio posible, con el fin de evitar el colapso o restricción del fluido.
c.- Evite al instalar un flexible que este quede con alguna torcedura, por lo cual tome algún punto como referencia .
d.- Evite
el contacto o el roce entre flexibles para que no produzcan desgastes
de las superficies, para lo cual se recomienda el uso de adaptadores,
codo o curvas apropiados.
e.- Procure evitar el contacto con pieza móviles o fuentes de calor, por ejemplo el tubo de escape, cardan.
f.- Los flexibles deben tener la longitud apropiada para que cumplan con su función de “flexible”.
Selección del diámetro interior de la manguera (caudal y velocidad)
FIGURA 11:
Esta
grafica se utiliza para determinar el diámetro interno de la manguera
que se necesita para cumplir con el caudal y requerimientos de
velocidad.
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