Valutazione di cinque aree chiave delle moderne centrali idrauliche

Qualsiasi impianto di produzione che utilizza sistemi idraulici alimentati da unità di potenza idrauliche (HPU) convenzionali a velocità fissa dispone di ingegneri e personale che sanno fin troppo bene quanto grandi, rumorose e inefficienti possano essere le vecchie HPU. In passato, tali funzionalità erano semplicemente una parte accettata dell’ambiente di produzione. Ma ora, i progressi nell’ingegneria e nella progettazione hanno portato a nuove unità di potenza a velocità variabile che sono più piccole, più silenziose e più efficienti, destinate all’uso in un’ampia varietà di applicazioni e possono sostituire direttamente i sistemi idraulici tradizionali.

Come altri tipi di apparecchiature elettriche a velocità variabile, le HPU a velocità variabile sono significativamente più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle loro controparti a velocità fissa. Inoltre, grazie ai sensori integrati, alla diagnostica e alle funzionalità cloud, possono essere facilmente collegati a un ambiente IoT per fornire preziosi dati sulla produttività e sulla manutenzione predittiva. Nel complesso, questi vantaggi rendono le moderne centraline idrauliche un'alternativa interessante alle unità tradizionali in termini di efficienza energetica, minori requisiti di raffreddamento, livelli di rumore più bassi e maggiore affidabilità.

Per gli ingegneri che specificano nuove apparecchiature o sono incaricati di aggiornare o sostituire le vecchie HPU, i sistemi a velocità variabile offrono opzioni più efficienti da considerare prima di scegliere dove investire.

Quando si sostituisce o si aggiorna un'HPU, si consiglia agli ingegneri di produzione di considerare alcuni parametri chiave che differenziano la progettazione del moderno sistema idraulico dai sistemi convenzionali: dimensioni, rumore, efficienza energetica, connettività e costo totale di proprietà.

1. Dimensioni: La dimensione complessiva di un'HPU è determinata in gran parte dalla dimensione del serbatoio del fluido idraulico. Per le HPU tradizionali, la regola generalmente accettata è quella di dimensionare il serbatoio almeno da tre a cinque volte il flusso massimo della pompa, per consentire il degasaggio (tempo sufficiente affinché l'olio rimanga nel serbatoio e le bolle d'aria salgano in superficie). Ad esempio, per ottenere un flusso massimo di 150 L utilizzando questa vecchia regola è necessario un serbatoio da circa 600 L, che occupa una notevole quantità di spazio all'interno dell'ingombro dell'unità.

Al contrario, alcune moderne HPU utilizzano metodi alternativi di degasaggio che riducono la quantità richiesta di olio di riserva a un rapporto 1:1. I design più efficienti dei blocchi collettori, insieme alle forme ottimizzate dei serbatoi, consentono serbatoi più piccoli. Questa tecnica migliora le caratteristiche del flusso e integra meglio le funzioni dei componenti. Il collettore risultante è più compatto e leggero di un collettore convenzionale e può essere prodotto in una varietà di forme per adattarsi a spazi ristretti.

A questo è abbinato uno speciale serbatoio a “J” che permette il degasaggio passivo di eventuali bolle presenti nell'olio. Di conseguenza, un'unità che produce un flusso massimo di 150 litri al minuto necessita solo di una capacità del serbatoio di 150 litri, ovvero il 75% in meno di capacità del serbatoio rispetto a una HPU tradizionale. In termini di spazio nello stabilimento, ciò può tradursi in un ingombro di 0,5 m2, rispetto a un ingombro tipico di 2 m2, e in una riduzione del peso dell'80%. In questo esempio, l’impianto di produzione avrebbe bisogno di fornire e mantenere solo un quarto della quantità di olio idraulico.

2. Rumore: Per loro natura, gli impianti di produzione sono considerati rumorosi e di solito richiedono speciali dispositivi di protezione individuale per bloccare tale rumore. Ma quale sia la quantità di rumore considerata accettabile non è definita universalmente. In uno stabilimento di produzione dell'acciaio, ad esempio, un'HPU potrebbe funzionare in totale silenzio e tuttavia non ridurre il rumore complessivo dell'impianto. Ma in altri tipi di strutture, come la produzione automobilistica o lo stampaggio della gomma con catene di montaggio e lunghi tempi di funzionamento delle macchine, è auspicabile un funzionamento silenzioso per mantenere un ambiente di lavoro piacevole. Anche il rumore può essere preso in considerazione a causa delle vibrazioni prodotte dalle onde sonore, che possono anche avere un impatto negativo sulle apparecchiature e sui processi vicini.

Per gli ambienti in cui la riduzione del rumore è importante, l'idraulica a velocità variabile sta facendo notevoli progressi, funzionando a circa 10 dB in meno rispetto alle HPU convenzionali nella gamma da 7,5 kW a 30 kW. Considerando che ogni tre decibel equivalgono a un aumento doppio del volume del rumore, ciò rappresenta un miglioramento significativo nella riduzione del rumore. Abbassare il rumore del sistema a 75 dB è considerato livello di conversazione, il che significa che due colleghi potrebbero stare accanto all'HPU e comunicare tra loro senza indossare tappi per le orecchie.