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MDP Hydraulique
Le refroidisseur d'huile tubulaire pour radiateur hydraulique, souvent appelé refroidisseur d'huile à coque et tube, est un dispositif d'échange thermique liquide-liquide très efficace largement utilisé dans les systèmes hydrauliques industriels. Sa conception centrale est basée sur le principe classique d'échange thermique calandre-tube : l'eau de refroidissement circule à l'intérieur des tubes, tandis que l'huile hydraulique haute température s'écoule autour du faisceau de tubes à l'extérieur de la calandre. Les deux matériaux échangent de la chaleur à travers la paroi du tube métallique sans contact direct. Ce produit, avec sa structure robuste, sa capacité de charge élevée, sa bonne fiabilité et son entretien pratique, est devenu la solution préférée pour les stations hydrauliques de moyenne et grande taille, les machines de moulage par injection, les machines de moulage sous pression, les machines de pont de navire, etc., qui nécessitent un refroidissement stable et continu. Il est particulièrement adapté aux sites industriels fixes disposant de sources d’eau de refroidissement stables et propres.
Faisceau de tubes : plusieurs tubes métalliques conducteurs de chaleur (généralement des tubes en cuivre, des tubes en acier inoxydable ou des tubes en alliage cuivre-nickel) sont fixés dans un certain agencement (par exemple triangulaire ou carré) sur les plaques tubulaires aux deux extrémités pour former le noyau de l'échangeur de chaleur.
Coque : Un récipient sous pression cylindrique qui entoure les faisceaux de tubes. La coque est équipée d'une entrée et d'une sortie pour l'huile hydraulique.
Embout / chambre à eau : Situé aux extrémités de la coque, il guide l'eau de refroidissement dans le faisceau tubulaire. Il est généralement divisé en un embout fixe et un embout flottant. Ce dernier peut compenser la dilatation thermique du faisceau de tubes et de la calandre due aux différences de température.
Déflecteur : installé à l'intérieur du boîtier, il guide l'huile hydraulique pour qu'elle s'écoule latéralement ou en spirale à travers le faisceau de tubes, augmentant les turbulences de l'huile et perturbant la couche limite, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de l'échange thermique.
Chemin de l'eau de refroidissement : L'eau de refroidissement s'écoule depuis l'entrée de la chambre à eau à une extrémité, circule en ligne droite dans les tuyaux (ou subit plusieurs tours en fonction de la conception du nombre de circuits), absorbe la chaleur, puis s'écoule de la sortie de la chambre à eau à l'autre extrémité.
◦ Chemin de l'huile hydraulique : l'huile hydraulique chaude pénètre dans le boîtier par l'entrée et, guidée par les déflecteurs, balaie latéralement à plusieurs reprises la surface extérieure du faisceau de tubes. La chaleur de l'huile est transférée à travers la paroi du tube à l'eau de refroidissement circulant à l'intérieur du tube et, après avoir été elle-même refroidie, elle s'écoule de la sortie du boîtier et retourne au système hydraulique.
Les chicanes sont conçues pour forcer l'huile à s'écouler de manière turbulente, augmentant considérablement le coefficient de transfert de chaleur du côté huile à l'extérieur des tubes.
La paroi du tuyau est mince, avec une conductivité thermique élevée et une faible résistance thermique, ce qui permet une efficacité de transfert de chaleur élevée.
La conception est mature et les paramètres de performance peuvent être calculés avec précision. L'effet de refroidissement est stable et prévisible.
La coque et la plaque tubulaire sont toutes deux de construction robuste, capables de résister à la pression de service élevée du système hydraulique (généralement jusqu'à 1,6 MPa, 2,5 MPa ou plus) et aux chocs de pression.
Convient au refroidissement du retour d'huile dans les systèmes hydrauliques fermés à haute pression ou aux circuits de refroidissement à circulation indépendante.
Conception du faisceau de tubes amovible : en desserrant les boulons du couvercle d'extrémité, l'ensemble du faisceau de tubes peut être retiré de la coque, facilitant le brossage mécanique ou le nettoyage chimique du passage du tube côté eau, éliminant efficacement les dépôts tels que le tartre et les boues biologiques. Il s'agit d'un avantage significatif de cette conception par rapport aux refroidisseurs à plaques.
Le boîtier côté huile a un grand espace, une faible résistance à l'écoulement et n'est pas sujet au colmatage.
Aucune pièce mobile, avec très peu de points de défaillance.
Sélectionnez des matériaux résistants à la corrosion (tels que le cuivre naval, l'acier inoxydable 304/316), qui peuvent s'adapter à différentes qualités d'eau et types d'huile et avoir une longue durée de vie.
Nombre de processus sélectionnables : il peut être défini comme un trajet simple, un trajet double ou plusieurs trajets pour répondre aux différentes exigences en matière d'augmentation de la température de l'eau et de chute de pression.
Options de matériaux : En fonction de la qualité de l'eau de refroidissement (eau douce, eau de mer, eau corrosive) et du type d'huile, différents matériaux de tuyaux et de coques peuvent être sélectionnés.
Personnalisation de l'interface : le port d'huile et le port d'eau offrent diverses options de connexion telles que des brides et des filetages, et la taille peut être personnalisée en fonction du débit.
Dessin d'aperçu du produit :
Spécifications du produit :
Tâche principale : Calculer la surface d'échange thermique requise.
Paramètres d'entrée : La puissance thermique connue du système hydraulique (en KW), le débit d'huile (en L/min), la température d'entrée d'huile, la température de sortie d'huile souhaitée, la température d'entrée d'eau de refroidissement, le débit d'eau disponible, etc.
Méthode : Utilisez des formules ou des logiciels de calcul thermique professionnels pour calculer la différence de température moyenne logarithmique (LMTD) et le coefficient de transfert de chaleur total (valeur K), et finalement déterminer la zone d'échange thermique. Habituellement, une consultation avec l'ingénieur du fournisseur est requise pour le calcul.
Pression : La pression de conception côté huile doit être supérieure à la pression de service maximale du système hydraulique (y compris la pression de choc). La pression côté eau doit être supérieure à la pression du système d'eau de refroidissement.
Matériau : Le type de matériau du tuyau est déterminé par les propriétés de l'eau de refroidissement. Pour l’eau douce, des alliages de cuivre peuvent être utilisés ; pour l'eau de mer, l'eau géothermique ou l'eau corrosive, il faut choisir des canalisations en acier inoxydable ou en titane. Le matériau de la coque est choisi en fonction de considérations environnementales et financières.
Type de plaque tubulaire fixe : Structure simple, faible coût, adaptée aux situations où la différence de température entre le côté calandre (côté huile) et le côté tube (côté eau) n'est pas significative (généralement < 50°C).
Type à tête flottante/type tube en forme de U : il peut compenser une dilatation thermique importante et convient aux conditions de travail avec de grandes différences de température et une pression élevée. C'est le choix le plus courant.
• Systèmes hydrauliques industriels : grandes machines de moulage par injection, machines de moulage sous pression, machines hydrauliques, stations hydrauliques de machines-outils.
Industrie lourde et métallurgie : systèmes hydrauliques et de lubrification pour machines à rouler l'acier, machines de coulée continue et équipements de forge.
• Ingénierie navale et maritime : appareils à gouverner de navires, grues de pont, systèmes hydrauliques de systèmes de propulsion (souvent refroidis par l'eau de mer).
• Énergie et puissance : système de lubrification des boîtes de vitesses des éoliennes, système de contrôle de la vitesse des turbines à vapeur.
• Industries chimiques et de transformation : Refroidissement hydraulique d'équipements tels que cuves de réaction et extrudeuses.
Assurez-vous que la base d'installation de l'unité de refroidissement est stable et que les canalisations d'entrée et de sortie sont correctement soutenues pour éviter que les contraintes n'agissent directement sur l'interface.
Connexion du port d'huile : Il est recommandé d'installer une vanne d'arrêt à proximité du port d'huile pour faciliter l'isolation du refroidisseur pendant la maintenance.
Raccordement d'arrivée d'eau : Il est indispensable d'installer un filtre (type Y ou type panier) sur le tuyau d'arrivée d'eau pour éviter que des impuretés bloquent la canalisation. Il est recommandé d'installer un manomètre et un thermomètre pour faciliter la surveillance.
Sens d'écoulement : Il est généralement recommandé que l'huile s'écoule de haut en bas et que l'eau de refroidissement s'écoule de bas en haut (disposition à contre-courant) pour obtenir le meilleur effet d'échange thermique.
Avant de commencer, ouvrez lentement la vanne d'eau de refroidissement pour remplir la section de tube d'eau, puis ouvrez la vanne d'échappement au point haut de la chambre à eau pour expulser tout l'air.
Laissez ensuite l'huile hydraulique remplir lentement la chambre de la coque et assurez-vous également que tout l'air est expulsé (cela peut être fait par l'orifice d'échappement de la coque).
Vérifiez régulièrement la différence de température entre l'entrée et la sortie de l'huile et de l'eau. Si la différence de température diminue de manière significative, cela peut indiquer une baisse de l’efficacité de l’échange thermique (comme un tartre côté eau).
Surveillez la pression de l’huile et de l’eau. Une augmentation anormale de la chute de pression peut indiquer un blocage.
Nettoyage côté eau : en fonction de la qualité de l'eau, retirez régulièrement (par exemple tous les six mois ou chaque année) le tartre des parois intérieures des tubes en les démontant et en les nettoyant. Utilisez des brosses mécaniques, de l'eau sous haute pression ou des produits de nettoyage chimiques doux.
Inspection côté huile : Vérifiez s'il y a des boues d'huile ou des dépôts de carbone sur la paroi intérieure du boîtier et la paroi extérieure des tubes. Si nécessaire, rincez avec de l'huile ou un produit de nettoyage.
Remplacement des joints : Lors d'un entretien majeur, remplacez tous les joints d'étanchéité des couvercles d'extrémité.
Prévention du gel hivernal : lorsque l'équipement doit être hors service pendant une période prolongée, l'eau de refroidissement dans la canalisation doit être complètement évacuée pour éviter le gel et les fissures.
