Co to jest akumulator?
1. Co to jest akumulator?
Akumulator hydrauliczny to urządzenie magazynujące energię. W akumulatorze zmagazynowana energia jest magazynowana w postaci sprężonego gazu, ściśniętej sprężyny lub podniesionego ładunku i wywiera siłę na stosunkowo nieściśliwy płyn.
Akumulatory są bardzo przydatne w układach zasilania cieczą. Służą do magazynowania energii i eliminowania impulsów. Można je stosować w układach hydraulicznych w celu zmniejszenia rozmiaru pomp cieczy poprzez uzupełnienie płynu w pompie. Odbywa się to poprzez magazynowanie energii w pompie w fazach niskiego zapotrzebowania. Mogą pełnić funkcję reduktorów i absorberów wahań i impulsów. Amortyzują uderzenia i redukują wibracje powstałe na skutek nagłych uruchomień lub zatrzymań siłowników mocy w obwodzie hydraulicznym. Akumulatory można stosować do stabilizacji zmian ciśnienia w układach hydraulicznych, gdy na ciecz wpływa wzrost i spadek temperatury. Mogą dozować pod ciśnieniem płyny, takie jak smar i olej.
Obecnie najczęściej stosowanym akumulatorem jest akumulator pneumatyczno-hydrauliczny. Gaz działa jak sprężyna buforowa, współpracując z cieczą; gaz jest oddzielany przez tłok, cienką membranę lub pęcherz.
2. Zasada działania akumulatora
Pod wpływem ciśnienia zmiana objętości cieczy (w stałej temperaturze) jest bardzo mała, więc jeśli nie ma źródła zasilania (to znaczy uzupełnienia cieczy pod wysokim ciśnieniem), ciśnienie cieczy gwałtownie spadnie.
Gazy są znacznie bardziej elastyczne, ponieważ są ściśliwe i mogą utrzymać wyższe ciśnienie pomimo dużych zmian objętości. Dlatego też, gdy akumulator uzupełnia olej hydrauliczny w układzie hydraulicznym, gaz pod wysokim ciśnieniem może w dalszym ciągu utrzymywać ciśnienie oleju hydraulicznego, nawet jeśli zmienia się objętość cieczy. Zmniejsza się, co powoduje szybką utratę ciśnienia oleju hydraulicznego.
Jeśli chodzi o azot, głównym powodem jest to, że azot jest stabilny i nie ma właściwości utleniających ani redukujących. Jest to bardzo korzystne dla utrzymania wydajności oleju hydraulicznego i nie powoduje denaturacji utleniającej/redukcyjnej oleju hydraulicznego!
Azot to ciśnienie wstępne, zainstalowane w pęcherzu akumulatora i oddzielone od oleju hydraulicznego! Gdy akumulator jest napełniony olejem hydraulicznym, na skutek ciśnienia pęcherza azotu na oleju hydraulicznym, czyli ciśnienie oleju hydraulicznego jest równe ciśnieniu azotu. W miarę napływania oleju hydraulicznego pęcherz azotu ulega sprężaniu i wzrasta ciśnienie azotu. Ciśnienie oleju nadal rośnie, aż olej hydrauliczny osiągnie ustawione ciśnienie!
Zadaniem akumulatora jest zapewnienie olejowi hydraulicznemu określonego ciśnienia, które generowane jest przez siłę azotu!
3. Główne funkcje akumulatora
1. Używany do zasilania pomocniczego
Siłowniki niektórych układów hydraulicznych działają z przerwami, a całkowity czas pracy jest bardzo krótki. Chociaż siłowniki niektórych układów hydraulicznych nie działają w sposób przerywany, ich prędkość zmienia się znacznie w trakcie cyklu roboczego (lub w ciągu skoku). Po zamontowaniu akumulatora w tym układzie można zastosować mniejszą pompę mocy w celu zmniejszenia mocy napędu głównego, dzięki czemu cały układ hydrauliczny będzie mały, lekki i tani.
Hydrauliczny zawór motylkowy
2. Jako źródło zasilania awaryjnego
W niektórych układach, w przypadku awarii pompy lub przerwy w dostawie prądu (nagłe przerwanie dopływu oleju do siłownika), siłownik powinien kontynuować wykonywanie niezbędnych czynności. Na przykład tłoczysko cylindra hydraulicznego musi być wsunięte do cylindra ze względów bezpieczeństwa. Jako awaryjne źródło zasilania wymagany jest w tym przypadku akumulator o odpowiedniej pojemności.
3. Uzupełnij wyciek i utrzymuj stałe ciśnienie
W systemach, w których siłownik nie pracuje przez dłuższy czas, ale ciśnienie musi być utrzymywane na stałym poziomie, można zastosować akumulator w celu kompensacji wycieków i utrzymania stałego ciśnienia.
4. Absorbuj wstrząs hydrauliczny
Wskutek nagłej zmiany kierunku działania zaworu przełączającego, nagłego zatrzymania pompy hydraulicznej, nagłego zatrzymania ruchu siłownika, a nawet sztucznej konieczności awaryjnego hamowania siłownika itp., natężenie przepływu cieczy w układzie rurociąg ulegnie drastycznym zmianom, co spowoduje ciśnienie udarowe (młot olejowy). Chociaż w układzie znajduje się zawór bezpieczeństwa, nieuniknione są krótkotrwałe wahania ciśnienia i wstrząsy. To ciśnienie udarowe często powoduje awarię lub nawet uszkodzenie przyrządów, komponentów i urządzeń uszczelniających w systemie lub pęknięcie rurociągów. Powoduje to również znaczne wibracje w układzie. Jeśli akumulator zostanie zainstalowany przed źródłem uderzenia w zawór sterujący lub cylinder hydrauliczny, uderzenie może zostać pochłonięte i złagodzone.
5. Absorbuj pulsacje i redukuj hałas
Pulsacyjny przepływ pompy powoduje pulsację ciśnienia, powodując nierówną prędkość ruchu siłownika, powodując wibracje i hałas. Czuły akumulator o małej bezwładności jest podłączony równolegle na wylocie pompy w celu pochłaniania pulsacji przepływu i ciśnienia oraz redukcji hałasu.