Acumulator hidraulic

Un acumulator hidraulic este un vas care funcționează sub presiune , care vă permite să acumulați energia unui gaz comprimat sau a unui arc și să o transferați în sistemul hidraulic printr-un curent de fluid sub presiune.

Un turn de apă care îndeplinește funcții similare nu este clasificat oficial ca un acumulator hidraulic, deoarece nu există nicio presiune exterioară asupra lichidului din el, iar sarcina principală a turnului este de a stoca lichid, nu energie.

Istoria acumulatorului hidraulic

Prototipul acumulatorului hidraulic modern a fost proiectat și brevetat pentru prima dată de inventatorul englez Joseph Bramah . El a creat un sistem hidraulic complex pentru a servi diferite tipuri de bere din butoaiele aflate în pivniță. Era imposibil să depozitezi butoaie la etaj, pentru că la căldură berea s-a acris rapid. Prin urmare, în trecut, în fiecare cârciumă , trebuia să ții o gașcă de băieți, tot timpul grăbindu-se pe scări. Sursa de energie pentru „conducta de bere” era o sarcină care apăsa pe lichid. Așa a fost inventat acumulatorul hidraulic de marfă.

Clasificarea hidroacumulatorilor după metoda de stocare a energiei

acumulatori hidraulici cu stocare mecanică;
acumulatori hidraulici cu depozitare pneumatică .

Din cauza unui număr de dezavantaje, acumulatorii hidraulici cu stocare mecanică a energiei nu sunt utilizați pe scară largă și au o aplicație limitată. Acumulatorii pneumohidraulici au primit cea mai largă aplicație în practică în întreaga lume.

Acumulatoare hidraulice cu stocare mecanică

Clasificarea acumulatorilor hidraulici cu stocare mecanică

acumulatoare hidraulice de marfă;
acumulatori cu arc.

În acumulatorii hidraulici de marfă, acumularea de energie a fluidului hidraulic și revenirea acestuia în sistem are loc datorită energiei potențiale a sarcinii situate la o anumită înălțime .

La acumulatorii hidraulici cu arc, acumularea de energie a fluidului hidraulic și revenirea acestuia în sistem are loc datorită energiei mecanice a arcului comprimat .

Acumulatoare hidraulice cu stocare pneumatică

La acumulatoarele pneumohidraulice (acumulatoarele pneumohidraulice), acumularea de energie în fluidul hidraulic și revenirea acestuia în sistem se produce datorită energiei gazului comprimat (de obicei azot sau aer comprimat). Se poate folosi un piston, diafragmă sau un mecanism plutitor pentru a preveni intrarea aerului în linia de lichid .

Procesul de comprimare și expansiune a gazului într-un pneumohidroacumulator este un proces politropic . Pentru modelul de gaz ideal, dependența este valabilă:

$P_{0}\times V_{0}^{n}=P_{1}\times V_{1}^{n}=P_{2}\times V_{2}^{n}$ .

Mai mult, intervalul de timp pentru care are loc procesul ține cont de indicele politropic . Procesele lente de expansiune și comprimare a gazelor sunt apropiate de izoterme cu un indice politropic . Procesul adiabatic este aproape de expansiunea și compresia rapidă a gazului , deci se ia indicele politropic . $n$ $n\sim 1$ $n\sim 1.4$

La presiuni de peste 200 bar , comportamentul unui gaz real diferă de comportamentul unui model de gaz ideal , iar dacă nu este luat în considerare, atunci calculul are ca rezultat o valoare subestimată a volumului acumulatorului. În acest caz, este necesar să se introducă un factor de corecție care să țină cont de această discrepanță.

În aplicarea practică, dependența presiunii de volumul gazului poate fi redusă prin creșterea cavității gazului prin adăugarea unui volum suplimentar.

Cu o mică schimbare a presiunii în cavitatea lichidă a acumulatorului, gazul este ușor comprimat. În acest caz, pentru a menține presiunea într-un interval îngust, volumul variabil al acumulatorului poate să nu fie suficient pentru procesul de lucru. Pentru ca modificarea volumului să aibă un efect mai mic asupra schimbării presiunii, cavitatea de gaz a acumulatorului este mărită prin conectarea unui receptor suplimentar la acesta . În acest caz, volumul cavității de gaz este suma volumului receptorului și volumul variabil al acumulatorului hidraulic.

Avantaje și dezavantaje

Fiecare tip de acumulator hidraulic are propriile sale avantaje și dezavantaje.

Tip acumulator	Avantaje	Defecte
Acumulator de marfă	presiune constantă a acumulatorului volum mare de lucru cost redus	consum redus de energie inertie mare design greoi presiune joasă fiabilitate scăzută (posibilă scurgere a etanșării pistonului)
primăvară acumulator hidraulic	intensitate energetică mare cost redus	presiunea depinde de caracteristicile arcului și de volumul de umplere (de obicei liniar ) volum mic de lucru inerţie cea mai mică fiabilitate (scurgerea etanșării pistonului, tragerea arcului și ruperea sunt posibile)
Acumulator pneumohidraulic	intensitate energetică mare la dimensiuni mici (minimale); diverse modele inerție minimă simplitate maximă și fiabilitate a designului	presiunea variază neliniar cu volumul de umplere și depinde de viteza de umplere

Aplicație

Este fezabilă din punct de vedere economic utilizarea acumulatorilor hidraulici în sisteme cu vârfuri episodice ale debitului consumat, care depășesc semnificativ debitul mediu de fluid în sistemul hidraulic . În acest caz, puterea instalată a acționării hidraulice poate fi redusă de o dată și jumătate până la două ori, iar consumul de energie al unui astfel de sistem poate fi redus cu mai mult de 50%.

Diferite ca design (piston, balon , membrana , burduf ) si scop, acumulatorii pneumohidraulici fac posibila obtinerea de solutii pentru multe sarcini, cum ar fi:

acumularea energiei hidraulice;
alimentarea sistemului în situații de urgență și urgență;
forțele și sarcinile de echilibrare;
compensarea scurgerilor ;
compensarea volumelor de fluid de lucru;
amortizarea pulsațiilor pompelor cu piston ;
amortizarea pulsațiilor în conductele de presiune și aspirație;
amortizarea pulsațiilor în timpul funcționării pompelor de combustibil de înaltă presiune ale motoarelor diesel ;
amortizarea ciocanelor de ari ;
suspendarea amortizarii echipamentelor mobile etc.;
distribuția lubrifianților sub presiune;
crește durata de viață a pompelor.

Utilizarea acumulatorilor în viața de zi cu zi și în industrie

Pneumohidroacumulatoarele au găsit cea mai mare distribuție în viața de zi cu zi și în industrie . Sunt un recipient (metal, compozit etc.) de rezistenta suficienta pentru presiunile date cu membrana elastica / cilindru / piston in interior, care serveste la mentinerea presiunii fluidului de lucru in sistemul hidraulic sau in sistemul de alimentare cu apa / incalzire. .

În viața de zi cu zi, în cele mai multe cazuri, hidroacumulatoarele sunt utilizate pentru sisteme autonome de alimentare cu apă pentru case de țară, sate de cabane și întreprinderi mici.

Hidrofor

Hydrofor este un dispozitiv din sistemul de alimentare cu apă sanitară care menține automat presiunea necesară a apei (sau pentru a preveni căderile de presiune în conductă, de exemplu, în timpul încălzirii).

Expanzomat

Expanzomat este un rezervor metalic cu o membrană de cauciuc în interior. Este folosit în sistemele de alimentare cu apă și de încălzire pentru a crea presiunea necesară (presiunea) în conductele de apă, protejează sistemul de loviturile de berbec .

În industria auto

În automobile, acumulatorii hidraulici pot fi utilizați pentru recuperarea energiei , pentru a porni rapid motorul sau ca înlocuitor al transmisiei și, de asemenea, ca parte a cutiilor de viteze moderne (de exemplu, DSG). În primul caz, presiunea din acumulator este pompată în timpul frânării și este folosită pentru accelerare. În al doilea caz, acumulatorul este utilizat împreună cu un demaror hidraulic, ceea ce facilitează pornirea motorului. O schemă similară a găsit aplicație în sistemul start-stop pentru vehiculele comerciale grele CleanStart [1] . În al treilea caz, presiunea din acumulator este pompată de motorul cu ardere internă și este consumată de motorul hidraulic pentru a pune roțile în mișcare. [2]

În aviație

În aviație , acestea sunt utilizate pe scară largă ca surse de energie de urgență în caz de defecțiune a sistemului hidraulic principal . De regulă, acestea sunt instalate obligatoriu în sistemul hidraulic (circuit) pentru frânarea roților șasiului și extinderea trenului de aterizare .

În agricultură și ingineria construcțiilor

Ca parte a sistemului hidraulic al mașinii, precum și a sistemelor specializate, de exemplu, suspensie, suspensie cabină, copierea terenului, tensiunea șenilelor de cauciuc etc.

În producția de petrol

În producția de petrol, ca parte a echipamentelor de prevenire a erupțiilor pentru producția de mare adâncime.

În construcția de mașini-unelte

În industria mașinilor-unelte : echipamente de presare, mașini de turnat prin injecție .

Rețele de distribuție a energiei

Rețele de distribuție a energiei : acționare hidraulică a întrerupătorului automat.

Producători moderni de acumulatori hidraulici

Țară	Producător	Descriere
Australia	Olaer Fawcett Christie	acumulatori cu membrană, piston, balon
Finlanda	Hydroll Oy [3]	acumulatori cu piston de înaltă presiune
Marea Britanie	Lee Products Ltd.
Germania	Rexroth	acumulatoare hidraulice de toate tipurile
	Tehnologii de etanșare Freudenberg	acumulatoare hidraulice de toate tipurile
	Hydac	acumulatoare hidraulice de toate tipurile
	ORSTA-Hydraulik AG
Franţa	Corporația Eaton	acumulatori de înaltă presiune
Franţa	Intertehnica
STATELE UNITE ALE AMERICII	Acumulator Tobul (Tehnologii de etanșare Freudenberg)	acumulatoare hidraulice cu balon și piston
Italia	Zilmet VAREM Srl	membrană
Italia	EPE Italiana Srl	acumulatori hidraulici cu balon, diafragmă și piston

Vezi și

Surse

Lepeshkin A. V., Mikhailin A. A., Sheipak A. A. Hidraulice și acționare hidropneumatică. Partea 2. M.: MGIU. 2003
Tipuri de acumulatori
Descrierea și principiul de funcționare a pneumohidroacumulatoarelor // vod-stih.com

Note

↑ Cum funcționează sistemul start-stop - funcție, dispozitiv, tipuri de implementare . Data accesului: 13 iunie 2012. Arhivat din original la 30 iulie 2012. (nedefinit)
↑ Without Electricity: Flywheels and Hydraulics Arhivat 22 noiembrie 2011 la Wayback Machine Arhivat 22 noiembrie 2011 la Wayback Machine
↑ [hydroll.com Hydroll] . (nedefinit)