Относительная простота организации гидравлических систем делает энергию сжатой жидкости одним из наиболее востребованных видов энергии. Среди основных компонентов составляющих любую гидросистему значимое место занимают гидроаккумуляторы, специальные устройства призванные создавать запас гидравлической энергии. Трудно найти отрасль промышленности, где не встречаются гидравлические аккумуляторы.
Помимо накопления энергетического резерва, направленного на компенсацию периодического расхода энергии, в функции гидроаккумуляторов входит:
- стабилизация давления рабочей жидкости в системе;
- восполнение возможных утечек рабочей жидкости;
- гашение гидроударов;
- питание гидросистемы в аварийных ситуациях.
Кроме того он всегда выступает в роли демпфера пульсаций давления, возникающих из-за цикличной работы насоса, обеспечивая гашение вибраций и снижая уровень шумов. Гидроаккумулятор несколько усложняет схему гидравлики, однако его наличие позволяет применять гидронасосы меньшей производительности, увеличивать их ресурс и КПД гидросистемы в целом.
Принцип действия гидроаккумулятора
Принцип действия любого гидроаккумулятора основан на возможности приема устройством определенного количества жидкости под напором, нагнетаемым насосом, а затем отдаче ее в систему при снижении давления. Фактически происходит накопление энергии сжатой жидкости, а расход последней, то есть возврат жидкости в систему нуждается в дополнительном источнике энергии, вид которой определяет тип гидроаккумулятора. По способу накопления энергии они бывают с механическим или пневматическим накопителем. Конструктивно первые представлены:
- грузовыми аккумуляторами, использующими потенциальную энергию поднятого груза;
- пружинными, с возвратом жидкости в систему за счет энергии сжатой пружины.
Несмотря на простоту конструкции и невысокую стоимость гидроаккумуляторы с механическим накоплением не прижились. Основными причинами считается высокая инерционность и ряд других недостатков, в частности громоздкость грузовых или малый рабочий объем пружинных накопителей. В связи с этим широкое распространение сегодня получили пневматические гидроаккумуляторы или, как их еще называют пневмогидроаккумуляторы.
Типы гидравлических аккумуляторов
Высокая популярность пневмогидроаккумуляторов обусловлена оптимальным соотношением энергоемкости к размерам, а также малой инерционностью. Другим преимуществом перед механическими устройствами можно считать различные конструктивные исполнения, хотя во всех случаях они представляют собой двухкамерную конструкцию. Одна из полостей принимает в себя аккумулируемую жидкость, другая заполнена сжатым газом, выталкивающим ее при снижении давления, как правило, это азот.
Конструктивно различают следующие типы аккумуляторов, определяемые разновидностью разделителя сред (газовой и жидкостной камер):
- баллонные гидроаккумуляторы;
- мембранные гидроаккумуляторы;
- поршневые гидроаккумуляторы.
Баллонные гидроаккумуляторы
Баллонные гидроаккумуляторы представляют собой наиболее распространенную группу, рассчитанную на работу в гидросистемах самого разного профиля и широким диапазоном рабочего давления. Производительность и простота в обслуживание являются отличительными особенностями данного типа. В качестве разделителя сред выступает эластичная груша из эластомерного материала, накаченная азотом, по мере износа баллон можно менять.
Мембранные гидроаккумуляторы
Мембранные аккумуляторы используются в скоростных гидросистемах и имеют небольшой объем рабочей камеры (0.32 … 4.0 литра). Среды разделены эластичной мембраной. Мембранные гидроаккумуляторы в основном неразборный, относительно недорогие и компактные. Применяются в широком перечне промышленного оборудования и спецтехники.
Поршневые гидроаккумуляторы
В поршневых пневмогидроаккумуляторах камеры разделены подвижным металлическим поршнем с уплотнителями. Корпус и поршень гидроаккумулятора выполняется углеродистой стали или нержавейки. Надежная конструкция позволяет использовать данный тип на самых ответственных участках производства и в самых агрессивных условиях. Конструкция поршневиков позволяет выпускать накопители с номинальным объемом 0.1 … 1200 л.
Сегодня мировыми производителями промышленной и мобильной гидравлики производится широкий ассортимент гидроаккумуляторов различного назначения. Заслуженной популярностью на российском рынке пользуются бренды Hydac, Bosch Rexroth, Olaer, Parker, Fox.
Подробнее на сайте ООО ПКЦ "Кинематика" pkckinematika.ru