6
AKUMULATORY
AKUMULATORY
Materiały z
ródłowe:
1. Exner H. [i inni]: Hydraulika. Podstawy, elementy konstrukcyjne i podzespoły. Vademecum hydrauliki, Tom 1.
Wydawnictwo Bosch Rexroth Sp. z o.o. W-wa 2007;
1
2. Stryczek S.: Napęd hydrostatyczny. WNT, W-wa 1992;
Akumulatory hydrauliczne i ich zastosowanie
1. Uwagi ogólne
Jednym z głównych zadań akumulatorów hydraulicznych jest np.
zmagazynowanie określonej objętości cieczy hydraulicznej pod ciśnieniem z układu
zmagazynowanie określonej objętości cieczy hydraulicznej pod ciśnieniem z układu
hydraulicznego w celu przekazania jej z powrotem do układu w razie potrzeby.
Z uwagi na to, iż ciecz hydrauliczna znajduje się pod ciśnieniem,
akumulatory hydrauliczne są traktowane j zbiorniki ciśnieniowe i muszą one być
y y ą jako ą y
dobrane na maksymalne ciśnienie pracy, z uwzględnieniem standardów odbioru
obowiązujących w kraju, w którym urządzenie jest eksploatowane.
W celu wyrównania objętości w akumulatorze hydraulicznym i związanego z tym
yję yy g y
ą
magazynowania energii ciecz hydrauliczna zostaje w akumulatorze hydraulicznym
obciążona ciężarem, sprężyną lub gazem (rys. 1).
Akumulator hydrauliczny gazowy
Akumulator hydrauliczny
Akumulator hydrauliczny
Akumulator hydrauliczny
sprężynowy
ciężarowy
hydropneumatyczny
p
p
p
V
V
V
V
Z elementem oddzielającym między gazem a
cieczą
Akumulator Akumulator Akumulator
Tłokowy pęcherzowy przeponowy
3
Rys. 1. Cechy wyróżniające akumulatorów hydraulicznych
W akumulatorze hydraulicznym siła ciężkości lub sprężyny bądz

sprężonego gazu określa wielkość ciśnienia hydraulicznego, gdyż siły te znajdują
się zawsze w stanie równowagi.
Akumulatory ciężarowe i sprężynowe są stosowane tylko w specjalnych
zastosowaniach przemysłowych i mają wzwiązku z tym tylko niewielkie znaczenie.
Ak l t b lt dd i l j t kł d h
Akumulatory gazowe bez elementu oddzielającego są stosowane w układach
hydraulicznych rzadko ze względu na pobieranie gazu przez ciecz hydrauliczną.
W większości układów hydraulicznych stosowane są akumulatory
hydropneumatyczne (obciążone sprężonym gazem) z elementem oddzielającym
hydropneumatyczne (obciążone sprężonym gazem) z elementem oddzielającym.
W zależności od wykonania elementu oddzielającego, rozróżnia się
akumulatory pęcherzowe, tłokowe i przeponowe, które zostaną szczegółowo
omówione w dalszych rozdziałach
omówione w dalszych rozdziałach.
4
2. Zadania
Akumulatory hydropneumatyczne spełniają w układzie hydraulicznym
różne zadania, jak np.:
 magazynowanie energii,
 rezerwa cieczy hydraulicznej,
ih d lij
 sterowanie awaryjne,
 wyrównanie sił,
 tłumienie uderzeń mechanicznych,
tłumienie uderzeń mechanicznych
 tłumienie uderzeń ciśnienia,
 kompensacja przecieków cieczy hydraulicznej,
 tłumienie uderzeń i drgań,
tłumienie uderzeń i drgań
 tłumienie pulsacji,
 zawieszenie pojazdów,
 odzysk energii hamowania,
odzysk energii hamowania
 utrzymywanie stałości ciśnienia oraz
 Wyrównanie natężenia przepływu (naczynie zbiorcze).
5
2.1. Magazynowanie energii
Z pg ys. przebiegu zap y y y
przedstawionego na ry 2 pg potrzebowania mocy wtryskarki do tworzyw
sztucznych widać, że przy wysokiej prędkości wtrysku do formy tylko krótkotrwale
niezbędna jest maksymalna moc. Jednak dla tej krótkotrwale niezbędnej mocy
maksymalnej musiałaby być dobrana moc pompy.
Dzięki zastosowaniu akumulatorów hydropneumatycznych moc pompy może zostać
obniżona do średniego zapotrzebowania mocy. Mniejsza wydajność pompy napełnia
akumulator hydrauliczny, gdy podczas cyklu pracy natężenie przepływu wymagane
przez układ hydrauliczny jest mniejsze niż wydajność pompy. Gdy potrzebne jest
G
maksymalne natężenie przepływu, to różnica w odniesieniu do wydajności
pompy jest pobierana z akumulatora hydraulicznego.
6
Zapotrzebowanie mocy w %
Zapotrzebowanie mocy w %
100
przy wysokiej prędkości wtrysku
1. Zamykanie narzędzia.
y ę
2. Narastanie ciśnienia zamykania.
3. Wysuw agregatu wtryskowego.
4. Wtrysk.
5. Docisk.
6. Plastyfikacja (napęd ślimaka).
7. Powrót agregatu wtryskowego.
50
50
8. Otwieranie narzędzia.
moc średnia
9. Wypychacz hydrauliczny w przód/wstecz.
10. Czas chłodzenia.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Czas
10
10
Rys. 2. Charakterystyka pracy wtryskarki
7
Istotnymi cechami układu są:
 zastosowanie mniejszych pomp hydraulicznych,
 mniejsza moc zainstalowana,
 niższe ciepło wytwarzane podczas pracy,
 prosta obsługa techniczna i instalacja.
D t d h d i l ż d d j d i tł i i d ń iś i i i
Do tego dochodzi, zależne od rodzaju urządzenia, tłumienie uderzeń ciśnienia i
pulsacji, które zwiększa okres trwałości użytkowej całego urządzenia.
Dzięki zastosowaniu akumulatorów hydropneumatycznych uzyskuje się
Dzięki zastosowaniu akumulatorów hydropneumatycznych uzyskuje się
oszczędność energii. W układach hydraulicznych o krótkotrwałym wysokim
zapotrzebowaniu cieczy hydraulicznej lub o krótkich czasach taktu, ekonomiczne
rozwiązanie jest możliwe tylko przy zastosowaniu akumulatorów
rozwiązanie jest możliwe tylko przy zastosowaniu akumulatorów
hydropneumatycznych.
8
2.1.1. Przykłady zastosowania
2.1.1.1. Kilka odbiorników o różnym zapotrzebowaniu na ciecz hydrauliczną
yp y ą
M
Rys. 3. Magazynowanie energii we wtryskarce
9
2.1.1.2 Zwiększenie czasu taktu (np. w obrabiarkach)
Przez usytuowanie akumulatora hydropneumatycznego bezpośrednio przed
odbiornikiem, bezwładność słupa cieczy zostaje pokonana szybciej niż w
przypadku, gdy cała ciecz hydrauliczna musi być poruszona przez jednostkę
napędową. Dzięki temu możliwa jest wysoka prędkość rozruchu. Dodatkowo
d D i ki t żli j t k dk ść h D d tk
akumulatory wyrównują bardzo zróżnicowane w czasie zapotrzebowanie na ciecz
hydrauliczną odbiorników.
10
R 4 Mi ii b bi k h
Rys. 4. Magazynowanie energii w obrabiarkach
11
2.1.1.3. Skrócenie czasu skoku cylindrów
Racjonalna produkcja przy zastosowaniu pras i wytłaczarek wymaga wielkich prędkości
dla skoku j g y proces roboczy j y y y y ą
jałowego. Właściwy p y jest wtedy wykonywany z niską
prędkością przy wysokim ciśnieniu.
Podczas skoku jałowego tłoczy pompa (1) (pompa niskociśnieniowa), pompa (2) (pompa
wysokociśnieniowa) oraz akumulator, dzięki czemu uzyskiwana jest wymagana wysoka
prędkość. Przy wzroście ciśnienia pod koniec skoku jałowego zamyka się zawór zwrotny
(A), i tłoczy tylko pompa (2) ze zmniejszoną wydajnością i wysokim ciśnieniem,
natomiast pompa (1) doładowuje akumulator.
12
Rys. 5: Magazynowanie energii dla skrócenia czasu skoku cylindra
13
2.2. Rezerwa cieczy hydraulicznej
Przy zastosowaniu akumulatora jako organu bezpieczeństwa, podczas normalnej pracy
układu hydraulicznego, akumulator nie działa j g jest
yg jako z
ródło energii, ale j zawsze
bezpośrednio połączony z pompą hydrauliczną. Dzięki zastosowaniu wysoko
wartościowych elementów oddzielających, energia akumulatora, może być
zachowywana prawie bez ograniczenia i w razie potrzeby, jest ona natychmiast
dostępna.
Elementy zabezpieczające z akumulatorem są stosowane w układach hydraulicznych do
sterowania awaryjnego, aby w razie zaistnienia awarii wykonać określone zadania.
Mogą to być na przykład:
 zamykanie grodzi, klap, zwrotnic,
 uruchamianie zamknięć zasuwowych,
 uruchamianie wyłączników wysokiej mocy lub
h i i ł ikó ki j l b
 uruchamianie systemów szybko wyłączających.
14
2.3. Układ sterowania awaryjnego
W p yp yj y p przy
przypadkach awaryjnych, np. p y
zaniku zasilania elektrycznego, za
pomocą energii istniejącej w
akumulatorze hydraulicznym,
wykonany może być skok roboczy lub
skok zamykający. Na rys. 6
przedstawiono schemat połączeń
układu sterowania awaryjnego. W razie
zaniku zasilania elektrycznego,
sprężyna powoduje przełączenie
zaworu (1) do położenia wyjściowego i
(1) d ł ż i jś i i
zaworu (2) do położenia środkowego,
tworzącpołączenie między
akumulatorem hydraulicznym i stroną
akumulatorem hydraulicznym i stroną
tłoczyska cylindra. Dzięki temu ciecz
hydrauliczna pod ciśnieniem,
znajdująca się w akumulatorze
znajdująca się w akumulatorze
hydraulicznym, umożliwia wsuw tłoka.
Rys 6: Układ sterowania awaryjnego cylindra
Rys. 6: Układ sterowania awaryjnego cylindra
hydraulicznego
15
Krótkotrwałe wysokie
zapotrzebowanie na ciecz
hydrauliczną w przypadku zakłóceń
y ą p yp
w pracy
Następnym przykładem zastosowania
układu sterowania awaryjnego z
użyciem akumulatora hydraulicznego
jest zakończenie taktu pracy w
przypadku awarii jednej z pomp lub
zaworu (patrz rys. 7).
Układ sterowania awaryjnego z
użyciem akumulatora hydraulicznego
ż i k l t h d li
ma następujące właściwości:
 bezpośrednia dyspozycyjność,
 nieograniczone utrzymanie
nieograniczone utrzymanie
gotowości,
 brak zmęczenia,
Rys. 7. Wysuw cylindra hydraulicznego w
 brak bezwładności oraz
 brak bezwładności oraz
razie zakłóceń w pracy
 najwyższe bezpieczeństwo przy
niewielkiej konserwacji.
16
Hamowanie awaryjne
Akumulator hydrauliczny dla układu
sterowania awaryjnego hamulców i
yj g
drzwi kolei górskich, kolei linowych,
autokarów itp. Akumulator jest
ładowany na stacjach za pomocą
motopompy lub pompy ręcznej. W
ten sposób dysponuje on w każdej
chwili niezbędną energią do
wykonania hamowania awaryjnego.
Często sterowanie odbywa się
odwrotnie, tzn. hamowanie odbywa
się przez wykorzystanie siły
i kt i ił
sprężyny, cylindry hamulcowe są
utrzymywane przez akumulator
hydrauliczny w stanie otwartym na
hydrauliczny w stanie otwartym na
działanie siły sprężyny.
Rys. 8: Hamowanie awaryjne w kolei linowej
17
Smarowanie awaryjne
W celu utrzymania cienkiego filmu
smarnego w łożyskach, muszą one być
g y ą y
ciągle zasilane olejem smarowym.
Oznacza to, że punkty smarowe
znajdują się pod ciśnieniem. W razie
awarii pompy olejowej, można za
pomocą akumulatora hydraulicznego tak
długo utrzymywać ciśnienie, aż
maszyna zostanie zatrzymana lub
zainstalowana pompa pomocnicza
ponownie wytworzy niezbędne
ciśnienie.
iś i i
R 9 Si j ł ż k
Rys. 9. Smarowanie awaryjne łożysk
18
Unikanie przerw w pracy podczas
taktu roboczego
Zaniki zasilania prądowego w środku
taktu roboczego maszyny produkcyjnej
mogą doprowadzić do kosztownych
przerw eksploatacyjnych. Akumulatory
zapewniają w takich przypadkach
zakończenie rozpoczętego taktu
roboczego.
Rys. 10. Zastosowanie akumulatora hydraulicznego
do zapobiegania przerwom w pracy
19
2.4. Wyrównanie sił
Za p ą yy gą y yy y
pomocą akumulatorów hydraulicznych mogą być wyrównywane siły lub
przemieszczenia. Staje się to niezbędne wtedy, gdy w ciągłym procesie obróbki, na
przykład przy walcowaniu, na skutek różnego obciążenia przez przedmiot poddawany
obróbce plastycznej możliwe są ustawienia skośne. Przez zrównoważenie walców
uzyskuje się stałą grubość taśmy. Na rys. 11 przedstawiony został układ połączeń z
odpowiednimi akumulatorami hydraulicznymi do zrównoważenia narzędzi, z
bezpośrednio nabudowanym blokiem zabezpieczającym i odcinającym.
Istotnymi cechami układu są:
 miękkie wyrównanie sił a tym samym niewielkie obciążenie fundamentów i klatek
walcowniczych
 zaoszczędzenie obciążników a dzięki temu zmniejszenie ciężaru i przestrzeni
d i b i ż ikó d i ki t i j i i ż i t i
montażowej.
20
Rys. 11. Równoważenie walców
y
przy produkcji blach
21
2.5. Kompensacja przecieków cieczy hydraulicznej
Siła nap ę ęp g ylindrze hydraulicznym
prężenia wstępnego w cy yy
może być podtrzymana tylko wtedy, gdy straty powstałe
na skutek przecieku cieczy hydraulicznej w układzie
hydraulicznym zostaną skompensowane. Do tego celu
w szczególny sposób są przydatne akumulatory
hydrauliczne. Na rys. 12 przedstawiono układ połączeń
dla kompensacji przecieków cieczy. W układzie tym
widać, iż objętość ubytku cieczy hydraulicznej na skutek
przecieku jest uzupełniana z akumulatora
hydraulicznego do przestrzeni cylindra. Dopiero wtedy,
gdy ciśnienie spadnie poniżej zadanej wartości, zostaje
d iś i i d i iż j d j t ś i t j
ponownie załączona pompa, która doładowuje
akumulator hydrauliczny.
Istotnymi cechami układu są:
Istotnymi cechami układu są:
Rys. 12. Kompensacja
 brak pracy ciągłej pomp,
przecieków cieczy
 mała ilość wytworzonego ciepła, a tym samym niskie
hydraulicznej
yj
koszty eksploatacji
koszty eksploatacji,
 długa trwałość użytkowa urządzenia.
22
2.6. Amortyzacja wstrząsów i drgań
R 13 Ak l t h d li j k l t t j
Rys. 13. Akumulator hydrauliczny jako element amortyzujący
23
W układach hydraulicznych mogą występować wahania ciśnienia, gdy na skutek
różnych, przebiegów zależnych od urządzenia, nastąpi przemiana przepływu cieczy
hydraulicznej.
yj
Przyczyny tego mogą być następujące:
 zniekształcenia wewnątrz pompy hydraulicznej;
 układy sprężyna-masa (zawory różnicowe); gwałtowne połączenie przestrzeni o
różnym poziomie ciśnienia.
 wysterowanie armatur odcinających i regulacyjnych o krótkim czasie otwarcia i
zamknięcia;
 przebiegi przyłączania lub odłączania pomp rozdzielających.
Są z tym związane wahania natężenie przepływu lub ciśnienia zależne od sposobu
działania, które mają negatywny wpływ na trwałość wszystkich elementów
k t k j h
konstrukcyjnych.
Wzależności od sposobu powstawania rozróżnia się uderzenia ciśnienia i pulsacje. Aby
uzyskać pewność, że na skutek tego nie nastąpi pogorszenie działania, już w fazie
projektowania należy określić wielkość wahania ciśnienia i dobrać odpowiednie środki
projektowania należy określić wielkość wahania ciśnienia i dobrać odpowiednie środki
amortyzujące. Możliwości amortyzacji wahań ciśnienia są liczne, jednakże amortyzatory
hydrauliczny okazały się szczególnie przydatne do zastosowania w układach
hydraulicznych
hydraulicznych.
24
W celu spełnienia wymagań maszyn dotyczących
wysokiej mocy, krótkiego czasu taktu przy
jednoczesnym dobrym wytłumieniu hałasu, zaleca się
jednoczesnym dobrym wytłumieniu hałasu, zaleca się
stosowanie tłumików pulsacji.
Ta odmiana konstrukcyjna akumulatorów redukuje
wahania natężenia p p y wywołane pg
ę przepływu y przebiegami
ruchowymi maszyny oraz ich przenoszenie na
korpusy rezonansowe a tym samym poziom hałasu.
Ponadto wydłużony zostaje okres trwałości użytkowej
elementów konstrukcyjnych i maszyn.
W pompach wyporowych (rys. 14)
Rys. 15. Zastosowanie
W zależności od budowy pompy wyporowej, w
tłumików pulsacji w
tłumików pulsacji w
strumieniu cieczy powstają pulsacje. Pulsacje te
układach hydraulicznych z
powodują powstawanie hałasu i drgań. Na skutek
zaworami proporcjonalnymi
tego może dojść do uszkodzenia układu
lub serwozaworami
lub serwozaworami
h d li
hydraulicznego.
25
W przypadku fal ciśnienia (rys. 16)
Wwiększości układów hydraulicznych fale
ciśnienia są wytwarzane p
ą y przez wiele
elementów konstrukcyjnych lub na skutek
różnych obciążeń układu hydraulicznego,
np. ruch czerpaka w koparce hydraulicznej.
Wbudowanie akumulatorów hydraulicznych
chroni elementy konstrukcyjne wrażliwe na
Rys. 16. Tłumik pulsacji za pompą
fale ciśnienia, np. pompę hydrauliczną,
hydrauliczną
y ą
przed uszkodzeniem.
26
W sytuacjach załączania-wyłączania (rys. 17)
Przez szybkie wprowadzenie dużego strumienia
yp g
cieczy hydraulicznej do przewodu powrotnego
powstają uderzenia hydrauliczne. Uderzenia te
mogą uszkodzić chłodnicę cieczy hydraulicznej i
filtr zlewowy.
Również w zaworach, przewodach rurowych i
łącznikach gwintowych mogą powstać
uszkodzenia wywołane przez uderzenia
hydrauliczne, gdy słup cieczy będący w ruchu
zostanie gwałtownie zatrzymany, tak jak to ma
Rys. 17. Zastosowanie tłumików
y
miejsce w przypadku wyłączenia awaryjnego.
i j dk ł ij
pulsacji do tłumienia uderzeń
hydraulicznych
27
W sprężynach hydraulicznych
Do tłumienia uderzeń i drgań stosowane są
akumulatory hydrauliczne j p ę y y
y y jako sprężyny
hydrauliczne.
Przy tym ściśliwy gaz w akumulatorze
hydraulicznym zostaje wykorzystany jako
element sprężynujący.
Przypadki zastosowania sprężyn
hydraulicznych:
 Naprężanie łańcuchów (rys. 18)
()
Aby uniknąć uderzeń na łańcuch
Rys. 18. Zastosowanie akumulatora
napędowy, stosuje się akumulatory
hydraulicznego do naprężania łańcucha
h d li d ż i ł ń hó
hydrauliczne do naprężania łańcuchów
w obrabiarce
napędowych w maszynach i pojazdach.
28
 Naprężanie drutów i lin
jezdnych (rys. 19)
Po to aby np. kolejki linowe
y p j
i windy mogły pracować
bez zakłóceń, niezbędne
są małe tolerancje długości
lin.
Przez zastosowanie
akumulatorów
hydraulicznych wyrównuje
się różne długości lin
stalowych, które powstają
przy jez
dzie w górę i przy
j z
d i ó i
zjeżdżaniu kolejek
linowych, przy wahaniach
temperatury lub w
temperatury lub w
przypadku różnych
obciążeń dz
wigów.
Żądane tolerancje długości
Żądane tolerancje długości
lin i naprężenia
rozciągającego zostają
zachowane
zachowane.
29
 Zawieszenie pojazdów (rys. 9.20)
Podczas jazdy po nierównościach na
drogach i w terenie występują uderzenia
gy ęp ją
mechaniczne, które uszkadzają nadwozia
i mechanizmy jazdy.
W przypadku zawieszenia
hydropneumatycznego udary mechaniczne
zostają, przez zastosowanie cylindrów,
przekształcone w uderzenia hydrauliczne.
Tego rodzaju uderzenia hydrauliczne są
absorbowane przez akumulatory
hydrauliczne.
Z t i i i
Zastosowanie zawieszenia
hydropneumatycznego w pojazdach
 zmniejsza niebezpieczeństwo wypadku,
 zwiększa trwałość użytkową,
zwiększa trwałość użytkową
 umożliwia jazdę z większymi
prędkościami na zakrętach,
 utrzymuje ładunek w żądanym położeniu
 utrzymuje ładunek w żądanym położeniu,
 redukuje obciążenie materiału oraz
 obniża koszty eksploatacyjne.
Rys. 20. Zastosowanie akumulatorów
hydraulicznych w zawieszeniach pojazdów
30
2.7. Oddzielanie mediów
W układach, które wymagają 100%
oddzielania dwóch mediów roboczych,
y
stosuje się akumulatory hydrauliczne
do ich oddzielania. Właściwe
oddzielenie mediów następuje
przez pęcherz lub przeponę
wbudowaną w akumulatorze
hydraulicznym.
2.7.1. Oddzielanie mediów ciekłych i
gazowych
W kł d h któ j łó i
W układach, które pracują głównie
pneumatycznie, korzystne jest
stosowanie elementów
konstrukcyjnych które mają wytwarzać
konstrukcyjnych, które mają wytwarzać
wielką siłę (np. siłownik mocujący)
Rys. 21. Zastosowanie akumulatorów
sterowanych hydraulicznie.
hydraulicznych do oddzielenia części
Za pomocą akumulatorów
Za pomocą akumulatorów
pneumatycznej instalacji od części
pneumatycznej instalacji od części
hydraulicznych należy dokonać
hydraulicznej
oddzielenie części układu sterowanych
pneumatycznie i hydraulicznie Zbędne
pneumatycznie i hydraulicznie. Zbędne
staje się instalowanie oddzielnego,
dodatkowego zasilacza hydraulicznego.
31
2.7.2. Oddzielanie dwóch mediów ciekłych
Na przykład w sprężarkach z pływającym
pierścieniem uszczelniającym, które są
p ją y ą
stosowane w petrochemii, ze względu na
zasadę działania i zanieczyszczenie gazu
procesowego sprężanego przez sprężarkę, nie
wolno mieszać tego gazu z cieczą zaporową.
Przy tego rodzaju uszczelnieniu niezbędna jest
ciecz zaporowa. Ciśnienie tej cieczy zaporowej
musi być wyższe od ciśnienia gazu w sprężarce
o 0,5 do 1,0 bar.
Dlatego nad sprężarką instaluje się zbiornik
tł któ i t ż iś i i
tłoczny, który zapewnia to wyższe ciśnienie na
uszczelce. Ciecz znajdująca się w tym
zbiorniku, która jest neutralna wobec gazu, jest
Rys 22 Akumulator hydrauliczny do
Rys. 22. Akumulator hydrauliczny do
obciążona ciśnieniem gazu ze sprężarki
obciążona ciśnieniem gazu ze sprężarki.
oddzielenia cieczy
Z uwagi na to, iż w większości przypadków
ciecz hydrauliczna znajdująca się w zbiorniku
tłocznym nie ma właściwości smarnych
tłocznym nie ma właściwości smarnych,
pierścieniowe uszczelki pływające oraz łożysko
muszą pracować z cieczą zaporową mającą
właściwości smarne Niezbędne oddzielanie
właściwości smarne. Niezbędne oddzielanie
obydwu cieczy następuje przy użyciu
akumulatorów hydraulicznych.
32
2.7.3. Oddzielanie dwóch mediów gazowych
W układach, które są zagrożone wtargnięciem wody z zewną przez filtr
ą g g ę y ątrz p
napowietrzający zbiornika, lub w przypadku zbiorników cieczy, które, w celu uniknięcia
tworzenia kondensatu wodnego w wyniku dużych wahań temperatury, są napełniane
azotem, do wyrównania ciśnienia z ciśnieniem atmosferycznym stosuje się akumulator
hydrauliczny.
Rys 23 Akumulator hydrauliczny jako akumulator do napowietrzania zbiornika
Rys. 23. Akumulator hydrauliczny jako akumulator do napowietrzania zbiornika
33
3. Odmiany konstrukcyjne akumulatorów hydraulicznych z elementem
oddzielającym
Akumulatory hydrauliczne składają się zasadniczo z części cieczowej i gazowej z
gazoszczelnym elementem oddzielającym. Część cieczowa jest połączona z
obwodem hydraulicznym. Przy wzroście ciśnienia gaz zostaje sprężony a ciecz
b d h d li P ś i iś i i t j ż i
hydrauliczna zostaje przyjęta do akumulatora hydraulicznego.
W układach hydraulicznych stosuje się następujące odmiany konstrukcyjne
akumulatorów hydraulicznych z elementem
akumulatorów hydraulicznych z elementem
oddzielającym:
 akumulator pęcherzowy,
 akumulator przeponowy oraz
akumulator przeponowy oraz
 akumulator tłokowy.
34
Rys. 25. Akumulator pęcherzowy
35
Rys. 24. Akumulator przeponowy
36
Rys. 26. Akumulator tłokowy
37
3.1. Akumulator pęcherzowy
1
Akumulatory pę ją ę ęści j
y pęcherzowe składają się z czę cieczowej i
części gazowej, z pęcherzem jako gazoszczelnym
2
elementem oddzielającym. Ciecz otaczająca pęcherz jest
połączona z obiegiem hydraulicznym, tak iż w razie
wzrostu ciśnienia akumulator pęcherzowy zostaje
napełniony i na skutek tego następuje sprężenie gazu.
Gdy ciśnienie spada, sprężony gaz ekspanduje,
wypychając przy tym zmagazynowaną ciecz hydrauliczną
do obiegu hydraulicznego. Akumulatory pęcherzowe
mogą być montowane zarówno w położeniu pionowym
( d tki ) i j ki i k ślh
(przede wszystkim), poziomym jaki i - w określonych
warunkach - pochylonym. W przypadku położenia
pochylonego i pionowego zawór cieczy hydraulicznej
powinien być usytuowany zawsze od spodu
powinien być usytuowany zawsze od spodu.
3
3
Akumulatory pęcherzowe składają się ze spawanego lub
kutego zbiornika ciśnieniowego (1), pęcherza
akumulatora (2) oraz armatur dla wprowadzenia gazu (3)
akumulatora (2), oraz armatur dla wprowadzenia gazu (3)
i wlotu cieczy hydraulicznej (4). Oddzielenie gazu od
4
cieczy hydraulicznej zapewnia pęcherz (2).
38
1
3.2. Akumulator przeponowy
Akumulatory przeponowe składają się ze zbiornika
2
ciśnieniowego, który zazwyczaj ma kształt kulowy do
gyy j y
cylindrycznego.
We wnętrzu akumulatora znajduje się przepona pełniąca
3
funkcją elementu oddzielającego, wykonana z materiału
4
4
elastycznego podatnego na ugniatanie (elastomer).
5
Akumulatory przeponowe występują w 2 wykonaniach:
 wykonanie spawane oraz
1
1
 wykonanie skręcane.
W wykonaniu spawanym przepona zostaje wtłoczona
2
do części dolnej przed wykonaniem spoiny obwodowej.
D i ki t i d i d i j t d i
Dzięki zastosowaniu odpowiedniej metody spawania,
3
np.
spawania strumieniem elektronów i przy odpowiednim
4
usytuowaniu przepony zapewnione jest zabezpieczenie
usytuowaniu przepony, zapewnione jest zabezpieczenie
5
materiału elastomerowego przed uszkodzeniem
podczas spawania.
W wykonaniu skręcanym przepona jest przytrzymywana
W wykonaniu skręcanym przepona jest przytrzymywana
1 śruba napełniania gazu
1 śruba napełniania gazu,
przez skręcenie części dolnej i górnej za pomocą
2 zbiornik ciśnieniowy,
3 przepona,
nakrętki złączowej.
4 grzybek zaworu,
g y ,
5 przyłącze cieczy.
Rys. 28. Akumulator przeponowy; u góry konstrukcja spawana, u
39
dołu konstrukcja skręcana
3.3 Akumulator tłokowy
6
Akumulatory tłokowe składają się z części cieczowej i gazowej
z tłokiem j gy ją y
jako gazoszczelnym elementem oddzielającym.
3
Strona gazowa jest wstępnie napełniona azotem.
Część cieczowa jest połączona z obiegiem hydraulicznym, co
2
powoduje, iż przy wzroście ciśnienia akumulator tłokowy
magazynuje ciecz hydrauliczną, a gaz zostaje sprężony. Przy
spadku ciśnienia sprężony gaz rozpręża się, wypychając przy
tym zmagazynowaną ciecz hydrauliczną do obiegu
hydraulicznego. Akumulatory tłokowe mogą pracować w
każdym położeniu, jednak zaleca się stosowanie pionowego
1
położenia montażowego ze stroną gazową zwróconą do góry,
aby uniknąć osadzania się cząstek zanieczyszczeń
b ik ć d i i t k i ń
pochodzących z cieczy hydraulicznej na uszczelkach tłoka.
Budowa akumulatora tłokowego została przedstawiona na rys.
29 Najważniejszymi elementami składowymi są zewnętrzna 5
29. Najważniejszymi elementami składowymi są zewnętrzna 5
tuleja cylindrowa (1), tłok (2) układem uszczelnień pokrywy
czołowe (3, 4), które zawierają jednocześnie przyłącze cieczy
4
(5) i przyłącze gazu (6) Tuleja cylindrowa spełnia przy tym
(5) i przyłącze gazu (6). Tuleja cylindrowa spełnia przy tym
Rys. 28. Akumulator
dwie funkcje. Z jednej strony służy ona do pobierania ciśnienia
przeponowy; u góry
wewnętrznego, a z drugiej strony stanowi prowadnicę tłoka,
konstrukcja spawana, u
który stanowi element oddzielający przestrzeń cieczową od
który stanowi element oddzielający przestrzeń cieczową od
dołu konstrukcja
dołu konstrukcja
skręcana
przestrzeni gazowej.
40
W akumulatorach tłokowych położenie tłoka może być kontrolowane. Na wystającej
części tłoczyska znajduje się krzywka przełączająca, za pomocą której przełączane
mogą być wyłączniki krańcowe. Za p ą j y przełączającej
gą y y ą pomocą tej krzywki p ą ją j można
kontrolować położenie tłoka w dowolnym miejscu. Zazwyczaj za pośrednictwem tych
układów pozycjonujących sterowane jest załączanie i wyłączanie pompy hydraulicznej.
3.4. Przyłączanie dodatkowych zbiorników ciśnieniowych
Przy małej różnicy między maksymalnym i minimalnym ciśnieniem pracy i przy
niezbędnej wielkiej objętości gazu przy małej objętości użytecznej, zaleca się
dołączanie do akumulatora hydraulicznego dodatkowego zbiornika ciśnieniowego.
Przy wyborze niezbędnej wielkości akumulatora hydraulicznego należy uwzględnić:
 rozszerzenieobjętościowe w wynikuwahań temperatury otoczenia,
i bj t ś i ik h ń tt i
t
 dopuszczalny stosunek ciśnienia i objętości p2/p0 =V0/V2 oraz
 objętość użyteczną.
41
Rys. 30. Przyłączanie dodatkowych butli z
azotem
42
4. Osprzęt do akumulatorów hydropneumatycznych
4.1. Blok zabezpieczający i odcinający
Rys. 31. Blok zabezpieczający i
odcinający
ją y
Blok zabezpieczający i odcinający jest elementem osprzętu do zabezpieczania i
odcinania oraz odciążania akumulatorów hydraulicznych lub odbiorników
odcinania oraz odciążania akumulatorów hydraulicznych lub odbiorników
hydraulicznych. Spełnia on obowiązujące przepisy bezpieczeństwa oraz warunki
odbioru, w szczególności przepisy dotyczące wyposażenia zbiorników
ciśnieniowych.
ciśnieniowych.
43
S M1 M2
S k l t
S = akumulator
M1, M2 = przyłącza pomiarowe
P = pompa
T = zbiornik
T = zbiornik
P T
Rys. 32. Blok zabezpieczający i odcinający z odprężaniem ręcznym
y pją yją yp ę ę y
S M1 M2
P T
R 33 Bl k b i j i d i j d ż it
Rys. 33. Blok zabezpieczający i odcinający z odprężaniem sterowanym
elektromagnetycznie
44
S M1
P T
Rys. 34. Blok zabezpieczający i odcinający ze sterowanym pośrednio
zaworem ograniczającym ciśnienie i z odprężaniem sterowanym
elektromagnetycznie
45
4.1.1. Budowa
4
1
1
3
2
5
Rys. 35. Blok zabezpieczający i odcinający
Blok zabezpieczający i odcinający składa się z bloku zaworowego (1), wbudowanego
pją yją y ę g ( ), g
zaworu ograniczającego ciśnienie (2), głównego kurka odcinającego (3) oraz
sterowanego ręcznie zaworu odciążającego (4) oraz posiada, poza przyłączem
układowym (5), wymagane przez przepisy przyłącza dla manometrów.
46
4.2. Urządzenie do napełniania i kontroli
Zazwyczaj straty azotu w akumulatorach
hydropneumatycznych są bardzo małe Aby jednak
hydropneumatycznych są bardzo małe. Aby jednak
zapobiec temu, iż przy ewentualnym obniżeniu ciśnienia
wstępnego p0 zmianie ulegają parametry cyklu
maszynowego, należy w regularnych odstępach czasu
maszynowego, należy w regularnych odstępach czasu
sprawdzać ciśnienie wstępne.
Za pomocą urządzenia do napełniania i kontroli
akumulatory ciśnieniowe ładowane są azotem lub zmienia
y ą
się istniejące ciśnienie wstępne azotu. W tym celu
urządzenie do napełniania i kontroli należy przykręcić na
zaworze gazowym akumulatora hydraulicznego i za
pomocą dostępnego w handlu elastycznego przewodu do
napełniania połączyć z butlą azotu. Jeśli czynność ma
dotyczyć tylko sprawdzenia lub redukcji ciśnienia
wstępnego azotu, to przyłączanie butli z azotem jest
Rys. 36. Urządzenie do
zbędne. Ciśnienie wstępne p0 podane na akumulatorze
napełniania i kontroli
musi być sprawdzone przed każdym nowym
wbudowaniem lub nastawione po naprawie, a następnie
b d i l b t i i t i
co najmniej jeszcze raz sprawdzone w pierwszym
tygodniu. Jeśli nie stwierdzono utraty azotu, to następna
kontrola powinna być dokonana po ok 4 miesiącach Jeśli
kontrola powinna być dokonana po ok. 4 miesiącach. Jeśli
i wtedy nie stwierdzi się zmiany ciśnienia, to wystarczająca
47
jest kontrola raz w roku.
4.3. Urządzenie do doładowania azotu
Rys 37 Przenośne urządzenie do Rys 38 Przewoz
ne urządzenie do
Rys. 37. Przenośne urządzenie do Rys. 38. Przewoz
ne urządzenie do
doładowania azotu doładowania azotu
Urządzenia do doładowania azotu umożliwiają szybkie i tanie naładowanie i
uzupełnienie azotu w akumulatorach hydraulicznych.
Gwarantują one optymalne wykorzystanie butli z azotem dostępnych w handlu do
ciśnienia resztkowego 20 bar i maksymalnego ciśnienia doładowania akumulatora 350
b
bar.
48
4.4. Elementy mocujące
Akumulatory hydropneumatyczne
muszą z uwagi na ich wielki ciężar
muszą, z uwagi na ich wielki ciężar
własny i dodatkowo w akumulatorze
hydraulicznym przez ciecz hydrauliczną
wytwarzane siły przyspieszenia, być
wytwarzane siły przyspieszenia, być
wystarczająco zabezpieczone i
zamocowane.
Mocowanie p y y,
powinno być tak wykonane,
aby na układ przewodów przez
akumulator hydrauliczny nie mogły być
przenoszone jakiekolwiek siły i
momenty dodatkowe.
Rys. 9.39: Akumulator pęcherzowy z elementem
mocującym i nabudowanym blokiem zabezpieczającym
49
i odcinającym
5. Dobór akumulatorów hydropneumatycznych z elementem oddzielającym
5.1 Definicja parametrów pracy
j p p y
Parametry niezbędne dla doboru akumulatora hydropneumatycznego można objaśnić
na podstawie obrazu schematycznego przedstawionego na rys. 40.
Parametry opisujące stan gazu, zwane również wielkościami stanu gazu, to ciśnienie,
temperatura i objętość.
50
Akumulator pęcherzowy
DV
DV
1 2 3
1 2 3 1 2 3
p0 wstępne ciśnienie gazu, p1 minimalne ciśnienie pracy, p2 maksymalne ciśnienie pracy, V0 efektywna
p0 = wstępne ciśnienie gazu, p1 = minimalne ciśnienie pracy, p2 = maksymalne ciśnienie pracy, V0 = efektywna
objętość gazu, V1 = objętość gazu przy p1, V2 = objętość gazu przy p2, "V = objętość użyteczna.
1. Pęcherz jest wstępnie napełniony 1. Przepona zasilona azotem 1. Akumulator tłokowy jest wstępnie
azotem. Zawór cieczy jest przyjmuje wewnętrzny kontur napełniony azotem. Tłok przylega
zamknięty i uniemożliwia wyjście akumulatora. Grzybek zaworu do pokrywy i zamyka przyłącze
pęcherza. zamyka przyłącze cieczy i cieczy.
2. Po osiągnięciu minimalnego uniemożliwia wyjście przepony. 2. Minimalne ciśnienie pracy
ciśnienia pracy między pęcherzem a 2. Położenie przy minimalnym powinno być o ok. 5 bar wyższe niż
zaworem zwrotnym powinna ciśnieniu pracy. Mała objętość wstępne ciśnienie gazu. Powinno to
pozostać objętość resztkowa cieczy cieczy powinna pozostawać, aby zapobiegać temu, aby tłok przy
(ok. 10% objętości nominalnej grzybek zaworu przy każdym każdym przebiegu pobierania nie
akumulatora), aby pęcherz przy opróżnieniu nie uderzał u dołu. p0 uderzał w pokrywę i aby ciśnienie
każdym przebiegu rozprężania nie powinno zatem zawsze być niższe cieczy w układzie nie ulegało
uderzał w zawór. niż p1 załamaniu.
3. Akumulator przy minimalnym 3. Położenie przy minimalnym 3. Po osiągnięciu maksymalnego
ciśnieniu pracy. Zmiana objętości ciśnieniu pracy. Zmiana objętości " ciśnienia pracy objętość użyteczna
między położeniem przy V między położeniem przy "V w akumulatorze stała do
minimalnym i maksymalnym minimalnym i maksymalnym dyspozycji:
ciśnieniu pracy odpowiada ciśnieniu pracy odpowiada "V = V1 " V2
51
użytecznej objętości cieczy: użytecznej objętości cieczy:
5.2 Przemiana stanu gazu
Rozróżnia się przemiany stanu
 izochoryczną,
i h
 izotermiczną,
 adiabatyczną oraz
 politropową.
politropową
52
5.2.1 Przemiana izochoryczna
W tej przemianie stanu nie powstaje praca zmiany objętości,
tzn. nie występuje zmiana objętości. Przemiana ta występuje
y ęp j ję y ęp j
podczas napełniania przestrzeni gazowej przy niskiej
temperaturze z następującą po tym zmianą ciśnienia wstępnego
napełnienia na skutek wymiany ciepła z otoczeniem.
Równanie stanu: p / T = p1 / T1 = konstant (1)
5.2.2 Przemiana izotermiczna
W tej przemianie stanu następuje całkowita wymiana ciepła
z otoczeniem. Nie następuje zmiana temperatury.
Stan ten spotyka się w akumulatorach hydraulicznych wtedy,
gdy cykl ładowania i rozładowania cieczy hydraulicznej
odbywa się w dłuższym przedziale czasowym. Dzięki powolnym
db i dł ż d i l D i ki l
cyklom pracy może nastąpić całkowita wymiana
ciepła między gazem a otoczeniem.
Równanie stanu: p " V = p " V = konstant (2)
Równanie stanu: p " V = p1 " V1 = konstant (2)
53
5.2.3. Przemiana adiabatyczna
W tej przemianie stanu cyklu ładowania i
rozładowania
odbywa się tak szybki, iż nie może
nastąpić wymiana ciepła
z otoczeniem.
Równanie stanu: p " V k = p1 " V1
k = konstant (3)
Zależność pomiędzy temperą a objętością
jaki i pomiędzy temperaturą a ciśnieniem
uzyskuje się również z termicznego
równania stanu.
k 1 k 1
T V T V (4)
T " V k 1 = T1 " V1 k 1 oraz (4)
T " p (1 k) / k = T1 " p1 (1 k) / k
W równaniach tych współczynnik k stanowi
wykładnik adiabaty którego wartość dla
wykładnik adiabaty, którego wartość dla
gazu o cząstce dwuatomowej, jak np. azot
w warunkach normalnych, może być
przyjętajako14
przyjęta jako 1.4.
54
R 42 W kł d ik di b t dl t i h l
Rys. 42. Wykładnik adiabaty dla azotu i helu w
zależności od ciśnienia przy 0 i 100 �C
55
5.2.4. Przemiana politropowa
Z uwagi na to, iż praca akumulatora
hydraulicznego nigdy nie przebiega
zgodnie z przedstawieniem teoretycznym,
następuje przemiana stanu, która leży
pomiędzy izotermą i adiabatą. Tego
rodzaju przemiana stanu jest nazywana
przemianą politropową. Zależności
matematyczne obowiązują w tym
t t b i j t
przypadku jak dla przemiany
adiabatycznej, przy czym wykładnik
adiabaty zostają zastąpiony wykładnikiem
adiabaty zostają zastąpiony wykładnikiem
politropy N.
56
5.3. Ustalenie wielkości konstrukcyjnej akumulatora hydraulicznego
Równanie wykorzystywane do doboru akumulatora hydraulicznego zależą, zgodnie z
poprzednimi rozważaniami, od wpływu czasu na przebieg ładowania i rozładowania.
p p p yp g
Jako reguła zgrubna zastosowania odpowiedniego równania może służyć poniższe
ograniczenie:
czas cyklu < 1 minuta
przemiana adiabatyczna,
przemiana adiabatyczna
czas cyklu > 3 minuty
przemiana izotermiczna,
czas cyklu między 1 a 3 minutami
przemiana politropowa.
przemiana politropowa
Równania właściwe dla doboru zostały zestawione w tabeli 1. Ponadto przy doborze
akumulatora hydraulicznego należy uwzględnić określone wartości doświadczalne, które
zapewniają optymalne wykorzystanie pojemności akumulatora hydraulicznego a
zapewniają optymalne wykorzystanie pojemności akumulatora hydraulicznego, a
ponadto są istotne do tego, aby nie pogorszyć trwałości użytkowej urządzenia.
W tabeli 2 podane zostały wartości doświadczalne dla poszczególnych odmian
konstrukcyjnych akumulatorów hydraulicznych.
konstrukcyjnych akumulatorów hydraulicznych.
57
5.4 Odchyłki od idealnej charakterystyki gazu
Przedstawione równania stanu obowiązują tylko pod warunkiem, iż mamy do czynienia z
idealną charakterystyk ą gazu. Charakterystyki różnych gazy jak np. azotu, odbiegają
ą y y ą gy y y g y j p g ją
jednak, zwłaszcza przy wyższych ciśnieniach od praw dotyczących gazu idealnego.
Charakterystyki te określane są jako charakterystyki realne lub nieidealne.
Zależność matematyczna między wielkościami stanu p, T i V może być przedstawiona
dla charakterystyki realnej gazu tylko w postaci równania przybliżonego. Operowanie
takim równaniem z dokładnością wystarczającą do zastosowań praktycznych jest
bardzo żmudne i wymaga dużego wysiłku obliczeniowego i nakładu czasowego, co daje
się pokonać tylko przez zastosowanie komputerów. Z tego względu zaleca się
wprowadzenie współczynników korekcyjnych do charakterystyki gazu idealnego.
Stosownie do tego otrzymujemy objętość przy przemianie izotermicznej
V C V
V0 real = Ci " V0 ideał
i przy przemianie adiabatycznej
V0 real = Ca " V0 ideał
Współczynniki korekcyjne C i C do równań można znalez
ć w materiałach
Współczynniki korekcyjne Ci i Ca do równań można znalez
ć w materiałach
prospektowych poszczególnych producentów akumulatorów hydraulicznych.
58
5.5 Procedura doboru
Do ustalenia i doboru odpowiedniej wielkości akumulatora hydraulicznego można
przyjąć, iż zadana jest wymagana objętość cieczy "V oraz niezbędna energia Q
p yją jy g ję y ę g
pokrywająca zapotrzebowanie. Przy uwzględnieniu określonych warunków
dodatkowych, takich jak na przykład
 maks. nadciśnienie robocze,
 maks. i min. temperatura pracy,
 różnica ciśnienia pracy,
Dobór rozpoczyna się od tego, że najpierw przyjmuje się, iż przemiana między
ciśnieniami pracy p1 i p2 jest przemianą adiabatyczną. To założenie ograniczające jest
dopuszczalne dlatego, że na skutek tego w każdym przypadku spełnione zostają inne
możliwe zmiany stanu.
Pt j td i bli ń dl d h kt t ki
Przez następujące po tym sprawdzenie obliczeń pod względem charakterystyki
czasowej i związanej z tym odchyłki od przyjętej przemiany adiabatycznej można
dokonać korekty (współczynniki korekcyjne ca i ci należy przyjąć zgodnie z danymi
zawartymi w dokumentacji producenta)
zawartymi w dokumentacji producenta).
Ciśnienie wstępnego napełnienia (ciśnienie wstępne gazu) akumulatora hydraulicznego
powinno leżeć w zakresie 0,7 do 0,9 min. ciśnienia pracy (przy maks. temperaturze
pracy)
pracy).
p0 (T2) d" 0,9 " p1 (5)
Dzięki temu zapobiega się temu, aby elementy oddzielające akumulatora
hydraulicznego nie pracowały stale w obszarze zaworu hydraulicznego i nie uległy
hydraulicznego nie pracowały stale w obszarze zaworu hydraulicznego i nie uległy
ewentualnemu uszkodzeniu.
59
60
61
Tabela 2. Warunki zastosowania akumulatora hydraulicznego w wykonaniu standardowym
Akumulator pęcherzowy Akumulator przeponowy Akumulator tłokowy
wykonanie niskotarciowe
wysokie niskie ciśnienie wykonanie spawane wykonanie
wysokie niskie ciśnienie wykonanie spawane wykonanie
ciśnienie skręcane
Wstępne ciśnienie d" 0,9 " p1 (magazynowanie d" 0,9 " p1 d" p1  5 bar
gazu p0 (TB ) energii) (magazynowanie energii) < 2 bar (niskotarciowe
(przy maks. , , p (absorbcja , p y
(p y = 0,6 do 0,9 " pm ( j 0,6 " pm wykonanie tłoka)
temperaturze uderzeń) (tłumienie pulsacji) < 10 bar (normalne
pracy) = 0,6 " pm (tłumienie pulsacji) wykonanie tłoka)
Położenie Pionowe (poziome tylko dla dowolne dowolne dowolne (zważać na
montażowe specjalnych urządzenie kontrolne)
warunków pracy)
Maks. dop. stosunek 4 : 1 4 : 1 4 : 1 do 8 : 1 10 : 1 brak ograniczeń
ciśn. p2/p0
Maks.
Maks. 550 bar 35 bar 210 bar 400 bar 350 bar
ciśnienie pracy
Natężenie do 40 l/s do140 l/s 4 do 6 l/s 4 do 6 l/s W zależności od średnicy
przepływu tłoka, maks. dopuszcz.
prędkość tłoka wynosi 2 m/s
Objętość do 50 ldo 450 ldo 3,5 ldo 10 ldo 250 l
akumulatora
Ogólnie  pęcherz  pęcherz  mała pojemność  mała  możliwość kontroli
wymienny wymienny gazowa i użyteczna pojemność w razie przyłączania
wymienny, wymienny gazowa i użyteczna pojemność  w razie przyłączania
 warunkowa  brak możliwości  wykonanie gazowa i urządzeń dodatkowych
możliwość kontroli korzystne cenowo użyteczna stosować jako wykonanie
kontroli  przepona nie jest  przepona preferowane
wymienna wymienna  tłok wymienny
 brak możliwości  brak możliwości
b k żli ś i b k żli ś i
kontroli kontroli
pm = średnie ciśnienie pracy przy przepływie swobodnym; dane ciśnieniowe: zawsze ciśnienie bezwzględne
64
5.6. Wybór odmiany konstrukcyjnej akumulatora dla typowych przypadków
zastosowania
5.6.1. Akumulator p p y
przeponowy
Akumulatory tego typu są stosowane przy małej objętości gazu i objętości
użytecznej. Dobra szczelność i długa trwałość użytkowa są zaletami akumulatora
przeponowego.
Położenie montażowe jest dowolne, a praca przebiega bez bezwładności.
5.6.2. Akumulator pęcherzowy
Dla średniej objętości użytecznej i przy wymogu szybkiego zadziałania
akumulatora hydraulicznego stosuje się akumulatory pęcherzowe. Dzięki poprawie
jakości pęcherzy w ostatnich latach uzyskuje się dobrą gazoszczelność i długą trwałość
użytkową pęcherza. Akumulatory pęcherzowe montowane są pionowo lub poziomo, z
zaworem spustowym cieczy usytuowanym od spodu.
t i t d d
5.6.3. Akumulator tłokowy
Przy dużych objętościach użytecznych stosuje się akumulatory tłokowe.
Akumulatory tłokowe są przede wszystkim dostosowane do dołączania dodatkowych
Akumulatory tłokowe są przede wszystkim dostosowane do dołączania dodatkowych
butli gazowych.
Wadę stanowi masa tłoka oddzielającego i związane z tym zwłoczne zadziałanie
akumulatora oraz tarcie uszczelek w tłoku Następstwem tego jest zmniejszenie
akumulatora, oraz tarcie uszczelek w tłoku. Następstwem tego jest zmniejszenie
ciśnienia użytecznego o ok. 10%. Przy ładowaniu i rozładowaniu nie należy przekraczać
prędkości tłoka 2 m/s. Akumulatory tłokowe mogą być montowane w dowolnym
położeniu
położeniu.
65
6. Przepisy bezpieczeństwa
Naprawy akumulatorów hydraulicznych powinny być wykonywane tylko przez
Naprawy akumulatorów hydraulicznych powinny być wykonywane tylko przez
producenta. W żadnym wypadku na akumulatorze hydraulicznym nie wolno spawać,
lutować lub wiercić. Ze względu na to iż wysoko sprężony gaz, z uwagi na zawartą
energię nie jest bezpieczny przy montażu i obsłudze technicznej akumulatorów
energię, nie jest bezpieczny, przy montażu i obsłudze technicznej akumulatorów
hydraulicznych należy szczególnie starannie przestrzegać istniejących przepisów
producenta.
Najważniejszą czynnością obsługi technicznej jest okresowa kontrola ciśnienia
Najważniejszą czynnością obsługi technicznej jest okresowa kontrola ciśnienia
wstępnego napełnienia p0. Akumulatory hydrauliczne muszą być wbudowane w
miejscach łatwo dostępnych z zamocowaniem stabilnymi uchwytami, które są w stanie
również p ejąć od ut spo odo a y e e tua y pę ęce ury.
ó e przejąć odrzut spowodowany ewentualnym pęknięciemru y
Między pompą i akumulatorem hydraulicznym powinien być wbudowany w
przewodzie zawór zwrotny, aby na przewody rurowe nie mogły być wywierane siły
masowe.
Każdy zbiornik ciśnieniowy musi być wyposażony w odpowiedni manometr,
wskazujący występujące nadciśnienie robocze. Na manometrze tym musi być w sposób
łatwo widoczny zaznaczone maksymalnie dopuszczalne nadciśnienie robocze. Dla
każdego zbiornika ciśnieniowego musi istnieć odpowiedni zawór bezpieczeństwa,
którego nastawy muszą być zabezpieczone przed dostępem dla osób nieuprawnionych.
66
Zawory bezpieczeństwa nie mogą być odcinane od akumulatora
hydraulicznego. Na przewodach doprowadzających, możliwie jak najbliżej zbiornika
ciśnieniowego, muszą być usytuowane łatwo dostępne urządzenia odcinające.
Akumulatory hydrauliczne podlegają w Niemczech, jako zbiorniki ciśnieniowe,
przepisom dotyczącym zbiorników ciśnieniowych. Ustawienie, wyposażenie i
eksploatacja są uregulowane w  Regułach technicznych dla zbiorników ciśnieniowych
k l t j l R ł h t h i h dl bi ikó iś i i h
(TRB) . Zbiorniki ciśnieniowe akumulatorów hydraulicznych zostały podzielone na grupy,
w zależności od dopuszczalnego ciśnienia pracy p, objętości I w litrach i iloczynu
ciśnienia i objętości p " I
ciśnienia i objętości p " I.
W tabeli 3 zawarte są obowiązkowe badania, jakim podlegają te zbiorniki w
zależności od przynależności do danej grupy. Akumulatory hydrauliczne, które są
montowane za granicą wymagają dokumentów odbioru zgodnie z przepisami
montowane za granicą, wymagają dokumentów odbioru, zgodnie z przepisami
obowiązującymi w kraju ustawienia, gdyż dokumenty odbioru niemieckiego Urzędu
Dozoru Technicznego (T�V) na ogół nie są uznawane.
67
Tabela 3. Grupy kontrolne i kontrole akumulatorów hydraulicznych
Grupa Próby przed rozruchem wstępnym u
producenta y y p
p u użytkownika Próby powtarzalne
II Próba ciśnieniowa Badanie odbiorcze Terminy badań ustala
p > 25 bar Producent potwierdza przez odcisk (badanie prawidłowości, użytkownik
oraz pieczęci  HP lub wydanie badanie wyposażenia i na podstawie
p " I d" 200 zaświadczenia ustawienia) przez doświadczenia
prawidłowość wykonania i biegłego eksploatacyjnego i
przeprowadzenie próby ciśnieniowej stosowanej cieczy
hydraulicznych
hydraulicznych
III Kontrola wstępna przez rzeczoznawcę Badanie odbiorcze przez Jak grupa II.
p > 1 bar, (T�V), sprawdzenie konstrukcji i rzeczoznawcę (T�V)
p I > 200 próba ciśnieniowa oraz
p " I > 200 próba ciśnieniowa oraz
oraz zaświadczenie producenta (uznanie
p " I d" 1000 wzoru konstrukcyjnego)
lub badanie przez rzeczoznawcę (T�V
 odbiór indywidualny)
IV Kontrola wewnętrzna:
Jak grupa III. Jak grupa III.
p > 1 bar Co 10 lat w przypadku
oraz cieczy hydraulicznych
i h d li h
p " I > 1000 nie powodujących
korozji, w innych
przypadku co 5 lat.
p yp
Próba ciśnieniowa:
co 10 lat, badanie przez
68
rzeczoznawcę (T�V)