Acumulador hidraulico
Un acumulador hidráulico es un recipiente que funciona a presión , que permite acumular la energía de un gas comprimido o resorte y transferirla al sistema hidráulico mediante una corriente de fluido a presión.
Una torre de agua que realiza funciones similares no se clasifica formalmente como un acumulador hidráulico, ya que no hay presión externa sobre el líquido que contiene y la tarea principal de la torre es almacenar líquido, no energía.
La historia del acumulador hidráulico
El prototipo del acumulador hidráulico moderno fue diseñado y patentado por primera vez por el inventor inglés Joseph Bramah . Creó un complejo sistema hidráulico para servir diferentes tipos de cerveza de barriles que estaban en la bodega. Era imposible almacenar barriles arriba, porque con el calor la cerveza se agriaba rápidamente. Por lo tanto, en el pasado, en cada pub , tenías que tener una pandilla de chicos, todo el tiempo corriendo escaleras arriba. La fuente de energía para la "tubería de cerveza" era la carga que presionaba el líquido. Así se inventó el acumulador hidráulico de carga.
Clasificación de los hidroacumuladores según el método de almacenamiento de energía
- acumuladores hidráulicos con almacenamiento mecánico;
- acumuladores hidráulicos con almacenamiento neumático .
Debido a una serie de desventajas, los acumuladores hidráulicos con almacenamiento de energía mecánica no se usan mucho y tienen una aplicación limitada. Los acumuladores neumohidráulicos han recibido la aplicación más amplia en la práctica en todo el mundo.
Acumuladores hidráulicos con almacenamiento mecánico
Clasificación de acumuladores hidráulicos con almacenamiento mecánico- acumuladores hidráulicos de carga;
- acumuladores de resorte
En los acumuladores hidráulicos de carga, la acumulación de energía del fluido hidráulico y su retorno al sistema se produce debido a la energía potencial de la carga situada a cierta altura .
En los acumuladores hidráulicos de resorte, la acumulación de energía del fluido hidráulico y su retorno al sistema se produce debido a la energía mecánica del resorte comprimido .
Acumuladores hidráulicos con almacenamiento neumático
En los acumuladores neumohidráulicos (acumuladores neumohidráulicos), la acumulación de energía en el fluido hidráulico y su retorno al sistema se produce por la energía del gas comprimido (normalmente nitrógeno o aire comprimido). Se puede usar un pistón flotante, un diafragma o un mecanismo de flotación para evitar que entre aire en la línea de líquido .
El proceso de compresión y expansión de gas en un neumohidroacumulador es un proceso politrópico . Para el modelo de gas ideal, la dependencia es válida:
.
Además, el intervalo de tiempo durante el cual se lleva a cabo el proceso tiene en cuenta el índice politrópico . Los procesos lentos de expansión y compresión del gas son casi isotérmicos con un índice politrópico . El proceso adiabático es cercano a la rápida expansión y compresión del gas , por lo que se toma el índice politrópico .
A presiones superiores a 200 bar , el comportamiento de un gas real difiere del comportamiento de un modelo de gas ideal , y si no se tiene en cuenta, el cálculo da como resultado un valor subestimado del volumen del acumulador. En este caso, es necesario introducir un factor de corrección que tenga en cuenta esta discrepancia.
En la aplicación práctica, la dependencia de la presión del volumen de gas puede reducirse aumentando la cavidad de gas añadiendo volumen adicional.
Con un pequeño cambio de presión en la cavidad de líquido del acumulador, el gas se comprime ligeramente. En este caso, para mantener la presión en un rango estrecho, el volumen variable del acumulador puede no ser suficiente para el proceso de trabajo. Para que el cambio de volumen tenga un efecto menor en el cambio de presión, la cavidad de gas del acumulador se aumenta al conectarle un receptor adicional . En este caso, el volumen de la cavidad de gas es la suma del volumen del receptor y el volumen variable del acumulador hidráulico.
Ventajas y desventajas
Cada tipo de acumulador hidráulico tiene sus propias ventajas y desventajas.
| Tipo de acumulador | Ventajas | Defectos |
|---|---|---|
| acumulador de carga |
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| primavera
acumulador hidraulico |
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| Acumulador neumohidráulico |
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Aplicación
Es económicamente factible utilizar acumuladores hidráulicos en sistemas con picos episódicos de caudal consumido, que superan significativamente el caudal medio de fluido en el sistema hidráulico . En este caso, la potencia instalada del accionamiento hidráulico se puede reducir de una vez y media a dos veces, y el consumo de energía de dicho sistema se puede reducir en más del 50%.
Diferentes en diseño (pistón, globo , membrana , fuelle ) y finalidad, los acumuladores neumohidráulicos permiten obtener soluciones para muchas tareas, tales como:
- acumulación de energía hidráulica;
- suministro de energía del sistema en situaciones de emergencia y emergencia;
- equilibrar fuerzas y cargas;
- compensación de fugas ;
- compensación de volúmenes de fluidos de trabajo;
- amortiguación de pulsaciones de bombas de pistón ;
- amortiguación de pulsaciones en líneas de presión y succión;
- amortiguación de pulsaciones durante el funcionamiento de bombas de combustible de alta presión de motores diésel ;
- amortiguación de golpes de ariete ;
- suspensión de la depreciación de equipos móviles, etc.;
- distribución de lubricantes a presión;
- aumentar la vida útil de las bombas.
El uso de acumuladores en la vida cotidiana y la industria
Los neumohidroacumuladores han encontrado la mayor distribución en la vida cotidiana y la industria . Son un recipiente (metálico, composite, etc.) de resistencia suficiente para las presiones dadas con una membrana elástica/cilindro/pistón en su interior, que sirve para mantener la presión del fluido de trabajo en el sistema hidráulico o en el sistema de alimentación / calefacción de agua .
En la vida cotidiana, en la mayoría de los casos, los hidroacumuladores se utilizan para sistemas autónomos de suministro de agua para casas de campo, pueblos de cabañas y pequeñas empresas.
Hidróforo
Hydrofor es un dispositivo en el sistema de suministro de agua sanitaria que mantiene automáticamente la presión de agua requerida (o para evitar caídas de presión en la tubería, por ejemplo, durante el calentamiento).
Expanzomat
Expanzomat es un depósito metálico con una membrana de goma en su interior. Se utiliza en sistemas de suministro de agua y calefacción para crear la presión (presión) necesaria en las tuberías de agua, protege el sistema del golpe de ariete .
En la industria automotriz
En los automóviles, los acumuladores hidráulicos se pueden utilizar para la recuperación de energía , para arrancar rápidamente el motor o como reemplazo de la transmisión, y también como parte de las cajas de cambios modernas (por ejemplo, DSG). En el primer caso, la presión en el acumulador se bombea durante el frenado y se usa para acelerar. En el segundo caso, el acumulador se usa junto con un arrancador hidráulico, lo que facilita el arranque del motor. Un esquema similar ha encontrado aplicación en el sistema start-stop para vehículos comerciales pesados CleanStart [1] . En el tercer caso, la presión en el acumulador es bombeada por el motor de combustión interna y es consumida por el motor hidráulico para poner las ruedas en movimiento. [2]
En aviación
En aviación , son ampliamente utilizados como fuentes de energía de emergencia en caso de falla del sistema hidráulico principal . Como regla general, son obligatorios instalados en el sistema hidráulico (circuito) para frenar las ruedas del chasis y extender el tren de aterrizaje .En ingeniería agrícola y de la construcción
Como parte del sistema hidráulico de la máquina, así como sistemas especializados, por ejemplo, suspensión, suspensión de cabina, copia de terreno, tensión de orugas de goma, etc.
En la producción de petróleo
En la producción de petróleo como parte del equipo de prevención de reventones para la producción en aguas profundas.
En la construcción de máquinas herramienta
En la industria de la máquina herramienta : equipos de prensa , máquinas de moldeo por inyección .
Redes de distribución de energía
Redes de distribución de energía : disyuntor automático de accionamiento hidráulico.
Fabricantes modernos de acumuladores hidráulicos
| País | Fabricante | Descripción |
|---|---|---|
| Australia | Olaer Fawcett Christie | Acumuladores de membrana, de pistón, de globo |
| Finlandia | Hidroll Oy [3] | acumuladores de pistón de alta presión |
| Gran Bretaña | Productos Lee Ltda. | |
| Alemania | -rexroth | acumuladores hidraulicos de todo tipo |
| Tecnologías de sellado de Freudenberg | acumuladores hidraulicos de todo tipo | |
| Hydac | acumuladores hidraulicos de todo tipo | |
| ORSTA-Hydraulik AG | ||
| Francia | Corporación Eaton | acumuladores de alta presion |
| Intertécnica | ||
| EE.UU | Acumulador Tobul
(Tecnologías de sellado de Freudenberg) |
Acumuladores hidráulicos de globo y de pistón |
| Italia | Zilmet
VAREM Srl |
membrana |
| Italia | EPE Italiana Srl | Acumuladores hidráulicos de globo, diafragma y pistón |
Véase también
Fuentes
- Lepeshkin A. V., Mikhailin A. A., Sheipak A. A. Hidráulica y accionamiento hidroneumático. Parte 2. M.: MGIU. 2003
- Tipos de acumuladores
- Descripción y principio de funcionamiento de los neumohidroacumuladores // vod-stih.com
Notas
- ↑ Cómo funciona el sistema start-stop: función, dispositivo, tipos de implementación . Fecha de acceso: 13 de junio de 2012. Archivado desde el original el 30 de julio de 2012.
- ↑ Sin electricidad: volantes e hidráulica . Archivado el 22 de noviembre de 2011 en Wayback Machine . Archivado el 22 de noviembre de 2011 en Wayback Machine .
- ↑ [hydroll.com Hydroll] .