Hidraulički akumulator

Hidraulički akumulator, Bristol Harbour

Hidraulički akumulator je posuda koja iz hidrauličkog pogona preuzima izvjestan volumen hidrauličkog fluida pod tlakom, pa prema potrebi taj fluid vraćaju u sustav. Svrha i zadaci hidrauličkih akumulatora su sljedeći:

• Pohranjivanje rezerve fluida pod tlakom. Time se omogućava odabir kapaciteta hidrauličke pumpe prema prosječnim potrebama sustava, a vršna opterećenja (razlika između trenutno potrebnog protoka i maksimalnog protoka pumpe) pokrivaju se rezervom

iz akumulatora.

• Napajanje sustava za slučaj nužde. U slučaju kvara pumpe, akumulator preuzima napajanje sustava kako bi se mogao završiti već započeti radni ciklus.
• Kompenzacija curenja. Nadoknađivanje gubitaka curenja fluida iz hidrauličkog sustava.
• Izjednačavanje volumena. Djeluje kao ekspanzijska posuda; preuzima višak volumena fluida koji nastaje zbog zagrijavanja fluida (toplinsko istezanje), čime se izbjegavaju oštećenja zatvorenog sustava.
• Smanjivanje vršnih tlakova: prilikom trenutačnog uključivanja uređaja.
• Prigušivanje pulsacija: smanjivanje nejednolikosti protoka i tlaka volumenske pumpe.
• Iskorištavanje energije kočenja: akumulator prilikom punjenja preuzima energiju tereta koji se koči.
• Uloga opruge/amortizera: akumulator može održavati tlak u sustavu i preuzimati udare (aktivni ovjes, održavanje nategnutosti užadi).
• Za kočenje u nuždi.

Tlak fluida u akumulatoru može se održavati pomoću klipa s utegom ili oprugom, a u praksi najčešće se koriste akumulatori s plinom (dušikom) pod tlakom. Zato se uglavnom koristi plin dušik, a zrak nije dozvoljen zbog opasnosti od eksplozije. Plin i radni fluid redovito su odvojeni stjenkom, a prema tipu stjenke razlikuju se: hidraulički akumulatori s klipom, hidraulički akumulatori s membranom i hidraulički akumulatori s mijehom.

Hidraulički akumulator s klipom

Plin i radni fluid smješteni su u cilindru i razdvojeni slobodno pokretnim (letećim) klipom. Koriste se za relativno velike volumene i protoke. Tlak pretpunjenja (plin zauzima maksimalni mogući volumen V_o) označit će se s p₀, a minimalni i maksimalni dopušteni radni tlak p₁ i p₂ respektivno (odgovarajući volumeni plina su V₁ i V₂). Za akumulatore s klipom maksimalni omjer tlakova p₀ : p₂ = 1 : 10. Tlak pretpunjenja plina p₀ treba biti 5 bara niži od minimalnog radnog tlaka fluida p₁.

Hidraulički akumulator s membranom

Hidraulički akumulator s membranom ima oblik kugle, koja je na sredini vodoravno podijeljena elastičnom membranom ,koja dijeli volumen ulja i plina. Koristi se za manje volumene, često za kompenzaciju vršnog tlaka ili za smanjivanje nejednolikosti protoka i tlaka. Maksimalni odnos tlakova ponovo iznosi 1:10.

Hidraulički akumulator s mijehom

Hidraulički akumulator s mijehom sastoji se od čelične posude ispunjene uljem, u kojoj se nalazi elastični mijeh prethodno napunjen plinom. Plin se puni kroz gornji ventil, a na (donjem) priključku za ulje smješten je tanjurasti ventil, koji spriječava izlaz mijeha i štiti ga od oštećenja. Ako je tlak ulja veći od tlaka plina, ulje kroz tanjurasti ventil ulazi u akumulator, smanjuje se volumen mijeha, a plin se komprimira. Ovaj tip akumulatora odlikuje se apsolutnim brtvljenjem plin-ulje, i brzim reagiranjem (zanemariva tromost). Maksimalni odnos tlakova iznosi 1:4. Apsolutni tlak pretpunjenja plina p₀ mora iznositi 70 - 90% minimalnog radnog tlaka fluida p₁, čime se sprječava stalni dodir mijeha i tanjurastog ventila i moguća oštećenja.

Propisi za hidrauličke akumulatore

Hidraulički akumulatori podliježu propisima za posude pod tlakom, koji između ostalog propisuju:

• akumulator mora imati odgovarajući manometar;
• akumulator mora imati sigurnosni ventil koji se ne može isključiti niti neovlašteno podešavati;
• u dovodni vod mora se ugraditi ručni zaporni ventil;
• akumulator se mora ispitati (način ispitivanja zavisi od maksimalnog radnog tlaka).