1. ما هو المجمع؟
المُرَكِّم الهيدروليكي هو جهاز لتخزين الطاقة. تُخزَّن الطاقة المُخزَّنة فيه على شكل غاز مضغوط، أو زنبرك مضغوط، أو حمل مرتفع، وتُطبِّق قوةً على سائل غير قابل للانضغاط نسبيًا.
تُعدّ المُراكمات مفيدةً للغاية في أنظمة الطاقة الموائعية، إذ تُستخدم لتخزين الطاقة والتخلص من النبضات. كما يُمكن استخدامها في الأنظمة الهيدروليكية لتقليل حجم مضخة السوائل عن طريق إمدادها بسائل المضخة. ويتم ذلك بتخزين الطاقة في المضخة خلال مرحلة انخفاض الطلب. وتعمل هذه المُراكمات كعامل إبطاء وامتصاص للتقلبات والنبضات، كما تُخفف من الصدمات وتُقلل من الاهتزاز الناتج عن التشغيل أو التوقف المفاجئ لأسطوانة الطاقة في الدائرة الهيدروليكية. وعندما يتأثر السائل بارتفاع وانخفاض درجة حرارته، يُمكن استخدام المُراكمات لتثبيت تغيرات الضغط في النظام الهيدروليكي، حيث تُوزّع السوائل تحت الضغط، مثل الشحوم والزيوت.

حاليًا، أكثر أنواع المُراكمات استخدامًا هي الأنواع الهوائية الهيدروليكية. تشبه وظيفة الغاز زنبركًا عازلًا، إذ يعمل مع السوائل؛ ويُفصل الغاز بواسطة مكبس أو غشاء رقيق أو وسادة هوائية.

2. مبدأ عمل المُراكم

تحت تأثير الضغط، يكون التغير في حجم السائل (تحت درجة الحرارة الثابتة) صغيرًا جدًا، لذلك إذا لم يكن هناك مصدر طاقة (أي مكمل للسائل عالي الضغط)، فسوف ينخفض ​​ضغط السائل بسرعة.

مرونة الغاز أكبر بكثير، نظرًا لقابليته للانضغاط، وفي حالة تغير حجمه بشكل كبير، قد يظل الغاز محتفظًا بضغط مرتفع نسبيًا. لذلك، عند تزويد المُراكم بالزيت الهيدروليكي للنظام الهيدروليكي، يُمكن للغاز عالي الضغط أن يحافظ على ضغط الزيت الهيدروليكي حتى مع تغير حجم السائل. يصبح الغاز أصغر، مما يُؤدي إلى فقدان ضغط الزيت الهيدروليكي بسرعة.

أما بالنسبة للنيتروجين، فالسبب الرئيسي هو ثباته وعدم امتلاكه خصائص أكسدة أو اختزال. وهذا مفيد جدًا للحفاظ على أداء الزيت الهيدروليكي، ولن يُسبب أكسدة/اختزالًا أو تحللًا طبيعيًا للزيت الهيدروليكي!

النيتروجين هو ضغط الشحن المسبق، الموجود في الوسادة الهوائية للمركم، وينفصل عن الزيت الهيدروليكي! عند ملء المركم بالزيت الهيدروليكي، وبسبب ضغط الوسادة الهوائية النيتروجينية على الزيت الهيدروليكي، يكون ضغط الزيت الهيدروليكي مساويًا لضغط النيتروجين. مع اندفاع الزيت الهيدروليكي، ينضغط كيس هواء النيتروجين، ويزداد ضغط النيتروجين. يستمر ضغط الزيت في الارتفاع حتى يصل الزيت الهيدروليكي إلى الضغط المحدد.

دور المجمع هو توفير ضغط معين من الزيت الهيدروليكي، والذي يتم إنتاجه بقوة النيتروجين!

3. الوظيفة الرئيسية للمجمع

1. لإمدادات الطاقة المساعدة
تعمل مشغلات بعض الأنظمة الهيدروليكية بشكل متقطع، ويكون وقت عملها الإجمالي قصيرًا جدًا. على الرغم من أن مشغلات بعض الأنظمة الهيدروليكية لا تعمل بشكل متقطع، إلا أن سرعاتها تتفاوت بشكل كبير خلال دورة العمل (أو خلال الشوط). بعد تركيب المُراكم في هذا النظام، يمكن استخدام مضخة ذات طاقة أقل لتقليل طاقة المحرك الرئيسي، مما يجعل النظام الهيدروليكي بأكمله صغير الحجم وخفيف الوزن وغير مُكلف.

2. كمصدر للطاقة في حالات الطوارئ
في بعض الأنظمة، عند تعطل المضخة أو انقطاع التيار الكهربائي (انقطاع مفاجئ لإمدادات الزيت إلى المُشغِّل)، يجب أن يواصل المُشغِّل تنفيذ الإجراءات اللازمة. على سبيل المثال، لضمان السلامة، يجب سحب قضيب مكبس الأسطوانة الهيدروليكية إلى داخل الأسطوانة. في هذه الحالة، يلزم استخدام مُراكم ذي سعة مناسبة كمصدر طاقة للطوارئ.

3. قم بتجديد التسرب والحفاظ على الضغط الثابت
بالنسبة للأنظمة التي لا يعمل فيها المحرك لفترة طويلة، ولكن للحفاظ على ضغط ثابت، يمكن استخدام المجمع للتعويض عن التسرب، بحيث يكون الضغط ثابتًا.

4. امتصاص الصدمات الهيدروليكية
بسبب التغيير المفاجئ في اتجاه صمام الرجوع، أو التوقف المفاجئ للمضخة الهيدروليكية، أو التوقف المفاجئ لحركة المُشغِّل، أو حتى الحاجة المُصطنعة لكبح المُشغِّل في حالات الطوارئ، وما إلى ذلك، سيتغير تدفق السائل في خط الأنابيب بشكل حاد، مما يؤدي إلى ضغط صدمة (اصطدام الزيت). على الرغم من وجود صمام أمان في النظام، إلا أنه لا يزال من المحتم حدوث ارتفاع مفاجئ وصدمة ضغط قصيرة المدى. غالبًا ما يتسبب ضغط الصدمة هذا في أعطال أو حتى تلف الأجهزة والمكونات وأجهزة الختم في النظام، أو تمزق خط الأنابيب، كما يتسبب في حدوث اهتزازات واضحة في النظام. في حال تركيب مُراكم قبل مصدر صدمة صمام التحكم أو الأسطوانة الهيدروليكية، يُمكن امتصاص الصدمة وتخفيفها.

5. امتصاص النبضات وتقليل الضوضاء
سيتسبب التدفق النابض للمضخة في تذبذبات ضغطية، مما يؤدي إلى تذبذب سرعة حركة المحرك، مما يُسبب الاهتزاز والضوضاء. يُوصَل مُراكم عزم ذاتي حساس وصغير بالتوازي عند مخرج المضخة لامتصاص تذبذبات التدفق والضغط وتقليل الضوضاء.