1. ¿Qué es un acumulador?
Un acumulador hidráulico es un dispositivo para almacenar energía. En el acumulador, la energía almacenada se almacena en forma de gas comprimido, resorte comprimido o carga elevada, y aplica fuerza a un fluido relativamente incompresible.
Los acumuladores son muy útiles en sistemas de fluidos. Se utilizan para almacenar energía y eliminar pulsos. En sistemas hidráulicos, se pueden usar para reducir el tamaño de la bomba de fluido, complementando el fluido de la bomba. Esto se logra almacenando la energía en la bomba durante la fase de baja demanda. Actúan como ralentizadores y amortiguadores de fluctuaciones e impulsos. Amortiguan el golpe y reducen la vibración causada por el arranque o la parada repentina del cilindro de potencia en el circuito hidráulico. Cuando el líquido se ve afectado por subidas y bajadas de temperatura, el acumulador se puede utilizar para estabilizar los cambios de presión en el sistema hidráulico. Permiten dispensar fluidos a presión, como grasa y aceite.

Actualmente, los acumuladores más utilizados son los de tipo neumático-hidráulico. La función del gas es similar a la de un resorte amortiguador: funciona con un fluido; el gas se separa mediante un pistón, un diafragma delgado o una bolsa de aire.

2. Principio de funcionamiento del acumulador

Bajo la acción de la presión, el cambio de volumen del líquido (a temperatura constante) es muy pequeño, por lo que si no hay una fuente de energía (es decir, el suplemento de líquido a alta presión), la presión del líquido caerá rápidamente.

La elasticidad del gas es mucho mayor, ya que es compresible. Ante un gran cambio de volumen, puede mantener una presión relativamente alta. Por lo tanto, cuando el acumulador complementa el aceite hidráulico del sistema hidráulico, el gas a alta presión puede mantener la presión del aceite hidráulico incluso cuando el volumen del líquido varía. Al disminuir, el aceite hidráulico pierde presión rápidamente.

En cuanto al nitrógeno, la razón principal es que es estable por naturaleza y no presenta propiedades de oxidación ni reducción. Esto favorece el rendimiento del aceite hidráulico y evita su desnaturalización por oxidación/reducción.

El nitrógeno es la presión de precarga, que se instala en la bolsa de aire del acumulador y se separa del aceite hidráulico. Al llenar el acumulador con aceite hidráulico, debido a la presión de la bolsa de aire de nitrógeno sobre el aceite hidráulico, la presión del aceite hidráulico es igual a la del nitrógeno. A medida que el aceite hidráulico entra, la bolsa de aire de nitrógeno se comprime y la presión del nitrógeno aumenta. La presión del aceite aumenta hasta que el aceite hidráulico alcanza la presión establecida.

La función del acumulador es proporcionar una cierta presión de aceite hidráulico, ¡que se produce por la fuerza del nitrógeno!

3. La función principal del acumulador

1. Para fuente de alimentación auxiliar
Los actuadores de algunos sistemas hidráulicos actúan de forma intermitente y su tiempo total de funcionamiento es muy corto. Si bien estos actuadores no actúan de forma intermitente, su velocidad varía considerablemente dentro de un ciclo de trabajo (o carrera). Tras instalar el acumulador en este sistema, se puede utilizar una bomba de menor potencia para reducir la potencia del accionamiento principal, de modo que todo el sistema hidráulico sea compacto, ligero y económico.

2. Como fuente de energía de emergencia
En algunos sistemas, cuando falla la bomba o se corta la alimentación (el suministro de aceite al actuador se interrumpe repentinamente), este debe continuar realizando las acciones necesarias. Por ejemplo, por seguridad, el vástago del pistón de un cilindro hidráulico debe retraerse dentro del cilindro. En este caso, se requiere un acumulador con la capacidad adecuada como fuente de alimentación de emergencia.

3. Reponga las fugas y mantenga la presión constante.
Para los sistemas en los que el actuador no funciona durante mucho tiempo, pero para mantener una presión constante, se puede utilizar un acumulador para compensar las fugas, de modo que la presión sea constante.

4. Absorber el impacto hidráulico
Debido al cambio repentino de dirección de la válvula inversora, la parada repentina de la bomba hidráulica, la parada repentina del movimiento del actuador o incluso la necesidad de un frenado de emergencia artificial del actuador, etc., el caudal de líquido en la tubería cambiará bruscamente, lo que provocará un choque de presión (golpe de aceite). Aunque el sistema cuente con una válvula de seguridad, es inevitable que se produzca un breve aumento repentino de presión. Este choque de presión suele provocar fallos o incluso daños en los instrumentos, componentes y dispositivos de sellado del sistema, o la rotura de la tubería, además de generar vibraciones evidentes en el sistema. Si se instala un acumulador antes de la fuente de choque de la válvula de control o del cilindro hidráulico, se puede absorber y aliviar el choque.

5. Absorbe la pulsación y reduce el ruido.
El flujo pulsante de la bomba provocará pulsaciones de presión, lo que provocará una velocidad de movimiento irregular del actuador, lo que generará vibración y ruido. Conecte un acumulador de inercia pequeño y sensible en paralelo a la salida de la bomba para absorber las pulsaciones de flujo y presión y reducir el ruido.