1. Che cos'è un accumulatore?
L'accumulatore idraulico è un dispositivo per immagazzinare energia. Nell'accumulatore, l'energia immagazzinata viene compressa sotto forma di gas, molla compressa o carico sollevato, e applica una forza a un fluido relativamente incomprimibile.
Gli accumulatori sono molto utili nei sistemi oleodinamici. Vengono utilizzati per immagazzinare energia ed eliminare le pulsazioni. Nei sistemi idraulici possono essere impiegati per ridurre le dimensioni della pompa, integrando il fluido pompato. Ciò avviene immagazzinando energia nella pompa durante le fasi di bassa richiesta. Possono fungere da rallentatori e assorbitori di fluttuazioni e pulsazioni. Possono attutire gli urti e ridurre le vibrazioni causate dall'avvio o dall'arresto improvviso del cilindro di potenza nel circuito idraulico. Quando il liquido è soggetto a variazioni di temperatura, l'accumulatore può essere utilizzato per stabilizzare le variazioni di pressione nel sistema idraulico. Possono erogare fluidi sotto pressione, come grasso e olio.

Attualmente, gli accumulatori più comunemente utilizzati sono quelli di tipo pneumatico-idraulico. Il funzionamento del gas è simile a quello di una molla di smorzamento: il fluido viene separato dal gas tramite un pistone, un diaframma sottile o un cuscino d'aria.

2. Principio di funzionamento dell'accumulatore

Sotto l'azione della pressione, la variazione di volume del liquido (a temperatura costante) è molto piccola, quindi se non è presente una fonte di energia (ovvero, un apporto di liquido ad alta pressione), la pressione del liquido diminuirà rapidamente.

L'elasticità del gas è molto maggiore, perché il gas è comprimibile, quindi in caso di grandi variazioni di volume, il gas può comunque mantenere una pressione relativamente alta. Pertanto, quando l'accumulatore alimenta l'olio idraulico del sistema idraulico, il gas ad alta pressione può continuare a mantenere la pressione dell'olio idraulico anche quando il volume del liquido si riduce, causando una rapida perdita di pressione dell'olio idraulico.

Per quanto riguarda l'azoto, il motivo principale è che è stabile in natura e non presenta proprietà di ossidazione o riduzione. Questo è un grande vantaggio per mantenere le prestazioni dell'olio idraulico e non provoca la denaturazione da ossidazione/riduzione dell'olio stesso!

L'azoto è la precarica presente nell'airbag dell'accumulatore, separato dall'olio idraulico! Quando si riempie l'accumulatore con olio idraulico, la pressione esercitata dall'airbag di azoto sull'olio idraulico, ovvero la pressione dell'olio idraulico, è uguale alla pressione dell'azoto. Man mano che l'olio idraulico entra, l'airbag di azoto si comprime e la pressione dell'azoto aumenta. La pressione dell'olio aumenta fino a raggiungere la pressione impostata!

Il ruolo dell'accumulatore è quello di fornire una certa pressione dell'olio idraulico, che viene prodotta dalla forza dell'azoto!

3. La funzione principale dell'accumulatore

1. Per alimentazione ausiliaria
Gli attuatori di alcuni sistemi idraulici funzionano in modo intermittente e il tempo totale di funzionamento è molto breve. Sebbene gli attuatori di altri sistemi idraulici non funzionino in modo intermittente, la loro velocità varia notevolmente all'interno di un ciclo di lavoro (o all'interno di una corsa). Dopo l'installazione dell'accumulatore in questo sistema, è possibile utilizzare una pompa di potenza inferiore per ridurre la potenza dell'azionamento principale, in modo che l'intero sistema idraulico risulti compatto, leggero ed economico.

2. Come fonte di alimentazione di emergenza
In alcuni sistemi, in caso di guasto della pompa o di interruzione di corrente (ad esempio, improvvisa interruzione dell'alimentazione dell'olio all'attuatore), quest'ultimo deve continuare a svolgere le funzioni necessarie. Ad esempio, per motivi di sicurezza, lo stelo del pistone di un cilindro idraulico deve essere retratto all'interno del cilindro. In questo caso, è necessario un accumulatore di capacità adeguata come fonte di alimentazione di emergenza.

3. Riparare le perdite e mantenere una pressione costante
Nei sistemi in cui l'attuatore non è in funzione per un lungo periodo, ma è necessario mantenere una pressione costante, si può utilizzare un accumulatore per compensare le perdite, in modo che la pressione rimanga costante.

4. Assorbire gli urti idraulici
A causa dell'improvviso cambio di direzione della valvola di inversione, dell'arresto improvviso della pompa idraulica, dell'arresto improvviso del movimento dell'attuatore o persino della necessità artificiale di frenare in caso di emergenza l'attuatore, ecc., il flusso di liquido nella tubazione subisce brusche variazioni, con conseguente picco di pressione (urto del fluido). Sebbene nel sistema sia presente una valvola di sicurezza, è comunque inevitabile che si verifichino picchi e sbalzi di pressione di breve durata. Questi sbalzi di pressione spesso causano guasti o addirittura danni agli strumenti, ai componenti e ai dispositivi di tenuta del sistema, o la rottura della tubazione, e provocano anche vibrazioni evidenti nel sistema. Se si installa un accumulatore a monte della fonte dello sbalzo, ovvero la valvola di controllo o il cilindro idraulico, lo sbalzo può essere assorbito e attenuato.

5. Assorbire le pulsazioni e ridurre il rumore
Il flusso pulsante della pompa provoca pulsazioni di pressione, che a loro volta causano una velocità di movimento irregolare dell'attuatore, con conseguenti vibrazioni e rumore. Collegare un piccolo e sensibile accumulatore di inerzia in parallelo all'uscita della pompa per assorbire le pulsazioni di flusso e pressione e ridurre il rumore.