1. Czym jest akumulator
Akumulator hydrauliczny to urządzenie do magazynowania energii. W akumulatorze zmagazynowana energia jest magazynowana w postaci sprężonego gazu, ściśniętej sprężyny lub podniesionego ładunku i wywiera siłę na stosunkowo nieściśliwy płyn.
Akumulatory są bardzo przydatne w układach hydraulicznych. Służą do magazynowania energii i eliminowania impulsów. Mogą być stosowane w układach hydraulicznych w celu zmniejszenia rozmiaru pompy hydraulicznej poprzez uzupełnienie jej płynu. Odbywa się to poprzez magazynowanie energii w pompie w fazie niskiego zapotrzebowania. Mogą one działać jako spowalniacze i absorbery fluktuacji i impulsów. Mogą amortyzować uderzenia i redukować drgania spowodowane nagłym uruchomieniem lub zatrzymaniem siłownika w obwodzie hydraulicznym. Gdy ciecz ulega wzrostowi lub spadkowi temperatury, akumulator może służyć do stabilizacji zmian ciśnienia w układzie hydraulicznym. Mogą dozować płyny pod ciśnieniem, takie jak smar i olej.

Obecnie najczęściej stosowanymi akumulatorami są akumulatory pneumatyczno-hydrauliczne. Działanie gazu jest podobne do działania sprężyny buforowej, czyli działa on z płynem; gaz jest rozdzielany przez tłok, cienką membranę lub poduszkę powietrzną.

2. Zasada działania akumulatora

Pod wpływem ciśnienia zmiana objętości cieczy (przy stałej temperaturze) jest bardzo mała, więc jeśli nie ma źródła zasilania (czyli uzupełnienia cieczą pod wysokim ciśnieniem), ciśnienie cieczy gwałtownie spadnie.

Elastyczność gazu jest znacznie większa, ponieważ jest on ściśliwy, a w przypadku dużej zmiany objętości może on nadal utrzymywać stosunkowo wysokie ciśnienie. Dlatego, gdy akumulator uzupełnia olej hydrauliczny w układzie hydraulicznym, gaz pod wysokim ciśnieniem może nadal utrzymywać ciśnienie oleju hydraulicznego, nawet gdy objętość cieczy ulegnie zmianie. Zmniejsza się, co powoduje szybką utratę ciśnienia oleju hydraulicznego.

Jeśli chodzi o azot, głównym powodem jest jego stabilność w naturze i brak właściwości utleniających i redukujących. Jest to bardzo korzystne dla utrzymania wydajności oleju hydraulicznego i nie powoduje denaturacji/utleniania oleju hydraulicznego!

Azot to ciśnienie wstępne, które jest zainstalowane w poduszce powietrznej akumulatora i jest oddzielone od oleju hydraulicznego! Podczas napełniania akumulatora olejem hydraulicznym, ze względu na ciśnienie poduszki powietrznej wypełnionej azotem na olej hydrauliczny, ciśnienie oleju hydraulicznego jest równe ciśnieniu azotu. Wraz z napływem oleju hydraulicznego, poduszka powietrzna wypełniona azotem jest sprężana, a ciśnienie azotu wzrasta. Ciśnienie oleju rośnie, aż olej hydrauliczny osiągnie zadane ciśnienie!

Rolą akumulatora jest zapewnienie określonego ciśnienia oleju hydraulicznego, które jest wytwarzane siłą azotu!

3. Główna funkcja akumulatora

1. Do zasilania pomocniczego
Siłowniki niektórych układów hydraulicznych działają w sposób przerywany, a ich całkowity czas pracy jest bardzo krótki. Chociaż siłowniki niektórych układów hydraulicznych nie działają w sposób przerywany, ich prędkości znacznie się różnią w trakcie cyklu roboczego (lub w trakcie jednego skoku). Po zainstalowaniu akumulatora w tym układzie można zastosować pompę o niższej mocy, aby zmniejszyć moc napędu głównego, dzięki czemu cały układ hydrauliczny jest niewielki, lekki i niedrogi.

2. Jako awaryjne źródło zasilania
W niektórych systemach, w przypadku awarii pompy lub zaniku zasilania (nagłego przerwania dopływu oleju do siłownika), siłownik powinien kontynuować wykonywanie niezbędnych czynności. Na przykład, ze względów bezpieczeństwa, tłoczysko siłownika hydraulicznego musi zostać wsunięte do cylindra. W takim przypadku wymagany jest akumulator o odpowiedniej pojemności jako awaryjne źródło zasilania.

3. Uzupełnij wyciek i utrzymuj stałe ciśnienie
W układach, w których siłownik nie pracuje przez dłuższy czas, ale w celu utrzymania stałego ciśnienia, można zastosować akumulator w celu skompensowania nieszczelności, tak aby ciśnienie było stałe.

4. Absorbuje wstrząsy hydrauliczne
Z powodu nagłej zmiany kierunku zaworu zwrotnego, nagłego zatrzymania pompy hydraulicznej, nagłego zatrzymania ruchu siłownika, a nawet sztucznej potrzeby awaryjnego hamowania siłownika itp., przepływ cieczy w rurociągu ulegnie gwałtownej zmianie, co spowoduje uderzenie ciśnienia (uderzenie oleju). Pomimo obecności zaworu bezpieczeństwa w układzie, nieuniknione jest wystąpienie krótkotrwałego skoku ciśnienia i uderzenia ciśnienia. To uderzenie ciśnienia często powoduje awarie, a nawet uszkodzenia instrumentów, podzespołów i uszczelnień w układzie lub pęknięcia rurociągu, a także powoduje wyraźne drgania układu. Jeśli akumulator zostanie zainstalowany przed źródłem uderzenia zaworu sterującego lub siłownika hydraulicznego, uderzenie może zostać zamortyzowane i złagodzone.

5. Absorbuje pulsacje i redukuje hałas
Pulsujący przepływ pompy powoduje pulsacje ciśnienia, co skutkuje nierównomierną prędkością ruchu siłownika, a w efekcie wibracjami i hałasem. Podłącz równolegle do wylotu pompy czuły i mały akumulator bezwładnościowy, aby pochłaniać pulsacje przepływu i ciśnienia oraz redukować hałas.