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德國賀德克HYDAC蓄能器的基本原理

來源:上海辰丁自動化設(shè)備有限公司   2018年07月09日 10:33  

德國賀德克HYDAC蓄能器的基本原理

液壓油是不可壓縮液體,因此利用液壓油是無法蓄積壓力能的,必須依靠其他介質(zhì)來轉(zhuǎn)換、蓄積壓力能。例如,利用氣體(氮氣)的可壓縮性質(zhì)研制的皮囊式充氣蓄能器就是一種蓄積液壓油的裝置。皮囊式蓄能器由油液部分和帶有氣密封件的氣體部分組成,位于皮囊周圍的油液與油液回路接通。當壓力升高時油液進入蓄能器,氣體被壓縮,直到系統(tǒng)管路壓力不再上升;當管路壓力下降時壓縮空氣膨脹,將油液壓入回路,從而減緩管路壓力的下降。 分類蓄能器按加載方式可分為彈簧式它依靠壓縮彈簧把液壓系統(tǒng)中的過剩壓力能轉(zhuǎn)化為彈它通過提升加載在密封活塞上的質(zhì)量塊把液壓系統(tǒng)中的壓力能轉(zhuǎn)化為重力勢能積蓄起來。其結(jié)構(gòu)簡單、壓力缺點是安裝局限性大,只能垂直安裝;不易密封;質(zhì)量塊慣性大,不靈敏。這類蓄能器僅供暫存能量用。 

這兩種蓄能器因為其局限性已經(jīng)很少采用。但值得注意的是,有些研究部門從經(jīng)濟角度考慮在這兩種蓄能器的結(jié)構(gòu)上做一些改進,在一定程度上克服了其缺點。比如國內(nèi)某廠采用改進彈簧式蓄能器的結(jié)構(gòu)。如圖2所示,加大彈簧外徑(大于液壓腔直徑)、限定彈簧行程(將彈簧大載荷限定在許用極限載荷以內(nèi))的方法提高了蓄能器的工作壓力和容量,降低了成本。 
它以波義爾定律(PVn=K=常數(shù))為基礎(chǔ),通過壓縮氣體完成能量轉(zhuǎn)化,使用時首先向蓄能器充入預(yù)定壓力的氣體。當系統(tǒng)壓力超過蓄能器內(nèi)部壓力時,油液壓縮氣體,將油液中的壓力轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能;當系統(tǒng)壓力低于蓄能器內(nèi)部壓力時,蓄能器中的油在高壓氣體的作用下流向外部系統(tǒng),釋放能量。選擇適當?shù)某錃鈮毫κ沁@種蓄能器的關(guān)鍵。這類蓄能器按結(jié)構(gòu)可分為管路消振器、氣液直接接觸式、活塞式、隔膜式、氣囊式等。 

德國賀德克HYDAC蓄能器的基本原理

用途蓄能器有兩種用途。①當?shù)退龠\動時載荷需要的流量小于液壓泵流量,液壓泵多余的流量儲入蓄能器,當載荷要求流量大于液壓泵流量時,液體從蓄能器放出來,以補液壓泵流量之不足。②當停機但仍需維持一定壓力時,可以停止液壓泵而由蓄能器補償系統(tǒng)的泄漏,以保持系統(tǒng)的壓力。
蓄能器也可用來吸收液壓泵的壓力脈動或吸收系統(tǒng)中產(chǎn)生的液壓沖擊壓力。蓄能器中的壓力可以用壓縮氣體、重錘或彈簧來產(chǎn)生,相應(yīng)地蓄能器分為氣體式、重錘式和彈簧式。氣體式蓄能器中的氣體與液體直接接觸者,稱為接觸式,其結(jié)構(gòu)簡單,容量大,但液體中容易混入氣體,常用于水壓機上。氣體與液體不接觸的稱為隔離式,常用皮囊和隔膜來隔離,皮囊體積變化量大,隔膜體積變化量小,常用于吸收壓力脈動。重錘式容量較大,常用于軋機等系統(tǒng)中,供蓄能用。 
分類功用蓄能器的種類主要分為:彈簧式和充氣式。蓄能器的功用(1)短期大量供油(2)系統(tǒng)保壓3)應(yīng)急能源(4)緩和沖擊壓力(5)吸收脈動壓力蓄能器的功能主要分為存儲能量、吸收液壓沖擊、消除脈動和回收能量四大類類:存儲能量。這一類功用在實際使用中又可細分為:①作輔助動力源,減小裝機容量;②補償泄漏;③作熱膨脹補償;④作緊急動力源;⑤構(gòu)成恒壓油源。 

德國賀德克HYDAC蓄能器的基本原理

第二類:吸收液壓沖擊。換向閥突然換向、執(zhí)行元件運動的突然停止都會在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力沖擊,使系統(tǒng)壓力在短時間內(nèi)快速升高,造成儀表、元件和密封裝置的損壞,并產(chǎn)生振動和噪聲。為保證吸收效果,蓄能器應(yīng)設(shè)置在沖擊點附近,所以蓄能器一般裝設(shè)在控制閥或液壓缸等沖擊源之前,可以很好地吸收和緩沖液壓沖擊。 用柱塞泵且其柱塞數(shù)較少的液壓系統(tǒng),泵流量周期變化使系統(tǒng)產(chǎn)生振動。裝設(shè)蓄能器,可以大量吸收脈動壓力和流量中的能量,在流量脈動的一個周期內(nèi)。瞬時流量高于平均流量的部分油液被蓄能器吸收,低于平均流量部分由蓄能器補充,這就吸收了脈動中的能量,降低了脈動,減小了對敏感儀器和設(shè)備的損壞程茺。
第四類:回收能量。用蓄能器回收能量是目研究較多的一個領(lǐng)域。能量回收可以提高能量利用率,是節(jié)能的一個重要途徑。蓄能器因為可以暫存能量,所以可以用來回收多種功能、位置勢能。這方面的主要研究有:①回收車輛制動能量;②回收工程機械動臂機構(gòu)位能;③回收液壓挖掘機轉(zhuǎn)臺制動能量;④回收石油修井機及鉆機管下落重力勢能;⑤回收電梯下行重力勢能。

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