Get Adobe Flash player

Szinte elképzelhetetlen olyan hidraulikus rendszert tervezni, amelyben ne kapna szerepet legalább egy hidropneumatikus akkumulátor. Gazdasági szempontból a hidroakkumulátor használata a berendezés és üzemeltetési költségek csökkentéséhez vezet (energia megtakarítás), ami környezetünknek is hasznos. Műszaki szempontból az akkumulátor használata megfelelő lehet minden olyan funkció betöltésére, ahol megbízhatóságra, vagy hatékonyságnövelésre van szükség. Meghosszabítja az üzemi berendezések élettartamát, és megszünteti az olyan nem kívánt jelenségeket, mint a zaj, vagy a hőképződés.

It is not possible to design an optimum hydraulic system that does not involve the use of hydropneumatic accumulators. From an economic point of view, the use of hydropneumatic accumulators usually leads to a reduction in equipment and operating costs (energy savings) and dimensions of the plant. From a technical point of view, the use of an accumulator may become relevant or appropriate to carry out certain functions, such as increase reliability, improve overall efficiency, extend the lives of the plant components and eliminate secondary phenomena (noise, development of heat).

 

Szinte elképzelhetetlen olyan hidraulikus rendszert tervezni, amelyben ne kapna szerepet legalább egy hidropneumatikus akkumulátor. Gazdasági szempontból a hidroakkumulátor használata a berendezés és üzemeltetési költségek csökkentéséhez vezet (energia megtakarítás), ami környezetünknek is hasznos. Műszaki szempontból az akkumulátor használata megfelelő lehet minden olyan funkció betöltésére, ahol megbízhatóságra, vagy hatékonyságnövelésre van szükség. Meghosszabítja az üzemi berendezések élettartamát, és megszünteti az olyan nem kívánt jelenségeket, mint a zaj, vagy a hőképződés.

A hidropneumatikus akkumulátort használhatjuk a szivattyú teljesítményének optimalizálására, változó térfogatáram-igény esetén, vészműködtetéskor, rövid időtartam alatt történő nagy erőkifejtéskor, valamint lerövidíthetjük vele a munkaciklust. Ezen kívül kompenzálhajtja a másodlagos hidraulika kört, amikor a főkörhöz képest eltérés van a nyomás és a hőmérséklet között. Zárt áramkör esetében fenntartja a szükséges nyomást, kompenzálja a résolajveszteséget, visszanyerheti a fékező energiát, elkülöníthetünk vele munkaközegeket, továbbá csökkenti- és elnyeli a rezgést, pulzálást.

Energiatárolás

Az 1. ábra egy műanyag fröccsöntőgép energiaszükségletét mutatja be. A befecskendezés nagy sebességgel történik, miközben csak rövid ideig van szükség maximális teljesítményre. Kompenzáló rendszer nélkül, a szivattyút csúcsteljesítményére kellene méretezni, még ha csak pár másodpercről is van szó. Az akkumulátor használata mellett, a szivattyú teljesítményét (vagyis az átfolyás mértékét) meghatározhatjuk az átlagos folyadékigénynek megfelelően. Az üzemelési ciklus első szakaszában, amikor a rendszer átfolyásisebesség-igénye kisebb mint a szivattyú által biztosított, feltöltődik a akkumulátor. Ha maximum átfolyási sebességre van szükség, a szükséges többletet az akkumulátorból veszi fel a rendszer.

Layout 1

1. ábra. Fröccsöntőgép energiaszükséglete

Előnyök:
–    kisebb kiszorítású szivattyú használata lehetséges
–    kevesebb hőfejlesztés
–    könnyű karbantartás és beépítés
–    csillapítja a csúcs és nyomás rezgést, következésképpen az rendszer alkatrészeinek élettartamát is meghosszabbítja
–    nagymértékű energiamegtakarítást eredményez

A megközelítési idő csökkentése

Megmunkáló gépeknél a lehető legrövidebb munka ciklusidők érdekében, a gyors, alacsony nyomáson történő megközelítéseknek köszönhetően több idő áll rendelkezésre a nagy nyomás alatt végzett munkaszakaszra. Az üres folyamat alatt a gyors sebesség érdekében a folyadékáramot az alacsony nyomású szivattyú, a nagy nyomású szivattyú és az akkumulátor együtt biztosítják. A megközelítési ciklus végén a nyomás emelkedik, a visszacsapó szelep lezár, és csak a nagy nyomású szivattyú szállít a fogyasztóhoz folyadékot magas nyomáson, eközben az alacsony nyomású szivattyú tölti az akkumulátort.

Layout 1

2. ábra. Egy sajtóló hidraulikus kapcsolási képe, csökkentett megközelítési idővel

Működtetés vészhelyzet esetén

Vészhelyzetek előfordulhatnak, ilyen például az áramkimaradás. Ilyen esetben az akkumulátor jelenléte lehetővé tesz egy vagy több kimenetet és/vagy visszatérő munkahenger löketet. Áramszünet esetén a rugó visszatéríti az útváltó szelepeket nyugalmi pozícióba, ezáltal kapcsolatot hoz létre az akkumulátor és a munkahenger rúd oldali kamrájával, következésképpen a henger visszaáll összetolt állapotba.

Layout 1

3. ábra. Vészhelyzeti működtetés kapcsolási rajza

Az akkumulátor meghajtás előnyei vészhelyzet esetén:
–    a tárolt energia azonnal elérhető,
–    határozatlan időre megőrizhető az energia,
–    nincs kezelői kifáradás,
–    azonnali reagálás,
–    maximális biztonság alacsony karbantartás mellett.

Vészfékezés

Függővasutak, kötélpályák, speciális járművek esetében hidraulikus akkumulátor működteti a fékek vészmeghajtóját és az ajtókat. Mivel zárt hidraulikus körről van szó, az akkumulátorok előzetes folyadékkal való feltöltése motoros szivattyú egységgel vagy kéziszivattyúval történik.
A vészfék-kör lehet passzív, így meghibásodás esetén a rugó hatására a fékezés automatikus, míg normál körülmények között az akkumulátor-nyomás nyitva tartja a fékhengereket, és ellentétesen működteti a rugót.

Layout 1

4. ábra. Vészfékezés kötélpálya esetén

 

 

Biztonsági kenés

Ahhoz, hogy a kenőanyag bevonat állandó maradjon, a csapágyakon folyamatosan olajozni kell őket, vagyis a kenési pontoknak állandóan nyomás alatt kell lenniük. Kenő szivattyú meghibásodása esetén, az akkumulátor biztosítja az üzemi nyomást, amíg áll a gép, vagy amíg a kiegészítő szivattyú helyreállítja azt.

Layout 1

5. ábra. Csapágyak biztonsági kenése

Erő kompenzátor

Hidroakkumulátorral erőt és mozgást is lehet kompenzálni. Olyan munkafolyamat esetén merülhet fel ennek igénye, mint görgős megmunkálás esetén, amikor a formázó görgő rézsútosan halad és ennek eredményeként változó ellenállású anyagot kell laminálnia. Így a görgők kiegyensúlyozásának segítségével, az anyag vastagsága egyenletes lesz.

Layout 1

6. ábra. Hidroakkumulátor használata görgős megmunkálásnál

 

Szivárgás kompenzáció

A hidraulikus henger által kifejtett kompressziós erőt csak úgy lehet fenntartani, ha kompenzáljuk a rendszer szivárgása miatt elkerülhetetlen résolajveszteséget. Az akkumulátorok különösen alkalmasak erre a feladatra. A következő ábra bemutatja a szivárgáskompenzáló rendszert, mely esetében ha a szivattyú leáll, a résolaj veszteség az akkumulátorból kerül pótlásra. A szivattyú csak akkor kezd dolgozni, ha a nyomás az előre meghatározott érték alá esik és tölteni szükséges az akkumulátort.

Layout 1

7. ábra. Szivárgáskompenzió kapcsolási rajza

Előnyei:
–    lehetővé teszi a szivattyú szakaszos működtetését,
–    kisebb hőtermelés, ami alacsonyabb üzemeltetési költséget eredményez,
–    hosszabb géppark élettartam.

Hidraulikus rugózás

A lökéshullámok és nyomásingadozások tompításának hatására, az akkumulátor úgy viselkedik, mint egy hidraulikus rugó, a benne lévő összenyomható gáznak köszönhetően.

Példák hidraulikus „rugózás” alkalmazására:
Az akkumulátor telepítésével a lánc folyamatosan kellően feszített állapotban van, így elkerülhető a láncszakadás.

Layout 1

8. ábra. Szerszámgéplánc előfeszítése

Ismeretes, hogy a kötépályák és liftek pontos működése érdekében a kábel hosszúságában kis tolerancia szükséges. A hőmérsékletvátozás, egyenlőtlen tehereloszlás miatti kábelhosszokból adódó különbségeket kompenzálni lehet egy vagy több akkumulátor beépítésével.

Layout 1

9. ábra. Kötélpálya tartókábeleinek előfeszítése

Szabálytalan útfelületeken történő közlekedés esetén a járműre mechanikus feszültségek hatnak, mely károsíthatja a futóművet és az alvázat. Egy általános hidropneumatikus lengéscsillapító rendszer két munkahengert tartalmaz, melyekhez egy-egy akkumulátor csatlakozik. Az útviszonyokból adódó mechanikus feszültség először hidraulikus feszültséggé alakul át a hengerek által, melyet így az akkumulátor már képes elnyelni.

Layout 1

10. ábra. Jármű lengéscsillapító rendszer

A hidropneumatikus felfüggesztések használata járműben:
–    csökkenti a balesetek kockázatát,
–    meghosszabítja a jármű élettartamát,
–    gyorsabb kanyarodásokat tesz lehetővé,
–    megtartja a terhet a kívánt pozícióban,
–    csökkenti feszültséget,
–    csökkenti az üzemeltetési költségeket.

Két közeg szétválasztása

Olyan energiarendszerekben, amelyekben kétfajta közeg is dolgozik és azoknak egymásra kell hatniuk, a két közeget szigorúan el kell választani egymástól. Ilyen esetben ballonos vagy membrán akkumulátor használata javasolt.

Azokban a renszerekben, melyeknél igény a szokásosnál nagyobb erőkifejtés, hidraulikus elemek beépítése szükséges. A pneumatikus és hidraulikus kör elválasztása hidroakkumulátorral kivitelezhető. Ebben az alkalmazásban az energia a levegős körből származik, a hidraulikus körnek nem szükséges külön tápegységet biztosítani.

Layout 1

11. ábra. Pneumatikus és hidraulikus kör elválasztása hidroakkumulátorral

Legfőbb alkalmazási területek

A fentiek rávilágítanak, hogy a hidroakkumulátorok egyaránt alkalmazhatóak ipari hidraulikában, gyártástechnológiában és mobilrendszereknél egyaránt. Főbb felhasználási területei az energia szektor, öntödei gépek, műanyag fröccsöntés, acélipar, szerszámgépek, darus járművek, vegyipar, mobil gépgyártás, hajózás, ipari alkalmazások, autóipar, töltő állomások, mezőgazdasági gépek, kompenzátorok.

GIMEX-Hidraulika Kft.