- Історія появи гідроакумулятора [ правити | правити код ]
- Класифікація гідро-акумуляторів за способом накопичення енергії [ правити | правити код ]
- Гідроакумулятори з механічним накопичувачем [ правити | правити код ]
- Гідроакумулятори з пневматичним накопичувачем [ правити | правити код ]
- Переваги і недоліки [ правити | правити код ]
- Використання гідроакумуляторів в побуті і промисловості [ правити | правити код ]
- гідрофор [ правити | правити код ]
- Експанзомати [ правити | правити код ]
- В автомобілебудуванні [ правити | правити код ]
- В авіації [ правити | правити код ]
- У сільгосп- і будівельному машинобудуванні [ правити | правити код ]
- У нафтовидобутку [ правити | правити код ]
- У верстатобудуванні [ правити | правити код ]
- Електророзподільні мережі [ правити | правити код ]
Гідроакумулятор - посудину, що працює під тиском , Який дозволяє накопичувати енергію стисненого газу або пружини і передавати її в гідросистему потоком рідини, що знаходиться під тиском.
Виконує схожі функції водонапірну вежу формально до гідроакумулятори не відносять, так як в ній немає зовнішнього тиску на рідину, і основне завдання вежі - збереження рідини, а не енергії.
Історія появи гідроакумулятора [ правити | правити код ]
Прообраз сучасного гідроакумулятора вперше спроектував і запатентував англійський винахідник Джозеф Брама . Він створив складну гідросистему для подачі різних сортів пива з бочок , Що стояли в погребі. Зберігати бочки нагорі було не можна, так як при спеці пиво швидко скисало. Тому раніше в кожній пивний доводилося тримати ватагу хлопчаків, весь час сновигали по сходах. Джерелом енергії для «пивопровод» став вантаж , Який тиснув на рідину. Так був винайдений вантажний гідроакумулятор.
Класифікація гідро-акумуляторів за способом накопичення енергії [ правити | правити код ]
- гідроакумулятори з механічним накопичувачем;
- гідроакумулятори з пневматичним накопичувачем.
Зважаючи на ряд недоліків гідроакумулятори з механічним накопиченням енергії не набули широкого поширення і мають обмежене застосування. Найбільш широке застосування на практиці в усьому світі отримали пневмогидравлические акумулятори.
Гідроакумулятори з механічним накопичувачем [ правити | правити код ]
Класифікація гідроакумуляторів з механічним накопичувачем [ правити | правити код ]
- вантажні гідроакумулятори;
- пружинні гідроакумулятори.
У вантажних гідроакумулятори накопичення енергії гідравлічної рідини і її повернення в систему відбувається за рахунок потенційної енергії що знаходиться на певній висоті вантажу .
У пружинних гідроакумулятори накопичення енергії гідравлічної рідини і її повернення в систему відбувається за рахунок механічної енергії стислій пружини .
Гідроакумулятори з пневматичним накопичувачем [ правити | правити код ]
У пневмогідравлічних акумуляторах (пневмогідроаккумуляторах) накопичення енергії гідравлічної рідини і її повернення в систему відбувається за рахунок енергії стисненого газу (зазвичай азоту або стисненого повітря). Для запобігання потрапляння повітря в рідинну магістраль можуть застосовуватися плаваючий поршень, мембрана або поплавковий механізм.
Процес стиснення і розширення газу в пневмогідроаккумуляторе є політропний процес . Для моделі ідеального газу справедлива залежність:
P 0 × V 0 n = P 1 × V 1 n = P 2 × V 2 n {\ displaystyle P_ {0} \ times V_ {0} ^ {n} = P_ {1} \ times V_ {1} ^ { n} = P_ {2} \ times V_ {2} ^ {n}} 
Причому, інтервал часу, за який відбувається процес, враховує показник політропи n {\ displaystyle n} 
При тиску вище 200 бар поведінку реального газу відрізняється від поведінки моделі ідеального газу і, якщо його не враховувати, то при розрахунках виходить занижене значення обсягу гідроакумулятора. В цьому випадку необхідно ввести коригуючий коефіцієнт, що враховує цю невідповідність.
При практичному застосуванні залежність тиску від об'єму газу може бути знижена за рахунок збільшення газової порожнини шляхом приєднання додаткового обсягу.
При малій зміні тиску в рідинної порожнини гідроакумулятора газ стискається незначно. В цьому випадку для підтримки тиску в вузькому діапазоні змінюваний обсяг гідроакумулятора може виявитися недостатнім для робочого процесу. Для того, щоб зміна обсягу в меншій мірі впливало на зміну тиску, газову порожнину гідроакумулятора збільшують за допомогою підключення до неї додаткового ресивера . У цьому випадку обсяг газової порожнини складається з обсягу ресивера і змінюваного обсягу гідроакумулятора.
Переваги і недоліки [ правити | правити код ]
Кожному типу гідроакумуляторів властиві свої переваги і недоліки.
Тип гідроакумулятора Переваги Недоліки Вантажний гідроакумулятор
- постійний тиск акумулятора
- великий робочий об'єм
- низька вартість
- низька енергоємність
- висока інерційність
- громіздкість конструкції
- низьке тиск
- мала надійність (можлива текти ущільнення поршня)
пружинний
гідроакумулятор
- тиск залежить від характеристики пружини і обсягу заповнення (зазвичай лінійно)
- невеликий робочий об'єм
- інерційність
- найменша надійність (можливі текти ущільнення поршня, просадка і поломка пружини)
Пневмогідравлічний акумулятор
- висока енергоємність при малих (мінімальних) розмірах;
- різні виконання конструкції
- мінімальна інерційність
- максимальна простота і надійність конструкції
- тиск змінюється нелінійно від обсягу заповнення і залежить від швидкості заповнення
Економічно доцільно застосовувати гідроакумулятори в системах з епізодичними піками споживаного витрати, які значно перевищують середній витрата рідини в гідросистемі. Встановлена потужність гідроприводу при цьому може бути зменшена в півтора-два рази, а споживання енергії такою системою можна знизити більш, ніж на 50%.
Різні по конструкції (поршневі, балонні , мембранні , сильфонні ) І призначенням пневмогідроаккумулятори дозволяють отримати рішення для багатьох завдань, таких як:
- акумулювання гідравлічної енергії ;
- живлення системи в позаштатних і аварійних ситуаціях;
- урівноваження сил і навантажень;
- компенсація витоків ;
- компенсація обсягів робочої рідини;
- демпфірування пульсації поршневих насосів ;
- демпфірування пульсацій в напірних і всмоктувальних магістралях;
- демпфірування пульсації при роботі паливних насосів високого тиску дизельних двигунів ;
- гасіння гідроударів ;
- амортизаційна підвіска мобільної техніки та ін;
- розподіл мастильних матеріалів під тиском;
- збільшення терміну служби насосів .
Використання гідроакумуляторів в побуті і промисловості [ правити | правити код ]
Найбільшого поширення в побуті і промисловості знайшли пневмогідроаккумулятори. Вони являють собою достатньої міцності для заданих тисків ємність (металеву, композитну і т. П.) З еластичною мембраною / балоном / поршнем всередині, що служить для підтримки тиску робочої рідини в гідравлічній системі або системі водопостачання / опалення. У побуті, в більшості випадків гідроакумулятори використовуються для систем автономного забезпечення водою заміських будинків, котеджних селищ, невеликих підприємств.
гідрофор [ правити | правити код ]
гідрофор - пристрій в системі санітарно-побутового водопостачання, що служить для автоматичної підтримки необхідного тиску води (Або з метою перешкоджати перепадів тиску в трубопроводі, наприклад, при нагріванні).
Експанзомати [ правити | правити код ]
Експанзомати - металевий бак з гумовою мембраною усередині. Використовується в системах водопостачання і опалення для створення необхідного тиску (Напору) в водопровідних трубах, захищає систему від гідроударів .
В автомобілебудуванні [ правити | правити код ]
В автомобілях гідроакумулятори можуть використовуватися для рекуперації енергії , Для швидкого запуску двигуна або як заміна трансмісії, а також у складі сучасних КПП (наприклад, DSG). У першому випадку тиск в гідроакумулятор нагнітається під час гальмування, а використовується для розгону. У другому випадку гідроакумулятор використовується спільно з гідростартёром, що полегшує запуск двигуна. Подібна схема знайшла застосування в системі «старт-стоп» для важкого комерційного транспорту CleanStart [1] . У третьому випадку тиск в гідроакумулятор нагнітається двигуном внутрішнього згоряння , А витрачається гидромотором на приведення коліс в рух. [2]
В авіації [ правити | правити код ]
Широко застосовуються в якості аварійних джерел енергії при відмові основної гідросистеми. Як правило, в обов'язковому порядку встановлюються в гідросистемі (контурі) гальмування коліс шасі і випуску стійок шасі.
У сільгосп- і будівельному машинобудуванні [ правити | правити код ]
У складі гідросистеми машини, а також спеціалізованих систем, наприклад, - подрессоривания, підвішування кабіни, копіювання рельєфу, натягу гумової гусениці і ін.
У нафтовидобутку [ правити | правити код ]
У складі противикидного обладнання для глибоководного видобутку.
У верстатобудуванні [ правити | правити код ]
Пресове обладнання, термопластавтомати.
Електророзподільні мережі [ правити | правити код ]
Гідропривід автоматичного вимикача.