اکومولاتور گاز فشرده بسته
اکومولاتور گاز فشرده بسته
اکومولاتور گاز فشرده بسته
اکومولاتور گاز فشرده (compressed gas accumulator) یا اکومولاتور شارژ گازی (gas-charged accumulator) یا اکومولاتور هیدروپنوماتیک (hydro pneumatic) از یک استوانه دو بخشی تشکیل شده است که توسط یک دیافراگم الاستیکی، کیسه بسته و یا یک پیستون شناور از یکدیگر جدا شدهاند. درون یکی از بخشها سیال هیدرولیکی قرار دارد که به خط هیدرولیک متصل شده و بخش دیگر شامل یک گاز بی اثر تحت فشار (معمولا نیتروژن) است که فراهم کننده نیروی فشاری بر روی سیال هیدرولیک است. گاز بیاثر به این دلیل مورد استفاده قرار میگیرد که اکسیژن و روغن هنگامی که تحت فشار بالا ترکیب میشوند، میتوانند یک مخلوط قابل انفجار ایجاد کنند. زمانی که حجم گاز تحت فشار تغییر میکند، به صورت معکوس فشار گاز و مایع تغییر میکنند. طرحهای اکومولاتور هیدرولیکی موجود به دلیل نیاز به دو مخزن ذخیرهسازی، بزرگ سنگین هستند و دارای چگالی ذخیرهسایزی انرژی بالای مورد نیاز برای بسیاری از کاربردها نیستند.
میتوان با اتصال یک کپسول گاز به سمت گاز اکومولاتور، حجم گاز آن را افزایش داد. این کار به این دلیل انجام میشود که اغلب یک کپسول گاز ارزانتر از ساختن اکومولاتور است.
اکومولاتورهای گازی به دو نوع اساسی زیر تقسیم میشوند:
اکومولاتور گازی غیر مجزا
اکومولاتورهای گازی غیر مجزا (non-separator type gas accumulator) از یک پوسته با مجرای خروج روغن در پایین و مجرای ورود هوا در بالا تشکیل شده و جدا کننده فیزیکی بین گاز و روغن وجود ندارد. در این نوع اکومولاتور، انبساط گاز به صورت مستقیم موجب رانده شدن روغن میگردد.
مزیت اصلی اکومولاتورهای گازی غیر مجزا، توانایی پذیرفتن حجم زیادی از روغن است و عیب اصلی آنها، مخلوط شدن گاز در روغن به دلیل موجود نبودن جدا کننده فیزیکی میباشد. برای جلوگیری از ورود گاز به داخل روغن که مشکلاتی نظیر کاویتاسیون در پمپ را به دنبال خواهد داشت، این نوع اکومولاتور باید به صورت عمودی نصب گردد. جذب گاز از میزان تراکمناپذیری روغن کاسته و سبب ایجاد ارتعاش میشود. استفاده از این اکومولاتور در مدارهایی که دبی خروجی پمپ و سرعت جریان زیاد است توصیه نمیگردد.
اکومولاتور گازی مجزا
اکومولاتورهای گازی مجزا (separator type gas accumulator) دارای جدا کننده فیزیکی بین گاز و روغن هستند و بیشترین کاربرد را در صنعت هیدرولیک دارا میباشند. این نوع اکومولاتور به سه دسته کلی زیر تقسیم میگردد:
1. اکومولاتورهای گازی پیستونی (piston type gas accumulator):
در اکومولاتور گازی نوع پیستونی، پیستون به عنوان جدا کننده گاز از روغن عمل میکند. عیب اصلی اکومولاتورهای پیستونی، گران بودن هزینههای ساخت و محدودیتهای ابعادی میباشد. اکومولاتورهای پیستونی قابلیت کاربرد در سیستمهای دارای دمای بسیار بالا و بسیار پایین را دارند.
در سیستمهای فشار پایین، اصطکاک در آببندها مشکلساز میباشد. به دلیل وجود نشتی، این نوع اکومولاتور باید در فواصل زمانی زیاد شارژ گردد. به دلیل اینرسی پیستون و اصطکاک در آببندها، از این نوع اکومولاتور به عنوان جاذب ضربه و جبران کننده ضربانهای فشار استفاده نمیگردد. اکومولاتورهای پیستونی تا زیر 200 گالن در دسترس میباشند.
2. اکومولاتورهای گازی دیافراگمی (diaphragm type gas accumulator):
در اکومولاتور گازی دیافراگمی، یک دیافراگم لاستیکی روغن را از گاز جدا میکند. شارژ و کنترل فشار اکومولاتور از طریق سوپاپ تعبیه شده در بالای آن صورت میگیرد. روغن ارسالی از پمپ به اکومولاتور موجب تغییر شکل دیافراگم و ذخیره انرژی میشود و در هنگام نیاز، این انرژی آزاد شده و روغن ذخیره شده جهت استفاده به سیستم برمیگردد. مهمترین مزیت این نوع اکومولاتور، وزن کم نسبت به حجم سیال ذخیره شده یا دانسیته انرژی بالا میباشد. با توجه به این مزیت، در صنعت هوانوردی از این نوع اکومولاتور استفاده می شود.
3. اکومولاتورهای گازی کیسهای (bladder type gas accumulator):
در اکومولاتور نوع کیسهای یا اکومولاتور بلدری، به منظور جداسازی گاز از روغن از یک کیسه الاستیک استفاده شده است.
مزیت عمده اکومولاتور کیسهای، آببندی کامل بین محفظههای گاز و روغن میباشد. پاسخ سریع کیسه به نوسانات فشار به دلیل وزن سبک آن، موجب کاربرد مناسب این نوع اکومولاتور در سیستمهای جاذب ضربه و تنظیم فشار میشود. اکومولاتورهای کیسهای معمولاً تا ظرفیت کمتر از 40 گالن در دسترس میباشند.