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        蓄能器結構與原理

        來源:亞升液壓蓄能器技術中心   發布時間:2020-10-08 10:41:52   瀏覽次數:2184

            蓄能器是液壓、氣動系統中的一種能量儲蓄裝置。它在適當的時機將系統中的能量轉變為壓縮能或位能儲存起來,當系統需要時,又將壓縮能或位能轉變為液壓或氣壓等能而釋放出來,重新補供給系統。當系統瞬間壓力增大時,它可以吸收這部分的能量,保證整個系統壓力正常。
              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,必須依靠其他介質來轉換、蓄積壓力能。例如利用氣體(氮氣)的可壓縮性質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,系統管路壓力不再上升;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、重錘式和氣體式。
        彈簧式:它依靠壓縮彈簧把液壓系統中的過剩壓力能轉化為彈簧勢能存儲起來,需要時釋放出去。其結構簡單,成本較低。但是因為彈簧伸縮量有限,而且彈簧的伸縮對壓力變化不敏感,消振功能差,所以只適合小容量、低壓系統(P≦1.0~1.2MPa),或者用作緩沖裝置。
              重錘式:它通過提升加載在密封活塞上的質量塊把液壓系統中的壓力能轉化為重力勢能積蓄起來。其結構簡單、壓力穩定。缺點是安裝局限性大,只能垂直安裝;不易密封;質量塊慣性大,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很少采用。
        氣體式:它以波義爾定律(PVn=K=常數)為基礎,通過壓縮氣體完成能量轉化,使用時首先向蓄能器充入預定壓力的氣體。當系統壓力超過蓄能器內部壓力時,油液壓縮氣體,將油液中的壓力轉化為氣體內能;當系統壓力低于蓄能器內部壓力時,蓄能器中的油在高壓氣體的作用下流向外部系統,釋放能量。選擇適當的充氣壓力是這種蓄能器的關鍵。這類蓄能器按結構可分為管路消振器、氣液直接接觸式、活塞式、隔膜式、氣囊式等。
        用途:蓄能器有兩種用途:①當低速運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的泄漏,以保持系統的壓力。
             蓄能器也可用來吸收液壓泵的壓力脈動或吸收系統中產生的液壓沖擊壓力。蓄能器中的壓力可以用壓縮氣體、重錘或彈簧來產生,相應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,其結構簡單,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)系統保壓;(3)應急能源;(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。
             第一類: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構成恒壓油源。
             第二類:吸收液壓沖擊。換向閥突然換向、執行元件運動的突然停止都會在液壓系統中產生壓力沖擊,使系統壓力在短時間內快速升高,造成儀表、元件和密封裝置的損壞,并產生振動和噪聲。為保證吸收效果,蓄能器應設置在沖擊點附近,所以蓄能器一般裝設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。
             第三類:消除脈動、降低噪聲。對于采用柱塞泵且其柱塞數較少的液壓系統,泵流量周期變化使系統產生振動。裝設蓄能器,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。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備的損壞程茺。第四類:回收能量。用蓄能器回收能量是目前研究較多的一個領域。能量回收可以提高能量利用率,是節能的一個重要途徑。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位能;③回收液壓挖掘機轉臺制動能量;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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