Co to jest akumulator membranowy?

Wewnętrzna konstrukcja akumulatora membranowego składa się ze stalowego płaszcza podzielonego gumową membraną na dwie szczelne komory. W przeciwieństwie do akumulatora pęcherzowego, membrana jest klejona lub zaciśnięta na całym obwodzie, co zapewnia urządzeniu mniejszą objętość martwą i szybszy czas reakcji w zastosowaniach o małym przepływie.

Akumulator membranowy rzadko jest jedyną przyczyną pracy maszyny, ale jego brak jest zwykle przyczyną słabej pracy maszyny. W obwodach z małymi zbiornikami, przerywanym zapotrzebowaniem lub wrażliwą kontrolą ciśnienia, grupa akumulatorów pełni pięć praktycznych zadań:

• Oszczędność mocy napędu — zapewnia przepływ szczytowy, dzięki czemu pompę można dobrać pod kątem średniego zapotrzebowania, a nie najwyższego szczytu.
• Magazynowanie energii — utrzymuje płyn pod ciśnieniem gotowy do uwolnienia w chwili, gdy obwód tego zażąda.
• Tłumienie uderzeń ciśnienia — pochłania wstrząsy hydrauliczne spowodowane przełączeniem zaworów lub nagłymi zmianami obciążenia.
• Zmniejszenie pulsacji ciśnienia pompy — wygładza tętnienie wytwarzane przez pompy tłokowe i zębate.
• Utrzymywanie stałego ciśnienia — kompensuje wycieki lub rozszerzalność cieplną pomiędzy cyklami pompy.

Konstruktorzy maszyn, którzy dodają do obwodu moduł magazynowania energii hydraulicznej, zazwyczaj zauważają dłuższą żywotność podzespołów, cichszą pracę i niższe koszty konserwacji, ponieważ pompa i uszczelnienia nie są już poddawane ciągłym pulsacjom i obciążeniom udarowym.

Wybór pomiędzy typami akumulatorów sprowadza się do objętości, natężenia przepływu i częstotliwości ładowania strony gazowej. Poniższa tabela porównuje trzy najpopularniejsze konstrukcje stosowane w przemysłowych akumulatorach hydraulicznych.

Akumulatory z membraną spawaną mają obudowę tłoczoną stalą i są identyfikowane za pomocą strukturalnego kodu modelu. Zrozumienie każdego segmentu pomaga przy wyborze zamiennego pęcherza akumulatora lub zamawianiu pasującego zestawu naprawczego akumulatora.

Akumulatory z małą membraną są budowane przy stopniach sprężania 4:1 lub 8:1, w zależności od objętości nominalnej, przy czym skala przyłącza po stronie cieczy wynosi od G1/2 do G3/4 w miarę wzrostu zbiornika. Poniżej przedstawiono próbkę dostępnego asortymentu.

Każdy rozmiar można połączyć z innym materiałem membrany, aby dopasować go do obsługiwanego płynu — NBR dla ogólnego oleju mineralnego, HNBR dla wyższej odporności na temperaturę, IIR dla płynów na bazie estrów fosforanowych lub ECO dla zrównoważonej odporności na olej i ozon.

Prawidłowe dobranie rozmiaru akumulatora pozwala uniknąć dwóch typowych błędów: zbyt małej jednostki, która nie jest w stanie pokryć szczytowego zapotrzebowania, oraz zbyt dużej jednostki, która zwiększa koszty bez dodatkowych korzyści. Trzy pytania szybko zawężają wybór.

• Jaka jest szczelina przepływu szczytowego? Porównaj stałą wydajność pompy z chwilowym szczytowym zapotrzebowaniem obwodu — różnica określa minimalną użyteczną objętość.
• Jaki jest zakres ciśnienia roboczego? Aby zapewnić stabilną pracę, wstępne napełnienie gazem powinno wynosić około 90 procent minimalnego ciśnienia w układzie.
• Jaką ciecz i temperaturę odnotuje membrana? Zgodność cieczy określa, czy NBR, HNBR, IIR czy ECO jest właściwym kodem materiału membrany.

Akumulator membranowy jest tak niezawodny, jak jego akcesoria pomocnicze. Urządzenie do ładowania azotu lub zestaw do ładowania akumulatora służy do ustawiania początkowego ciśnienia wstępnego ładowania gazu i jego uzupełniania podczas planowej konserwacji, ponieważ ciśnienie gazu naturalnie spada o niewielki procent rocznie w wyniku przenikania membrany.

• Zestaw do ładowania azotu — łączy się z zaworem gazowym w celu bezpiecznego napełniania, sprawdzania i uwalniania azotu bez konieczności wyjmowania akumulatora z obwodu.
• Wymiana pęcherza/membrany akumulatora — element zużywalny, który należy sprawdzić podczas rutynowej obsługi i wymienić, gdy spadnie elastyczność.
• Zawór bezpieczeństwa akumulatora — chroni zbiornik i obwód przed nadciśnieniem przekraczającym znamionowe ciśnienie robocze.
• Wspornik montażowy akumulatora — zabezpiecza naczynie przed drganiami, co wydłuża trwałość zmęczeniową membrany i płaszcza.

Ponieważ akumulator membranowy jest zbiornikiem ciśnieniowym, musi być produkowany zgodnie z uznanymi normami bezpieczeństwa, a nie z ogólną praktyką produkcyjną. Renomowana produkcja obejmuje licencję na produkcję specjalnego sprzętu dla zbiorników ciśnieniowych, certyfikat UE CE oraz możliwość śledzenia materiału od surowej cewki stalowej po gotową skorupę przetestowaną hydrostatycznie. Dostawca akumulatorów posiadający certyfikat CE zapewni również stopień sprężania, dopuszczalne ciśnienie robocze i dokumentację materiału membrany dla każdej partii, co upraszcza zatwierdzenie, gdy jednostka zostanie zintegrowana z maszynami eksportowymi.