اکومولاتور هیدرولیک چیست؟

اکومولاتور هیدرولیک درواقع یک منبع ذخیره فشار است که یک سیال غیرقابل تراکم یا مایع، تحت‌فشار یک منبع خارجی قرار می‌گیرد. در اکومولاتور هیدرولیک این منبع خارجی ایجادکننده فشار یک فنر، یک وزنه و یا یک گاز فشرده‌شده یا کمپرس شده است. اکومولاتور کپسول ازت نیز نامیده می‌شوند. با توجه به قابلیت تغییر حجم گازها اکومولاتور قابلیت ذخیره‌سازی و تبدیل گاز به مایع تحت‌فشار بالا را دارد. اکومولاتور هیدرولیک یا کپسول ازت به‌عنوان ذخیره کننده مایع و جداکننده آن از گاز بوده که از ورود مبرد مایع به کمپرسور جلوگیری کرده و محل نصب آن روی خط مکش بین او اپراتور و نزدیک کمپرسور است.در صورتی که شارژ اکومولاتور بطور مرتب انجام شود بازده ان بسیار بالا می رود.

به عنوان مثال :

در بالابر هیدرولیک یا جرثقیل هیدرولیک ، هنگام حرکت آسانسور یا جرثقیل به سمت بالا ، به انرژی زیادی نیاز است.این انرژی از باتری هیدرولیک تأمین می شود.

اما وقتی آسانسور در جهت رو به پایین حرکت می کند ، به انرژی زیادی نیاز ندارد. در این مدت خاص ، روغن یا مایع هیدرولیک پمپ شده از پمپ برای استفاده در آینده در اکومولاتور ذخیره می شود.

ساختار اکومولاتور هیدرولیک

سازوکار هر سه نوع کپسول ازت (پیستونی، دیافراگمی، تیوبی) درواقع یکی است. ایجاد فشار بر سطح مایع ورودی از جریان سیال توسط یک نیروی مقاوم در دو طرف یک سطح جداکننده، اصل کار اکومولاتور هیدرولیک را تشکیل می‌دهد.

در اکومولاتور هیدرولیک تیوبی این نیروی مقاوم از فشار گاز داخل یک تیوب یا بلیدر ایجاد می‌شود.

در اکومولاتور هیدرولیک دیافراگمی از یک دیافراگم که به شکل یک صفحه لاستیکی است و بین دو قسمت کره‌ای نصب می‌شود به وجود می‌آید و در اکومولاتور هیدرولیک پیستونی توسط یک پیستون و حرکت رفت و برگشتی.

در خطوط جریان هیدرولیک از سیال هیدرولیک استفاده می‌شود، این خطوط می‌تواند برای انتقال نیرو، کنترل بار و یا هر نوع هدایت هیدرولیکی مورداستفاده قرار گیرند.

سیال هیدرولیک صرف‌نظر از نوع آن‌که می‌تواند روغن، آب و یا یک مایع دیگر باشد، همواره تحت تأثیر نوسانات فشار قرار دارد. مایعات تراکم ناپذیر هستند و این بدان معناست که هرگونه تغییر ناگهانی فشار در مایع درون جریان سیال مستقیماً به خط لوله جریان منتقل می‌شود، این امر البته در صورت عدم وجود اکومولاتور هیدرولیک در خط انتقال هیدرولیک اتفاق می‌افتد. چراکه اکومولاتور هیدرولیک تعدیل‌کننده فشار بوده و با قرار دادن اکومولاتور در خط جریان هیدرولیک این افزایش ناگهانی فشار دمپ می‌شود. همان‌طور که قبلاً توضیح داده شد نام دیگر اکومولاتور هیدرولیکی کپسول ازت است.

انواع اکومولاتور هیدرولیک

انواع مختلفی از اکومولاتور در صنایع گوناگون هیدرولیک و پنوماتیک در مسیر حرکت سیال مورداستفاده قرار می‌گیرند که از آن میان:

اکومولاتورهای تیوبی
اکومولاتور دیافراگمی
اکومولاتور با مخزن ازت پیستونی

اکومولاتورهای تیوبی پرکاربردترین نوع بشمار می‌روند و در جریان سیال تا فشار ۱۰۰۰ بار نیز مورداستفاده قرار می‌گیرند و برای ظرفیت سیال از ۱ الی ۴۵۰ لیتر ساخته می‌شوند. این در حالی است که اکومولاتورهای پیستونی برای ذخیره ظرفیت‌های بالایی از سیال تا ۲۵۰۰ لیتر ساخته می‌شوند اما به دلیل وجود اصطکاک معمولاً سرعت پاسخگویی پایینی دارند.

دلایل استفاده از اکومولاتور هیدرولیک :

اگر هیچ گونه اکومولاتوری وجود نداشته باشد ، پمپ هیدرولیک به طور مداوم برای رفع نیاز به عملکرد شیر در حال اجرا است.

پمپ غالباً شروع و متوقف می شود که این امر بر عملکرد پمپ و سلامت آن تأثیر می گذارد.

همچنین ، باتری هیدرولیک , ذخیره انرژی را می تواند در شرایط اضطراری که در آن وسیله ای دیگر برای تأمین برق وجود نداشته باشد ، ذخیره کند. این را می توان با استفاده از خازن ها در مدارهای الکتریکی مقایسه کرد.

در هتل ها و صنایع دیگر معمولاً آب در باتری هایی به نام “هیدروفور” ذخیره می شود . که قادر به تأمین آب در ارتفاعات بالاتر هستند که باعث کاهش بار پمپ ها می شود.

به عنوان مثال :

اگر گیاهانی وجود داشته باشد که مخازن آب در بالای آن قرار نگیرد. برای تأمین آب به ارتفاع بیشتر ، به پمپ ظرفیت بالاتر احتیاج دارد. اما می توان آن را با یک پمپ با ظرفیت کمتر و یک هیدروفور که یک باتری است جایگزین کرد.

آب در برابر فشار هوا در داخل باتری ذخیره می شود و هر زمان که نیاز به آب در ارتفاع بیشتر ایجاد شود ، آب با کمک فشار هوا در داخل باتری ، فقط با باز کردن برخی از دریچه های مربوطه ، پمپ می شود. این امر نیاز به پمپ ظرفیت بالاتر را کاهش می دهد و از چرخه شروع مداوم پمپ ها جلوگیری می کند.

با این مثال ساده می توان به اهمیت اکومولاتور هیدرولیک و نقش ان در افزایش طول عمر تجهیزات هیدرولیک نظیر یونیت هیدرولیک و کاهش اصطهلاک این تجهیزات پی برد. 

مزایای استفاده از اکومولاتور

استفاده از اکومولاتور هیدرولیک در مسیر جریان سیال مزایای زیادی دارد :

ذخیره انرژی
جبران روغن نشت کرده
جبران تغییرات دمایی
عملیات اضطراری
دمپ کردن افزایش ناگهانی فشار جریان سیال
جلوگیری از صدمه دیدن خط جریان
دمپ کردن ارتعاشات ساختار جریان

همچنین استفاده از کپسول ازت در جریان سیال می‌تواند مزایای جانبی دیگری نیز از قبیل :

امکان استفاده از پمپ کوچک‌تر
ایجاد حرارت کمتر
اتصال و نگهداری آسان‌تر
افزایش طول عمر خطوط جریان سیال
دسترسی و فعال‌سازی سریع جریان
طول عمر نگهداری بسیار بالا در خطوط جریان سیال اشاره نمود.

خدمات مربوط به اکومولاتور

شارژ اکومولاتور هیدرولیک

اگر فشار سیال هیدرولیک ورودی به اکومولاتور در بالابر آن‌قدر زیاد باشد که حجم گاز به نصف حجم اولیه برسد، اصطلاحاً گفته می‌شود که اکومولاتور کاملاً شارژ شده است. در این حالت، اکومولاتور تبدیل به یک مخزن سیال تحت‌فشار کوچک می‌شود که می‌تواند اندکی انرژی به سیستم بفرستد. اگر فشار سیستم بالابر افت کند، به‌طوری‌که فشار در اکومولاتور بالابر بیشتر باشد، مقداری از سیال هیدرولیکی درون اکومولاتور به سیستم وارد می‌شود. با خروج این سیال، حجم گاز افزایش‌یافته و فشار اکومولاتور کاهش می‌یابد. بنابراین با خروج تدریجی سیال هیدرولیک از اکومولاتور، فشار آن تدریجاً کاهش خواهد یافت.

برای درک بهتر عملکرد اکومولاتور باید این پدیده به‌خوبی درک شود. هنگامی‌که فشار در سیستم فراتر رود، مجدداً سیال به درون اکومولاتور بالابر جاری‌شده و آن را شارژ می‌کند. اغلب اکومولاتورها به همین صورت کار می‌کنند، یعنی به هنگامی‌که سیستم پرفشار است، اکومولاتور بالابر شارژ شده و انرژی ذخیره می‌کند و هنگامی‌که سیستم کم‌فشار است، اکومولاتور بالابر فشار خود را به سیستم تخلیه می‌کند.

گاز مورداستفاده در شارژ اولیه اکومولاتورها معمولاً نیتروژن است، زیرا یک گاز غیرفعال است و آتش‌زا نیست.

این ویژگی ازاین‌جهت اهمیت دارد که در اشاره‌ای زیادی که به هنگام شارژ اولیه اعمال می‌شود وجود هوای محیط در مجاورت یک گاز تحت‌فشار باقابلیت آتش‌گیری، بسیار خطرناک خواهد بود. قبل از نصب اکومولاتور آن را با یک کپسول حاوی نیتروژن شارژ اولیه می‌کنند. این کار باید بااحتیاط کامل انجام شود.

برای شارژ کردن اولیه بهتر است طبق دستورات سازنده اکومولاتور رفتار کرد. پس از شارژ اولیه اکومولاتور باید مدتی صبر کرد تا بدنه اکومولاتور سرد شود و سپس فشار شارژ اولیه را کنترل نمود. اکومولاتور پس از شارژ اولیه گرم می‌شود و پس از خنک شدن، فشار داخلی آن افت می‌کند. وقتی اکومولاتور نصب‌شده و کار می‌کند، لازم است هر از چند گاهی فشار شارژ اولیه آن را کنترل کرد تا از عدم وجود نشتی در آن اطمینان حاصل شود.

شارژ اکومولاتور هیدرولیک توسط گاز نیتروژن و یا ازت صورت می‌گیرد. چراکه گاز نیتروژن گازی خنثی بوده و در صورت نشت مایع هیدرولیک که معمولاً روغن است و ترکیب با نیتروژن امنیت سیستم هیدرولیک برقرار خواهد ماند. علاوه بر این گاز نیتروژن به‌وفور یافت شده و حدود هفتادوهشت درصد هوای محیط را تشکیل می‌دهد و از این نظر گازی ارزان است و مناسب‌ترین گزینه برای شارژ کپسول ازت محسوب می‌شود.

تجهیزات شارژ اکومولاتور

برای شارژ اکومولاتور از کیت شارژ اکومولاتور استفاده می‌شود. این کیت از سه بخش مهم شیلنگ تغذیه نیتروژن، شیر کنترل و شیلنگ انبساط تشکیل‌شده است. شیر کنترل که در کیت شارژ اکومولاتور بکار می‌رود و با باز و بسته شدن خود جریان نیتروژن به داخل اکومولاتور را کنترل می‌کند خود در بخش ورودی دارای یک چک ولوو بوده و بر روی آن گیج‌های کنترل فشار و دبی سنج متصل شده است. کیت شارژ اکومولاتور هیدرولیک حلقه اتصال کپسول نیتروژن به اکومولاتور را تکمیل می‌کند. بدین‌صورت که شیلنگ تغذیه نیتروژن از یک سمت به کپسول نیتروژن متصل می‌شود و در سمت دیگر شیلنگ انبساط به اکومولاتور متصل می‌شود.

نکات مرتبط با شارژ اکومولاتور هیدرولیک

برای شارژ اکومولاتور هیدرولیک باید بار هیدرولیکی وارد بر آن صفر باشد ازاین‌رو یا اکومولاتور از روی سیستم هیدرولیک باز می‌شود و یا برق سیستم هیدرولیک قطع می‌گردد. کاهش فشار اولیه اکومولاتورها زمانی که تحت بار هیدرولیکی قرار می‌گیرند نرمال است. ازاین‌رو شارژ مجدد اکومولاتور هیدرولیک در دوره‌های زمانی مختلف یک امر طبیعی است. درافت فشار در اکومولاتور در دوره‌های زمانی یکسان متفاوت باشد باید سیل‌ها آب‌بندی چک شوند چراکه احتمال نشت گاز نیتروژن بالا است.

زمان شارژ اکومولاتور هیدرولیک

ازآنجاکه اکومولاتور هیدرولیکی تا در صنایع بسیار متنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرند، شارژ اکومولاتور هیدرولیکی بسته به نوع صنعت با فشار متنوعی صورت می‌گیرد. بنابراین اکومولاتور تا بعد از تولید به‌صورت تخلیه و یا (discharge) به بازار عرضه می‌شوند و شارژ اکومولاتور یا شارژ کپسول ازت بعد از خرید و قبل از استفاده الزامی است

شارژ اکومولاتور دیافراگمی تنها در یک مرحله صورت می‌گیرد چراکه این دسته از اکومولاتورها پس از استفاده و با اتمام طول عمرشان باید تعویض شده و تعمیر نمی‌شوند. شارژ کپسول ازت یا اکومولاتور دیافراگمی و پیستونی بعد از هر بار تعمیر بسته به نوع صنعت با گاز نیتروژن صورت می‌گیرد.

میزان شارژ اکومولاتور هیدرولیک

میزان شارژ اکومولاتور هیدرولیکی تابع فاکتورهای متعددی ازجمله فشار خط جریان هیدرولیک، پمپ مادر در خط جریان هیدرولیک، نوع اکومولاتور، تعداد سیکل‌های کاری اکومولاتور و غیره دارد. ازاین‌رو تعیین میزان شارژ اکومولاتور هیدرولیک یک امر کاملاً مهندسی محسوب می‌شود.

در بسیاری از موارد دو فاکتور اصلی یعنی فشار خط جریان هیدرولیک و فشار کاری اکومولاتور که هر دو در بروشورهای دو سیستم قیدشده‌اند، برای تعیین میزان شارژ اکومولاتور هیدرولیک کافی است، برای گرفتن مشاوره از مهندسین فنی درزمینهٔ میزان شارژ اکومولاتور باید فشار خط جریان هیدرولیک، میزان متوسط و ظرفیت ذخیره و نوع سیال تراکم ناپذیر که معمولاً روغن یا آب است را در اختیار مهندسین قرار دهید.

بسیاری از این اطلاعات در بروشور سیستم هیدرولیک شما که ممکن است انواع ماشین‌آلات متحرک یا ثابت باشد قیدشده است. همچنین می‌توانید این اطلاعات را از وب‌سایت تولیدکنندگان ماشین‌آلات به دست آورید. در بسیاری موارد دیده‌شده است که اطلاعات مربوط به میزان شارژ اکومولاتور هیدرولیک و حتی نوع آن به‌صورت پیشنهادی در راهنمای استفاده و تعمیرات دستگاه قیدشده است. همچنین فشار خط جریان هیدرولیک بر روی لوله هیدرولیک در خط جریان قید می‌گردد.

ازآنجاکه اکومولاتورها قطعات صنعتی با طراحی کاملاً مهندسی هستند معمولاً بروشور کارخانه حاوی اطلاعات بسیار کاملی از فشار کاری، شارژ اکومولاتور هیدرولیکی ، شرایط محیطی، نوع گیج و شیر اتصالی جهت شارژ اکومولاتور ، نگهداری و تعمیرات، زمان تعویض و غیره دارد.

تعمیرات اکومولاتور هیدرولیک

اکومولاتورها قطعات هیدرولیکی هستند که معمولاً طول عمر بالایی دارند و طول عمر متوسط یک اکومولاتور تیوبی معمولاً سیزده الی پانزده سال است.

برخی از اکومولاتور ها مانند اکومولاتور های دیافراگمی پس از شارژ اولیه با ازت دیگر قابل تعمیر نیستند و با پایان طول عمر آن‌ها نیاز به تعویض کامل دارند. این در حالی است که اکومولاتور های پیستونی و تیوبی قابل تعمیر هستند.

تعویض تیوب اکومولاتور هیدرولیک

طول عمر مفید اکومولاتور تیوبی حدود سیزده سال است، این در حالی است که این مدت بسته به تعداد سیکل‌های کاری می‌تواند متفاوت باشد. تعویض تیوب اکومولاتور هیدرولیک تا بعد از پایان عمر مفید و ترکیدن تیوب به‌سادگی صورت می‌پذیرد.

با توجه به اینکه کپسول و محفظه اکومولاتور معمولاً بدون آسیب باقی می‌ماند با تعویض تیوب اکومولاتور و با صرف نیمی از هزینه خرید یک اکومولاتور دسته یک می‌توان کارایی برابری را به دست آورد.

تیوب تعویضی معمولاً از جنس NBR با عملکرد مفید در دمای بین ۱۰- الی هشتاد درجه سانتی‌گراد و با فشار کاری حداکثر سیصد و سی بار است. هرچند که با توجه به نوع سیال در مسیر جریان جنس تیوب تعویضی می‌تواند متغیر باشد اما تیوب‌های NBR معمولاً کیفیت مناسب را برای بکار گیری در اکثر جریان‌های هیدرولیک دارا هستند.

تعمیرات اکومولاتور تیوبی

اکومولاتورهای تیوبی پس از پایان طول عمر مفید کاری معمولاً دچار سوراخ شدگی در تیوب خود می‌شوند. گاهی نیز به سبب قرارگیری در برخی شرایط کاری و یا دست‌کاری فنی دچار نشت گاز نیتروژن به بیرون از محفظه می‌شوند، بنابراین تعمیرات اکومولاتورهای تیوبی معمولاً شامل تعویض تیوب اکومولاتور بعد از سوراخ شدن و شارژ اکومولاتور هیدرولیک با گاز ازت است.

تعمیرات اکومولاتور پیستونی

کار در فشارهای بسیار بالا و حرکت رفت و برگشتی پیستون در اکومولاتورهای پیستونی، الزام یک سیستم آب‌بندی بسیار دقیق را به وجود می‌آورد. بنابراین تعویض پکینگ، رینگ و سیل‌های آب‌بندی در اکومولاتورهای پیستونی یکی از خدمات مربوط به تعمیرات اکومولاتورهای پیستونی را شامل می‌شود. علاوه براین اکومولاتورهای پیستونی نیز مانند دیگر اکومولاتورها از گاز نیتروژن به‌عنوان سیال تراکم پذیر استفاده می‌کنند. بنا براین شارژ این اکومولاتور تا قبل از بسته شدن بر روی سیستم هیدرولیک الزامی است. گروه صنعتی هیدرولیک هنری عرضه‌کننده خدمات تعمیرات و شارژ اکومولاتورهای پیستونی است.

به ازای دو بار شارژ اکومولاتور یک‌بار از خدمات شارژ رایگان استفاده کنید