انباره (آکومولاتور)

7-5 انباره (آکومولاتور)

انباره ها ابزاری هستند که به زبان ساده انرژی را به شکل سیال تحت فشار ذخیره می کنند. این انرژی به صورت انرژی پتانسیل در یک سیال تراکم ناپذیر می باشد که توسط یک عامل خارجی مولد انرژی جنبشی تحت فشار نگه داشته می شود. این نیروی جنبشی را می توان از سه منبع مختلف یعنی نیروی ثقل یا وزن فنرهای مکانیکی و گازهای متراکم شده بدست آورد. نیروی پتانسیل ذخیره شده در انباره یک منبع ثانویه سهل الوصول از نیروی سیال است که در مواقع نیاز می تواند توسط سیستم مورد استفاده قرار گیرد. این توانایی در انباره که قابلیت ذخیره انرژی ورها ساختن آن در زمان مورد نیاز سیستم را دارند از آنها ابزاری سودمند در بهینه سازی عملکرد سیستم های هیدرولیک ساخته است.

برای درک بهتر این موضوع مثال زیر را بررسی می کنیم:

یک سیستم به طور متناوب تحت فشاری بین bar150 (psi2175) تا bar200 (psi2900) کار می کند و به شدت جریانی برابر با lit/min 100 به مدت 10 ثانیه در هر دقیقه به صورت تناوبی نیاز دارد. با یک سیستم ساده متشکل از یک پمپ تنظیم کننده فشار و سوپاپهای بازدهنده نیاز به فشاری معادل با bar200 (pai2900)، پمپی با توانایی مکش   100 و موتوری به قدرت 50 اسب بخار (kw37) دارد که می بایست حدود %85 زمان کارکرد خود را صرف انتقال سیال به مخزن نمایند. اما هنگامی که از یک انباره همانند سیستم زیر (شکل 7-11) بهره ببریم قابلیت ذخیره سازی مقادیری از سیال با فشاری برابر با نیاز سیستم و رها سازی آن در زمان لازم را خواهیم داشت.

کار کرد سیستم همراه با انباره در شکل 7-12 نشان داده شده است.

در زمان A سیستم باز می شود و بارهای وارد بر پمپ سبب می شود تا فشار سیال مادامیکه از طریق یک سوپاپ یکطرفه (v3) به سمت انباره ارسال می شود بالا رود. در زمان ذ سیستم به فشار موثر رسیده و یک کلید کنترل فشار در انباره، پمپ را متوقف می کند. این حالت مادامیکه سوپاپ یکطرفه فشار سیستم را ثابت نگه می دارد حفظ می شود.

در فاصله زمانی C وd عملگر هیدرولیکی عمل می کند این عمل سبب کاهش فشار در سیستم شده و انباره به منظور جبران افت فشار وارد عمل شده و سیال را به سییستم ترزیق می کند. سپس کلید فشاری در انباره وجود دارد که پمپ را بکار انداخته و انباره را برای چرخه بعدی آماده و شارژ می نماید. سه نوع اصلی از انباره ها به طور گسترده در سیستم های هیدرولیک کاربرد دارند که شامل:

  1. انباره های فنری یا عمل کننده با نیروی فنر
  2. انباره های ثقلی یا وزنی
  3. انباره های گازی یا عمل کننده با گاز تحت فشار

7-5-1 انباره های ثقلی یا وزنی

از نظر تاریخی این نوع انباره ها جزء قدیمی ترین انباره ها هستند. قطعات این نوع انباره شامل یک سیلندر با استوانه فلزی ضخیم می باشد که در درون آن یک عدد پیستون همراه با در پوش برای جلو گیری از نشتی می باشد ( شکل 7-139). یک جرم یا وزنه در سطح بالای پیستون قرار گرفته به طوری که نیروی وزنه، انرژی پتانسیل انباره را تامین می کند. این نوع انباره بدون توجه به سرعت مقدار سیال، فشار ثابتی را در خروجی تامین می کند.

7-5-2 انباره های فنری

این نوع انباره ها مشابه نوع ثقلی هستند با این تفاوت که نیروی وارد بر پیستون بجای وزنه توسط یک فنر تامین می شود. یک نمونه برش عرضی از این انباره ها در شکل (7-14) نشان داده شده است. فنر منبع و سر چشمه ای از انرژی است که در مقابل پیستون و نیروی سیال درون سیستم هیدرولیک مقاومت می کند. فشار تولید شده به وسیله این انباره به اندازه و فشردگی  اولیه فنر بستگی دارد. در مجموع فشار ایجاد شده بر روی سیال ثابت نیست. آنها حجم کمی از روغن را در فشارهای پایین به سیستم ارسال می کند و به همین ترتیب در فشارهای بالا حجم بالایی از روغن را به سیتم تحویل می دهند. یک انباره نوع فنری نباید در کاربرد های با دوره زیاد استفاده شود چون ممکن است خاصیت فنری و کشسانی آن آسیب ببیند و انباره خراب شود.

7-5-3 انباره های نوع گازی

این نوع انباره ها که اغلب به انباره های هیدرو پنوماتیک معروف هستند) در مقایسه با انباره های ثقلی و فنری دوام بیشتری دارند. انباره های نوع گازی بر اساس قانون بویل در گازها عمل می کند که بر اساس آن در دمای ثابت، فشار و حجم با یکدیگر نسبت عکس دارند.

از قابلیت فشردگی و تراکم پذیری گاز برای ذخیره سازی انرژی پتانسیل در این انباره ها استفاده می شود. هنگامی که فشار سیستم کاهش می یابد، گاز منبسط شده و در اثر نیروی ایجاد شده روغن از انباره خارج و وارد سیستم می شود.

انباره های گازی به دو دسته تقسیم می شوند:

  1. نوع جدا نشده
  2. نوع جدا شده