Acumulador hidràulic
Un acumulador hidràulic és un depòsit en el que es manté un decorregut oleohidráulico incompresible somés a pressió, aplicada per una font d'energia externa. La font externa pot ser un moll, un pes elevat o un gas comprimit.[nota 1]
És un tipo de dispositiu d'almagasenament d'energia utilisat per a que un sistema de suministrament de força hidràulica puga cobrir picos de demanda, permetent amprar bombes de menor potència, i respondre més eficaçment a increments de demanda temporals, suavisant ademés les oscilacions del sistema.[1]
Els acumuladors de gas comprimit, també cridats acumuladors hidroneumàtics,[2] són el tipo més comú.
Tipos d'acumuladors
[editar | editar còdic]Torres
[editar | editar còdic].jpg){kind=link}
Els primers acumuladors per a la maquinària hidràulica portuària dissenyada per William Armstrong varen ser depòsits elevats sobre torres d'aigua. L'aigua era bombejada per mig de bombes de vapor a un tanc situat en la part superior d'estes torres. Quan la maquinària del port requeria potència hidràulica, l'altura de l'aigua sobre el sol proporcionava la pressió necessària.
Estes torres exentes eren extremadament altes. Una de les més conegudes, la Grimsby Dock Tower inaugurada en 1852, té Error de Lua: expandTemplate: template "es:formatnum" does not exist. d'altura. No obstant, el tamany de les torres les feya molt cares de construir, per lo que estos acumuladors de torre, es varen construir durant menys d'una década, a pesar del seu simple i eficaç funcionament. Casi al mateix temps, John Fowler estava treballant en la construcció del moll del transbordador en el propenc port de New Holland, pero allí no podia utilisar la mateixa solució, ya que les males condicions del terreny no permetien construir una torre d'acumuladors en l'altura suficient. Quan es imauguró l'instalació de Grimsby, ya s'havia quedat obsoleta, ya que Armstrong havia desenrollat l'acumulador en peses per al seu us en New Holland, un dispositiu més complex pero també molt més menut. En 1892, la torre de Grimsby va deixar de suministrar aigua a pressió, sent reemplaçada seguint el consell de Fowler per un acumulador de peses, situat en un moll adjacent. A pesar de perdre la seua funció hidràulica original, la torre s'ha mantingut fins a hui com una destacada referència visual del port.
Una atra torre similar es conserva junt al moll del East Float, en la localitat de Birkenhead, Anglaterra.
Pes elevat
[editar | editar còdic]
Un acumulador de pes elevat consistix en un cilindre vertical que conté un decorregut conectat a la llínea hidràulica. El cilindre està tancat per un pistón en el que es coloquen una série de pesos que eixercixen una força cap a avall sobre el pistón i, per lo tant, presurizan el decorregut en el cilindre. A diferència dels acumuladors de gas comprimit i de resort, este tipo d'acumulador llibera una pressió casi constant fins que es buida, independentment del volum de decorregut en el cilindre (la pressió disminuïx llaugerament a mida que el cilindre es buida, per la disminució del pes del líquit acumulat).
Es pot trobar un eixemple pràctic operatiu d'este tipo d'acumulador junt a l'edifici del motor hidràulic del port de Bristol. A l'acumulador original de 1887, que seguix estant en la seua torre, se li va agregar un acumulador extern en 1954 i este sistema es va usar fins a 2010 per a alimentar les comportes de tancament de la conca de Cumberland. L'aigua es bombeja des del port a un tanc colector i després s'alimenta per gravetat a les bombes. La pressió de treball és de 750 psi (5.2 MPa, o 52 bar) i s'utilisava per a alimentar els motors de les grues, ponts i comportes del port de Bristol.
El mecanisme d'operació original del Pont de la Torre de Londres també usava este tipo d'acumulador. Encara que ya no estan en us, dos dels sis acumuladors encara es poden vore "in situ" en el museu del pont.
En els molls del Canal del Regente (actualment vall de Limehouse) es localisen els restants d'un acumulador hidràulic que data de 1869, un fragment de l'instalació d'este tipo més antiga que queda en el món (va ser la segona en construir-se en el port, despuix de la que es va instalar en el moll Poplar). Originalment catalogats erròneament com una cabina de senyalisació del desaparegut "London and Blackwall Railway", quan es varen identificar correctament, els restants varen ser restaurats com una atracció turística per la "Corporació per al Desenroll dels Docklands de Londres".[3]
La ciutat de Londres tenia un extens sistema públic d'energia hidràulica des de mediats de el XIX, que finalment es va tancar en la década de 1970. Disponia de cinc estacions de bombeig, operades per la Companyia d'Energia Hidràulica de Londres. Els almagasens i els molls ferroviaris a sovint tenien el seu propi sistema separat.
Acumulador neumàtic
[editar | editar còdic]
Una forma simple d'acumulador neumàtic és un volum tancat ple d'aire. Una secció vertical d'una canonada (a sovint de major diàmetro) pot ser suficient. Esta secció està plena d'aire, que es comprimix a mida que la canonada s'ompli.
Dits acumuladors no tenen suficient capacitat per a almagasenar energia durant llarcs periodos, pero poden actuar com un esmortidor per a absorbir les fluctuacions de la pressió. S'utilisen per a suavisar l'entrega de les bombes de pistón. Un atre us és com a esmortidor per a evitar els efectes del colp d'ariet.[1]
Acumulador tancat de gas comprimit (o carregat de gas)
[editar | editar còdic]
Un acumulador de gas comprimit consistix en un cilindre en dos cambres separades per un diafragma elàstic, una membrana tancada o un pistón flotant. Una de les cambres conté un decorregut hidràulic i està conectada a la llínea hidràulica. L'atra cambra conté un gas inerte a pressió (normalment nitrogen)[1] que proporciona la força de compressió en el decorregut hidràulic. S'usa un gas inerte perque l'oxigen i el decorregut poden formar una mescla explosiva quan es combinen a alta pressió. A mida que canvia el volum del gas comprimit, la pressió del gas (i la pressió sobre el decorregut) s'intercanvien.
Jean Mercier[4] va inventar un acumulador de gas comprimit per al seu us en hèlices de pas variable.
Acumulador de resort
[editar | editar còdic]Un acumulador de resort opera de forma similar a l'acumulador carregat en gas, excepto que s'usa un resort pesat (o varis resorts) per a proporcionar la força de compressió. Segons la Llei de Hooke, la magnitut de la força eixercida per un resort és linealment proporcional al seu canvi de llongitut. Per lo tant, a mida que el resort es comprimix, la força que eixercix sobre el decorregut aumenta linealment.[5]
Manches de metal
[editar | editar còdic]Els acumuladors de mancha de metal funcionen de manera similar al tipo de gas comprimit, llevat que el diafragma elàstic o el pistón flotant es reemplacen per una mancha metàlica herméticamente sagellat. El decorregut pot ser intern o extern a la mancha. Les ventages per al tipo de mancha metàlica inclouen una velocitat de resort excepcionalment baixa, lo que permet que la càrrega de gas realise tot el treball en un chicotet canvi en la pressió de ple a buit, i una carrera llarga en relació en la "altura sòlida" (en la mancha buida), lo que proporciona un volum d'almagasenament màxim per a un tamany de contenidor donat. L'acumulador de mancha de metal oferix un rendiment excepcionalment alt, i es pot produir en una àmplia varietat d'aleacions que donen com resultat l'us de distints decorreguts. Una atra ventaja d'este tipo és que no experimenta problemes en el seu funcionament a alta pressió, lo que permet una major capacitat d'almagasenament d'energia.[6]
Funcionament d'un acumulador
[editar | editar còdic]
En els sistemes hidràulics moderns, a sovint mòvils, l'element preferit és un acumulador carregat de gas, pero en molts sistemes senzills s'utilisen sistemes presurizados per resort. Alguns dispositius poden utilisar més d'un acumulador. El seu tipo i ubicació exacta són el resultat d'una solució de compromís entre el seu efecte i els seus costs de fabricació.[1]
Normalment es coloquen prop de les bombes de impulsión, en una vàlvula de retenció que impedix que el fluix retorne a la bomba. En el cas de les bombes de tipo pistón, els acumuladors es coloquen en l'ubicació ideal per a absorbir les pulsacions d'energia produïdes per este tipo de bombes. També ajuda a protegir el sistema de l'efecte del colp d'ariet, resguardant els components hidràulics (particularment les canonades) d'abdós forces potencialment destructives.[1]
Un atre benefici és l'energia adicional que es pot almagasenar mentres la bomba està subjecta a una baixa demanda, permetent al dissenyador poder usar una bomba de menor capacitat. Els llarcs desplaçaments de determinats components d'alguns sistemes mecànics, com el tren d'aterrisage d'un gran avió, requerixen un volum considerable de decorregut i també poden beneficiar-se d'un o més acumuladors. A sovint es coloquen prop del mecanisme que demanda el decorregut, ya que l'entrega d'energia d'un acumulador de descàrrega en periodos de temps curts, és molt major inclús que la que podrien produir grans bombes.
Un acumulador també pot mantindre la pressió en un sistema quan hi ha fugues lleus, sense necessitat de que la bomba s'encenga i s'apague constantment. Quan els canvis de temperatura causen variacions de pressió, l'acumulador ajuda a absorbir-los, facilitant l'expansió del decorregut en trams de conducció confinats entre vàlvules.
La precarga de gas en un acumulador es configura de modo que la membrana, el diafragma o el pistón de separació[7] no alcancen ni colpegen cap dels extrems del pistón. El disseny de precarga normalment garantisa que les parts mòvils no embruten els extrems ni bloquegen els punts de pas del decorregut. Un acumulador correctament dissenyat i mantingut deu funcionar sense problemes durant anys, encara que un manteniment deficient de la precarga pot provocar greus averies.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Elements i circuits de neumàtica i hidràulica (Circuits de decorreguts. Suspensió i direcció), Editex, 2017, pp. 131. ISBN 9788491612681.
- ↑ Pablo Luque Rodríguez, Daniel Álvarez Mántaras, Carlos Vora. Ingenieria de l'automòvil: sistemes i comportament dinàmic, Editorial Paraninfo, 2004, p. 163 de 513. ISBN 9788497322829.
- ↑ «Limehouse Basin». Consultat el 15 d'octubre de 2016.
- ↑ «Pressure device». US Patent & Trademark Office.
- ↑ Hydraulic and Pneumatic Power for Production: How Air and Oil Equipment Ca be Applied to the Manual and Automatic Operation of Production Machinery of All Types with Numerous Existing Installations Explained in Step-by-step Circuit Analyses, Industrial Press Inc., 1977, pp. 4-3 de 600. ISBN 9780831111144.
- ↑ Industrial Hydraulic Systems: Theory and Practice, Universal-Publishers, 2016. ISBN 9781627340588.
- ↑ Tecnologia dels metals per a professionals tècnic-mecàniques, Reverte, 1984, pp. 325. ISBN 9788429160147.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Acumulador hidráulico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.
Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "nota", pero no es trobà una etiqueta <references group="nota"/>