Введение:
«Энергию нельзя ни создать, ни уничтожить, но можно преобразовать из одного в другое». Эта энергия также может храниться в устройстве или оборудовании, чтобы их можно было использовать в другой форме. Например, мы знаем о функции маховика в роторной машине. Он получает энергию от первичного двигателя, сохраняет полученную энергию и, при необходимости, отдает энергию обратно в ту же систему. Другим примером хранения и преобразования энергии, который является самой последней разработкой в автомобильной промышленности, является KERS или система рекуперации кинетической энергии. Система использует кинетическую энергию, когда автомобиль снижает скорость, и возвращает ее самому автомобилю для ускорения. Таким образом, энергия сохраняется в одной форме и возвращается в систему в другой форме. Я пытаюсь подчеркнуть здесь то, что «энергия сохраняется». Вы когда-нибудь задумывались, как хранится энергия? Прочтите здесь, чтобы узнать об одном из наиболее широко используемых накопителей энергии — гидроаккумуляторе.
Что такое гидроаккумулятор?
Это простые пневмогидроаккумуляторы, которые накапливают энергию в виде давления жидкости. Это накопленное давление может внезапно или периодически сбрасываться в соответствии с требованиями. В случае гидравлического подъемника или гидравлического крана требуется большое количество энергии, когда подъемник или кран движется вверх. Эта энергия поступает от гидроаккумулятора. Но когда лифт движется в направлении вниз, он не требует огромного количества энергии. В течение этого времени масло или гидравлическая жидкость, перекачиваемая насосом, хранится в аккумуляторе для будущего использования.
Работа гидроаккумулятора:
Аккумулятор обычно имеет цилиндрическую камеру, в которой находится поршень. Этот поршень либо подпружинен, либо на нем удерживается некоторый расчетный вес, либо даже находится под пневматическим давлением. Гидравлический насос перекачивает жидкость в аккумулятор, который представляет собой не что иное, как герметичный контейнер. Объем контейнера фиксирован и не может быть изменен. Но количество гидравлической жидкости, перекачиваемой внутрь контейнера, постоянно увеличивается. Таким образом, давление гидравлической жидкости внутри контейнера начинает увеличиваться.
На рисунке слева показан гидроаккумулятор, состоящий из неподвижного вертикального цилиндра, содержащего скользящий цилиндр. На баран кладут тяжелый груз. Вход цилиндра соединен с насосом, который непрерывно подает воду или гидравлическую жидкость под давлением в цилиндр. Выход цилиндра соединен с машиной (которая может быть подъемником или краном).
Баран находится в самом нижнем положении в начале. Насос непрерывно подает гидравлическую жидкость под давлением. Если гидравлическая жидкость под давлением не требуется машине, она хранится в цилиндре. Это поднимет баран, на котором находится тяжелый груз. Когда поршень находится в крайнем верхнем положении, цилиндр заполнен гидравлической жидкостью, а аккумулятор накопил максимальное количество энергии давления. Когда машине (крану или подъемнику) требуется большое количество энергии, аккумулятор подает эту энергию, и ползун начинает двигаться вниз.
Но есть ли ограничение по давлению?
Как упоминалось ранее, на плунжере удерживается вес, или плунжер удерживается против давления пружины, а иногда даже под давлением воздуха. Таким образом, именно эта сила пружины, веса или давления воздуха определяет давление жидкости, хранящейся внутри контейнера. Насос нагнетает жидкость внутри контейнера до тех пор, пока вес не будет полностью поднят или полностью сжата пружина, после чего насос останавливается автоматически (или иногда вручную).
Какая польза от этой накопленной энергии давления?
Гидравлическая жидкость, хранящаяся внутри контейнера, имеет энергию в виде давления. Эта энергия давления может быть использована для многих операций. Например, в промышленности на трубопроводах предусмотрено бесконечное количество клапанов, и оператор не может управлять каждым клапаном вручную, а иногда невозможно запомнить расположение всех клапанов. Мнемосхема находится в диспетчерской, что позволяет видеть все клапаны с высоты птичьего полета. Эти клапаны обычно управляются гидравлически дистанционно. Система обычно имеет масляный резервуар, насос, аккумулятор, трубопроводы и клапаны. Насос нагнетает гидравлическое масло через аккумулятор и трубопроводы, приводя в действие соответствующие клапаны. Когда операции завершены,
Зачем нам аккумулятор?
Если бы не было гидроаккумулятора, гидравлический насос работал бы постоянно, чтобы обеспечить работу клапана. Насос будет часто запускаться и останавливаться, что влияет на производительность насоса и его исправность. Также аккумулятор накапливает энергию, которую можно использовать в аварийной ситуации, когда нет другого источника питания. Его можно сравнить с использованием конденсаторов в электрических цепях. В отелях и других отраслях вода обычно хранится в аккумуляторах, называемых «гидрофорами», которые способны подавать воду на большую высоту, снижая нагрузку на насосы — например, если есть заводы, на которых резервуары для воды нельзя разместить наверху. здания из-за некоторых ограничений и, таким образом, размещаются на земле. Для подачи воды на большую высоту требуется насос сравнительно большей производительности. Но его можно заменить насосом меньшей производительности и гидрофором, который является аккумулятором. Вода накапливается против давления воздуха внутри аккумулятора, а всякий раз, когда потребность в воде возникает на большей высоте, вода закачивается с помощью давления воздуха внутри аккумулятора, просто открывая соответствующие клапаны. Это снижает потребность в насосе большей производительности и позволяет избежать непрерывного цикла пуска-останова насосов.
Использование аккумуляторов:
Для увеличения подачи насоса : как обсуждалось ранее, аккумуляторы чаще всего используются для увеличения подачи насоса. Некоторые контуры машин требуют большого потока масла в течение короткого промежутка времени, а затем используют небольшое количество жидкости или вообще не используют ее в течение длительного периода времени. Таким образом, обычно, когда контур не требует подачи масла, насос поддерживает давление в аккумуляторе для будущего использования.
Чтобы поглотить удар: Иногда внезапное изменение положения клапана или операции может вызвать волну давления, которая вызывает удар. Давление быстро движущихся гидравлических контуров может вызывать скачки давления, которые также вызывают удары при резком прекращении потока. При установке в удароопасных зонах гидравлических контуров гидроаккумуляторы служат устройствами, гасящими скачки давления.
В качестве аварийного источника питания: Суда обычно имеют аварийные средства пуска спасательных средств. Двигатели спасательных шлюпок запускаются либо вручную, либо иногда гидравлически. Они действуют как вторичные средства запуска в чрезвычайных ситуациях.