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皮囊式蓄能器核心技術解析:原理、設計與性能優化

  • 發布時間:2025-02-10 13:26:08
  • 訪問量:163

摘要 儲能過程:皮囊式蓄能器由帶有氣密隔離件的橡膠皮囊、油液部分和殼體構成1。當液壓系統壓力升高,油液壓力大于皮囊內的充氣壓力時,油液進入蓄能器,使皮囊內的氣體被壓縮,此時油液的壓力能轉化為氣體的內能,相當于將能量積蓄在皮囊內的氣體中。

儲能過程:皮囊式蓄能器由帶有氣密隔離件的橡膠皮囊、油液部分和殼體構成1。當液壓系統壓力升高,油液壓力大于皮囊內的充氣壓力時,油液進入蓄能器,使皮囊內的氣體被壓縮,此時油液的壓力能轉化為氣體的內能,相當于將能量積蓄在皮囊內的氣體中。

摘要: 儲能過程:皮囊式蓄能器由帶有氣密隔離件的橡膠皮囊、油液部分和殼體構成1。當液壓系統壓力升高,油液壓力大于皮囊內的充氣壓力時,油液進入蓄能器,使皮囊內的氣體被壓縮,此時油液的壓力能轉化為氣體的內能,相當于將能量積蓄在皮囊內的氣體中。

  • 發布時間:2025-02-10 13:26:08
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詳情



以下是對皮囊式蓄能器核心技術的解析:


原理

皮囊式蓄能器主要基于氣體的可壓縮性來工作。具體如下:

儲能過程:皮囊式蓄能器由帶有氣密隔離件的橡膠皮囊、油液部分和殼體構成1。當液壓系統壓力升高,油液壓力大于皮囊內的充氣壓力時,油液進入蓄能器,使皮囊內的氣體被壓縮,此時油液的壓力能轉化為氣體的內能,相當于將能量積蓄在皮囊內的氣體中。

釋能過程:當液壓系統壓力下降,低于皮囊內氣體壓力時,被壓縮的氣體膨脹,將皮囊內的油壓出,使油液重新回到液壓回路中,補充系統壓力,從而減緩管路壓力的下降,實現能量的釋放。


設計

皮囊設計

  • 材料選擇:常用丁腈橡膠、丁基橡膠、氟化橡膠等。如丁腈橡膠具有良好的耐油性和耐磨性,適用于一般液壓油環境;氟化橡膠則具有更高的耐高溫、耐腐蝕性,用于一些惡劣工況57。

  • 形狀與尺寸:根據蓄能器的容積、安裝空間及系統需求設計。如大容積蓄能器可能采用較長或較大直徑的皮囊,以提供足夠的氣體儲存空間。

殼體設計

  • 材質與強度:一般選用高強度的鑄鋼或鍛鋼,以承受系統的高壓。通過計算系統最大工作壓力、沖擊壓力等,確定殼體的壁厚和結構,保證其在工作過程中不會發生破裂等安全問題。

  • 連接與安裝方式:進出油口的連接方式有螺紋連接、法蘭連接等,需根據系統管路的布置和連接要求選擇。安裝方式有垂直安裝、水平安裝等,垂直安裝時皮囊受力更均勻,水平安裝則適用于空間有限的場合。

充氣閥與提升閥設計

  • 充氣閥:其作用是方便向皮囊內充入氮氣等氣體,并保證充氣過程的安全和穩定,以及充氣后氣體的密封性能。

  • 提升閥:當油液進入蓄能器時,提升閥可防止皮囊過度膨脹而損壞;在油液流出時,控制油液的流速和流量,保證蓄能器的正常工作。



性能優化

  • 充氣壓力優化:根據蓄能器的不同用途確定合適的充氣壓力。用于沖擊緩沖時,充氣壓力取常用工作壓力或稍高;用于脈動阻尼,取正常工作壓力的 60% 左右;用于能量儲存,低于系統最低工作壓力 90%,一般控制為 60%-80%。

  • 皮囊性能提升

    • 改進材料配方:研發新的橡膠材料配方,提高皮囊的耐老化、耐疲勞性能,延長使用壽命。如添加特殊的添加劑,增強橡膠的抗氧化和抗撕裂能力。

    • 優化制造工藝:采用先進的成型工藝,如熱硫化成型、注塑成型等,提高皮囊的尺寸精度和表面質量,減少缺陷。

  • 系統匹配優化

    • 與液壓泵匹配:根據液壓泵的流量和壓力特性,合理選擇蓄能器的容量和工作壓力,使蓄能器能更好地儲存液壓泵多余的流量,在系統需要時及時補充。

    • 與執行元件匹配:針對執行元件的工作速度、負載變化等情況,調整蓄能器的參數,如在執行元件快速運動時,蓄能器能快速提供足夠的油液。


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