Acumulatorul hidraulic este rezerva de energie a unei instalații: stochează ulei sub presiune și îl dă înapoi exact când circuitul are nevoie. Ales corect, permite o pompă mai mică, amortizează șocurile și menține presiunea constantă. Ales greșit, se golește prea repede sau nu lucrează deloc. Mai jos găsești cum funcționează și cum îl dimensionezi.

Cum funcționează

Un acumulator are două camere separate de o membrană, un balon (vezică) sau un piston. Într-o parte este azot, încărcat dinainte la o anumită presiune (presiunea de preîncărcare, p0). În cealaltă parte intră uleiul. Când presiunea din circuit crește, uleiul comprimă azotul și se stochează. Când presiunea scade, azotul împinge uleiul înapoi în instalație.

Important: se folosește numai azot. Aerul sau oxigenul în contact cu uleiul sub presiune pot provoca explozii.

Tipuri de acumulatoare

• Cu membrană – volume mici (de la sub 0,1 L până la câțiva litri), compacte, potrivite pentru amortizare de pulsații și pentru rezervă mică de ulei.
• Cu balon (vezică) – cele mai răspândite, de la circa 1 L până la zeci de litri; reacționează rapid și sunt bune pentru rezervă de energie și amortizare de șocuri.
• Cu piston – volume mari, raport mare între presiunea maximă și cea minimă, potrivite unde e nevoie de debit mare sau de montaj cu senzor de poziție.

La ce se folosește

• Rezervă de energie – pompa umple acumulatorul în pauze, iar acesta acoperă vârfurile de consum. Rezultatul: pompă și motor electric mai mici.
• Funcționare de avarie – de exemplu, închiderea unei valve, frânarea sau coborârea controlată a unei sarcini când se oprește pompa.
• Compensarea scurgerilor și menținerea presiunii la prese și dispozitive de strângere, cu pompa oprită o mare parte din timp.
• Amortizarea șocurilor și a pulsațiilor – mai puțin zgomot, conducte și racorduri protejate.
• Compensarea dilatării uleiului în circuite închise.

Dimensionare: cele trei presiuni care contează

• p1 – presiunea minimă de lucru: cea mai mică presiune la care instalația încă funcționează corect.
• p2 – presiunea maximă de lucru: de obicei presiunea de reglaj a pompei sau a supapei de siguranță.
• p0 – presiunea de preîncărcare cu azot: la acumulatoarele cu balon se alege de regulă în jur de 90% din p1, ca balonul să nu lovească supapa de ulei la fiecare golire.

Mai trebuie să știi ΔV: volumul de ulei pe care acumulatorul trebuie să-l dea între p2 și p1. Toate presiunile din calcul sunt presiuni absolute (presiunea de pe manometru + 1 bar).

Formula de calcul

Volumul nominal al acumulatorului (V0) se calculează aproximativ cu formula:

V0 = ΔV / [ (p0/p1)^1/n – (p0/p2)^1/n ]

unde n depinde de viteza ciclului: n = 1 pentru încărcări și descărcări lente (peste câteva minute, azotul are timp să schimbe căldură cu mediul) și n = 1,4 pentru cicluri rapide (sub circa un minut). Dacă nu știi exact, calculează cu 1,4: rezultatul e acoperitor.

Exemplu

O instalație lucrează între 100 și 150 bar (manometru) și are nevoie de 1,5 L de ulei din acumulator la fiecare ciclu rapid.

• p1 = 101 bar abs., p2 = 151 bar abs.
• p0 = 0,9 × 101 ≈ 91 bar abs. (adică circa 90 bar pe manometru)
• cu n = 1 (ciclu lent) ar rezulta circa 5,0 L;
• cu n = 1,4 (ciclu rapid) rezultă circa 6,5 L.

Cum ciclul este rapid, se alege următoarea mărime standard peste 6,5 L, adică de obicei un acumulator de 10 L. Diferența dintre cele două rezultate arată de ce e periculos să dimensionezi „la limită”.

Greșeli frecvente

• Preîncărcarea nu se verifică. Azotul se pierde lent în timp. Un acumulator cu preîncărcare scăzută dă mult mai puțin ulei util și uzează balonul. Verifică presiunea de azot cel puțin o dată pe an, cu un dispozitiv de încărcare și control.
• Calcul cu presiuni relative în loc de absolute, ceea ce dă volume prea mici, mai ales la presiuni joase.
• Lipsa blocului de siguranță. Acumulatorul trebuie să aibă robinet de izolare, supapă de siguranță proprie și descărcare către rezervor.
• Intervenții sub presiune. Un acumulator rămâne încărcat și după oprirea pompei. Înainte de orice intervenție pe circuit, descarcă-l complet și verifică pe manometru.

Acumulatorul și pompa

Un acumulator dimensionat corect poate reduce mult debitul necesar al pompei, pentru că pompa nu mai trebuie să acopere vârful de consum, ci doar consumul mediu. Dacă vrei să refaci calculul unei instalații și să alegi pompa potrivită pentru noul regim de lucru, echipa pompehidraulicestoc.ro te poate ajuta cu o recomandare.

Întrebări frecvente

Pot încărca acumulatorul cu aer comprimat?

Nu. Se folosește exclusiv azot. Aerul conține oxigen, iar amestecul cu ulei sub presiune poate exploda.

Cum știu dacă balonul acumulatorului este spart?

Semnele tipice sunt ulei care iese pe ventilul de azot, presiune de preîncărcare care scade foarte repede și un acumulator care nu mai amortizează nimic. În acest caz, balonul trebuie înlocuit.