Основные соотношения и зависимости при выборе полного и расчете маневрового объема гидропневмоаккумулятора

Начальный объем жидкости в гидроаккумуляторе:

V_ж.н=V_к[1-(p_Г/p_Н)^1/n],

p_Г-давление азота в гидроаккумуляторе, МПа;

p_Н – давление насоса, Мпа;

n=1,405 – показатель политропы.

Конструктивный объем гидрогазового аккумулятора включает: объем газовой камеры, полезный объем (изменяемый объем жидкостной камеры) и начальный объем жидкости в гидроаккумуляторе, то есть

V_к=V_Г+ V_П+ V_ж.н ,

Полезный объем в гидроаккумуляторе

V_П= V_к (p_Г/p_Д- p_Г/p_Н)^1/n,

где p_Г – давление азота в гидроаккумуляторе, Мпа;

p_Н – давление, разви­ваемое насосом, МПа;

p_Д – давление страгивания поршня ГЦ, МПа.

Если гидроаккумулятор присоединить к одной из полостей ГЦ, время задержки увеличивается за счет времени заполнения его объема. Мак­симальное давление в газовом гидроаккумуляторе

p_max = p_{Г/ ,}

Нарастание давления газа в пневмогидроаккумуляторе происходит по закону, близкому к апериодическому закону. По такому же закону нарастает и гидравлическое давление в гидроаккумуляторе и полости ГЦ, то есть

,

где t – время нарастания давления, с;

T_П – постоянная времени аперио­дического звена, с.

Время нарастания давления в гидроаккумуляторе и полости ГЦ при включенном в схему гидроаккумуляторе, до момента страгивания поршня со штоком, представлено графической зависимостью на рисунке 2 и описывается выражением:

,

где Q_др.ср – средний расход жидкости, подаваемой в гидроаккумулятор и полость ГЦ, м³/с.

Постоянная времени апериодического звена (с)

,

где R – универсальная газовая постоянная для азота, Дж/кг*К;

T – температура азота, К; α – проводимость гидравлической магистрали, которая зависит от давления насоса и других параметров.

При p_Н = 30 бар – T_П = 2 с; при p_Н = 40 бар – T_П = 1,4 с.

Рисунок 4 – График нарастания давления в гидропневмоаккумуляторе

Расход жидкости, поступающей в гидроаккумулятор и полость ГЦ, ме­няется от момента открытия ГР до момента страгивания поршня ГЦ. С некоторым допущением можно считать, что расход за это время изменяется (уменьшается) по линейной зависимости,

,

где Q_др – расход, обеспечиваемый дросселем гидросхемы; p_а – атмо­сферное давление; p_max, p_min – максимальное и минимальное гидравлическое избыточное давление в гидроаккумуляторе. Максимальное гидравлическое давление (см. график) определяется давлением страгивания поршня со штоком гидроцилиндра p_Д, а минимальное гидравлическое давление – давлением газа (азота) p_Г. Первый член уравнения показывает, что нарастание избыточного гидравлического давления от нуля до 10 бар (равное давлению азота) происходит в полости начального объема жидкости гидроаккумулятора. Второй член уравнения показывает, что нарастание давления от p_Г = 10 бар до давления страгивания p_Д происходит за счет сжатия газа – азота и уменьшения газовой камеры гидроаккумулятора.

Правила приемки и методы испытаний мембранных гидроаккумуляторов

Испытание гидроаккумулятора проводятся в соответствии с ГОСТ 26496-85.

Испытаниям следует подвергать базовые модели, а при отсутст-вии модификации базовых моделей – все модели типоразмерного ряда. Допускается результаты испытаний базовых моделей распространять на их модификации.

– при приемосдаточных испытаних следует проверять:

– прочность гидроаккумулятора;

– функционирование;

– наужную герметичность;

– внутреннюю герметичность для пневмогидроаккумуляторов.

При переодических испытаниях слудует проверять:

– внешний вид;

– габаритные и присоединительные размеры;

– массу;

– геометроию и шеро- ховатость внутренней поверхности гильэы для поршневых пневмогидро- аккумуляторов;

– материал и термообработку;

– функционирование;

– прочность гидроаккумулятора;

– давление разрушения корпуса;

– наруж- нюю герметичность;

– внутреннюю герметичность для пневмогидроакку- муляторов;

– давление страгивания для поршневых гидроаккумуляторов;

– наминальную вместимость;

– ресурс;

– нароботку на отказ;

– виброусточивость и вибропрочность, есле зто установлено стандартных в стандартах или технических условиях на конкретные изделия;

– другие параметры, установленные в стандартах и технических условиях на конкретные изделия.

Испытания следует проводить на рабочей жидкости, марка и класс чистоты – по ГОСТ 17216. У гидроаккумуляторов необходимо проверять обе полости – жидкую и газовую. Газ из газовой полости должен быть удален до начала испытаний. Допускается проводить проверку прочно- сти балонных и мембранных пневмогидроаккумуляторов с удаленным эластичным разделителем.

Для пневмогидроаккумуляторов отношения максимального давления зарядки газа и минимального давления к рабочему давлению газа долж- но сответствоватьдопускаемым значениям.

Зависимость объема рабочей жидкости в гидроаккумуляторе от давления следует определять путем измерения выделенного из жидкост- ной полости объема рабочей жидкости при снижении давления в гидролинии. Для пневмогидроаккумуляторов эту зависимость следует определять для изотермического процесса при условии, что температура стенок газовой полости не изменяется больше чем на ±2С⁰. Зависимость следует определять для различных давлений зарядки пневмогидроаккумуляторов в соответствии с ГОСТ 16769.

Испытания годроаккумуляторов следует производить в соответствии с требованиями безопасности по ГОСТ 12.2.086 и ГОСТ 12.2.040.

Рисунок 5 - Схема для проверки гидроаккумуляторов пробным давлением, герметичности и функционирования, зависимости объема от давления: 1- гидроаккумулятор;

2 – термометр; 3 – вентиль запорный; 4 – кран-демпфер; 5 – манометр; 6 – мерная емкость.

Рисунок 6 – Схема для проверки ресурса гидроаккумуляторов: 1 – гидроаккумулятор; 2 - кран-демпфер; 3 – манометр; 4 – дроссель; 5 – распределитель.

Рисунок 7 – Диаграмма зависимости объема от давления для изотермического процесса в пневмогидроаккумуляторах