5.2.4. Гідроакумулятори

Гідроакумулятор – це пристрій, який служить для накопичення гідравлічної енергії під час паузи в її використанні агрегатами гідравлічних систем.

Використання акумуляторів дає можливість знизити потужність насосів, доводячи її до середньої потужності споживачів гідравлічної енергії і забезпечити перерви в роботі постачального насосу. Енергія, яка накопичена в акумуляторі, може бути віддана в короткий термін, а акумулятор короткочасно може розвити велику потужність. Найчастіше використовуються газові, пневматичні та пружинні гідроакумулятори (рис. 70).

6. Пневматичні об'ємні машини

6.1. Загальні положення

У сучасній техніці і, зокрема, в системах автоматизації виробничих процесів застосовують разом з гідравлічними, пневматичні приводи і механізми, засновані на використовуванні як робочого середовища стислого або розрідженого повітря. Застосування пневмоприводів дозволяє розв'язувати складні задачі по автоматизації управління машинами і виробничими процесами.

Пневматичні приводи (системи) повсюдно застосовують в ливарних і ковальсько-пресових машинах, під'ємнотранспортних засобах та в інших галузях техніки. Особливо широко вони застосовуються в пристроях і апаратах управління транспортними машинами, в гальмівних системах.

До основних переваг пневматичних систем відноситься надійність і довговічність, швидкість дії (спрацьовування), простота конструкції і економічність, обумовлені одноканальним живленням виконавчих пневмоагрегатів (відпрацьоване повітря випускається безпосередньо в атмосферу без відвідних трубопроводів) і дешевизною самого робочого середовища. Пневматичні пристрої є безпечними у пожежному відношенні.

Разом з цими позитивними якостями пневматичні системи мають недоліки, пов’язані з природою робочого середовища – повітря, яке характеризується стисливістю, що утрудняє створення необхідної точності й плавності ходу. Крім цього пневматичні приводи мають, як правило, більш низький к.к.д. у порівняні з гідравлічними приводами.

Стисле повітря для живлення пневматичних систем зазвичай виробляється компресорами, які обслуговують пневматичні машини всього підприємства, або певну їх групу. Застосовуються переважно компресори об'ємних типів, головним чином пластинчасті і поршневі.

6.2. Типи поршневих компресорів

Поршневі компресори виготовляються переважно з нерухомимициліндрами і, рідше – з циліндрами, що обертаються, виконаними у вигляді багатоциліндрового зіркоподібного блоку. Останні компресори називають роторними.

Крім того, розрізняють одноступінчасті й багатоступінчасті компресори з рядним (рис. 71) і співвісним (рис. 72) розташуванням циліндрів, а також інші типи компресорів з осями циліндрів, розташованими під кутом. Поршневі компресори застосовують для роботи до 100 МПа і вище.

Рис. 71. Схеми одноступінчастого (а) і двохступінчастого (б) компресорів з рядним розташуванням циліндрів.

Принцип дії одноступінчатого поршневого компресора аналогічний дії поршневої гідромашини з клапанним або золотниковим розподілом від якої компресор відрізняється лише тим, що всмоктувальний і нагнітальний клапани зазвичай приводяться в дію примусово, хоча іноді застосовуються і самодіючі пластинчасті клапани; поршні приводяться в дію за допомогою колінчастого валу або кулачкового ексцентрика.

З метою оберігання компресора від перегріву на вході в кожен подальший ступінь стисле повітря подається попереднім ступенем, піддається охолоджуванню за допомогою тих або інших охолоджувальних пристроїв.

На рис. 72 представлена схема триступінчатого тандем-компресора з поршнями, розташованими на загальному штоку. При русі поршня 1 вправо повітря засмоктується з атмосфери в ліву порожнину циліндра а і витісняється з правої порожнини цього циліндра в ліву порожнину циліндра b. Оскільки площа перерізу циліндра а в n разів первищує площу перерізу циліндра b, в такій самій степені відбувається стиснення повітря в лівій порожнині циліндра (при ізотермічному стисненні).

При русі поршня 2 вліво це стисле повітря витісняється з лівої порожнини циліндра b в праву порожнину циліндра с, площа якого у n разів менша за площу циліндру b; в результаті відбувається підвищення в n разів тиску повітря, що витісняється в цю порожнину. При подальшому русі поршня 3 вправо заздалегідь стиснуте повітря витісняється в магістраль d.

Рис. 72. Схема триступінчастого поршневого тандем-компресора.

Аналогічним способом сполучені між собою ліва порожнина циліндра а з правою порожниною циліндра b і ліва порожнина циліндра b з правою порожниною циліндра с. При такому з'єднанні циліндрів одержимо триступінчате стиснення і відповідно - підвищення тиску на виході останнього циліндра.

При відношенні робочих площ поршнів 1, 2 і 3 ступінь стиснення компресора при ізотермічному процесі буде рівний 3n.

Кількість ступенів доводиться до z = 56 і ступінь стиснення до x=120 і більше.