Bình tích áp là một thiết bị lưu trữ năng lượng trong hệ thống khí nén. Nó chuyển đổi năng lượng trong hệ thống thành năng lượng nén hoặc năng lượng tiềm năng vào một thời điểm thích hợp và lưu trữ nó. Khi hệ thống cần nó, nó sẽ chuyển đổi năng lượng nén hoặc năng lượng tiềm năng thành năng lượng thủy lực hoặc khí nén và giải phóng nó để bổ sung cho hệ thống. Khi áp suất của hệ thống tăng lên tức thời, nó có thể hấp thụ phần năng lượng này để đảm bảo áp suất bình thường của toàn hệ thống.

Bình tích áp làm việc như thế nào?

Dầu thủy lực là chất lỏng không nén được nên không thể tích lũy năng lượng áp suất bằng cách sử dụng dầu thủy lực mà phải dựa vào các phương tiện khác để chuyển đổi và tích lũy năng lượng áp suất. Ví dụ, một Bình tích áp khí kiểu ruột giãn nở được phát triển bằng cách sử dụng khả năng nén của khí (nitơ) là một thiết bị tích lũy dầu thủy lực. Bình tích áp loại ruột giãn nở bao gồm một phần dầu và một phần khí có đệm khí, và dầu xung quanh ruột giãn nở được kết nối với dầu thủy lực. Khi áp suất tăng, dầu đi vào Bình tích áp và khí được nén cho đến khi áp suất đường ống của hệ thống không còn tăng nữa. Khi áp suất đường ống giảm, khí nén sẽ nở ra và dầu được bơm vào mạch bằng thủy lực, do đó làm chậm quá trình giảm áp suất đường ống.

Phân loại bình tích áp

Bình tích áp có thể chia thành các loại như sau:

- Bình tích áp kiểu lò xo

Nó dựa vào lò xo nén để chuyển đổi năng lượng áp suất dư trong hệ thống thủy lực thành năng lượng dạng thế năng của lò xo và lưu trữ nó, đồng thời giải phóng nó khi cần thiết. Bình có cấu trúc đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, do độ giãn nở và co lại của lò xo bị hạn chế, đồng thời độ giãn nở và co lại của lò xo không nhạy với sự thay đổi áp suất, chức năng hấp thụ rung động kém nên chỉ phù hợp với hệ thống áp suất thấp, công suất nhỏ (P≦1.0～1.2MPa) hoặc được sử dụng làm thiết bị đệm.

- Bình tích áp kiểu pít tông

Nó chuyển đổi năng lượng áp suất dư trong hệ thống thủy lực thành thế năng hấp dẫn và tích lũy nó bằng cách tăng áp suất được nạp trên pít-tông làm kín. Nó có cấu trúc đơn giản và áp suất ổn định. Nhược điểm là lắp đặt bị hạn chế và chỉ có thể được lắp đặt theo chiều dọc, không dễ bịt kín, khối lượng có quán tính lớn và không nhạy. Những Bình tích áp này chỉ được sử dụng để lưu trữ năng lượng tạm thời.

Hai Bình tích áp này hiếm khi được sử dụng vì những hạn chế của chúng. Nhưng điều đáng chú ý là một số bộ phận nghiên cứu đã thực hiện một số cải tiến trong cấu trúc của hai Bình tích áp này từ quan điểm kinh tế và khắc phục những nhược điểm của chúng ở một mức độ nhất định. Ví dụ, cải tiến bộ tích áp bằng cách cải tiến cấu trúc của bộ tích điện lò xo, tăng đường kính ngoài của lò xo (lớn hơn đường kính của buồng thủy lực) và hạn chế hành trình lò xo (hạn chế tải trọng tối đa của lò xo trong vòng tải trọng giới hạn cho phép). Qua đó tăng áp suất và công suất làm việc, giảm giá thành.

- Bình tích áp kiểu khí nén

Nó dựa trên định luật Boyle (PVn=K=hằng số), hoàn thành quá trình chuyển đổi năng lượng bằng cách nén khí và trước tiên nạp khí vào Bình tích áp ở áp suất định trước khi sử dụng. Khi áp suất hệ thống vượt quá áp suất bên trong của Bình tích áp, dầu sẽ nén khí và chuyển đổi áp suất trong dầu thành năng lượng bên trong khí. Khi áp suất hệ thống thấp hơn áp suất bên trong của Bình tích áp, dầu trong sẽ giải phóng năng lượng. Lựa chọn áp lực hấp thụ thích hợp là chìa khóa cho loại bình tích áp kiểu này. Theo cấu trúc, loại Bình tích áp này có thể được chia thành bộ giảm chấn đường ống, loại tiếp xúc trực tiếp với khí-lỏng, loại pít-tông, loại màng ngăn, loại túi khí, v.v.

Chức năng chính của bình điều áp công nghiệp

Các loại bình tích áp chủ yếu được chia thành: loại lò xo và loại khí nén.

Bình tích áp công nghiệp có các chức năng chính như:

- Cung cấp bù áp suất quy mô lớn trong thời gian ngắn

- Duy trì áp suất hệ thống

- Bổ sung năng lượng khẩn cấp

- Giảm áp suất tác động

- Hấp thụ sung lực

Các chức năng của Bình tích áp chủ yếu được chia thành lưu trữ năng lượng, hấp thụ sung thủy lực, loại bỏ bốn loại xung và năng lượng phục hồi.

1. Lưu trữ năng lượng: Loại chức năng này có thể được chia nhỏ trong sử dụng thực tế:

- Làm nguồn bổ sung năng lượng để giảm công suất lắp đặt cho hệ thống bơm

- Để áp suất bù rò rỉ

- Để bù cho sự giãn nở nhiệt

- Bình tích áp được xem như một nguồn năng lượng khẩn cấp

- Để tạo thành dầu áp suất không đổi nguồn.

2. Hấp thụ sốc thủy lực: Việc đảo chiều van đảo chiều đột ngột và chuyển động của bộ truyền động dừng đột ngột sẽ tạo ra một cú sốc áp suất trong hệ thống thủy lực, khiến áp suất hệ thống tăng nhanh trong thời gian ngắn, gây hư hỏng thiết bị, linh kiện và thiết bị làm kín, tạo ra rung động và tiếng ồn. Để đảm bảo hiệu quả hấp thụ, Bình tích áp nên được lắp đặt gần điểm va chạm. Do đó, Bình tích áp thường được lắp đặt trước nguồn tác động như van điều khiển hoặc xi lanh thủy lực, có thể hấp thụ và đệm tốt cú sốc thủy lực.

3. Loại bỏ xung và giảm tiếng ồn: Đối với hệ thống thủy lực sử dụng bơm pít tông và số lượng pít tông ít thì việc thay đổi định kỳ lưu lượng bơm sẽ làm cho hệ thống bị rung. Bình tích áp được lắp đặt, có thể hấp thụ một lượng lớn năng lượng trong áp suất và dòng chảy dao động, trong một chu kỳ của xung động dòng chảy. Phần dầu có tốc độ dòng chảy tức thời cao hơn tốc độ dòng chảy trung bình được hấp thụ bởi bình tích áp và phần dưới tốc độ dòng chảy trung bình được bổ sung bởi bình tích áp, hấp thụ năng lượng trong xung, làm giảm xung và giảm thiệt hại cho các dụng cụ và thiết bị.

4. Phục hồi năng lượng: Thu hồi năng lượng bằng bình tích áp là lĩnh vực được nghiên cứu nhiều hơn. Thu hồi năng lượng có thể cải thiện việc sử dụng năng lượng và là một cách quan trọng để tiết kiệm năng lượng. Bởi vì bình tích áp có thể lưu trữ năng lượng tạm thời, nên nó có thể được sử dụng để phục hồi nhiều chức năng và thế năng tại vị trí.

Lắp đặt và sử dụng bình tích áp như thế nào

Bình tích áp phục vụ hai mục đích.

1. Khi lưu lượng do tải yêu cầu nhỏ hơn lưu lượng của hệ thống bơm thủy lực trong quá trình di chuyển ở tốc độ thấp, lưu lượng vượt quá của bơm thủy lực sẽ được tích trữ trong bộ tích năng. Khi lưu lượng do tải yêu cầu lớn hơn lưu lượng của bơm thủy lực, chất lỏng được giải phóng khỏi bình tích áp để bù đắp cho sự thiếu hụt dòng chảy của hệ thống bơm thủy lực.

2. Khi máy ngừng hoạt động nhưng vẫn cần duy trì một áp suất nhất định, bơm thủy lực có thể dừng lại và sự rò rỉ của hệ thống có thể được bù bằng Bình tích áp để duy trì áp suất của hệ thống. Bình tích áp cũng có thể được sử dụng để hấp thụ xung áp suất của bơm thủy lực hoặc hấp thụ áp suất sốc thủy lực được tạo ra trong hệ thống. Áp suất trong bình tích áp có thể được tạo ra bởi khí nén, trọng lượng hoặc lò xo. Do đó bình tích áp được chia thành loại khí, loại trọng lượng và loại lò xo. Bộ phận tiếp xúc trực tiếp giữa khí và lỏng trong bình tích áp kiểu khí gọi là kiểu tiếp xúc, có cấu tạo đơn giản, dung tích lớn nhưng dễ hòa trộn khí vào lỏng nên thường dùng trong máy ép thủy lực. Khí và chất lỏng không tiếp xúc với nhau, được gọi là loại cách ly, thường được cách ly bằng túi da và màng ngăn. Sự thay đổi thể tích của túi da lớn và sự thay đổi thể tích của màng ngăn nhỏ và nó thường được sử dụng để hấp thụ xung áp suất.

Xem thêm >>> Máy bơm PCCC | máy bơm Ebara