Acumuladores

Acumuladores

Acumulador de gas, de vejiga.

0

0

V

P

2

2

V

P

1

1

V

P

Acumuladores

Descargado totalmente de fluido oleohidráulico, fuera del funcionamiento

general del sistema oleohidráulico

0

0

V

P

2

2

V

P

1

1

V

P

Las tres fases principales

Acumuladores

Inicio de la carga de fluido oleohidráulico (o final de la descarga)

dentro del funcionamiento general

del sistema oleohidráulico

0

0

V

P

2

2

V

P

1

1

V

P


Acumuladores

Carga máxima de fluido oleohidráulico, dentro del funcionamiento general

del sistema oleohidráulico

0

0

V

P

2

2

V

P

1

1

V

P


Acumuladores

Partes más importantes de un acumulador de vejiga.

Cuerpo del Acumulado

r.

Bloque de desmontaj

e.

Seta de seguridad.

Vejiga del Acumulado

r.

Válvula de hinchado del gas.

1

1

V

PGas de

Nitrógeno, Argón, o un gas noble.

Acumuladores

Cuerpo del Acumulado

r.

Bloque de desmontaj

e.

Seta de seguridad.

Vejiga del Acumulado

r.

Gas de Nitrógeno, Argón, o un gas noble.

Válvula de hinchado del gas.

El acumulador almacena energía oleohidráulica acumulando un volumen de fluido a presión entre una presión inicial y una presión final.

Es por tanto, como tal almacén de energía a presión, el elemento más peligroso de la tecnología oleohidráulica.

Algo que convierte, no sólo al propio acumulador, sino a cualquier circuito que lo contenga, en algo digno de tener en cuenta a la hora de las seguridades.

Los acumuladores son muy útiles y tienen muchas aplicaciones, pero, precisamente por todo lo dicho anteriormente, deben evitarse en lo posible.

Sin embargo, dadas las seguridades y la seriedad con que se fabrican, así como las normas para su uso, lo convierten en un elemento fiable y seguro; y, por tanto, de usos muy frecuentes.

[Una de las aplicaciones más recientes (aunque ya de hace años) es un circuito oleohidráulico para almacenar la energía en las frenadas de autobuses urbanos y camiones de recogida de basuras, u otros similares, para después utilizarla en la arrancada, ahorrándose así un buen porcentaje en combustible.]

1

1

V

P

Descripción general de un acumulador.

Acumuladores

Acumulador de gas, de vejiga descargado.

0

0

V

PDescargado totalmente de fluido oleohidráulico, fuera del funcionamiento


La seta de seguridad protege la vejiga del acumulador dejando siempre encerrada una

pequeña cantidad de fluido a modo de colchón protector, que evita se dañe la

vejiga.

Acumuladores

En este caso el volumen V0 coincide con el tamaño nominal del acumulador, y P0 con su presión de hinchado.

Ambos valores determinan la constante propia del acumulador, tanto la adiabática, como la isotérmica, de sus transformaciones a nivel del volumen del gas.

0

0

V

PDescargado totalmente de fluido oleohidráulico, fuera del funcionamiento



La seta de seguridad protege la vejiga del acumulador dejando siempre encerrada una

pequeña cantidad de fluido a modo de colchón protector, que evita se dañe la

vejiga.


Acumuladores

Constantes del acumulador y tipo de transformaciones.

En este caso el volumen V0 coincide con el tamaño nominal del acumulador, y P0 con su presión de hinchado.

Ambos valores determinan la constante propia del acumulador, tanto la adiabática, como la isotérmica, de sus transformaciones a nivel del volumen del gas.

0

0

V

P

te(a)00

te(i)00

KVP

KVP1,41

Transformación isotérmica: aquella que permite, al expandirse el gas y realizar su trabajo, la transmisión de calor desde el exterior al gas interior, logrando así conservar su energía interna y temperatura.

Transformación adiabática: aquella que no permite, al expandirse el gas y realizar su trabajo, la transmisión de calor desde el exterior al gas interior, provocando una disminución de su energía interna y temperatura.

Acumuladores

Acumulador de gas, de vejiga y la acumulación de fluido.

Vol=Volumen acumulado

1

1

V

P

2

2

V

P

Inicio de la carga de fluido oleohidráulico, dentro del

funcionamiento general del sistema oleohidráulico

Carga máxima de fluido oleohidráulico, dentro

del funcionamiento general del sistema

oleohidráulico

Acumuladores

El acumulador al recibir fluido a presión comprime la vejiga de gas desde la presión P1 a la P2 originando una contracción del volumen del gas desde el volumen V1 al volumen V2 de tal forma que el acumulador ha almacenado a presión el volumen:


21ol V - V V 1

1

V

P

2

2

V

P

Estas dos situaciones son las de trabajo del acumulador, entre la presión inicial P1 de carga inicial y la final P2 que son:

P2 inicio de la descarga y

P1 el final de la misma y del trabajo.

Inicio de la carga de fluido oleohidráulico, dentro del

funcionamiento general del sistema oleohidráulico

Carga máxima de fluido oleohidráulico, dentro

del funcionamiento general del sistema

oleohidráulico

Acumulador de gas, de vejiga y la acumulación de fluido.

Acumuladores

Funcionamiento general del acumulador de gas de vejiga.

Considerando ya todas las fases tendremos:

0

0

V

P

1

1

V

P

2

2

V

P

ADIABÁTICA CIÓNTRANSFORMA te(a)2211

ISOTÉRMICA CIÓNTRANSFORMA te(i)2211

KVPVP

KVPVP1,411,4

1

1

V

P

Acumuladores

Considerando ya todas las fases tendremos:

0

0

V

P

1

1

V

P

2

2

V

P

02

te(a)00

te(i)00

P4P

0,9

P1

P0

KVP

KVP1,41

La presión P0 es inferior en un factor a P1 y frecuentemente suele ser = 0,9

La presión P2 nunca puede superar a cuatro veces la presión P0

Pero también

ADIABÁTICA CIÓNTRANSFORMA te(a)2211

ISOTÉRMICA CIÓNTRANSFORMA te(i)2211

KVPVP

KVPVP1,411,4


Acumuladores

Esto trae como consecuencia que el volumen acumulado sea en el caso de:


te(i)21

12ol

2

te(i)

1

te(i)ol

21ol

K PP

P-P V

P

K -

P

K V

V -V V

1

1

V

P

2

2

V

P

Isotérmicas:

)P

K( - )

P

K( V

V -V V

1,41

1

2

te(a)1,41

1

1

te(a)ol

21ol

Adiabáticas:


Acumuladores

Libro de excel

ACUMULADORES

Usando «el libro de excel» que podrán descargar en este enlace:

Yendo a su Hoja de Cálculo:

ACUMULADORES

Se introducen en ella las condiciones de nuestras necesidades y componentes, y nos dará los resultados de los volúmenes acumulados.

0

0

V

P

1

1

V

P

2

2

V

P

Acumuladores

Aplicación de un acumulador de gas de vejiga.

Tras haber realizado una revisión al acumulador, de un tamaño V0, se le vuelve a montar en el sistema.

Con la llave 1 abierta y la llave 2 cerrada montamos el acumulador al sistema y le inyectamos gas paulatinamente hasta alcanzar la presión de hinchado P0 por medio del manoreductor correspondiente. Al cabo de media hora volvemos a rellenar hasta la presión de hinchado de gas (pues habrá bajado) y a los 15 minutos comprobaremos y reajustamos la presión.

El acumulador ya está listo e invertimos el proceso de las llaves cerramos la llave 1 y abrimos la llave 2, ya podemos arrancar el motor y poner en marcha la bomba.

LL2

LL1

0

0

V

P

Acumuladores

Montaje inicial del acumulador

Tras haber puesto en marcha la bomba, como ni el presostato Ps1 ni el Ps2 están excitados, se excita la bobina Y0 y puesto que la bomba no está en descarga al no estar pilotado el antirretorno pilotado Ap al estar totalmente descargado el acumulador por provenir de su montaje tras una revisión, la bomba puede dar potencia a través del antirretorno A1 al servopiloto de Y0 para accionar la corredera del distribuidor que la conecta con el acumulador, garantizando así el suministro de potencia al servopiloto y el inicio, por tanto, de la carga del acumulador que mantiene los pilotajes.

Puesto que las bobinas Y1 y Y2 del distribuidor principal de mando nunca se excitarán sin estar previamente excitada Y0, la electroválvula distribuidora puede ser de pilotaje y drenaje internos.

1

1

V

P

Ps1

Ps2

A1

Ap

Y0

Acumuladores

Puesta en marcha de la bomba y del sistema.

2

2

V

P

Ps1

Ps2

De esa forma, al estar excitados tanto el presostato Ps1 como el Ps2, al excitarse éste último como se estaba pretendiendo excitar la la bobina Y1 al estar la orden de marcha, ésta se excita y da paso al inicio del ciclo del sistema.

O bien, si no hay orden de marcha, dará paso a la desexcitación de la bobina Y0 y a la puesta en descarga de la bomba, pues, en este caso, el antirretorno pilotado Ap estará de sobra pilotado.

La orden de marcha por tanto, excitará Y0 y, cuando esté Ps2, excitará Y1.

Y0

Y1

Ap

Y2

A1

Acumuladores

Inicio del ciclo del sistema y movimiento inicial del actuador.

Ps1

Ps2

Y0

Y1

Se inicia así el ciclo del sistema y el acumulador suministrará un gran caudal que se unirá al de la bomba originando una rápida aproximación a la zona de trabajo.

Ap

Y2

A1

Acumuladores

Funcionamiento del movimiento de aproximación rápida

Al descargarse el acumulador dejará de accionarse el presostato Ps2 inicialmente, y luego el Ps1...

Ps1

Ps2

Y0

Y1 Y2

Ap

A1

Acumuladores

Zona de trabajo y término del movimiento inicial

Pero al llegar a la zona de trabajo vuelve a cargarse el acumulador al subir la presión y al activarse el presostato Ps1 de nuevo, cuando ocurra esto después de haberse desexcitado en la descarga de la aproximación, entonces se excitará Y2.

Es decir, la presión máxima de trabajo en este proceso es Ps1

Ps1

Ps2

Y0

Y1 Y2

Ap

A1

Acumuladores

Movimiento de retorno del actuador

Ps1

Ps2

Y0

Y1 Y2

Al excitarse Y2 el sistema busca la posición inicial.

Ap

A1

Acumuladores

Llegada a la posición inicial.

Y el acumulador se descarga pero sin acabar de descargarse por completo, llegando a la calculada y pretendida presión inicial P1 y el volumen V1

Ps1

Ps2

Y0

Y1 Y2

Ap

A1

Acumuladores

Al llegar a la posición inicial un captador de posición la detectará desexcitando todas las bobinas de los distribuidores.

Como el acumulador viene ahora de un funcionamiento del sistema, mantiene la precarga inicial P1, suficiente para tener pilotado y abierto el antirretorno Ap y dejar en descarga la bomba. De no ser así se iniciaría una alimentación a través de A1 que pilotaría Ap y pondría en descarga la bomba.

Es el propio acumulador el que alimenta el servopiloto del distribuidor Y0 y del antirretorno Ap, mientras el antirretorno A1 impide su descarga.

Ps1

Ps2

Y0

Y1 Y2

Ap

A1

Llegada a la posición inicial.

Acumuladores

Válvulas de seguridad

La válvula de seguridad Vs es la válvula de seguridad del sistema que estará tarada a una presión ligeramente mayor que Ps2.

La válvula de seguridad del acumulador Va estará tarada a una presión inferior a cuatro veces P0

Personalmente las tararía de la siguiente forma:

0va

S2vs

P3,6 P

0,9

P P

Va Vs

Acumuladores

Sistema en reposo

Acumuladores

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