Membránový akumulátor pre banské stroje: výber, dimenzovanie a údržba

Hydraulický vrták do kameňa, ktorý udrie 2 500-krát za minútu, vytlačí tlakový impulz do svojho okruhu každých 24 milisekúnd. Hadica sa ohýba, tesnenia sa opotrebúvajú a čerpadlo vidí odrazenú vlnu. Membránové akumulátory sú bežné na banských strojoch z jedného štrukturálneho dôvodu: membrána nemá klzné tesnenie a takmer žiadnu hmotnosť, takže plynová strana reaguje v priebehu milisekúnd po prvom zvýšení tlaku.

Najprv záver. Na tlmenie pulzácií, tlmenie nárazov a maloobjemové ukladanie energie na vrtných súpravách, drvičoch a nákladných vyklápačoch je membránový akumulátor zvyčajne vhodnejší ako vaková alebo piestová jednotka. Prestáva byť najlepšou odpoveďou, keď objem plynu prekročí približne 4 litre, alebo keď stroj musí skladovať niekoľko litrov použiteľného oleja pre veľký valec. Tu je miesto, kde táto hranica leží, ako veľkosť jednotky a čo je potrebné skontrolovať predtým, ako objednávka vyjde.

Prečo membránové akumulátory vyhovujú banským strojom

Ťažné pracovné cykly postihujú hydrauliku tromi spôsobmi: nárazom poháňané tlakové skoky, nepretržité vysokofrekvenčné zvlnenie čerpadiel a búračov a prach, vibrácie a veľké teplotné výkyvy. Membránový akumulátor zvládne všetky tri bez častí, ktoré normálne zlyhajú ako prvé.

• Bez posuvného tesnenia. Membrána je upnutá na svojom obvode a jednoducho sa ohýba, takže sa tu nenachádza žiadny piestny krúžok v otvore a žiadna dráha opotrebenia.
• Rýchla odozva. Pohyblivá hmota je tenká elastomérová membrána, ktorá poskytuje reakčné časy v rozsahu milisekúnd, čo je dôležité, keď udalosť, ktorá sa má absorbovať, trvá 20 až 50 milisekúnd.
• Kompaktná obálka a jedna opotrebiteľná časť. Membránové jednotky sú krátke a ľahké vzhľadom na ich menovitý tlak a membrána je jediným spotrebným materiálom.
• Schopnosť tlaku, ktorá zodpovedá obvodu. Typické hodnoty 250 až 350 barov pokrývajú väčšinu mobilnej a pevnej banskej hydrauliky.

Kompromisom je objem. Membrána sa môže zatiaľ len vychyľovať, takže objemy plynu zostávajú obmedzené a využiteľný objem oleja je zvyčajne tretina až polovica nominálneho objemu plynu. Rovnaká logika výberu platí pre ostatné ťažké priemyselné zariadenia , ale ťažba je miesto, kde sa spája vysoký tlak a vysoká cyklizácia.

Štyri práce, ktoré membránový akumulátor vykonáva na banskom stroji

Buďte presní, akú prácu jednotka vykonáva, pretože od toho závisí pravidlo predbežného nabíjania.

1. Tlmenie pulzácií. Za piestovým čerpadlom alebo ističom akumulátor splošťuje vlnenie, ktoré by inak unavovalo hadice, chladiace rúrky a telesá ventilov.
2. Absorpcia nárazov. Keď vedro narazí na kameň alebo sa náraz náhle zastaví, ropa je na chvíľu zachytená. Akumulátor dáva ten olej niekam, aby mohol ísť, a zachytí vrchol skôr, ako sa dostane k čerpadlu.
3. Skladovanie energie. Na nákladných vyklápačoch môže uložený dusík napájať pilotný okruh, uvoľniť pružinovú brzdu alebo podporiť valec, kým čerpadlo dobehne.
4. Tepelná kompenzácia objemu. V uzavretom okruhu sa objem oleja mení s teplotou; akumulátor absorbuje túto zmenu a udržiava tlak vo svojom povolenom pásme.

Obrázok 1 zobrazuje rovnaký obvod s membránovým akumulátorom a bez neho pri cyklickom nárazovom zaťažení.

Dimenzovanie membránového akumulátora pre cyklus ťažby

Šesť čísel riadi výber a ak sa ktorékoľvek z nich pomýli, znamená to, že jednotka buď skôr zlyhá, alebo jednoducho nesplní svoju úlohu.

1. Minimálny a maximálny pracovný tlak. Všetko ostatné sa odvíja od týchto dvoch hodnôt.
2. Prednabíjací tlak. Začnite pri 0,6 až 0,7-násobku priemerného pracovného tlaku na tlmenie pulzácií, 0,6 až 0,8-násobku minimálneho pracovného tlaku na tlmenie nárazov a bližšie k 0,9-násobku minimálneho pracovného tlaku na akumuláciu energie. Pred nabíjaním skontrolujte údaje výrobcu.
3. Tlakový pomer. Maximálny pracovný tlak delený predplniacim tlakom určuje, ako ďaleko sa membrána ohne; zotrvanie pod približne 4:1 chráni životnosť membrány.
4. Objem a prietok oleja. Objem plynu musí byť dostatočne veľký, aby membrána nebola pri každom cykle poháňaná proti plášťu.
5. Teplota a tekutina. NBR pokrýva väčšinu okruhov minerálnych olejov do cca 80 °C, HNBR a FKM rozširujú teplotný rozsah a EPDM vyhovuje kvapalinám na vodnej báze, ktoré by NBR napučali.
6. Montážny a servisný prístup. Po zložení stroja musí zostať plynový ventil dosiahnuteľný na kontrolu predplnenia.

Kde obstarávanie zlyhá

• Objem plynu poddimenzovaný pre vlnenie, takže nič nie je pricvaknuté a hadica stále zlyháva.
• Prednabitie nastavené hmatom: nadmerne nabitá jednotka neuchováva takmer žiadny olej, nedostatočne nabitá jednotka nadmerne ohýba a trhá membránu.
• Elastomér sa volí len na základe teploty, pričom sa ignoruje chémia tekutín a permeačné správanie.
• Necertifikované tlakové nádoby, kde sa nižšia faktúra stáva problémom poistenia a dodržiavania predpisov.

Poruchové režimy a údržba, ktorá im predchádza

Bránice zriedka zlyhajú samy. Pretrhnutie je zvyčajne poslednou udalosťou v reťazci, ktorá začala chybou predbežného naplnenia, kontaminovanou kvapalinou alebo príliš predĺženým pomerom tlaku. Triedenie toho, čo prišlo ako prvé, začína vedomím čo robí akumulátor v hydraulickom okruhu .

Preventívna rutina, ktorá funguje

• Prednabitie kontrolujte každých 500 prevádzkových hodín alebo štvrťročne, podľa toho, čo nastane skôr.
• Ak medzi kontrolami klesne predbežné nabitie o viac ako 10 percent, namiesto jednoduchého dopĺňania dusíka otestujte tesnosť plynového ventilu.
• Membránu vymeňte pri prvom náznaku nestability tlaku, nie pri ďalšom plánovanom vypnutí.
• Udržujte čistotu kvapaliny na úrovni ISO 4406 18/16/13 alebo vyššej. Membránové jednotky znášajú znečistenie lepšie ako piestové jednotky, no napriek tomu sa im to nepáči.

Nabíjacie súpravy, montážny hardvér a celý balík

Membránový akumulátor je len taký dobrý ako príslušenstvo okolo neho a na ťažobnom stroji tri položky rozhodujú o tom, či inštalácia zostane prevádzkyschopná.

Samotný akumulátor je utesnená tlaková nádoba s upnutou membránou a ventilom na plynný dusík. Jednotky s objemom od 0,075 do 4 litrov pokrývajú väčšinu úloh s kladivom, výložníkom a pilotným okruhom pri vŕtaní, drvení a manipulácii s materiálom.

Membrána Accumulator Membránový akumulátor je mechanické zariadenie, ktoré ukladá a uvoľňuje energiu pomocou Boyleovho zákona (stlačiteľnosť plynov). Jeho jadrom je membrána vyrobená... Zobraziť produkt →

Pre-charge nie je jednorazová práca. Nabíjacia súprava so správnym tvarom závitu umožňuje posádkam údržby dopĺňať dusík na stroji namiesto vyťahovania plavidla z okruhu, čo je rozdiel medzi polhodinovou kontrolou a poldennou prestávkou.

Nabíjacia súprava CQJ Nabíjacia súprava CQJ je špecializovaný nástroj na nabíjanie, dopĺňanie, korekciu a kontrolu nabíjacieho tlaku akumulátorov v hydraulických systémoch. Zobraziť produkt →

Na montážnom hardvéri záleží viac, ako to vyzerá. Konzola a svorka, ktoré pevne držia nádobu, držia vibrácie mimo plynového ventilu a prípojky olejového portu, kde začína veľká časť netesností.

Držiak akumulátora Držiak akumulátora je mechanické zariadenie používané na upevnenie a podopretie hydraulického akumulátora. Zobraziť produkt →

Kontroly obstarávania pred odoslaním objednávky

Akumulátory sú tlakové nádoby, takže papierovanie je súčasťou produktu. Väčšinu rizika pokrýva päť kontrol.

1. Výrobná licencia. Hľadajte licenciu na výrobu tlakových nádob pre príslušnú triedu, pretože vysokotlakové zásobníky spadajú do tohto rozsahu vo väčšine jurisdikcií.
2. Certifikácia trhu. Označenie CE alebo ekvivalentné vyhlásenie je základnou požiadavkou pri vývoze stroja.
3. Výrobná kapacita. Potvrďte sériovú výrobu pre objednávaný rozmer, nie jednorazovú montáž. Výkon meraný v desiatkach tisíc jednotiek ročne naznačuje opakovateľný proces.
4. Testovacie záznamy. Požiadajte o údaje z hydrostatického testu a osvedčenie o predbežnom naplnení dusíkom pre každú šaržu, nie o všeobecný technický list.
5. Vysledovateľnosť materiálu a elastoméru. Metalurgia navlhčenej časti a zmes membrány by mali byť zdokumentované, najmä pre chladné podnebie alebo korozívne namáhanie.

Nákup priamo od výrobcu zvyčajne skracuje technickú slučku, ako aj cenu. Otázky týkajúce sa predbežného nabíjania, výberu elastoméru alebo štandardov závitov sa dostávajú k ľuďom, ktorí zostavujú jednotku, namiesto toho, aby prešli obchodnou vrstvou, a to je dôležité, keď je stroj mimo prevádzky.

Často kladené otázky

Akú veľkosť membránového akumulátora potrebuje banský stroj?

Veľkosť sleduje prácu. Pre tlmenie pulzácií na obvode ističa prispôsobte objem plynu približne jednej štvrtine prietoku čerpadla na jeden cyklus a potom potvrďte zvlnenie, ktoré môže obvod tolerovať. Pre tlmenie nárazov, veľkosť podľa objemu oleja zachyteného počas nárazu. Ak požadovaný objem plynu presahuje približne 4 litre, pred vykonaním ho porovnajte s vakovou alebo piestovou jednotkou.

Môže byť membránový akumulátor namontovaný horizontálne?

áno. Membránové jednotky sú oveľa menej citlivé na polohu ako piestové typy, pretože neexistuje žiadne klzné závažie a žiadny olejový stĺpec netlačí na tesnenie. Horizontálna alebo šikmá montáž je normálne prijateľná; praktickým obmedzením je ponechať plynový ventil prístupný.

Aké prednabíjanie vyhovuje hydraulickému kladivu?

Väčšina obvodov ističa sa nachádza v rozsahu 0,6 až 0,7 násobku stredného pracovného tlaku na tlmenie pulzácií, prispôsobeného podľa odporúčania výrobcu ističa. Nastavte ho pomocou kalibrovanej nabíjacej súpravy, znova skontrolujte po prvom týždni a potom prejdite na rutinný interval.

Ako zistím, že membrána zlyhala?

Ako prvé sa objavia tri príznaky: dusík unikajúci cez olejový port a prejavujúci sa ako bubliny v nádrži, rýchla strata predbežnej náplne medzi kontrolami a zvlnenie tlaku vracajúce sa na úroveň pred inštaláciou. Ktorýkoľvek z nich ospravedlňuje odstránenie jednotky zo stroja.

V banských strojoch si membránový akumulátor vydobyl svoje miesto vďaka rýchlosti a jednoduchosti: žiadne klzné tesnenie, milisekundová odozva, jediný opotrebiteľný diel a tlak, ktorý zodpovedá mobilným hydraulickým okruhom. Vyberte si ho pre objem a výkon, správne nastavte predbežné nabitie, pevne ho namontujte a skontrolujte predbežné nabitie podľa plánu. Urobte tieto štyri veci a hadice, tesnenia a čerpadlo vydržia podstatne dlhšie.