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活塞式蓄能器的工作原理及应用

【摘要】:图8-16所示为活塞式蓄能器工作原理图。当手动滑阀5在图示位置时,柱塞泵6的柱塞在重力作用下缩回,液压泵1通过单向阀2向蓄能器3供油。当油压升高到一定值时,卸荷阀4动作,液压泵1卸荷,单向阀2阻止蓄能器3的高压油返回液压泵。突然停电或液压泵发生故障、液压泵中断供油时,蓄能器能提供一定的油量作为应急动力源,使执行元件能继续完成必要的动作。

蓄能器又称蓄压器、贮能器,它是一种能把液压能贮存在耐压容器里,待需要时再将其释放出来的装置。它在液压系统中起调节能量、均衡压力、减少设备容积、降低功耗及减少系统发热等作用。

图8-16所示为活塞式蓄能器工作原理图。缸筒内装有活塞,活塞上部的密闭容积内存有气体,下部与油路连通。

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图8-16 活塞式蓄能器工作原理图

当油压较低时,活塞处在图8-16a所示位置,此时气体压力为p1,容积为V1;当油压大于p1时,压力油推动活塞上移到图8-16b所示位置,此时气体压力为p2,容积缩小为V2。对于气体来讲,如果把气体压缩过程看作等温过程,则有如下关系:p1 V1=p2 V2=常数,即气体的压力能不变。由于这时活塞下部充入液压油,则油的压力也为p2,油的压力能为p2(V1-V2),这时总的蓄能器中的总压力能为p2 V1,即蓄能器中的压力能增加了。如果此时蓄能器的进口压力小于p2,则会有部分液压能从蓄能器输出,克服外负荷做功。

其具体用途描述如下。

1)贮存能量。图8-17所示为油压机液压系统原理图。

当手动滑阀5在图示位置时,柱塞泵6的柱塞在重力作用下缩回,液压泵1通过单向阀2向蓄能器3供油。当油压升高到一定值时,卸荷阀4动作,液压泵1卸荷,单向阀2阻止蓄能器3的高压油返回液压泵。当手动换向阀换向时,蓄能器的高压油通过滑阀5进入柱塞缸6,产生推力F并使柱塞上升。随着蓄能器内油液的减少,压力也降低,此时卸荷阀复位,液压泵重新向蓄能器供油。

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图8-17 油压机液压系统原理

1—液压泵 2—单向阀 3—蓄能器

4—卸荷阀 5—手动滑阀 6—柱塞泵

2)保持恒压。液压系统泄漏(内泄)时,蓄能器向系统中补油,使系统压力保持恒定。它常用于执行元件长时间不动作,并要求系统压力恒定的场合。

3)缓冲和吸收压力脉动。蓄能器常装在换向阀或液压缸之前,可以吸收或缓和换向阀突然换向、液压缸突然停止运动产生的冲击压力。

4)作应急动力源。突然停电或液压泵发生故障、液压泵中断供油时,蓄能器能提供一定的油量作为应急动力源,使执行元件能继续完成必要的动作。