囊式蓄能器在液压系统中应用

中图分类号TH137.8 1 文献标识码 C doi：10.3969/j.issn.1005-2801.2013.01.39Abstract The author gives a theoretic analysis that the precharge pressure and temperature variation of bladder type hydropenumatic accumulator will im-pact the pressure pulse of hydraulic system.Also does the author draw a conclusion that properly choosing precharge pressure of bladder type hydropenu-matic accumulator is essential condition to ensure system pressure stable.Also does the temperature variation need to be avoided，especially the oil tem·perature variation。

Key words precharge pressure variation of pressure variation of temperature囊式蓄能器因其具有反应速度快、体积孝重量轻等诸多优点，因此在液压系统中作为吸收系统压力脉动、储存能量应用而被广泛使用。但如果对其性能不了解，就对液压系统中出现的故障现象难以解释。本文就使用囊式蓄能器的液压系统常见问题进行了分析。

1 囊式蓄能器 的工作原理油液实际是不可压缩 的，因此不能蓄积压力能。

囊式蓄能器是利用气体(氮气)的可压缩性来蓄积液体的原理(即采用氮气作为压缩介质)而工作的。

囊式蓄能器由油液部分和带有气密隔离件的皮囊(内装预充压力的氮气)构成。位于皮囊周围的油液与液压回路相通。因此，当压力升高时油液进入囊式蓄能器由此气体被压缩；当压力下降时，压缩气体膨胀 ，进而将油液压入回路。

其内部压力及能量变化的理论基础是波马定律：Pv/T(R是常量)2 预充压力大小对 系统压力脉动的影响如图 1所示液压系统 回路，当系统启动完成后，系统压力 JP.由系统限压元件压力开关、溢流阀等来限定。本回路为由压力变送器 pos.7限定。当常闭电磁换向阀动作，由于泵的排量往往被设计的不是很大，而此时如果囊式蓄能器的预充压力P 很大，接近系统压力P。，此时会出现压力骤降。为防止系统压力骤降给收稿 日期：2012-09-13作者简介：全振兴(1971-)，1996年毕业于河北建筑科技学院机械设计与制造专业，2007年毕业于西安理工大学机械设计专业工程硕士，现任职于世万保制动器(上海)有限公司。

其他回路造成影响，必须减小囊式蓄能器的预充压力P。，以提高蓄能器储存能液压能的能力：EPl x AVP1×(； -击)×R(； -·)×由上式可以得出蓄能器储存能量与预充压力的关系曲线(图1)。

E图1 蓄存能量与预充压力关系曲线由此可知当系统压力 P.-定时，预充压力越大 ，蓄能器储存能量越小，不利于稳定系统压力，但是如果预充压力太小，会影响囊式蓄能器的使用寿命。-般的蓄能器产品手册上都建议，△PP，-P。越小越好，因此在实际使用过程中，应综合泵的排量、执行机构的容积、其他回路对压力脉动的要求等因素合理选择囊式蓄能器的预充压力大校3 油液温度变化对系统压力的影响温度的急剧变化，使囊式蓄能器内部的预充气体发生热力学变化，会影响液压系统压力 的稳定性。如图2所示系统。

由于温度急剧变化，可视蓄能器内气体为等容变化，根据等容热力学定律 ：P1 P2- - 62 参堪晨舛技 201 3年第1期矿山井下乳化。 液泵 站无人值守工作站的研究与应用王泽才 ，高峰君 ，周金峰(1.膝州市级翔(集团)级索煤矿，山东 滕州 277500；2.滕州市煤炭工业局，山东滕州 2775001摘 要 该文对目前国内煤炭企业乳化液泵站在监控中存在的问题进行了研究，结合其工作环境十分恶劣这-实际情况，利用高精度的传感器和可编程控制器PLC研制开发 了乳化液泵站无人值守系统。

关键词 乳 化液泵站 无人值守 P1 C中图分类号 FD63 9 文献标识码 I/ doi：10.3969/j.issn.1005-2801.2013.01 40随着高产高效综合机械化工作面的发展 ，原有乳化液泵站的液控系统已不适应要求。乳化液泵站自动控制系统的成功研发，实现了对乳化液泵站的自动控制 、综合保护 、自动配液 、远程监控等功能，为实现无人综采工作面的工作打下了基矗1 泵站的工作原理与结构介绍智能型乳化液泵站(以下简称智能型泵站)-般由两台乳化液泵组、-台箱组 、-台矿用隔爆兼本质安全型交流变频调速控制装置和语言声光报警装置组成，其中箱组包括专 门盛放乳化油的油箱和进行乳化液配比的液箱。其中，泵站的控制 中心是可编程控制器。通过内部预设的程序可以完成对泵站整个电气性能的控制，可以接收温度 、浓度、液位、油位及 力等信号然后进行处理 ，将执行结果传送给相关动作元件实现 自动控制。

1.1 泵组的工作原理及结构介绍收稿日期：2012-08-28作者简介： 泽 (1965-)，男，工程硕十， 、I 于1 J1东科技大学现任滕州市级翔(集团)级索煤矿机电矿长，工程师。

1.1.1 泵组 的工作 原理(1)泵的结构为卧式三(五)柱塞往复式柱塞泵，250kW三相交流四极防爆电动机驱动，经-级齿轮减速 ，带动三曲拐曲轴旋转 ，再经连杆，滑块带动柱塞作往复运动，使工作液在液力端 (泵头)中经吸排液 阀吸入和排出，使电能转换成液压能，输出高压液体供液压支架工作时使用。乳化液泵 、电动机 、轮胎连轴器与蓄能器等均固定在滑撬式底拖上，共同组成乳化液泵组。

(2)乳化液泵主要 由曲轴箱 、高压缸套 、泵头等组件组成。在泵的靠电机侧装有安全阀，在另--侧装有卸载阀。

1.1.2 泵组的结构(1)曲轴箱组件曲轴箱主要由箱体，曲轴，连杆 ，滑块，减速齿轮箱和轴齿轮等组成。其 中，箱体既是安装曲轴 、减速齿轮、连杆 ，滑块和液力端的基架，又是主要的受力构件，需具有足够的强度和刚性。

(2)安全阀安全阀是泵的过载保护元件，为锥阀结构的直动式安全阀，它的调定工作压力为泵调定压力的 l10～115%，出厂时，为泵公称压力的 l10～115%。

图2 液压系统图经变换后可得 ：P2-P△尸 ·Pl 2式中：P -初始系统压力，MPa；P -温度变化后系统 力，MPa；- 初始温度 ，K；- 变化后温度 ，K。

由上式可见温度急剧变化 ，对使用囊式蓄能器 的液压系统会引起压力变化。为避免系统压力波动，设计时应充分考虑系统的散热及增加适当的加热元件。

4 总结合理选择囊式蓄能器的预充压力是保证系统压力稳定的必要条件。温度急剧变化会对具有囊式蓄能器的系统压力的稳定同样造成影响，使用时应避免环境温度，尤其是油液温度有较大变化。