Os acumuladores hidropneumáticos combinam a densidade de potência da hidráulica com a compressibilidade e expansão do ar. O acumulador em si usa bexigas, diafragmas ou pistões para separar o gás do fluido hidráulico. O lado do ar tem pré carga com gás nitrogênio a uma pressão apropriada para a aplicação. O nitrogênio é usado por sua natureza não reativa e pode ter pré carga até 2.000 psi ou mais. O volume de gás de um acumulador pode variar de frações de litro até 15 galões ou mais, permitindo que cerca de um terço desse volume seja usado como fluxo hidráulico.
Durante a operação, fluido pressurizado é direcionado para dentro do acumulador, o que comprime o nitrogênio até que o gás esteja comprimido ao ponto em a pressão se iguala à pressão do sistema. Uma vez que a pressão a jusante cai abaixo da pressão do sistema, como quando uma função é ativada, o gás comprimido força o fluido hidráulico a sair pelo pórtico de conexão de fluido do acumulador ao sistema.
A intensidade com que o acumulador envia fluido depende do diferencial de pressão na carga ou restrição a jusante. Como os acumuladores armazenam energia potencial assim como um capacitor elétrico, a possibilidade de uma descarga acidental deve ser respeitada. De fato, um grande acumulador armazenando fluido hidráulico sob alta pressão pode liberar toda a sua energia em questão de segundos, equivalendo a talvez centenas de cavalos de potência em alguns casos. O perigo possível é muito real, e todas as precauções devem ser tomadas para conter com segurança e confiabilidade a energia armazenada no acumulador.
Caso um ou mais acumuladores existam no circuito hidráulico, válvulas especiais devem ser instaladas para controlar e direcionar a energia do acumulador. Então, quando a máquina é desligada, seja intencionalmente ou através de uma parada de emergência, operadores e pessoal de serviço não precisam adivinhar se os acumuladores contêm fluido pressurizado potencialmente perigoso. Uma válvula solenoide normalmente aberta, derivada da porta de pressão hidráulica do acumulador, deve abrir para direcionar o fluido para o reservatório como uma característica de segurança padrão. Essa válvula também deve incluir um orifício, para evitar a saturação (excesso de fluxo) da linha do tanque e filtros de linha de retorno, evitando assim o potencial de danificar outros equipamentos a jusante do sistema.
Embora projetar um circuito de segurança para um acumulador seja relativamente simples, tempo e custo podem ser economizados pela compra de um bloco de segurança de acumulador independente. Esses blocos de segurança contêm todas as válvulas e componentes necessários para manter o acumulador seguro quando não está em operação. Os blocos geralmente possuem três portas, sendo uma saída de pressão, uma para o reservatório e uma terceira acoplada ao próprio acumulador.
Internamente ao bloco de válvulas está uma série de válvulas para controlar passivamente e ativamente o estado de energia do acumulador. Uma válvula esfera de travamento fornece a primeira linha de defesa - um técnico que realiza a manutenção na máquina pode travar o acumulador na posição de drenagem do tanque para garantir que o acumulador não possa ser carregado caso a máquina seja inadvertidamente ligada. Uma vez que a manutenção ou serviço seja concluído, o técnico remove o bloqueio e fecha a válvula, para que o acumulador novamente mantenha a pressão.
Uma segunda válvula de esfera instalada no manifold fecha para bloquear a entrada de fluido da bomba, fornecendo uma importante segurança redundante para a máquina e para os técnicos. Uma válvula de alívio instalada em paralelo com as válvulas de esfera limita a pressão dentro do acumulador. Ela deve ser ajustada acima da válvula de alívio do sistema para evitar que a pressão da bomba seja drenada diretamente para o tanque. A válvula solenoide opcional, conforme discutido anteriormente, fornece mais uma salvaguarda para garantir que nenhuma energia permaneça armazenada quando a máquina for desligada. Um manômetro na porta do acumulador oferece uma garantia visual de que o acumulador permanece drenado.
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