蓄能器的计算
3.蓄能器的计算
3.1. 状态参数的定义
P0=预充压力
P1=最低工作压力
P2=最高工作压力
V0=有效气体容量
V1=在P1时的气体容量
V2=在P2时的气体容量
t0=预充气体温度
t min=最低工作温度
t max=最高工作温度
①皮囊内预先充有氮气，油阀是关闭的，以防止皮囊脱离。
②达到最低工作压力时皮囊和单向阀之间应保留少量油液（约为
蓄能器公称容量的10%），以便皮囊不在每次膨胀过程中撞击阀，因为这样会引起皮囊损坏。
③蓄能器处于最高工作压力。最低工作压力和最高工作压力时
的容量变化量相当于有效的油液量。
△V=V1-V2
3.2.预充压力的选择
贺德克公司的皮囊式蓄能器允许容量利用率为实际气体容量的75%。因此预充氮气压力和最高工作压力间的比例限于1：4，另外预充压力不得超过最低系统压力的90%。遵照这种规定可
保证较长的皮囊使用寿命。
其它压缩比可采用特别的措施达到。为了充分地利用蓄能器的容量，建议使用下列数值： 蓄能： P 0，tmax =0.9×P 1 吸收冲击：
P 0，tmax =0.6÷0.9×P m （P m =在自由通流时的平均工作压力） 吸收脉动：
P 0，tmax =0.6×P m （P m =平均工作压力） 或P 0，tmax =0.8×P 1（在多种工作压力时） 3.2.1 预充压力的极限值
P 0≤0.9×P 1 允许的压缩比为 P 2：P 0≤4：1
此外，贺德克公司低压蓄能器还需注意： SB35型：P 0max =20 bar SB35H 型：P 0max =10 bar 3.2.2 对温度影响的考虑：
为了即使在相当高的工作温度下仍保持所推荐的预充压力，冷
态蓄能器的充气和检验P 0charge 须作如下选择： P 0，to = P 0，tmax ×
273
＋ t 273
＋ t max 0
t 0=预充气体温度（℃）
t max =最高工作温度（℃）
为了在计算蓄能器时考虑温度影响，在t min 最低工作温度时的P 0须做如下选择： P 0，tmin = P 0，tmax ×
273
＋ t 273
＋ t max min
3.3 蓄能器计算公式
一个蓄能器内的压缩和膨胀过程应遵循气体状态多变的规律。 理想的气体为：
P 0×V 0n = P 1×V 1n = P 2×V 2n ，
其中要考虑多变指数“n ”对气体特性随时间的影响。 缓慢的膨胀和压缩过程的状态变化接近于等温，多变指数可为n=1，而快速的膨胀和压缩过程发生绝热的状态变化，多变指数n=k=1.4(适合于双原子气体的氮气)。
对于200bar 以上的压力，实际气体特性与理想的气体特性有着明显的差别，因而减小了有效容量△V ，在这种情况下要进行修正，修正时要考虑改变K 值，采用下列公式可对各种不同的用途所需的气体容量V 0进行计算，式中约10bar 以下的压力始终用作绝对压力。 计算公式： 多变：n
n
P P P P V V /120/11
0⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆=
等温：（ n=1）2
100P P P P V
V -∆=
绝热（ n=k=1.4）714
.010714
.01
00P P P P V
V ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆=
考虑到实际气体特性的修正因数2在等温状态变化时：
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=理想实际00V V Ci 等温或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=理想实际00V V Ci 等温 在绝热状态变化时：
⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=理想实际00V V a C 绝热或⎪⎪⎭⎫
⎝⎛∆∆=理想实际00V V a C 绝热 验证补偿氮气的蓄能器的有效容量：
⎪⎪⎭⎫
⎝
⎛-=∆200P P 1V 'V 总
'V ∆75.0≈×V 0（蓄能器）
⑴估计蓄能器规格和选择预充压力可按照第3.2和，可以向我们提出咨询，我们公司拥有相关的计算程序。
⑵修正因数可根据压缩比P 2/P 1和等温与绝热状态变化的最大工作压力参数直接取自下图。
3.4 氮气瓶的并联
当最低和最高工作压力间的压差较小时，蓄能器内存有的氮气量只有少量可被压缩。有用于蓄能的那部分容量相当小。计算所谓并联型蓄能器原则上与单只蓄能器完全一样，其中V 0表示蓄能器和氮气瓶的总容量。
补偿氮气型皮囊式蓄能器只许75%充有油液，以免皮囊产生大的收缩，预充压力可选择高于最低工作压力的0.9倍，这样卸荷至
最低压力P 1时，蓄能器内保留约10%容量的剩余油量△V R 。计算重复进行，每经过一步计算必须检查，在等温充气时，从预充压力到工作压力的有效蓄能器容量是否足以吸收油量。
3.5 计算实例
一台注塑机内应在每2.5秒内需有5升油供使用。最高工作压力为200bar ，最低工作压力不得低于100 bar ，充气时间为8秒，给出的工作温度为25~45℃。
已知：最高工作压力P2=201 bar 最低工作压力P1=101bar
有效容量△V=5L 最高工作温度t max =45℃
最低工作温度t min =25℃
求：1. 在考虑到实际的气体特性的情况下所需的气体容量。 2. 在20℃时的预充压力P 0 3. 蓄能器型号
解：因这是一种快速过程，所以气体的状态变化可视为绝热的变 化。
1. 确定所需的气体容量：
（a ） 在t max 时的预充压力：P 0，tmax =0.9×P 1 =0.9×101≈91 bar （b ） 在t min 时的预充压力：P 0，tmin = P 0，tmax ×
273
＋ t 273
＋ t max min = 91bar
×
273
＋ 45273
＋ 25bar 3.85
（c ）理想的气体容量：
714
.02min t ,0714
.01min t ,00P P P P V
V ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆＝
理想 531.142013.851013.855
714
.0714
.0=⎪⎭
⎫ ⎝⎛-⎪⎭
⎫ ⎝⎛=
(d) 图 →Ca=1.16
(e) 实际气体容量：V 0实际= Ca ×V 0理想= 1.16×14.53L=16.85L 2. 确定在20℃时的预充压力P 0 273
t 273
t P P max 0t ,0C 20,0m ax
++⨯
=︒
273
45273
2091++⨯
=bar
绝对）(8.83bar ≈ 3. 选取型号
SB330-20A1/112A-330A P 0.20℃= 83bar
蓄能器若干问题
蓄能器有哪些用途 蓄能器是储存和释放压力能的装置，在液压系统中的主要用途如下：（1）储存能量蓄能器可储存一定容积的压力油，在需要时释放出来，供液压系统使用。 1）提高液压缸的运动速度液压缸在慢速运动时，需要的流量较少，可用小液压泵供油，并且把液压泵输出多余的压力油储存 在蓄能器里。当液压缸快速运动时，需要的流量大，这时系统 压力较低，于是蓄能器将压力油排出，与液压泵输出的压力油 同时供给液压缸，使液压缸实现快速运动。液压缸快速运动时，由于蓄能器参与供油，因此不必采用较大流量的液压泵，不但 可减少电动机功率的消耗，还可降低液压系统的油温。 2）作应急能源液压装置在工作中突然停电、阀或泵发生故障等，这时蓄能器可作为应急能源供给液压系统油液，或保持系统压 力，或将某一动作完成，从而避免发生事故。 3）实现停泵保压下图是用于夹紧系统的停泵保压回路。当液压缸夹紧时，系统压力上升，蓄能器充液；当达到压力继电器开 启压力时，发出信号，使液压泵停止转动，此时夹紧液压缸的 压力依靠蓄能器的压力油保持，从而减少液压系统的功率消耗。（2）吸收压力脉动除螺杆泵以外，其它类型液压泵输出的压力油都存在压力脉动，从而影响液压系统的工作性能。为了减轻或 消除压力脉动，一般在液压泵附近设置一个蓄能器，用以吸收 压力脉动。
（3）缓和压力冲击执行元件的往复运动或突然停止、控制阀的突然切换或关闭、液压泵的突然启动或停止，往往产生压力冲击。 引起机械振动。在液压系统中，将蓄能器设置在易产生压力冲 击的部位，可缓和压力冲击，从而提高液压系统的工作性能。 蓄能器的类型有哪些？各有何特点？ （1）类型 充气式蓄能器：气液直接接触式 活塞式 气囊式 隔膜式 弹簧式蓄能器 重锤式蓄能器 （2）特点在蓄能器中，以活塞式蓄能器和气囊式蓄能器应用最为广泛。 1）活塞式蓄能器的特点它是利用气体压力与油液压力相平衡的原理来工作的。活塞将气体与油液隔离，避免了气体侵入或溶 于油液中。液压油不容易氧化，系统工作较平稳、结构简单、 工作可靠、寿命长、安装维护方便。但是，由于活塞惯性和密 封摩擦阻力的影响，反映不灵敏，容量较小，密封困难，缸体 制造费用高。一般用于蓄能或供中、高压系统吸收压力脉动。 由于活塞惯性和摩擦阻力损失等原因，不适于低压系统作吸收
蓄能器的计算
3.蓄能器得计算 ３、1、状态参数得定义 P0=预充压力 P１=最低工作压力 P2=最高工作压力 V０=有效气体容量 V１=在P１时得气体容量 V2＝在P2时得气体容量 ｔ0＝预充气体温度 t mｉｎ=最低工作温度 tｍax=最高工作温度 ①皮囊内预先充有氮气,油阀就是关闭得,以防止皮囊脱离。 ②达到最低工作压力时皮囊与单向阀之间应保留少量油液（约为蓄能器公 称容量得10％)，以便皮囊不在每次膨胀过程中撞击阀，因为这样会引起皮囊损坏。 ③蓄能器处于最高工作压力。最低工作压力与最高工作压力时得容量变化 量相当于有效得油液量。 △V＝V1-V2 3.2.预充压力得选择 贺德克公司得皮囊式蓄能器允许容量利用率为实际气体容量得75%。因此预充氮气压力与最高工作压力间得比例限于１：４,另外预充压力不得超过最低系统压力得９0%.遵照这种规定可保证较长得皮囊使用寿命。 其它压缩比可采用特别得措施达到。为了充分地利用蓄能器得容量，建议使用下列数值： 蓄能： Ｐ0,tmax=0、9×Ｐ1 吸收冲击： P0，tｍax=0、６÷0、9×P m（P m=在自由通流时得平均工作压力） 吸收脉动： Ｐ0,tma ｘ=0、６×Ｐｍ（P m＝平均工作压力） 或P0 ＝０、8×P1（在多种工作压力时） ，tmax ３.２.1 预充压力得极限值 P0≤０、9×P1 允许得压缩比为 P2:P0≤４：1 此外，贺德克公司低压蓄能器还需注意： ＳB35型：P0ma ｘ=20 baｒ SＢ３5Ｈ型:P０ｍaｘ=１0 bar 3。2.2 对温度影响得考虑: 为了即使在相当高得工作温度下仍保持所推荐得预充压力，冷态蓄能器得充气与检验Ｐ0 须作如下选择： ｃｈａｒge P0，to= P0,tmaｘ× t0=预充气体温度（℃） t max=最高工作温度（℃)
蓄能器计算
蓄能器在系统中的应用、选型、计算 蓄能器在系统中的应用、选型、计算 高压蓄能器在高压EH油系统中是如何发挥作用的?什么时候发挥作用? 高压蓄能器主要是平衡管路油压波动。具体分析一个特殊例子：当系统的多数油动机快速开启时（比如汽轮机开始冲转，2个中压调节门同时开启，或者2900转时的阀切换，6个高调门同时开启），系统油压必然快速下降，此时油泵来不及做出反映，蓄能器在设计上位置不仅靠近油动机并且能比油泵更加迅速的向系统补充油液，避免系统油压下降到9.7MPA时造成保护动作而停机。蓄能器的重要性在高压EH油系统中举足轻重。 流体实际上是不可压缩的，不能储存能量，因而液压蓄能器利用气体（氮气）可压缩性来储存流体。蓄能器实质上是一个储存压力流体的腔室，靠气体的可压缩性将不可压缩的流体能量得以储存，以备做有用功。上述的流体与液压回路相联结，当系统压力升高，流体压缩气体而进入蓄能器；当系统压力降低，压缩气体膨胀，并迫使流体流回液压回路。 蓄能器的典型应用：流体储存，紧急能源，吸收脉动，涌流控制，噪声衰减，车辆减震，容积补偿，压力补偿，渗漏补偿，热胀吸收，力学平衡，增加流量。 储蓄液压能： （1）对于间歇负荷，能减少液压泵的传动功率当液压缸需要较多油量时，蓄能器与液压泵同时供油；当液压缸不工作时，液压泵给蓄能器充油，达到一定压力后液压泵停止运转。 （2）在瞬间提供大量压力油。 （3）紧急操作：在液压装置发生故障和停电时，作为应急的动力源。 （4）保持系统压力：补充液压系统的漏油，或用于液压泵长时期停止运转而要保持恒压的设备上。 （5）驱动二次回路：机械在由于调整检修等原因而使主回路停止时，可以使用蓄能器的液压能来驱动二次回路。 （6）稳定压力：在闭锁回路中，由于油温升高而使液体膨胀，产生高压可使用蓄能器吸收，对容积变化而使油量减少时，也能起补偿作用。 缓和冲击及消除脉动： （1）吸收液压泵的压力脉动。 （2）缓和冲击：如缓和阀在迅速关闭和变换方向时所引起的水锤现象。 注： 1.缓和冲击的蓄能器，应选用惯性小的蓄能器，如气囊式蓄能器、弹簧式畜能器等。 2.缓和冲击的蓄能器，一般尽可能安装在靠近发生冲击的地方，并垂直安装，油口向下。如实在受位置限制，垂直安装不可能时，再水平安装。 3 .在管路上安装蓄能器，必须用支板或支架将蓄能器固紧，以免发生事故。 4.蓄能器应安装在远离热源地地方。 水泥厂立式辊磨中蓄能器的选择案例 磨辊的油缸压力在运行中的变化曲线。当蓄能器太小，设定正常压力Pn太大时，则液压弹簧系统很硬，这时磨辊随着料层厚度变化使液压系统压力变化幅度很大。为很好地发挥蓄能器缓冲振动作用，蓄能器要选得足够大，与液压油缸相连管道应有足够的断面，而且蓄能器应尽量靠近油缸。蓄能器选得小，产生较大振动。一般认为在磨辊加压的接杆上测得振动速度在1～5mm/s内较为合适，以此为标准来选择蓄能器。还建议蓄能器氮气充气压力： Po=0．9×pmin
油箱的容量及其附件计算
油箱的设计要点 油箱 油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。 油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经常采用。 2.1 油箱的设计要点 图10为油箱简图。设计油箱时应考虑如下几点。 1）油箱必须有足够大的容积。一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质；而工作时又能保持适当的液位。 2）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。吸油管可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。回油管口要斜切45°角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。 3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。隔板高度为液面高度的2/3～3/4。 图10 油箱 1—液位计；2—吸油管；3—空气过滤器；4—回油管；5—侧板；6—入孔盖；7—放油塞；8—地脚；9—隔板；10—底板；11—吸油过滤器；12—盖板； 4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。 5）油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。在油箱的适当位置要设吊耳，以便吊运，还要设置液位计，以监视液位。 6）对油箱内表面的防腐处理要给予充分的注意。常用的方法有： ① 酸洗后磷化。适用于所有介质，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。
液压辅助元件_百度文库.
第六章液压辅助元件 在液压系统中，蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等元件属于辅助元件，这些元件结构比较简单，功能也较单一，但对于液压系统的工作性能、噪声、温升、可靠性等，都有直接的影响。因此应当对液压辅助元件，引起足够的重视。在液压辅助元件中，大部分元件都已标准化，并有专业厂家生产，设计时选用即可。只有油箱等少量非标准件，品种较少要求也有较大的差异，有时需要根据液压设备的要求自行设计。 第一节滤油器 一、滤油器的作用及性能 1．滤油器的作用 在液压系统中，由于系统内的形成或系统外的侵入，液压油中难免会存在这样或那样的污染物，这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损，而且会堵塞阀件的小孔，卡住阀芯，划伤密封件，使液压阀失灵，系统产生故障。因此，必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理，目前，控制液压油洁净程度的最有效方法就是采用滤油器。滤油器的主要功用就是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度 2．滤油器的性能指标 滤油器的主要性能指标主要有过滤精度、通流能力、压力损失等，其中过滤精度为主要指标。 (1）过滤精度滤油器的工作原理是用具有一定尺寸过滤孔的滤芯对污物进行过滤。过滤精度就是指，滤油器从液压油中所过滤掉的杂质颗粒的最大尺寸（以污物颗粒平均直径d表示）。 目前所使用的滤油器，按过滤精度可分为四级：粗滤油器（d≥0.1mm）、普通滤油器（d≥0.01mm）、精滤油器（d≥0.001mm）和特精滤油器（d≥0.0001mm）。 过滤精度选用的原则是：使所过滤污物颗粒的尺寸要小于液压元件密封间隙尺寸的一半。系统压力越高，液压件内相对运动零件的配合间
隙越小，因此，需要的滤油器的过滤精度也就越高。液压系统的过滤精度主要取决于系统的压力。表6-1为过路精度选择推荐值。 表6-1滤油器过滤精度推荐值 系统类型润滑系 统 传动系统伺服系 统 压力 /MPa 0~2.5144
蓄能器的选型
蓄能器的选型 ? 1.1蓄能器的作用 蓄能器是把压力油的压力能储存在耐压容器中，需要时再将其释放出来的一种能量储存装置，它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当系统需要的时，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来，重新补供给系统。当系统瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量。保证整个系统压力正常！蓄能器在液压系统中主要有以下几方面的用途： （1）做辅助动力源，短期大量供油； （2）维持系统压力； （3）缓和冲击压力和吸收脉动压力。 ? 1.2蓄能器的类型 蓄能器可分为重力加载式、弹簧加载式和气体加载式三大类。 （1）重力加载式蓄能器 重力加载式蓄能器利用重物的位能来储存能量,是最古老的一种蓄能器。它能提供大容量、压力恒定的液体,但尺寸庞大,反应迟钝。这种蓄能器只用于固定的重型液压设备。 （2）弹簧加载式蓄能器 弹簧加载式蓄能器利用弹簧的压缩能来储存能量,其结构简单,反应较重力式灵敏,但其容积较小,一般用于小容量、低压系统。 （3）气体加载式蓄能器 气体加载式蓄能器的工作原理建立在波义耳定律的基础上。使用时首先向蓄能器充入预定压力的空气或氮气,当外部系统的压力超过蓄能器的压力时,油液压缩气体充入蓄能器,当外部系统的压力低于蓄能器的压力时,蓄能器中的油在压缩气体的作用下流向外部系统。气体加载式蓄能器又分为非隔离式、气囊式、隔膜式、活塞式等几种。 对于液压系统，广泛使用的是活塞式蓄能器和气囊式蓄能器。以下是两种蓄 根据采油树液压控制系统实际情况，蓄能器用于作辅助动力源并维持系统的压力，需要蓄能器有良好的灵敏特性和更高的压力值，因此水下采油树选择气囊式蓄能器。
液压蓄能器选型步骤
液压蓄能器选型步骤第一步：明确蓄能器的主要功能
以上3个主要功能的选择，无论选择的是哪一项，蓄能器在实现该项功能的同时，也可能对另2项功能有一定程度的作用。 第二步：依据主要功能对口计算蓄能器的容积和工作压力 1作辅助动力源
—如沙 V。一所需蓄能器的容积（用） p o—充气压力Pa,按0.9p 1> P o> 0.25 p 2充气M—蓄能器的工作容积（斥）p i—系统最低压力（Pa） P2—系统最高压力（Pa） n—指数；等温时取n=1 ；绝热时取n=1.4 2吸收泵的脉动 1 给=----------------- 1— A—缸的有效面积（吊） L—柱塞行程（m） k—与泵的类型有关的系数： 泵的类型系数k 单缸单作用0.60 单缸双作用0.25 双缸单作用0.25 双缸双作用0.15 三缸单作用0.13 三缸双作用0.06 p o—充气压力，按系统工作压力的60%充气 3吸收冲击 m—管路中液体的总质量（kg）
u—管中流速（m/s） p。一充气压力（Pa）,按系统工作压力的90%充气 注： 1.充气压力按应用场合选用。 2.蓄能器工作循环在3min以上时，按等温条件计算，其余均按绝热条件计算。 第三步：依据计算得岀工作压力查阅Tobul蓄能器相应的压力系列 蓄能器应安装在远离热源地地方。 高温环境请选用Tobul耐高温型活塞式蓄能器，或者耐高温型囊式蓄能器 需要耐燃油耐腐蚀的，请选用Tobul耐燃油耐腐蚀型蓄能器。 流体介质为水时，请选用Tobul不锈钢壳体或有防锈镀层的蓄能器。 第四步：在相应的压力系列中寻找与计算得岀容积最接近的型号
蓄能器公称容积
蓄能器公称容积 1. 什么是蓄能器公称容积？ 蓄能器公称容积是指蓄能器的额定容量或设计容量，也可以理解为蓄能器的标准容量。它是指在标准工作条件下，蓄能器所能存储的最大压缩气体或液体的体积。 蓄能器是一种用于储存和释放能量的装置，广泛应用于各个领域，包括工业、交通、军事等。在许多应用中，蓄能器被用来平衡系统压力、缓冲冲击、提供紧急动力等。 2. 蓄能器公称容积的计算方法 蓄能器公称容积的计算方法通常取决于其类型和设计参数。以下是一些常见类型的蓄能器及其计算方法： 2.1 气体弹簧式蓄能器 气体弹簧式蓄能器是利用压缩气体在密封容器中储存和释放能量的装置。其公称容积可以通过以下公式计算： V = (P * V0) / P0 其中， - V 是公称容积（单位：升）； - P 是实际工作压力（单位：巴）； - V0 是蓄能器的原始容积（单位：升）； - P0 是蓄能器的设计工作压力（单位：巴）。 2.2 液体蓄能器 液体蓄能器是利用液体在容器中储存和释放能量的装置。其公称容积可以通过以下公式计算： V = (m * ρ) / 1000 其中， - V 是公称容积（单位：升）； - m 是储存的液体质量（单位：克）； - ρ 是液体的密度（单位：克/升）。 3. 蓄能器公称容积的重要性 蓄能器公称容积是设计和选择蓄能器时的重要参数，它直接影响着蓄能器的性能和应用效果。以下是蓄能器公称容积的一些重要性： 3.1 储存能量 蓄能器公称容积决定了蓄能器所储存的最大气体或液体体积。较大的公称容积意味着更多的储存空间，可以存储更多的压缩气体或液体，从而提供更多的储能能力。
3.2 缓冲压力波动 蓄能器在系统中起到缓冲作用，可以吸收压力的波动，平衡系统的压力。较大的公称容积可以提供更大的缓冲容量，使得系统的压力变化更加平稳。 3.3 提供紧急动力 蓄能器可以储存并释放能量，为系统提供紧急动力。较大的公称容积可以存储更多的能量，提供更长时间的紧急动力支持。 3.4 延长设备寿命 蓄能器在一些设备中被用于减少冲击和振动，从而延长设备的寿命。较大的公称容积可以提供更好的缓冲效果，减少设备受到的冲击和振动。 4. 蓄能器公称容积选择和应用注意事项 选择和应用蓄能器时需要考虑以下一些注意事项： 4.1 系统需求 根据系统需求确定所需的蓄能器公称容积。不同应用场景对蓄能器容积有不同要求，需要根据具体需求进行选择。 4.2 工作压力和温度 考虑系统的工作压力和温度范围，选择适合的蓄能器公称容积。过高的压力和温度可能导致蓄能器失效或性能下降。 4.3 安全性考虑 选择符合安全标准和要求的蓄能器，并确保其公称容积足够满足系统需求。过小的公称容积可能无法提供足够的储能能力，而过大的公称容积可能增加成本和占用空间。 4.4 维护和检修 考虑蓄能器维护和检修的便利性，选择易于安装、维护和更换的蓄能器。同时，定期检查蓄能器状态并进行必要的维护保养，以确保其正常运行。 5. 结论 蓄能器公称容积是一个重要参数，直接影响着蓄能器的性能和应用效果。通过合理选择和应用蓄能器，并注意相关注意事项，可以实现更好地储存和释放能量，平衡系统压力，并延长设备寿命等目标。在实际应用中，需要根据具体需求进行选择，并根据安全标准进行设计、安装、维护和检修，以确保系统的稳定运行和安全性。
活塞式蓄能器应用于井口盘的设计与计算
活塞式蓄能器应用于井口盘的设计与计算 齐桂卿;王强;邓锐 【摘要】井口控制盘是海上油气生产的重要设备,蓄能器作为辅助动力源,是井口控制盘的重要组件.结合海上平台井口控制盘的使用特点,阐述了其蓄能器的选型,给出了蓄能器的计算方法.并对井口盘蓄能器的计算方法进一步推演,引入容积率和压差比的概念,推演成果以查询表的方式给出,更便于工程设计人员的使用. 【期刊名称】《装备制造技术》 【年(卷),期】2018(000)002 【总页数】4页(P118-121) 【关键词】井口控制盘;蓄能器;容积率;压差比;外接气瓶 【作者】齐桂卿;王强;邓锐 【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451;海洋石油工程股份有限公司,天津300451 【正文语种】中文 【中图分类】TE953 0 引言 井口控制盘直接控制井上翼阀、井上主阀和井下安全阀的开关逻辑。当海上平台无气源时，工艺管线上的关断阀、控制阀需采用液压控制，此时井口盘也要向这些阀门提供液压源。目前，海上石油平台井口控制盘内的蓄能器多选用气囊式[1]。但
气囊式蓄能器的固有特点导致其并不适用于某些特殊工况。本文重点研究了活塞式蓄能器在井口控制盘上的应用原则及相关计算，并提出了外接气瓶方案的计算方法及实施意义。 1 蓄能器 蓄能器是用来储存“压力能”作为备用的动力源，并在需要的时候释放“压力能”的装置[2]。海上石油生产平台通常具有远离陆地、作业面积小、备品备件有限的特点。当井口盘液压泵发生故障时，需要在供液回路中使用蓄能器，以便在液压泵故障情况下保持生产的连续进行[3]。常见的蓄能器有活塞式和气囊式蓄能器。 从表1可以看出，相较于气囊式蓄能器，活塞式蓄能器在工作容积、有效容积、设计压力和设计温度方面，有个更大的适用范围。同时活塞式蓄能器具有寿命长，容量大，可靠性高及供油压力稳定的特点[5]。单就井口控制盘而言，由于蓄能器主要用作辅助动力源，气囊承受较大冲击是小概率事件，皮囊破裂的可能性较小，再考虑到皮囊式蓄能器的价格通常要比活塞式便宜，皮囊式蓄能器仍然是首选。但当井口盘液压回路的工作压力、蓄能器容积及有效容积超出皮囊式蓄能器的适用范围时，则应考虑选用活塞式蓄能器。下面几种工况应重点考虑采用活塞式蓄能器。表1为两种型式的蓄能器的性能比较。 表1 蓄能器性能比较项目皮囊式蓄能器活塞式蓄能器密封皮囊将油气分开，油气不会混合皮囊，一旦破裂，会导致蓄能器突然失效。对壳体内壁加工精度及密封件要求较高，否则容易泄漏。活塞式通常具有多道密封，即使失效，也是逐渐、缓慢的失效。容积基本不受设计压力的影响，按规范要求可以做到250L，国外部分型号可以做的更大。有效容积可以通过外加气瓶扩展，从而提高容积率，降低蓄能器尺寸。维护气囊更便于更换，但更换气囊的成本要高于更换活塞密封件。容积GB/T-20663-2006的要求，当设计压力超过31.5MPa时，容积最大只能做到50L，ASME标准通常为60.有效容积受限于气囊尺寸及最大工作压力。活塞式蓄
16MPa调速器的蓄能器、接力器和油泵参数选择(精)
16MPa调速器的蓄能器、接力器和油泵参数选择 李晃 Ⅰ.参数选择原则 参数选择中按下述原则进行： 1.在油泵不工作的条件下, 蓄能器在正常工作油压下限p omin降到最低操作油压p R时至少能提供3个导叶接力器行程的油量。在上述要求的基础上,应适当应适当增大蓄能器容积，延长油泵打油间隔时间，以减少油泵的起停次数。 2.每台油泵的每分钟输油量按油泵的市场供给情况选取,可大于GB/9652.1的规定。 p R ，且缓慢充压；在此基础上再适当增大蓄能器容积；正常工作油压的变化范围〔p omax～p omin〕取名义工作油压的±5％，即16MPa～14.4MPa。 p R的选择，应遵守使所选蓄能器容积小、且接力器的容积不宜过大的原则，从而降低产品成本。 Ⅱ.最低操作油压p R的选择对所需蓄能器容积的影响 已知接力器工作容量，那么接力器容积V S： V S=A / p R×10－6〔m3〕 式中：A—接力器工作容量〔N·m〕； p R—最低操作油压(MPa)。 蓄能器在正常工作油压下限降到最低操作油压时能提供3～4个导叶接力器行程的油量进行蓄能器容积选择计算，先设提供的可用油体积V u=4V S。 所需的在正常工作油压下限时蓄能器氮气体积V air： V air= V u /｛〔p omin / p R〕－1｝ 式中：p omin—正常工作油压下限(MPa) 。 事故低油压紧急停机后达最低操作油压时的氮气体积V Rair： V Rair= V air＋V u =V u /｛〔p omin / p R〕－1｝＋V u =V u[1/{〔p omin / p R〕－1}＋1] p R，此时蓄能器氮气体积即所需蓄能器容积V o： V o = V Rair =4.44A[1 / ｛〔p omin / p R〕－1｝+1](1/p R) 从上式可知，已知接力器工作容量和正常工作油压下限，所需蓄能器容积是最低操作油压的函数。 设K= p R / p omin，那么蓄能器氮气体积即所需蓄能器容积V o： V o=4.44 [1 /｛〔1/K〕－1｝+1]( A/K p omin) =kA/ p omin 式中：k=4.44[1 / [｛〔1/K〕－1｝+1](1/K) 。
蓄能器选型计算
蓄能器选型计算 1、蓄能器压力计算： 工作压力：蓄能器的公称压力不低于蓄能器接入的系统的最大工作压力P2。充气压力： 作为辅助动力0.25P2＜P0＜0.9P1； 作为减小脉动P0=(0.6~0.75)Pm或P0=0.8P1； 作为吸收震动P0=0.6~0.9Pm； 其中P0—充气压力； P1—最小工作压力； P2—最大工作压力； Pm—平均工作压力； 2、蓄能器容积计算： 蓄能器内部气体的压缩和膨胀是根据Boyle-Mariotte关于理想气体中的状态变化定律进行的。
当蓄能器用于保压时，气体体积变化缓慢（t＞1min），与外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程，这时取n=1； 当蓄能器作辅助或应急动力源时，气体体积变化很快（t＜1min），热交换不充分，这时可视为绝热过程，这时取n=1.4。 注：n为时间的函数，如需精确计算，n应根据具体气体变化时间确定。 2.1）蓄能器作为动力源时： 当蓄能器作动力源时，蓄能器储存和释放的压力油容量和皮囊中气体体积的变化量相等，根据上述气体方程可求得蓄能器的容积，即：等温计算，n=1， 其中V0—所需蓄能器容积；V—蓄能器的工作容积； 2.2）蓄能器用作容积补偿时： 把蓄能器作为管道容积补偿是在等温状态下进行计算的，蓄能器容积受管道容积，温差，流体及管道膨胀系数的影响。 其中VT—管道容积；θ2—最大温度；θ1—最小温度；β—流体体积膨胀系数；α—管道线性膨胀系数； 2.3）蓄能器用作吸收冲击时：
流量快速增大或减小引起的压力快速增大，即水锤现象，其最大超压受管路长度，液体流量、密度及关闭阀门时间的影响。 其中Q—管路内流量；L—管路总长度；γ—液体的比重；v—液体流速；△P—容许的超压；t—减速时间；
毕业设计(论文)蓄能式液控蝶阀液压系统的设计和计算
目录 内容提要.................................................... I I Summary................................................... I II 1绪论. (1) 1.1液压传动的发展历史 (1) 1.2我国液压传动发展情况 (2) 1.3液压传动在机械行业中的应用 (3) 1.4液压系统的基本组成 (4) 1.5 液控蝶阀 (5) 1.6设计方案简述 (7) 2 液控蝶阀液压系统设计 (7) 2.1 技术参数和设计要求 (7) 2.2蝶阀安装方式选择 (8) 2.3 工况分析 (9) 2.4 负载循环图和速度循环图的绘制 (10) 2.5液压系统原理图的拟定 (12) 2.6 控制过程综述 (13) 3 液压系统的计算和元件选型 (14) 3.1液压缸主要尺寸的确定 (14) 3.2液压泵的流量，压力的确定和泵规格的选择 (15) 3.3液压泵匹配电动机的选定 (16) 3.4 阀类元件及辅助元件的选择 (17) 3.5 管道的确定 (19) 4 液压缸的结构设计 (24) 4.1 液压缸主要尺寸的确定 (24) 4.2 液压缸的结构设计 (26) 5 液压油箱的设计 (28)
5.1 液压油箱有效容积的确定 (28) 5.2 液压油箱的外形尺寸设计 (29) 5.3 液压油箱的结构设计 (29) 6 液压辅助元件的选择 (33) 6.1 蓄能器的选择 (33) 6.2 液位控制器的选择 (33) 6.3 空气过滤器的选择 (33) 6.4 温度计的选择 (33) 6.5 压力表的选择 (34) 6.6 回油过滤器的选择 (34) 6.7 液压工作介质的选择 (34) 7液压系统性能的验算 (35) 7.1压力损失的验算 (35) 7.2 系统温升的验算 (35) 8 液压系统安装及调试 (36) 8.1 液压系统安装 (36) 8.2 调试运行 (36) 8.3 液压系统污染的控制 (36) 8.4 调试注意事项 (37) 8.5 液压系统的维护及注意事项 (37) 设计总结 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40) 内容提要 本设计是对蓄能式液控蝶阀液压系统的设计和计算，运用了许多液压知识和机械设计原理，液控蝶阀是国内应用比较多的一种自动控制阀，如水轮机的进水阀，
(完整版)蓄能器热量及面积计算公式
(完整版)蓄能器热量及面积计算公式 1. 背景介绍 蓄能器是一种用于储存和释放热能的装置，常用于工业生产和能源系统中。热量和面积是评估蓄能器性能的两个重要指标。本文将介绍蓄能器热量和面积的计算公式。 2. 热量计算公式 蓄能器的热量计算公式基于两个关键参数：蓄能介质的质量和蓄能介质的比热容。热量可以通过以下公式进行计算： 热量 (Q) = 质量 (m) * 比热容 (c) * 温度变化(ΔT) 其中，热量单位可以是焦耳 (J) 或千焦 (kJ)，质量单位可以是千克 (kg)，比热容单位可以是焦耳/千克·摄氏度 (J/kg·°C) 或千焦/千克·摄氏度 (kJ/kg·°C)，温度变化单位可以是摄氏度 (°C) 或开尔文(K)。 3. 面积计算公式
蓄能器的面积计算公式基于两个关键参数：蓄能介质的体积和蓄能器的高度。面积可以通过以下公式进行计算： 面积 (A) = 体积 (V) / 高度 (h) 其中，面积单位可以是平方米 (m²)，体积单位可以是立方米(m³)，高度单位可以是米 (m)。 4. 实例应用 举例来说，假设蓄能器中的质量为1000kg，比热容为 2.5kJ/kg·°C，温度变化为100°C，高度为5m，蓄能介质的体积可以通过以下公式计算： 体积 (V) = 面积 (A) * 高度 (h) 现在我们假设蓄能器的面积为4m²，代入公式进行计算： 体积 (V) = 4m² * 5m = 20m³ 根据热量计算公式，我们可以计算蓄能器的热量：
热量 (Q) = 1000kg * 2.5kJ/kg·°C * 100°C = kJ 5. 总结 本文介绍了蓄能器热量和面积的计算公式。热量计算公式包含质量、比热容和温度变化，面积计算公式包含体积和高度。通过实例应用，我们可以更好地理解和应用这些公式。蓄能器的热量和面积是评估其性能的重要指标，在实际应用中可以根据需求和参数进行相应计算。
蓄能器的压力调节与控制
蓄能器的压力调节与压力控制 蓄能器作为一种辅助能源在液压系统中应用很广泛 ,其优越性也日渐为人们所公认。蓄能器用于多部件集中供油系统时,经常遇到这样一些问題,即蓄能器压力如何调节？如何控制?与液压泵调节压力关系怎样? 采用什么样的连接与压力控制可以使系统效率最高？本文就以上问题谈谈看法。 一、蓄能系统中常用的连接接方式及压力调节 1.单泵与蓄能器连接 图l 图l是目前液压系统中应用较为广泛的一种连接方式。图中表示出系统A与系统B由液压泵l与蓄能器2集中供油,两个系统可同时
动作,也可分别动作。同时动作时,液压泵与蓄能器同时供油。由于调速阀5、6的节流开口较小,液压泵l的供油压力仍为定压阀3的调节圧力 ,不受溢流阀4及快速移动阻力的影响(缸阀4按蓄能器容积计算时系统最高压力调节)。而定压阀 3的调节压力一最要高于溢流阀4的调压,高多少并不受阀4的制约。当多个部件中有的在加工,有的在快速移动时,其动作互相不受影响。由于调速阀5、6保证液压泵压力不受蓄能器压力变化的影响自,这种连接方式中蓄能器的作用及在系统中的位置相当于双泵系统中的低压液压泵, 靠定压阀3的调整压力高于溢流阀 4以及调速阀5、6的节流口小开度,使得该系统工作类似于高低压分别驱动工进与快进的回路。系统工作时,液压泵不能卸荷,而将多余的油排给蓄能器充油。适用于部件循坏周期相对较长 ,部件加工与停止时间占循环时间比例大的场合。这样.给蓄能器充油时间较为充分,液压泵流量可以较小。 图2
图2也是一种常用的蓄能器连接与控制系统,液压泵与换能器压力总是同一压力值,系统的最高压力由溢流阀4来调节. 采用这种连接方式使总的输出管路为一条,相対图l来讲,为了适应快速与加工过程中所需不同的压力与不同流量，同时使部件的动作互不干扰，就得使蓄能器与泵的容量加大。 2.双泵与蓄能器连接 当液圧系统控制部件多,液压泵流量比较大时, 可以采用单泵与蓄能器的连接方式。如果液压系统中只有个别部件需要大流量或系统短时间需要大流量时,可采用双泵供油系统,用一个低压大流量泵与蓄能器一起使该部件或系统供油。另外,在集中控制系统中, 由于各部件循环造成时间上的差异，促使循环中某个瞬时需要低压大流量。而在此之前液压泵给蓄能器输入油量满足不了需要,这时也可以来用一个低压油泵在此期间给蓄能器供油,蓄能器充满以后该泵卸荷，系_统连接多用图3、图4两种方式。
蓄能器的计算
3.蓄能器的计算 . 状态参数的定义 P0=预充压力 P1=最低工作压力 P2=最高工作压力 V0=有效气体容量 V1=在P1时的气体容量 V2=在P2时的气体容量 t0=预充气体温度 t min=最低工作温度 t max=最高工作温度 ①皮囊内预先充有氮气,油阀是关闭的,以防止皮囊脱离; ②达到最低工作压力时皮囊和单向阀之间应保留少量油液约为蓄能器公称 容量的10%,以便皮囊不在每次膨胀过程中撞击阀,因为这样会引起皮囊损坏; ③蓄能器处于最高工作压力;最低工作压力和最高工作压力时的容量变化 量相当于有效的油液量; △V=V1-V2 3.2.预充压力的选择 贺德克公司的皮囊式蓄能器允许容量利用率为实际气体容量的75%;因此预充氮气压力和最高工作压力间的比例限于1：4,另外预充压力不得超过最低系统压力的90%;遵照这种规定可保证较长的皮囊使用寿命; 其它压缩比可采用特别的措施达到;为了充分地利用蓄能器的容量,建议使用下列数值： 蓄能： P0,tmax=×P1 吸收冲击： P0,tmax=÷×P m P m=在自由通流时的平均工作压力 吸收脉动： P0,tmax=×P m P m=平均工作压力 或P0,tmax=×P1在多种工作压力时 3.2.1 预充压力的极限值 P0≤×P1 允许的压缩比为 P2：P0≤4：1 此外,贺德克公司低压蓄能器还需注意： SB35型：P0max=20 bar SB35H型：P0max=10 bar 3.2.2 对温度影响的考虑： 为了即使在相当高的工作温度下仍保持所推荐的预充压力,冷态蓄能器的充气和检验P0charge须作如下选择：
P 0,to = P 0,tmax ×273 ＋ t 273＋ t m ax 0 t 0=预充气体温度℃ t max =最高工作温度℃ 为了在计算蓄能器时考虑温度影响,在t min 最低工作温度时的P 0须做如下选择： P 0,tmin = P 0,tmax ×273 ＋ t 273＋ t m ax m in 3.3 蓄能器计算公式 一个蓄能器内的压缩和膨胀过程应遵循气体状态多变的规律; 理想的气体为： P 0×V 0n = P 1×V 1n = P 2×V 2n , 其中要考虑多变指数“n ”对气体特性随时间的影响; 缓慢的膨胀和压缩过程的状态变化接近于等温,多变指数可为n=1,而快速的膨胀和压缩过程发生绝热的状态变化,多变指数n=k=适合于双原子气体的氮气; 对于200bar 以上的压力,实际气体特性与理想的气体特性有着明显的差别,因而减小了有效容量△V ,在这种情况下要进行修正,修正时要考虑改变K 值,采用下列公式可对各种不同的用途所需的气体容量V 0进行计算,式中约10bar 以下的压力始终用作绝对压力; 计算公式： 多变：n n P P P P V V /120/1100⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= 等温： n=12 0100P P P P V V -∆= 绝热 n=k=714.010714.0100P P P P V V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆= 考虑到实际气体特性的修正因数2在等温状态变化时： ⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=理想实际00V V Ci 等温或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=理想实际00V V Ci 等温 在绝热状态变化时： ⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=理想实际00V V a C 绝热或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=理想实际00V V a C 绝热 验证补偿氮气的蓄能器的有效容量：
泵控系统快锻油压机快锻回程部分的工作原理
活塞式蓄能器在泵控系统快锻油压机中的作用和容积计算1.泵控系统快锻油压机快锻回程部分的工作原理 如图一所示，快锻回程部分主要由回程缸1、活塞式蓄能器站2和回程阀块3等部分组成。快锻时，高压油从活塞式蓄能器和供油泵同时通过阀135.1进入回程缸，使压机动梁升起。加压时，回程缸内的油从原路返回蓄能器。蓄能器内的油位（或压力）下降到超过允许值时，由辅助泵通过阀130.1和130.3补油。油位（或压力）升高超过允许值时，通过阀130.2返回油箱。 2.活塞式蓄能器站在快锻时的作用 就单独回程部分讲，活塞式蓄能器站就相当于泵---蓄势器传动的液压机。压力机加压工作时不用，仅回程时用。50MN快锻液压机有2个直径φ350mm的回程缸，机器快锻时的锻造次数达70min-1，要求回程速度210mm/s，需流量为270L/min的泵9台供油。特点是机器加压工作时，回程缸内的油回注到蓄能器，这既可减小加压时的振动，又可减小泵的供液量，节省能源，提高快速性；缺点是液压机的压力略有减小。另外由于液压机的辅
助设备（如移动工作台等）的液压系统在机器工作时也不工作，为了充分发挥其作用，辅助设备的泵也向蓄能器供油，因此，活塞式蓄能器无需设置大流量补液泵。 蓄能器采用活塞式，主要是为减小蓄能器的容积和防止氮气进入管道，避免产生振动。 3.活塞式蓄能器站的设计 3.1蓄能器压力的确定 蓄能器的压力可按回程缸的提升力计算。回程缸的提升力包括（以50MN压机为例）：活动横梁的重量 1.5MN；3个主柱塞重量0.3MN；2个回程柱塞重量0.045MN；考虑液压机主缸在0.8Mpa的压力下回程，产生的阻力1.03MN；其他阻力（各液压缸密封处的摩擦力0.085MN+各导向处的摩擦力0.36MN+活动横梁上升时需要产生加速度的力0.775MN）。 以上各力之和为4.095MN，分配到一个回程缸的力为2.05MN。则回程缸的液体压力为： =2 最后按31.5Mpa计算活塞式蓄能器的压力。 3.2活塞式蓄能器有效容积的计算 活塞式蓄能器相当于水泵—蓄势器传动中的水罐。其中，装有高压油和氮气。