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 tmin=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

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=0.9×P1 吸收冲击：

P0，tmax=0.6÷0.9×Pm（Pm=在自由通流时的平均工作压力） 吸收脉动：

P0，tmax=0.6×Pm（Pm=平均工作压力） 或P0，tmax=0.8×P1（在多种工作压力时） 3.2.1 预充压力的极限值

P0≤0.9×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

态蓄能器的充气和检验P0charge须作如下选择： Pt0，to= P0，tmax×

0＋　273t

max＋　273t0=预充气体温度（℃）

tmax=最高工作温度（℃）

为了在计算蓄能器时考虑温度影响，在tmin最低工作温度时的P0须做如下选择： P0，tmin= P0，tmax×

tmin＋　273

tmax＋　2733.3 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：

P0×V0n= P1×V1n= P2×V2n，

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V0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：V0??V?P0??P?1????1/n?P0???P?2????1/n

等温：（ n=1）V0??V P0P0?P1P2 绝热（ n=k=1.4）V0??V?P0??P?1????0.714?P0???P?1????0.714

考虑到实际气体特性的修正因数2在等温状态变化时：

?V0实际???V0实际???Ci??Ci???V理想??等温 ?V理想?等温或

0???0?在绝热状态变化时：

?V0实际???V0实际???Ca??Ca?绝热或??V理想??绝热 ?V理想?0???0?验证补偿氮气的蓄能器的有效容量：

?P0??V'?V0总??1?P??

2?? ?V'?0.75×V0（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3.2.1节的要求进行。在考虑其它条件时要进行精确计算，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P2/P1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V0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P1时，蓄能器内保留约10%容量的剩余油量△VR。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tmax=45℃

最低工作温度tmin =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P0 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tmax时的预充压力：P0，tmax=0.9×P1 =0.9×101≈91 bar

tmin＋　273 （b） 在tmin时的预充压力：P0，tmin= P0，tmax×= 91bar

tmax＋　273×

25＋　273?85.3bar

45＋　273 （c）理想的气体容量：

V0理想＝?V?P0,tmin???P???1?0.714?P0,tmin????P???2?0.714 ?5?85.3???101??0.714?85.3????201??0.714?14.531

(d) 图3.3.2中的修正因素P2/P1 ?Ca=1.16

(e) 实际气体容量：V0实际= Ca×V0理想= 1.16×14.53L=16.85L 2. 确定在20℃时的预充压力P0 P0,20C?P0,t??maxt0?273

tmax?273 ?91bar?20?273

45?273 ?83.8bar(绝对） 3. 选取型号

SB330-20A1/112A-330A P0.20℃= 83bar