Acumulator cu diafragmă pentru utilaje miniere: selecție, dimensionare și întreținere

Un foraj hidraulic care lovește de 2.500 de ori pe minut împinge un impuls de presiune în circuitul său la fiecare 24 de milisecunde. Furtunul se îndoaie, garniturile se uzează, iar pompa vede valul reflectat. Acumulatorii cu diafragmă sunt obișnuiți pe mașinile de exploatare pentru un motiv structural: diafragma nu are etanșare glisantă și aproape nicio masă, astfel încât partea de gaz reacționează în câteva milisecunde de la prima creștere a presiunii.

Concluzia mai întâi. Pentru amortizarea pulsațiilor, absorbția șocurilor și stocarea energiei în volum mic pe instalațiile de foraj, concasoare și basculante, un acumulator cu diafragmă este de obicei mai potrivit decât o unitate cu vezică sau piston. Nu mai este cel mai bun răspuns odată ce volumul de gaz depășește aproximativ 4 litri sau când mașina trebuie să depoziteze câțiva litri de ulei utilizabil pentru un cilindru mare. Iată unde se află acea limită, cum să dimensionați unitatea și ce să verificați înainte ca o comandă de achiziție să iasă.

De ce acumulatorii cu diafragmă se potrivesc mașinilor de minerit

Ciclurile de lucru din minerit pedepsesc sistemul hidraulic în trei moduri: vârfuri de presiune determinate de impact, ondulație continuă de înaltă frecvență de la pompe și ruptoare și praf, vibrații și variații mari de temperatură. Un acumulator cu diafragmă se ocupă de toate trei fără părțile care în mod normal se defectează mai întâi.

• Fără etanșare glisantă. Diafragma este prinsă la circumferință și pur și simplu se îndoaie, astfel încât nu există un inel de piston care rulează într-un orificiu și nici o cale de uzură prin frecare.
• Răspuns rapid. Masa în mișcare este o membrană elastomer subțire, dând timpi de reacție în intervalul de milisecunde, care contează când evenimentul de absorbit durează 20 până la 50 de milisecunde.
• Plic compact și o piesă de uzură. Unitățile cu diafragmă sunt scurte și ușoare pentru presiunea lor nominală, iar diafragma este singurul consumabil.
• Capacitate de presiune care se potrivește cu circuitul. Evaluările tipice de 250 până la 350 bar acoperă majoritatea sistemelor hidraulice mobile și fixe pentru minerit.

Schimbul este volumul. O diafragmă se poate devia doar până acum, astfel încât volumele de gaz rămân limitate, iar volumul de ulei utilizabil este de obicei între o treime până la jumătate din volumul nominal de gaz. Aceeași logică de selecție se aplică și altora echipamente industriale grele , dar mineritul este locul în care presiunea ridicată și ciclismul ridicat se combină.

Cele patru locuri de muncă pe care le face un acumulator cu diafragmă pe o mașină de minerit

Fiți precis cu privire la munca pe care o îndeplinește unitatea, deoarece regula de preîncărcare depinde de aceasta.

1. Amortizarea pulsațiilor. În aval de o pompă cu piston sau de un întrerupător, acumulatorul aplatizează ondularea care altfel ar obosea furtunurile, tuburile de răcire și corpurile supapelor.
2. Absorbția șocurilor. Când o găleată lovește piatră sau un boom se oprește brusc, uleiul este momentan prins. Acumulatorul oferă uleiului unde să meargă și clipește vârful înainte de a ajunge la pompă.
3. Stocarea energiei. La basculantele cu transport de sarcină, azotul stocat poate alimenta un circuit pilot, poate elibera o frână cu arc sau poate ajuta un cilindru în timp ce pompa ajunge din urmă.
4. Compensarea volumului termic. Într-un circuit închis, volumul de ulei se modifică odată cu temperatura; acumulatorul absoarbe acea modificare și menține presiunea în interiorul benzii permise.

Figura 1 prezintă același circuit cu și fără un acumulator cu diafragmă sub o sarcină de impact ciclic.

Dimensionarea unui acumulator cu diafragmă pentru un ciclu de lucru minier

Șase numere conduc selecția, iar greșirea vreunuia dintre ele înseamnă că unitatea fie eșuează devreme, fie pur și simplu nu face treaba.

1. Presiune de lucru minimă și maximă. Orice altceva derivă din aceste două valori.
2. Presiune de preîncărcare. Începeți de aproape 0,6 până la 0,7 ori presiunea medie de lucru pentru amortizarea pulsațiilor, de 0,6 până la 0,8 ori presiunea minimă de lucru pentru absorbția șocurilor și mai aproape de 0,9 ori presiunea minimă de lucru pentru stocarea energiei. Confirmați datele producătorului înainte de încărcare.
3. Raportul de presiune. Presiunea maximă de lucru împărțită la presiunea de preîncărcare stabilește cât de mult se flexează diafragma; menținerea sub aproximativ 4:1 protejează durata de viață a diafragmei.
4. Volumul și debitul de ulei. Volumul de gaz trebuie să fie suficient de mare încât diafragma să nu fie condusă împotriva carcasei la fiecare ciclu.
5. Temperatura și fluidul. NBR acoperă majoritatea circuitelor de ulei mineral până la aproximativ 80 °C, HNBR și FKM extind intervalul de temperatură, iar EPDM se potrivește fluidelor pe bază de apă care ar umfla NBR.
6. Montaj și acces la service. Supapa de gaz trebuie să rămână accesibilă pentru verificări înainte de încărcare odată ce mașina este asamblată.

Acolo unde achiziția merge prost

• Volumul de gaz este subdimensionat pentru ondulație, astfel încât nimic nu este tăiat și furtunul încă se defectează.
• Pre-încărcare stabilită prin senzație: o unitate supraîncărcată aproape nu stochează ulei, o unitate subîncărcată supra-flexează și rupe diafragma.
• Elastomerul ales numai în funcție de temperatură, ignorând chimia fluidelor și comportamentul de permeație.
• Recipiente sub presiune necertificate, unde o factură mai mică devine o problemă de asigurare și conformitate.

Moduri de defecțiune și întreținerea care le împiedică

Diafragmele rareori eșuează singure. Ruptura este, de obicei, ultimul eveniment dintr-un lanț care a început cu o eroare de preîncărcare, fluid contaminat sau un raport de presiune prea extins. A sorta care a fost primul începe cu cunoașterea ce face un acumulator într-un circuit hidraulic .

O rutină preventivă care funcționează

• Verificați preîncărcarea la fiecare 500 de ore de funcționare sau trimestrial, oricare survine primul.
• Dacă preîncărcarea scade cu mai mult de aproximativ 10% între verificări, testați etanșeitatea supapei de gaz în loc să completați pur și simplu azot.
• Înlocuiți diafragma la primul semn de instabilitate a presiunii, nu la următoarea oprire programată.
• Mențineți curățenia fluidului la ISO 4406 18/16/13 sau mai bine. Unitățile cu diafragmă tolerează contaminarea mai bine decât unitățile cu piston, dar încă nu le place.

Seturi de încărcare, hardware de montare și pachet complet

Un acumulator cu diafragmă este la fel de bun ca și accesoriile din jurul lui, iar pe o mașină de minerit trei elemente decid dacă instalația rămâne funcțională.

Acumulatorul în sine este un vas sub presiune sigilat cu o diafragmă prinsă și o supapă de gaz de azot. Unitățile din gama de la 0,075 până la 4 litri acoperă majoritatea sarcinilor întrerupătoarelor, brațului și circuitelor pilot în foraj, strivire și manipulare a materialelor.

Diafragma Accumulator Un acumulator cu diafragmă este un dispozitiv mecanic care stochează și eliberează energie folosind legea lui Boyle (compresibilitatea gazelor). Structura sa de bază este o diafragmă realizată... Vizualizare produs →

Preîncărcarea nu este o muncă unică. Un kit de încărcare cu forma corectă de filet permite echipelor de întreținere să completeze cu azot pe mașină în loc să scoată vasul din circuit, ceea ce reprezintă diferența dintre o verificare de jumătate de oră și o oprire de jumătate de zi.

Kit de încărcare CQJ Setul de încărcare CQJ este un instrument specializat pentru încărcarea, completarea, corectarea și verificarea presiunii de încărcare a acumulatorilor din sistemele hidraulice. Vizualizare produs →

Montarea hardware-ului contează mai mult decât pare. Un suport și o clemă care țin vasul rigid țin vibrațiile departe de supapa de gaz și de conexiunea portului de ulei, de unde încep o mare parte a scurgerilor de câmp.

Suport acumulator Un suport de acumulator este un dispozitiv mecanic folosit pentru fixarea și susținerea unui acumulator hidraulic. Vizualizare produs →

Verificări de achiziții înainte ca comanda să iasă

Acumulatoarele sunt recipiente sub presiune, deci documentele fac parte din produs. Cinci verificări acoperă cea mai mare parte a riscului.

1. Licenta de fabricatie. Căutați o licență de fabricație a recipientelor sub presiune care să acopere gradul relevant, deoarece carcasele de acumulatori de înaltă presiune intră sub acest domeniu de aplicare în majoritatea jurisdicțiilor.
2. Certificare pe piață. Marcajul CE sau o declarație echivalentă este o cerință de bază atunci când mașina este exportată.
3. Capacitatea de productie. Confirmați producția de serie pentru dimensiunea comandată, nu asamblarea unică. Producția măsurată în zeci de mii de unități pe an indică un proces repetabil.
4. Înregistrările testelor. Solicitați date de testare hidrostatică și un certificat de preîncărcare cu azot per lot, nu o fișă de date generică.
5. Trasabilitate material și elastomer. Metalurgia piesei umede și compusul cu diafragmă ar trebui să fie documentate, în special pentru climat rece sau pentru sarcini corozive.

Cumpărarea directă de la producător scurtează de obicei bucla tehnică, precum și prețul. Întrebările despre preîncărcare, selecția elastomerului sau standardele de filet ajung la oamenii care construiesc unitatea în loc să treacă printr-un strat de tranzacționare și asta contează atunci când o mașină este oprită.

Întrebări frecvente

Ce dimensiune de acumulator cu diafragmă are nevoie pentru o mașină de minerit?

Mărimea urmează sarcinii. Pentru amortizarea pulsațiilor pe un circuit întrerupător, potriviți volumul de gaz la aproximativ un sfert din debitul pompei pe ciclu, apoi confirmați cu privire la ondulația pe care circuitul o poate tolera. Pentru absorbția șocurilor, dimensiunea volumului de ulei prins în timpul impactului. Dacă volumul necesar de gaz depășește aproximativ 4 litri, comparați cu o unitate cu vezică sau cu piston înainte de a începe.

Un acumulator cu diafragmă poate fi montat orizontal?

Da. Unitățile cu diafragmă sunt mult mai puțin sensibile la poziție decât tipurile cu pistoane, deoarece nu există o greutate de alunecare și nicio coloană de ulei nu presează pe o etanșare. Montarea orizontală sau înclinată este în mod normal acceptabilă; constrângerea practică este menținerea accesibilă a robinetului de gaz.

Ce preîncărcare se potrivește unui întrerupător hidraulic?

Majoritatea circuitelor întreruptoarelor se află în intervalul de presiune de lucru medie de 0,6 până la 0,7 ori pentru amortizarea pulsațiilor, ajustat la recomandarea producătorului întreruptorului. Setați-l cu un kit de încărcare calibrat, verificați din nou după prima săptămână, apoi treceți la intervalul de rutină.

De unde știu că diafragma s-a defectat?

Trei simptome apar mai întâi: azotul care scapă prin orificiul de ulei și se prezintă sub formă de bule în rezervor, o pierdere rapidă a preîncărcării între verificări și ondularea presiunii care revine la nivelul de preinstalare. Oricare dintre ele justifică scoaterea unității de pe mașină.

Pentru mașinile de minerit, acumulatorul cu diafragmă își câștigă locul prin viteză și simplitate: fără etanșare de alunecare, răspuns în milisecunde, o singură piesă de uzură și o presiune nominală care se potrivește cu circuitele hidraulice mobile. Alegeți-l în funcție de volum și de funcționare, setați corect preîncărcarea, montați-l rigid și verificați acea preîncărcare într-un program. Fă acele patru lucruri și furtunurile, garniturile și pompa vor dura considerabil mai mult.