本文主要介紹了氣囊式蓄能器的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，并結(jié)合某實際液壓系統(tǒng)中的蓄能器應(yīng)用實例分析氣囊式蓄能器在應(yīng)用過程中常見的故障及其處理辦法。
目前，蓄能器被廣泛應(yīng)用于各種液壓系統(tǒng)中，它的主要功能是儲存油液的壓力能，可在短時間內(nèi)作為一種輔助動力源提供大量的壓力油，也可以在液壓泵發(fā)生停電或其他故障時作為一種緊急動力源，具有形成恒壓油源、保持系統(tǒng)壓力和補償泄露、能量回收節(jié)能以及吸收壓力脈動、液壓沖擊等多種功能，在各種液壓系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。其中氣囊式蓄能器可以將氣體（一般為氮氣）和油液可以完全隔離，具有質(zhì)輕、氣囊慣性小、反應(yīng)靈敏、便于維護、安裝方便、附屬設(shè)備少以及便于充氣等優(yōu)點，因此在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，但由于制造皮囊殼體的難度較大，且容量相對較小等，所以會經(jīng)常出現(xiàn)各種故障。為了提高整個氣囊式蓄能器液壓系統(tǒng)的運行狀況，下面介紹其在液壓系統(tǒng)的應(yīng)用和對其在應(yīng)該中常見故障進行分析，為故障預(yù)防提供一定的參考。
氣囊式蓄能器結(jié)構(gòu)
氣囊式蓄能器的典型特征是在鋼殼內(nèi)有一個非折疊的、柔性的橡膠皮囊。皮囊的開口端連接在鋼殼充氣側(cè)的氣閥上。提升閥在彈簧的作用下保持常開狀態(tài)，用以調(diào)節(jié)通過充油口的油液流量。氣囊式蓄能器的頂部或底部組件是可維修的，從而可以提供最佳的靈活性。圖1為氣囊式蓄能器結(jié)構(gòu)示意圖，主要由殼體、皮囊、充氣閥和進油閥組成。
氣囊式蓄能器在液壓系統(tǒng)中的實際應(yīng)用
乳化液泵是礦用液壓設(shè)備的主要動力源，其安全性直接影響整個液壓設(shè)備的正常運行，而蓄能器作為一種重要的輔助動力源工作在整個液壓系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。
該乳化液泵中的蓄能器選用的是折合型皮囊式蓄能器，主要包括進油閥、皮囊、殼體以及進氣閥四個部分，首先需要在皮囊內(nèi)充入一定量氮氣作為壓力氣，充入的氮氣量不同在蓄能器中也會發(fā)揮不同的作用。在正常運行工作狀態(tài)下，殼體內(nèi)的乳化液會接通回路，當(dāng)壓力系統(tǒng)壓力比正常工作壓力高時，乳化液會由系統(tǒng)管路進入蓄能器內(nèi)壓縮皮囊內(nèi)氣體，維持整個液壓系統(tǒng)的壓力平衡；當(dāng)系統(tǒng)壓力比正常工作壓力低時，乳化液會受到皮囊的膨脹擠壓，導(dǎo)致蓄能器內(nèi)流出液體至液壓系統(tǒng)中，補充管路中的壓力。
氣囊式蓄能器的常見故障分析及處理辦法
氣囊式蓄能器的應(yīng)用大大提升了整個液壓設(shè)備及系統(tǒng)的安全系數(shù)，維持整個系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行，但也常常會出現(xiàn)以下幾種故障：
3.1.預(yù)充氣時皮囊失效
氣囊式蓄能器在油液進入蓄能器前需要精確的充入干凈的氮氣類干燥惰性氣體，在預(yù)充氣過程中，必須保證達到指定的壓力，預(yù)充氣的正確與否以及確保預(yù)充氣的壓力在整個儲能應(yīng)用系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。但在預(yù)充氣期間，蓄能器極易受到損壞，且在預(yù)充氣壓力首次大都5Mpa前應(yīng)緩慢充入氮氣，但經(jīng)常難以把握，導(dǎo)致皮囊失效。同時在折疊式皮囊蓄能器中，當(dāng)高壓氮氣迅速膨脹后，會迅速冷卻并積蓄在氣囊底部，而此時冷脆的橡膠也會迅速膨脹破裂。因此預(yù)充氣式時應(yīng)當(dāng)選擇正確的預(yù)充壓力，同時在調(diào)整乳化液泵站系統(tǒng)壓力時也應(yīng)對預(yù)充氣壓力進行相應(yīng)的調(diào)整。
3.2.皮囊使用壽命不長
由于皮囊的加工質(zhì)量、皮囊本身材料，選用的工作介質(zhì)和皮囊產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，或者工作溫度過低或過高，外界污垢侵入蓄能器，液壓系統(tǒng)管路的安裝，在乳化液泵設(shè)計選型時的工程容量設(shè)計不合理，蓄能器作為一種輔助動力源時是否將往復(fù)頻率控制在合理范圍等等原因都可能影響皮囊的使用壽命，進而出現(xiàn)故障。因此，為了保證蓄能器在最小工作壓力時能可靠工作，并避免皮囊在工作過程中常與蓄能器的菌型閥相碰撞，延長皮囊的使用壽命，空氣預(yù)充壓力一般應(yīng)在0.75~0.9的范圍內(nèi)選??；同時為避免在工作過程皮囊的收縮和膨脹的幅度過大而影響使命，最小工作壓力>33%最大工作壓力。
3.3.內(nèi)部壓力下降較嚴重
目前我國氣囊式蓄能器主要采用單向閥形式，由密封錐面完成密封。若在單向閥的閥芯以及密封錐面處有污垢，皮囊極易發(fā)生漏氣。由于在整個液壓系統(tǒng)中，蓄能器的主要功能是緩解沖擊、吸收脈動，因此在蓄能器受到外界的沖擊而發(fā)生振動時，單向閥的閥芯可能會發(fā)生松動，密封的錐面出現(xiàn)縫隙，最終導(dǎo)致密封失效。為了避免出現(xiàn)蓄能失效的故障發(fā)生，應(yīng)將單向閥閥芯以及密封錐面拆卸進行徹底清洗后再安裝，同時在密封過程中可在充氣閥的密封蓋內(nèi)墊入厚3mm左右的硬橡膠墊圈，以及采取修磨密封錐面使之密合等措施。
3.4.流量穩(wěn)定性較差
在蓄能器補充、流放液體的瞬間流量會產(chǎn)生較大波動，穩(wěn)定性較差而容易出現(xiàn)故障，為了提高瞬間流量的穩(wěn)定性，并獲取較大的瞬間流量，在乳化液泵設(shè)計選型過程中，不應(yīng)該采用一個較大容量的蓄能器，應(yīng)采用較小公稱容量的幾個蓄能器并聯(lián)，并且?guī)讉€小容量蓄能器的充氣壓力應(yīng)各不相同。同時應(yīng)盡可能將有效工作壓力范圍縮小，或者選用較大容積的蓄能器。應(yīng)添置幾個可以控制執(zhí)行元件與蓄能器流量的裝置，確保充足的充液時間，盡量減少其他部位在充液期間的內(nèi)部泄漏。

綜上所述，氣囊式蓄能器在液壓系統(tǒng)正常運行中發(fā)揮著重要的作用，一旦其發(fā)生故障會出現(xiàn)震動大、液壓不足以及噪音等一系列與液壓相關(guān)的問題，在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)熟悉其結(jié)構(gòu)特點及性能，加強檢查，定期檢查其氣密性是否良好，補充氣囊壓力，及時發(fā)現(xiàn)故障，及時處理，從而確保整個液壓系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行。