لاستیک آکومولاتور قطعه‌ای کلیدی در تثبیت فشار

انواع آکومولاتور هیدرولیکی و پنوماتیکی

دقت داشته باشید که بر مبنای اصول هیدرولیک و پنوماتیک و همچنین ایده‌های موجود در زمینه ساخت آکومولاتور، چهار الگو و سازوکار در طراحی و ساخت این وسیله وجود دارد:

• ساختار پیستون تحت بار(وزن)
• ساختار دیافراگم یا بلادر
• ساختار فنری
• ساختار پیستون هیدروپنوماتیک

این چهار نوع از ساختار، در دوره‌های مختلفی، بسته به تصمیم طراحان و نیازهای موجود، در سیستم‌ها به کار گرفته می‌شدند اما در حال حاضر دو ساختار پیستون تحت بار و فنری، کمتر از سایرین متداول بوده و در سیستم‌ها نوین به ندرت دیده می‌شوند. بر همین مبنا در ادامه متن، ترجیح ما بر محوریت بلادر آکومولاتور است. فراموش نکنید لاستیک آکومولاتور، قلب این نوع از آکومولاتور بوده و در عمل برای درک اهمیت کاربرد آن باید به تشریح ساختار و عملکرد این گونه بپردازیم.

بلادر آکومولاتور یا بلادر لاستیکی چیست؟

حال که قرار است به حیطه بررسی و تشریح ساختار بلادر آکومولاتور و بلادر لاستیکی، به شکل اختصاصی ورود کنیم، بد نیست تا اقدام به ارائه تعریف دقیقی از این وسیله کرده و با این روش زمینه بحث را فراهم سازیم. پیش از ارائه تعریف در مورد بلادر آکومولاتور، باید به یک نکته در این مورد اشاره کرد. اساساً بلادر یک کلمه انگلیسی با املای (Bladder) است که در معنای عام برای اشاره به کیسه و بادکنک از آن استفاده می‌شود؛ حتی در اصطلاح گاهاً این واژه در معنای مثانه نیز به کار می‌رود. اما در مورد اصل قطعه یا وسیله باید گفت شاید اساس ساختار بر مبنای لاستیک آکومولاتور ایجاد شده و مجزای از ساختار پیستون هیدروپنوماتیک باشد اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی‌ها و حرکت به سوی ایده‌های جدید، شاهد تلفیق هوشمندانه اسلوب این دو ساختار هستیم. اما می‌توان ضمن شناسایی بلادر آکومولاتور به عنوان یکی از پرکاربردترین نوع از انواع آکومولاتور هیدروپنوماتیک، قلب و اساس این وسیله را لاستیک آکومولاتور دانست.

نگاهی به ساختار بلادر آکومولاتور

لاستیک آکومولاتور با گاز نیتروژن پر شده و در یک مخزن فولادی تحت فشار، به چارچوب کلی سیستم متصل می‌شود تا آنچه بلادر آکومولاتور نامیده می‌شود، ایجاد شود. لاستیک آکومولاتور از مواد الاستیک(الاستومرها) از جمله لاستیک ساخته می‌شود و اصلاً به همین علت است که به آن لاستیک آکومولاتور گفته می‌شود. فشار ابتدایی گاز موجود در لاستیک آکومولاتور، به کمک یک شیر ورودی/خروجی که در بخش بالایی آن تعبیه شده، قابل تنظیم و کنترل است. در اصطلاح به فشار گاز نیتروژن موجود در لاستیک آکومولاتور، که پیش از قرار گرفتن آن در سیستم تنظیم شده است، فشار پیش‌شارژ یا (Pre-charge pressure) گفته می‌شود. در تصویر زیر می‌توانید به وضوح نحوه قرارگیری لاستیک آکومولاتور در کلیت قطعه را مشاهده کنید. در بخش بعدی ضمن معرفی جزء به جزء قطعات موجود در این سیستم، تا حدی نحوه عملکرد آن نیز تشریح خواهد شد.

تشریح اجزای مختلف و شناخت لاستیک آکومولاتور بر مبنای شماتیک آن

پیش از هر چیز در مورد تصویر فوق باید خاطر نشان کرد که شما در عمل با دو شماتیک مجزا مواجه هستید؛ یکی مربوط به نوع “بالا قابل تعمیر” و دیگری مربوط به نوع “پایین قابل تعمیر” است. بررسی مجزای این دو در حوصله متن نبوده و در دایره اهداف ما نیست اما به منظور سهولت در تشریح ساختار، از هر دو شماتیک کمک گرفتیم. برخی از قطعات در مدل “پایین قابل تعمیر”، برخی در مدل دیگر و برخی هم در هر دو نشان داده می‌شوند. حال با وجود تصویر فوق، تا حد زیادی تشریح کل اجزای قطعه و در رأس آن‌ها، لاستیک آکومولاتور تسهیل خواهد شد. دقت داشته باشید که در شماتیک موجود در تصویر بالا، به هر جزء یک عدد اختصاص داده شده است؛ با مطابقت اعداد موجود در عکس با لیست زیر، متوجه نام هر بخش خواهید شد.

1. پوسته بیرونی که از جنس فلز است. در توضیحات بخش پیشین به این نکته که بلادر در یک پوسته فلزی قرار می‌گیرد، اشاره شد.
2. خود لاستیک آکومولاتور که از مواد الاستیک ساخته شده و بسته به فشار گاز موجود در آن، حد بالایی از ارتجاع و تغییر حجم را از خود نشان می‌دهد. این بخش در ظاهر یک بالون لاستیکی است.
3. هسته شیر(سوپاپ) گاز که نقش مهمی در ساختار شیر دارد.
4. مهره (لاک‌نات) قفل ساقه ورودی بلادر که ورود گاز به بلادر لاستیک آکومولاتور را کنترل می‌کند
5. درپوش شیر(سوپاپ)
6. پلاک بلادر آکومولاتور که روی بدنه قرار گفته و حاوی اطلاعاتی در مورد مشخصات وسیله است.
7. درگاه ورود مایع
8. حلقه ضد برون‌ریزی یا عایق دور درگاه
9. حلقه اسپیسر
10. مهره (لاک‌نات) درگاه مایع
11. پیچ دریچه مایع
12. رینگ آب‌بند یا (سیل‌رینگ) به منظور جلوگیری از نفوذ گرد و غبار یا نشت سیال به فضای بیرونی قطعه
13. آداپتور درگاه گاز
14. مهره درگاه گاز

نحوه عملکرد لاستیک آکومولاتور در این قطعه

توضیح دقیق و گام به گام عملکرد تمام اجزای بلادر آکومولاتور ، قطعاً در حوصله متن نیست اما در این بخش تلاش می‌کنیم، اصول و قاعده کلی عملکرد آن را در ارتباط با لاستیک آکومولاتور تشریح کنیم. پیش از ورود به پروسه بررسی باید تأکید کرد که اگر بلادر آکومولاتور را به شکل عمود یا در زاویه با لوله‌های رابط نصب می‌کنید، لاستیک آکومولاتور باید در بخش بالایی قرار گیرد وگرنه قطعه با افت بهره‌وری و در برخی موارد حتی ناکارآمدی جدی مواجه می‌شود. حال نوبت به تشریح نحوه عملکرد لاستیک آکومولاتور رسیده است.

• پس از رسیدن بلادر به مرحله فشار پیش‌شارژ یا همان (Pre-charge Pressure)، در عمل فشار گاز، لاستیک آکومولاتور را در بیشترین حد از التهاب و اصطلاحاً باد کردگی قرار می‌دهد. در این حالت با رجوع به شماتیک، متوجه خواهید شد که بیشتر حجم پوسته بلادر آکومولاتور با لاستیک آکومولاتور که حاوی گاز است پوشیده می‌شود. در این حالت کل قطعه وارد سیستمی خواهد شد که فعلاً خاموش بوده و سیال در آن جریان ندارد.
• حال با ورود سیال به مدار سیستم، پمپ، فشار پشت سیال را تا حدی افزایش می‌دهد که سیال در کل مدار پخش و سپس از شیر پایینی به فضای داخل پوسته بلادر آکومولاتور وارد شود. نباید فراموش کرد که تا پیش از ورود سیال به فضای درونی پوسته، بخش غالب آن با حجم لاستیک آکومولاتور پر شده بود. با ازدیاد فشار سیال، لاستیک آکومولاتور فشرده و در نهایت در برابر فشار سیال (مایع) تسلیم می‌شود.
• مادامی که فشار مایع در سیستم، نرمال و بدون نوسان باشد، لاستیک آکومولاتور تحت فشار باقی‌مانده و حجم آن نسبت به حالت فشار پیش‌شارژ کمتر خواهد بود. اما به محض نوسان، و کاهش فشار مایع در فضای داخلی پوسته بلادر آکومولاتور، فشار گاز درون بالون لاستیکی به فشار سیال غلبه کرده و لاستیک آکومولاتور افزایش حجم می‌دهد. این افزایش حجم نتیجه‌ای جز فشار به سیال و خارج کردن آن از شیر پایینی ندارد.
• این اتفاق تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که مجدداً فشار سیستم احیا شده و سیال بتواند با غلبه بر فشار گاز درون لاستیک آکومولاتور، به درون پوسته ورود کند. حال این چرخه مجدداً از انتها تا ابتدا اتفاق می‌افتد.

نتیجه تکرار چرخه فوق در طول کارکرد سیستم، چیزی جز دستیابی به اهدافی نیست که پیش‌تر برای بلادر آکومولاتور در نظر گرفتیم. حال با رسیدن به این نقطه از متن، قطعاً به‌خوبی علت اهمیت لاستیک آکومولاتور را متوجه شده‌اید. باید به بخش ابتدایی متن رجوع و به این جمله را که لاستیک آکومولاتور، قلب بلادر آکومولاتور است را مرور کرد.