Đặc Điểm Của Bình Tích Áp Không Phải Ai Cũng Biết

Bình tích áp là một thiết bị cực kỳ hữu ích dùng cho hệ thống thủy lực. Tuy nhiên không phải ai cũng có thể hiểu và sử dụng hết các công năng của chúng. Phần bình tích áp khá là trừu tượng với rất nhiều các kỹ sư chế tạo và các công thức tính bình tích áp cũng khá là phức tạp và thường bị bỏ qua.

Do đó hôm nay tôi sẽ cố gắng diễn dải tới mọi người về các nguyên tắc cơ bản của bình tích áp mà không cần sử dụng các công thức tính toán. Hy vọng là khi đọc đến hết bài viết này, người đọc sẽ có được một nền tảng vững chắc về bình tích áp.

Bình tích áp thủy lực có các chức năng: Lưu trữ áp lực, bù áp rò rỉ,chống sốc… các chứng năng này có thể được dùng trong nhiều ứng dụng khác nhau và mục đích khác nhau, trong đó thì chức năng tích trữ áp lực được dùng phổ biến nhất. Có rất ít hệ thống thủy lực hoàn hảo đến mức không cần sử dụng đến bình tích áp. Tuy nhiên có thể vì lý do chi phí cao và yêu cầu gọn nhẹ nên bình tích áp không được sử dụng.

>> Xem thêm: Tác Dụng Của Bình Tích Áp Trong Hệ Thống Thuỷ Lực

Dầu thủy lực thì không thể nén được. Chúng ta thường mặc định như vậy, nhưng mà thực tế thì ngay cả kim cương hay vonfram cũng vẫn có thể nén được. Chỉ là chúng khó bị nén hơn mà thôi. Trên thực tế, dầu thủy lực có độ nén nhỏ hơn 0.5% ở 1.000 psi. Tương ứng sẽ bị nén khoảng 4% ở 10.000 psi. Chưa kể với hệ thống thực tế sẽ có nhiễm bọt khí và độ nén có thể cao hơn .

Như mức nén ở trên, thì việc cố gắng nén dầu để lưu trữ áp lực (giống như với hệ thống khí nén) thì coi như không có kết quả dẫu cho dù chúng ta có nén một lượng dầu lớn ở áp lực cao. Hơn nữa như thế thì khi xả nén sẽ giải phóng một năng lượng rất lớn và thời gian xảy ra rất là nhanh ( 1 phần giây).

Đó là lý do vì sao các hệ thống như là phanh thủy lực, máy cắt thủy lực cần một mạch phụ để kiểm soát việc xả nén dầu. Ngay cả khi trường hợp chúng ta dùng các hệ thống kiểm soát tốc độ  khiến việc xả nén dầu được diễn ra từ từ thì việc này nó cũng diễn ra rất nhanh (vì lượng dầu nén chỉ khoảng 0.5% – ở 1000 psi) 

Đối với khí thì lại khác, khí có chỉ số nén nhỏ, nên nén dễ hơn. Năng lượng áp suất được nén tỷ lệ nghịch với thể tích nén. Lấy ví dụ, có 10 ft khối không khí, bị nén vào một bình 1 feed thì áp suất của nó sẽ tăng lên 10 lần (Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng  mà chúng ta rất quen thuộc đó là Pv=nRT) . 

Hệ thống khí nén có lợi thế về việc tận dụng sự chênh lệch áp suất giữa khí bị nén và khí quyển. Máy nén khí có thể nén thể tích khí xuống 1/7 hoặc 1/11  tương ứng với áp suất đạt được là 90 -150 psi. Khí nén này sẽ được lưu trữ và phân phối tới các thiết bị truyền động như là xy lanh khí nén.

Tuy nhiên việc nén khí sẽ sinh ra một nhiệt lượng khá lớn (thấy rõ nhất khi  khí nén đạt tới áp 150psi). Theo định luật charler thì nén không khí đến 1/10 thì nhiệt độ cũng sẽ tăng 10 lần. Thực tế thì áp suất khí nén như kể trên không đủ để cho hệ thống thủy lực vận hành, cho dùng là ở 150 psi – mức áp cao với khí nén  thì cũng không đủ. Do đó áp suất khí nén làm thế nào để lưu trữ ở 3.000 psi ? 

Bộ tích áp thủy lực sẽ sử dụng khí để nén là khí nito, vì đây là khí trơ và có trong bầu khí quyển. Hơn nữa khí ni tơ trong quá trình nén ở mỗi giai đoạn ở mức vừa phải và có sự làm mát giữa các giai đoạn. Sau khi nén thì bình nito sẽ được đưa tới các điểm sạc bình tích áp , chúng thường được nén tới tầm 5.000 psi , đủ áp để nạp vào cho bình tích.

Quá trình sạc khí vào bình tích áp được thông qua dây sạc nối từ bình nito vào bình tích áp. Quá trình sạc sẽ được kiểm soát bằng đồng hồ. Tại thời điểm ban đầu của quá trình sạc, chúng ta sẽ nghe âm thanh chảy của khí . Cho tới khi đồng hồ hiển thị độ chênh áp tới mức cần thiết thì van sẽ được đóng lại.

*Lưu ý: quá trình nạp khí ban đầu cho bình tích áp phải từ từ. Sau khi áp túi khí bình tích áp đạt được áp 1 -1,5 bar thì mới được nạp nhanh hơn . cụ thể thời gian sạc 1-1.5 bar với bình 1L là 10 giây, 5L là 20 giây, 10L là 40 giây, 50L là 120 giây,100L là 200 giây , 200L là 400 giây.

          Thời gian nạp tương ứng với thể tích bình tích áp để : túi khí bình tích áp đạt 1-1.5 bar.

Thông thường, áp nạp vào bình tích áp sẽ là khoảng 90% của áp làm việc nhỏ nhất của hệ thống thủy lực. Nếu áp nạp quá thấp thì khả năng phản ứng sẽ chậm và áp dầu tích thấp. Còn nếu nạp áp quá cao thì lượng dầu nén vào thấp, thậm chí không nén được dầu vào bình tích áp khi mà áp khí ni tơ lớn hơn áp của dầu thủy lực .

Đối với bình tích áp thường sẽ đi kèm với một hệ thống van điều khiển đóng mở, thường là van điện và áp suất cài đặt đóng mở. Áp đóng/ mở tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống , tuy nhiên thì áp cài đặt sẽ thường nhỏ hơn áp làm việc,  Thông thường sẽ cần một van 1 chiều lắp ở giữa bơm và bình tích áp để tránh tình trạng áp dội từ bình tích về bơm trong trạng thái bơm nghỉ.

Song song đó sẽ có 1 van tràn bằng điện để đảm bảo bơm chay không tải khi khởi động. Tức là khi bật bơm lên thì dầu sẽ chảy về bể qua van tràn, bơm chạy không tải, tới khi bơm đạt được một tốc độ quay cần thiết rồi thì mới đóng van tràn và dầu đi vào hệ thống. Và cũng có thể cần thêm các công tắc áp suất để điều khiển vận hành của mô tơ điện. Đóng ngắt dòng dầu cấp vào bình tích áp theo áp ghi nhận của bình tích.

Về nguyên lý làm việc của bình tích áp thì khi dầu áp lực vào bình tích áp sẽ nén túi khí ( đã sạc khí ni tơ) lại và tích trữ năng lượng, thể tích dầu, Khí bị nén luôn có xu thế đẩy dầu ra khỏi bình tích . việc bố trí van để tận dụng nguyên lý này sẽ cho ta nhiều chức năng mong muốn : lưu trữ áp, chống sốc, bù áp, cho các dự phòng khi có sự cố hư hỏng bơm, mô tơ điện.

Mặc dù mỗi ứng dụng của bình tích áp sẽ tương ứng một phương thức bố trí van riêng. Các công thức tính riêng. Nhưng các thông tin ở trên là chung nhất để giúp chúng ta nắm được các cơ bản về bình tích áp. Còn trong trường hợp cần thiết thì có thể yêu cầu hỗ trợ từ các chuyên gia về phần tính toán công thức để có con số chính xác. 

Trên đây là tổng hợp và chia sẻ về tổng quan bình tích áp. Hy vọng những thông tin mà B2bmart.vn tổng hợp được sẽ giúp bạn có thêm những kiến thức hữu ích về thiết bị này và áp dụng vào các thiết kế của  mình.