Membranakkumulator til minemaskiner: Udvælgelse, dimensionering og vedligeholdelse

En hydraulisk stenboremaskine, der slår 2.500 gange i minuttet, skubber en trykimpuls ind i sit kredsløb hvert 24. millisekund. Slangen bøjer, tætningerne slides, og pumpen ser den reflekterede bølge. Membranakkumulatorer er almindelige på minemaskiner af en strukturel årsag: Membranen har ingen glidende tætning og næsten ingen masse, så gassiden reagerer inden for millisekunder efter den første trykstigning.

Konklusionen først. Til pulsationsdæmpning, stødabsorbering og energiopbevaring i små mængder på borerigge, knusere og load-haul-dumpere er en membranakkumulator normalt en bedre pasform end en blære- eller stempelenhed. Det holder op med at være det bedste svar, når gasvolumenet stiger forbi omkring 4 liter, eller når maskinen skal opbevare flere liter brugbar olie til en stor cylinder. Her er, hvor grænsen går, hvordan enheden skal dimensioneres, og hvad du skal tjekke, før en indkøbsordre udkommer.

Hvorfor diafragmaakkumulatorer passer til minemaskiner

Minedriftscyklusser straffer hydraulik på tre måder: støddrevne trykspidser, kontinuerlig højfrekvent krusning fra pumper og afbrydere og støv, vibrationer og store temperaturudsving. En membranakkumulator håndterer alle tre uden de dele, der normalt fejler først.

• Ingen glidende tætning. Membranen er fastspændt i sin omkreds og bøjer simpelthen, så der ikke er nogen stempelring, der løber i en boring, og ingen gnidningsslidbane.
• Hurtig respons. Den bevægelige masse er en tynd elastomermembran, der giver reaktionstider i millisekundområdet, hvilket betyder noget, når hændelsen til at absorbere varer 20 til 50 millisekunder.
• Kompakt kuvert og en sliddel. Membranenheder er korte og lette i forhold til deres trykklassificering, og membranen er det eneste forbrugsmateriale.
• Trykevne, der matcher kredsløbet. Typiske værdier på 250 til 350 bar dækker de fleste mobile og faste minehydraulik.

Afvejningen er volumen. En membran kan kun afbøje indtil videre, så gasvolumen forbliver begrænset, og brugbar olievolumen er typisk en tredjedel til halvdelen af ​​den nominelle gasvolumen. Den samme valglogik gælder for andre tungt industrielt udstyr , men minedrift er hvor højtryk og høj cykling kombineres.

De fire job, en membranakkumulator udfører på en minemaskine

Vær præcis om, hvilket job enheden udfører, fordi reglen om forudbetaling afhænger af det.

1. Pulsationsdæmpning. Nedstrøms for en stempelpumpe eller en afbryder, udjævner akkumulatoren krusninger, der ellers ville trætte slanger, kølerrør og ventilhuse.
2. Stødabsorbering. Når en skovl rammer sten, eller en bom stopper brat, fanges olie et øjeblik. Akkumulatoren giver den olie et sted at gå og klipper toppen, før den når pumpen.
3. Energilagring. På load-haul-dumpere kan lagret nitrogen tilføre et pilotkredsløb, udløse en fjederpåført bremse eller hjælpe en cylinder, mens pumpen indhenter.
4. Termisk volumenkompensation. I et lukket kredsløb ændres olievolumen med temperaturen; akkumulatoren absorberer denne forandring og holder trykket inden for det tilladte bånd.

Figur 1 viser det samme kredsløb med og uden en membranakkumulator under en cyklisk stødbelastning.

Dimensionering af en membranakkumulator til en minedriftscyklus

Seks numre driver valget, og at få et af dem forkert betyder, at enheden enten fejler tidligt eller simpelthen ikke gør jobbet.

1. Minimum og maksimum arbejdstryk. Alt andet stammer fra disse to værdier.
2. Forladetryk. Start i nærheden af ​​0,6 til 0,7 gange gennemsnitligt arbejdstryk for pulsationsdæmpning, 0,6 til 0,8 gange minimum arbejdstryk for stødabsorbering og tættere på 0,9 gange minimum arbejdstryk for energilagring. Bekræft mod producentens data før opladning.
3. Trykforhold. Maksimalt arbejdstryk divideret med forladningstryk bestemmer, hvor langt membranen bøjes; at holde sig under ca. 4:1 beskytter membranens levetid.
4. Olievolumen og flow. Gasvolumen skal være stor nok til, at membranen ikke bliver drevet mod skallen ved hver cyklus.
5. Temperatur og væske. NBR dækker de fleste mineraloliekredsløb til omkring 80 °C, HNBR og FKM udvider temperaturområdet, og EPDM passer til vandbaserede væsker, der ville kvælde NBR.
6. Montering og serviceadgang. Gasventilen skal forblive tilgængelig for kontrol før opladning, når maskinen er samlet.

Hvor indkøb går galt

• Gasvolumen er underdimensioneret til krusningen, så intet er klippet, og slangen fejler stadig.
• Foropladning indstillet efter følelse: en overopladet enhed lagrer næsten ingen olie, en underopladet enhed overbøjer og river membranen i stykker.
• Elastomer valgt på temperatur alene, ignorerer væskekemi og permeationsadfærd.
• Ucertificerede trykbeholdere, hvor en lavere faktura bliver et forsikrings- og overholdelsesproblem.

Fejltilstande og den vedligeholdelse, der forhindrer dem

Membraner fejler sjældent af sig selv. Bruddet er normalt den sidste hændelse i en kæde, der startede med en forladningsfejl, forurenet væske eller et overudstrakt trykforhold. At finde ud af, hvad der kom først, starter med at vide hvad en akkumulator gør i et hydraulisk kredsløb .

En forebyggende rutine, der virker

• Tjek forhåndsopladning for hver 500 driftstimer eller kvartalsvis, alt efter hvad der kommer først.
• Hvis forladningen falder mere end omkring 10 procent mellem kontrollerne, skal du lækage gasventilen i stedet for blot at fylde nitrogen på.
• Udskift membranen ved det første tegn på trykustabilitet, ikke ved den næste planlagte nedlukning.
• Hold væskerenheden ved ISO 4406 18/16/13 eller bedre. Membranenheder tåler forurening bedre end stempelenheder, men de kan stadig ikke lide det.

Opladningssæt, monteringshardware og den fulde pakke

En membranakkumulator er kun så god som tilbehøret omkring den, og på en minemaskine afgør tre genstande, om installationen forbliver brugbar.

Selve akkumulatoren er en forseglet trykbeholder med en fastspændt membran og en nitrogengasventil. Enheder i intervallet 0,075 til 4 liter dækker de fleste hammer-, bom- og pilotkredsopgaver inden for boring, knusning og materialehåndtering.

Diafragma Accumulator En membranakkumulator er en mekanisk enhed, der lagrer og frigiver energi ved hjælp af Boyles lov (kompressibiliteten af gasser). Dens kernestruktur er en membran lavet... Se produkt →

Forudbetaling er ikke et engangsjob. Et ladesæt med den rigtige gevindform lader vedligeholdelsespersonalet fylde nitrogen på maskinen i stedet for at trække fartøjet ud af kredsløbet, hvilket er forskellen mellem en halv times kontrol og et halvdags stop.

CQJ opladningssæt CQJ-ladesættet er et specialiseret værktøj til opladning, genopfyldning, korrigering og kontrol af ladetrykket for akkumulatorer i hydrauliske systemer. Se produkt →

Montering af hardware betyder mere, end det ser ud. Et beslag og en klemme, der holder fartøjet stift, holder vibrationer væk fra gasventilen og olieportforbindelsen, hvor en stor del af feltlækager starter.

Akkumulator beslag Et akkumulatorbeslag er en mekanisk enhed, der bruges til at fastgøre og understøtte en hydraulisk akkumulator. Se produkt →

Indkøbstjek, før ordren går ud

Akkumulatorer er trykbeholdere, så papirarbejdet er en del af produktet. Fem checks dækker det meste af risikoen.

1. Fremstillingstilladelse. Se efter en licens til fremstilling af trykbeholdere, der dækker den relevante kvalitet, da højtryksakkumulatorskaller falder ind under dette anvendelsesområde i de fleste jurisdiktioner.
2. Markedscertificering. CE-mærkning eller en tilsvarende erklæring er et basiskrav, når maskinen eksporteres.
3. Produktionskapacitet. Bekræft serieproduktion for den størrelse, der bestilles, ikke engangsmontering. Output målt i titusindvis af enheder om året indikerer en gentagelig proces.
4. Test optegnelser. Bed om hydrostatiske testdata og et certifikat for forladning af nitrogen pr. batch, ikke et generisk datablad.
5. Materiale og elastomer sporbarhed. Befugtede dele metallurgi og membranforbindelse bør dokumenteres, især for koldt klima eller ætsende brug.

Køb direkte fra producenten forkorter normalt såvel den tekniske løkke som prisen. Spørgsmål om pre-charge, elastomervalg eller trådstandarder når de mennesker, der bygger enheden i stedet for at passere gennem et handelslag, og det betyder noget, når en maskine er nede.

Ofte stillede spørgsmål

Hvilken størrelse membranakkumulator har en minemaskine brug for?

Størrelse følger jobbet. Til pulsationsdæmpning på et afbryderkredsløb skal gasvolumen tilpasses til ca. en fjerdedel af pumpens flow pr. cyklus, og derefter bekræftes mod krusningen, som kredsløbet kan tolerere. For stødabsorbering, størrelse på mængden af ​​olie fanget under sammenstødet. Hvis den påkrævede gasvolumen overstiger ca. 4 liter, skal du sammenligne med en blære- eller stempelenhed, før du forpligter dig.

Kan en membranakkumulator monteres vandret?

Ja. Membranenheder er langt mindre positionsfølsomme end stempeltyper, fordi der ikke er nogen glidende vægt og ingen oliesøjle, der presser på en tætning. Vandret eller skrå montering er normalt acceptabelt; den praktiske begrænsning er at holde gasventilen tilgængelig.

Hvilken foropladning passer til en hydraulisk hammer?

De fleste afbryderkredsløb ligger i intervallet 0,6 til 0,7 gange gennemsnitligt arbejdstryk for pulsationsdæmpning, justeret til afbryderproducentens anbefaling. Indstil den med et kalibreret opladningssæt, kontroller igen efter den første uge, og flyt derefter til rutineintervallet.

Hvordan ved jeg, at membranen er defekt?

Tre symptomer viser sig først: nitrogen, der slipper ud gennem olieporten og viser sig som bobler i reservoiret, et hurtigt tab af forladning mellem kontrollerne og trykbølger, der vender tilbage til dets præinstallationsniveau. Enhver af dem retfærdiggør at tage enheden af ​​maskinen.

Til minemaskiner fortjener membranakkumulatoren sin plads gennem hastighed og enkelhed: ingen glidende tætning, millisekunders respons, en enkelt sliddel og et tryk, der matcher mobile hydrauliske kredsløb. Vælg det efter volumen og drift, indstil foropladningen korrekt, monter den stift, og tjek foropladningen efter en tidsplan. Gør disse fire ting, og slangerne, tætningerne og pumpen vil holde betydeligt længere.