Acumulador Hidrulico A funo de um acumulador , de forma mais geral, armazenar um certo

volume de fluido sob presso para fornec-lo ao sistema, quando necessrio.

Funes: Como reserva de fluido sob presso, quando no sistema hidrulico

se necessita, por um curto perodo, uma quantidade maior de fluido; Como equipamento auxiliar de emergncia, para terminar um ciclo

de trabalho iniciado, quando se apresentam avarias nas bombas ou no motor.

Como compensao para leo de drenos, para substituir leo perdido em vazamentos e poder assim manter a presso por mais tempo

Para compensao de volumes, quando existem diferenas de temperaturas em circuitos fechados.

Para eliminar picos de presso, comuns em processos de comutao.

Para amortecer pulsaes, diminuir irregularidades das variaes de presso nas bombas.

Para aproveitar a energia de frenagem

263

Acumulador Hidrulico

1 Acumulador a peso.2 Acumulador com mola.3 Acumulador tipo pisto.4 Acumulador tipo bexiga.5 Acumulador tipo membrana.

Os acumuladores de pisto, de bexiga ou de membrana, nos quais se comprimem um gs (nitrognio), sendo este, na realidade, o elemento que acumula a energia da presso;Acumuladores de pisto so apropriados para grandes volumes e grandes vazes ;A relao mxima de presses de 1:10;Acumuladores de membrana so utilizados para pequenos volumes, por exemplos, absoro de choques, amortecimento de pulsaes, ou para a alimentao de um circuito de pilotagem.

264

Acumulador Hidrulico Tipo Bexiga

Legenda:(1) recipiente de ao (2) conexo para o fluido(3) vlvula de prato (4) bexiga de acumulador (5) vlvula para o gs.

Caracterstica de um acumulador: - estanqueidade absoluta, reposta muito rpida e praticamente sem inrcia;

No acumulador de bexiga o nitrognio separado do fluido de presso por meio de uma bexiga fechada e elstica;

O gs mantido no interior da bexiga durante o funcionamento;

A relao mxima de presso 1:4.

265

Seqncia de operaes Tipo Bexiga

A B C

A - Vlvula FechadaB - Presso do fluido maior ou igual presso do gsC - Consumo do fluido e expanso do gs

Presso do acumulador entre 0,7 e 0,9 da presso mnima de servio

266

Cuidados na utilizao dos acumuladores: Todos os acumuladores de presso esto sujeitos s normas de preveno de acidentes, devendo ser vistoriados em intervalos regulares; Cada acumulador deve ter um manmetro que indique suas respectivas presses;

No manmetro deve estar indicado, de forma bastante visvel, a presso mxima admissvel (trata-se, no caso de um manmetro adicional);

Cada acumulador deve estar equipado com uma vlvula de segurana prpria;

A regulagem deve ser lacrada para evitar mudanas sem autorizao;

A vlvula de segurana no deve ser do tipo blindada;

Nas linhas de presso deve haver, o mais prximo possvel do acumulador, equipamentos de bloqueio de fcil acesso;

Cada acumulador deve ter um bloqueio independente;

Obrigatoriedade do teste dos acumuladores.

267

Classificao dos acumuladores

Grupo A: Presso mxima admissvel acima de 0,5 bar. Produto presso x volume (litros) : p.l < 200

Sem necessidade de teste:- P = presso mxima de operao do acumulador (no do sistema);- l = volume (tamanho do acumulador).

Grupo C: Presso mxima admissvel acima de 0,5 bar. Produto presso x volume (litros): p.l > 200 at 1000.

Os acumuladores devem ser testados antes de uma primeira utilizao.

Grupo D: Presso mxima admissvel acima de 0,5 bar. Produto presso x volume (litros): p.l > 1000.

Devem ser testados antes do primeiro funcionamento e a intervalos regulares durante o funcionamento.

268

Dimensionamento do Acumulador

... 332211 constVPVPVPnnn

===

( )2

1

3

23132 .

.

PP

PPPVVVV

n

nn

==

ZPP

=

2

1

( )

=

231

. PPZVV [litros]

[litros]

33vp

Lei de Boyle:

269

Dimensionamento do Acumulador

V = volume do fluido hidrulico descarregado peloacumulador[litros];

V1 = volume necessrio para o acumulador[litros]; P1 = presso de pr-carga do caumulador[bar]; V2 = volume do gs comprimido mxima presso do

sistema[litros]; P2 = presso mnima de operao[bar]; V3 = volume do gs expandido mnima presso do sistema [litros]; P3 = presso mxima de operao qual o volume do fluidohidrulico V foi descarregado [bar]; n = expoente politrpico do gs (para o nitrognio isotrmico n=1); Z =relao entre pr-carga do caumulador e presso mnima de

operao P2

270

Como armazenador de energia[ ]litros

KZVV

=

..

1

=

m

n

pp

pp

K 1

2

3

1

2

3 1

= eficincia do acumulador(aproximadamente 0,95); K = coeficiente de descarga do acumulador; Z = (p2/p1); n = expoente politrpico do nitrognio parao perodo de descarga; M = expoente politrpico do nitrognio parao perodo de carga,

271

Tabela 4.1-Expoente politrpico (m,n) para o nitrognio

n: descarga;m: carga.

272

Como compensador de expanso trmica

( )( )[ ]litros

pp

ppTTLd

Vn

n

=

1

3

2

3

1

1

212

2

1

1

103

41

pi

Em que:d = dimetro interno da tubulao [cm];

L = comprimento da tubulao [cm];

= coeficiente de expanso linear do material da tubulao [0,000112/C];

= coeficiente expanso volumtrica do leo hidrulico [0,00367/C];

273

Como compensador de expanso trmica

T1 = temperatura inicial do sistema [C];

T2 = temperatura final do sistema [C];

P1 = presso de pr-carga do acumulador [bar];

P2 = presso do sistema na temperatura T1 [bar];

P3 = presso do sistema na temperatura T2 [bar].

274

Como dispositivo de reduo de pulsao devido descarga de bombas

Em que:VR = volume deslocado pela bomba por revoluo (cilindrada) [litros/revoluo];C = coeficiente (dependente do sistema-especificado na Tabela 6.2);PA = amplitude permitida para pulsao.

=

n

A

m

nm

pp

ppCVR

V 1

1

21

1

.. [Litros]

=

1001.2

FPPP m

+=

1001. FPPP mA

Pm a presso mdia do sistema e a flutuao FP percentual da presso so conhecidos, em bar.

275

Como absorvedor de pulsao e choques

= massa especfica do leo [881,1 kg/m3]; d = dimetro interno da tubulao no trecho considerado [mm]; v = velocidade do fluido na presso de trabalho P2 [cm/s] Equao:

L = comprimento da tubulao no trecho considerado [m]; J = momento de inrcia total do sistema giratrio, que compreende todos os rgos

rotativos da bomba, do motor de acionamento e dos elementos de transmisso (junta, eventualmente redutor, etc.), expresso em [N.m];

= velocidade angular desenvolvida pelo sistema giratrio motor-bomba [rad/s]; m = massa posta em movimento pelo atuador linear [kg]; v1 = velocidade desenvolvida pelo atuador quando movimenta a massa m [m/s]; = coeficiente de compressibilidade do leo, expresso em [m2/kg]; e = espessura da parede da tubulao [mm]; E = mdulo de elasticidade do material da tubulao [N/mm2]; P = sobrepresso mxima gerada pelo choque hidrulico [bar].

[Litros]( )

( )

+

++

=

22

210222

10....4...

.

21

.10.8......4......1

ddEeL

vmvdLdeLedEP

pipipi

PPP += 23 PPP = 21

3,31

.65,121 Pv =

276

Como absorvedor de pulsao e choques

( ) 21 .7,0....6,0 pp =

P = presso de trabalho, na faixa de 20 a 200 bar3,31

.65,121 Pv =

=

80...

2dtvV pi

( )( ) ( )

=

nnn

n

PPZ

PVV1

2

1

3

1

1

31

.

.

v = velocidade do fluido na presso de trabalho P2 [cm/s]; t = tempo de comutao da vlvula controladora direcional [s]; d = dimetro interno da tubulao [mm];

[litros]

Z = P1/P2; n = expoente politrpico adiabtico do nitrognio [n=1,4]; P1, P2 e P3 em bar.

[litros]

( ) 23 .3,1.....4,1 pp =

277

Diagrama para determinao do volume de acumuladores do tipo bexiga (condies adiabticas)278