Hydraulic Accumulator
กลไกภายในของถังสะสมพลังงานไฮดรอลิก (Hydraulic Accumulator) แบบตัดขวาง เพื่อให้เห็นโครงสร้างและการทำงานของส่วนประกอบต่างๆ ที่ทำหน้าที่กักเก็บและปลดปล่อยพลังงานในระบบไฮดรอลิก
Hydraulic dampener เป็บอุปกรณ์สะสมพลังงานในรูปของไฮดรอลิก ในอุปกรณ์ หรือระบบท่อ ทำหน้าที่ดูดพลัง หรือจ่ายพลังงาน ในรูปของความดัน เพื่อให้ความดันในระบบเกือบคงที่ ทำให้การโฟลวสม่ำเสมอ ไม่กระชาก มีชื่อเรียกต่างๆกัน เช่น Hydraulic accumulator, Pulsation dampener, Bladder, In line dampener,…etc.
Pulsation Dampener เป็นภาชนะรับความดันที่มีชิ้นส่วนอัดตัวได้ ทำหน้าที่ดูดซับและลดแรงกระเพื่อมของความดัน (Pulsation) ที่เกิดจากปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ชนิดปริมาตรจ่ายคงที่ (Positive Displacement) ช่วยให้การไหลราบเรียบขึ้น ลดการสั่นสะเทือน เสียงดัง และการสึกหรอของระบบ
หลักการทำงาน
- ช่วงความดันเพิ่มขึ้น (Pressure Increase) เมื่อความดันในระบบสูงขึ้น ชิ้นส่วนอัดตัวได้ (แก๊ส/อากาศ ไดอะแฟรม หรือสปริง) จะถูกอัดตัวและดูดซับพลังงานส่วนเกินไว้
- ช่วงความดันลดลง (Pressure Decrease) เมื่อความดันลดลง ชิ้นส่วนที่ถูกอัดตัวจะขยายตัวคืน ปลดปล่อยพลังงานกลับเข้าสู่ระบบ เพื่อรักษาความดันให้คงที่มากขึ้น
หน้าที่หลัก
- กักเก็บพลังงานไฮดรอลิก (Stores hydraulic energy)
- รักษาแรงดันในระบบ (Maintains pressure)
- ชดเชยการรั่วไหล (Compensates for leakage)
- ดูดซับแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน (Absorbs shock and vibration)
- เป็นแหล่งพลังงานฉุกเฉิน (Improves emergency power)
- เพิ่มประสิทธิภาพของระบบ (Improves system efficiency)
การติดตั้งโดยทั่วไป
โดยทั่วไปจะติดตั้ง Hydraulic accumulator ไว้ที่ทางออกของปั๊มชนิดปริมาตรจ่ายคงที่ (Positive Displacement Pump) พร้อมมาตรวัดความดัน (Pressure Gauge) ก่อนต่อเข้าสู่ระบบท่อทางออก (System Outlet) เพื่อลดแรงกระเพื่อมก่อนที่ของไหลจะไหลเข้าสู่ระบบต่อไป
ชนิดของถังสะสมพลังงานไฮดรอลิก
- Bladder Type ใช้ถุงยางยืดหยุ่นแยกแก๊สและน้ำมัน ตอบสนองเร็ว นิยมใช้งานทั่วไป
- Piston Type ใช้ลูกสูบเลื่อนแยกแก๊สและน้ำมัน เหมาะกับปริมาตรมากและแรงดันสูง
- Diaphragm Type ใช้แผ่นไดอะแฟรมแยกแก๊สและน้ำมัน มีขนาดกะทัดรัด เหมาะกับปริมาตรน้อย
- Spring Type ใช้สปริงดูดซับและหน่วงแรงกระเพื่อมของความดัน
ประโยชน์
- ลดความผันผวนของความดันและปรากฏการณ์ค้อนน้ำ (Water Hammer)
- ปกป้องท่อ วาล์ว มาตรวัด และเครื่องมือวัดต่างๆ
- ลดการสั่นสะเทือนและความเสียหายทางกลไก
- ยืดอายุการใช้งานและลดค่าบำรุงรักษาของอุปกรณ์
- เพิ่มความแม่นยำในการวัดการไหล
- ทำให้การวัดค่าและการทำงานของระบบปลอดภัยมากขึ้น
ส่วนประกอบหลัก
- Gas Valve วาล์วสำหรับเติมหรือตรวจสอบแรงดันแก๊สที่อัดไว้ล่วงหน้า (Pre-charge)
- Protective Cap ฝาครอบป้องกันวาล์วแก๊สจากความเสียหายและสิ่งปนเปื้อน
- Upper Shell ตัวถังเหล็กความแข็งแรงสูง ออกแบบให้ทนแรงดันภายในสูง
- Bladder ถุงยางยืดหยุ่นที่แยกแก๊สออกจากน้ำมัน ขยายและหดตัวเพื่อกักเก็บและปลดปล่อยพลังงาน
- Pre-charge Gas แก๊สไนโตรเจน (N₂) ที่อัดไว้ล่วงหน้าในถังตามค่าที่กำหนดก่อนใช้งาน
- Hydraulic Oil น้ำมันไฮดรอลิกที่ไหลเข้า-ออกผ่านช่องทางของถัง
- Lower Shell ตัวถังฝั่งน้ำมันไฮดรอลิกของถังสะสมพลังงาน
- Fluid Port จุดเชื่อมต่อกับระบบไฮดรอลิก ให้ของไหลไหลเข้า-ออกจากถังได้
จุดเชื่อมต่อของไหล
- Port Body ตัวเรือนของช่องทางเชื่อมต่อ
- O-Ring Seal โอริงป้องกันการรั่วซึมของของไหล
- Backup Ring แหวนรองรับช่วยป้องกันโอริงเสียหายจากแรงดัน
- Threaded Connection ข้อต่อแบบเกลียวสำหรับเชื่อมต่อกับระบบท่อ
ตัวอย่างสเปกทั่วไป
- แรงดันใช้งาน (Operating Pressure) สูงสุด 250 บาร์
- แรงดันอัดล่วงหน้า (Pre-charge Pressure) ประมาณ 90 บาร์
- แรงดันทดสอบ (Test Pressure) 375 บาร์
- ช่วงอุณหภูมิใช้งาน -20°C ถึง +80°C
- ของไหล น้ำมันไฮดรอลิก (ชนิดแร่)
- แก๊ส ไนโตรเจน
- วัสดุ เหล็กกล้าคาร์บอน/เหล็กกล้าผสม
- การติดตั้ง แนวตั้งหรือแนวนอน
การใช้งาน
- ปั๊มน้ำ
- ระบบน้ำและน้ำเสีย
- อุตสาหกรรมกระบวนการเคมี
- ระบบผลิตน้ำมันและก๊าซ
- ระบบจ่ายสีและหมึกพิมพ์
- ระบบวัดและจ่ายสารเคมี
ข้อควรทราบสำคัญ
- ต้องออกแบบให้เหมาะสมกับพิกัดความดันและอุณหภูมิของระบบ
- ควรตั้งค่าความดันอัดแก๊สล่วงหน้า (Pre-charge) ให้ต่ำกว่าความดันใช้งานของระบบ
- ควรตรวจสอบและเช็คค่าความดันอัดล่วงหน้าเป็นประจำเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
