¿Qué es un acumulador?

Cómo un acumulador hidráulico almacena y libera energía

Dentro de la carcasa, una vejiga, pistón o diafragma flexible separa físicamente la cámara de gas nitrógeno de la cámara de aceite hidráulico. Cuando la producción de la bomba excede la demanda del sistema, el petróleo ingresa al recipiente y comprime el gas. Cuando la demanda excede la producción de la bomba, el gas comprimido se expande y empuja el aceite nuevamente al circuito. Este ciclo se repite continuamente en funcionamiento normal, por lo que el acumulador suaviza eficazmente el desajuste entre lo que produce la bomba y lo que la máquina realmente necesita en un momento dado.

La presión de precarga de gas es el ajuste más importante. Si es demasiado bajo, la vejiga o el diafragma pueden aplastarse contra el puerto de fluido durante la descarga rápida, lo cual es una de las principales causas de falla prematura del sello. Si es demasiado alto, el volumen de líquido utilizable disminuye y el recipiente pierde parte de su capacidad de almacenamiento prevista. La mayoría de los fabricantes recomiendan verificar la precarga cada tres a seis meses y después de cualquier cambio importante de temperatura, ya que la presión del nitrógeno cambia con la temperatura ambiente en aproximadamente un 0,35 por ciento por grado Celsius.

Principales tipos de acumuladores hidráulicos industriales

Tres diseños de acumuladores cubren la gran mayoría de aplicaciones industriales y cada uno compensa la velocidad de respuesta, la capacidad de volumen y la tolerancia a la contaminación de manera diferente.

Los acumuladores de vejiga responden más rápido porque la vejiga elastomérica tiene una masa muy baja, lo que los convierte en la opción predeterminada para la absorción de impactos y la compensación de fugas. Los acumuladores de pistón manejan volúmenes mucho mayores y presiones más altas, pero responden más lentamente debido a la fricción del sello del pistón, por lo que son adecuados para el almacenamiento de energía estable, como prensas hidráulicas y estaciones de acumuladores. Los acumuladores de diafragma son compactos y toleran aplicaciones de ciclo alto y flujo pequeño, como la amortiguación de pulsaciones de bombas en equipos móviles y de construcción.

Por qué el almacenamiento de energía hidráulica es importante para los equipos industriales

Agregar almacenamiento de energía hidráulica a un circuito rara vez es opcional en aplicaciones exigentes, porque afecta directamente el tamaño de la bomba, el costo de energía y la vida útil del equipo.

• Soporte de demanda máxima: un acumulador suministra ráfagas cortas de flujo alto, lo que permite que una bomba más pequeña y de menor costo maneje la carga promedio en lugar de la carga máxima.
• Estabilidad de la presión: amortigua los picos de presión y las pulsaciones que, de otro modo, sobrecargarían las mangueras, los accesorios y los sellos de los cilindros.
• Respaldo de emergencia: en caso de falla eléctrica o de la bomba, la energía almacenada puede completar un movimiento crítico para la seguridad, como cerrar una abrazadera o retraer un molde.
• Compensación térmica y de fugas: mantiene la presión del sistema entre ciclos de bomba, lo que reduce el tiempo de funcionamiento de la bomba y el consumo de energía entre un 20 y un 40 por ciento en circuitos de servicio intermitente.
• Reducción de vibraciones y ruidos: absorbe las ondulaciones de presión de las bombas de pistón, extendiendo la vida útil de los componentes posteriores.

Gama de productos de acumuladores destacados

Una línea completa de almacenamiento de energía hidráulica normalmente cubre los tres tipos de acumuladores principales además de las herramientas de carga y mantenimiento necesarias para que sigan funcionando de forma segura.

Acumulador de pistón

Alta presión

Acumulador de diafragma

Amortiguación de pulsaciones

Acumulador de vejiga

Almacenamiento de energía

Acumulador de vejiga tipo PED

Directiva DEP de la UE

Acumulador de vejiga de acero inoxidable

Sistemas hidráulicos

¿Qué tipo de acumulador se adapta a su aplicación?

Seleccionar el acumulador correcto se reduce a hacer coincidir el volumen, la presión, la velocidad de respuesta y el espacio de montaje con el ciclo de trabajo real, no solo elegir la unidad más grande disponible. Como normalmente recomendaría un proveedor de acumuladores hidráulicos industriales, es útil revisar la siguiente lista de verificación antes de realizar el pedido.

Conceptos básicos del kit de carga del acumulador y del dispositivo de carga de nitrógeno

Todo acumulador necesita una precarga periódica de nitrógeno, y la herramienta utilizada para este trabajo generalmente se denomina kit de carga de acumuladores o dispositivo de carga de nitrógeno. Un kit de carga de nitrógeno estándar conecta una botella de nitrógeno seco a la válvula de gas del acumulador a través de un conjunto de regulador, manguera y medidor, lo que permite al técnico agregar o purgar gas mientras monitorea la presión en tiempo real.

1. Confirme que el lado hidráulico del circuito esté completamente despresurizado antes de tocar la válvula de gas.
2. Conecte el conjunto de carga y medición a la válvula de gas del acumulador usando el adaptador de rosca correcto, ya que las roscas de la válvula varían según la marca y la serie.
3. Conecte la botella de nitrógeno a través de un regulador de presión, nunca cargue directamente desde un cilindro no regulado.
4. Abra la válvula de la botella lentamente y agregue gas en pequeños incrementos, ya que una carga rápida puede sobrecalentarse y dañar la vejiga o el diafragma.
5. Deje que la presión se estabilice durante 10 a 15 minutos, luego ajuste con la válvula de purga hasta alcanzar la precarga objetivo.
6. Desconecte, tape la válvula de gas y registre el valor de precarga y la fecha para el registro de mantenimiento.

Para este proceso sólo se debe utilizar nitrógeno seco. El aire comprimido o el oxígeno nunca deben sustituir al nitrógeno, porque el oxígeno se vuelve altamente reactivo cuando se comprime contra el aceite hidráulico y crea un verdadero riesgo de incendio o explosión. Una herramienta de llenado de gas confiable con un regulador incorporado elimina la mayoría de las conjeturas y protege tanto al operador como al acumulador durante la carga.

Mantenimiento con accesorios y kits de reparación de acumuladores

Los accesorios para acumuladores van mucho más allá de los equipos de carga. Los bloques de cierre de seguridad, los soportes de montaje, los adaptadores de manómetro y las válvulas de retención unidireccionales admiten una instalación segura que cumple con los códigos. En lo que respecta al mantenimiento, un kit de reparación de acumulador generalmente incluye la vejiga o el diafragma de reemplazo, el juego de sellos, el núcleo de la válvula y las juntas tóricas necesarias para un solo evento de servicio.

• Los elementos de la vejiga y el diafragma generalmente necesitan reemplazo cada tres a cinco años, o antes en servicio de alto ciclo y alta temperatura.
• Los núcleos de las válvulas de gas deben inspeccionarse anualmente para detectar fugas lentas, que son una causa común de pérdida gradual de precarga.
• Se deben verificar los soportes de montaje y los bloques de cierre para detectar corrosión y torsión de los sujetadores durante las inspecciones de rutina del sistema hidráulico.
• Mantener un kit de reparación en stock para acumuladores críticos reduce el tiempo de inactividad no planificado, ya que el reemplazo de la vejiga en una unidad con drenaje adecuado generalmente demora menos de dos horas.

Qué buscar en un proveedor del grupo de acumuladores

Debido a que los acumuladores son recipientes a presión, las decisiones de abastecimiento tienen más peso que con los accesorios comunes. Un proveedor fiable de grupos de acumuladores debe evaluarse basándose en algunos puntos concretos y no sólo en el precio.

Trabajar con un único fabricante de almacenamiento de energía hidráulica que también produce accesorios de carga y reparación simplifica el mantenimiento a largo plazo, ya que las roscas de calibre, los accesorios adaptadores y las especificaciones de sello se mantienen consistentes en toda la línea de productos en lugar de ser ensamblados a partir de múltiples fuentes.