水刀的蓄能器

高壓水射流系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)瞬間的流量脈動(dòng)，在高壓水發(fā)生系統(tǒng)中增加一個(gè)穩(wěn)壓容器一一蓄能器就是高壓水射流技術(shù)中消除流量脈動(dòng)的常用措施之一，即利用流體可被壓縮的性能、蓄能器可以產(chǎn)生可恢復(fù)的彈性變形等原理，可以對(duì)系統(tǒng)中流量的脈動(dòng)做出相應(yīng)的補(bǔ)償，從而可將噴嘴處的壓力脈動(dòng)的大小限制在額定壓力的5%范圍內(nèi)。試驗(yàn)證明，在高壓條件下，水的壓縮性是一個(gè)關(guān)鍵因素，當(dāng)壓力P＝350MPa時(shí)，水的體積可被壓縮10%，當(dāng)壓力增大時(shí)，對(duì)水的體積的壓縮會(huì)愈加顯著。水的收縮、膨脹過程中狀態(tài)的保持對(duì)穩(wěn)固系統(tǒng)中的工作壓力起著決定性的作用，影響其穩(wěn)定性的因素有換向閥的換向時(shí)間、增壓缸的容積大小、活塞的運(yùn)動(dòng)速度、蓄能器容積的大小以及噴嘴直徑的大小。皮囊和殼體作為隔離介質(zhì)，把充氣式蓄能器隔離成氣、液兩個(gè)腔室，皮囊與殼體形成充液體的液體腔，而皮囊內(nèi)是充氮?dú)獾臍怏w腔。充氣式蓄能器由于其具有體積小、反應(yīng)快、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，己經(jīng)成為一種應(yīng)用比較廣泛的蓄能器。蓄能器的選擇要遵循與系統(tǒng)中使用的泵相匹配的原則。

在使用蓄能器之前，要先在其氣囊內(nèi)充一定量的氮?dú)猓藭r(shí)，氣體腔的壓力為幾，體積為VO;當(dāng)蓄能器在系統(tǒng)中開始工作時(shí)，它可以分成吸液和排液兩個(gè)工作過程。蓄能器的工作過程如圖2.8所示:

(1)充液狀態(tài)(儲(chǔ)存能量的過程)

液壓系統(tǒng)中的液體介質(zhì)由入口進(jìn)入氣囊的下部，蓄能器開始工作。如圖2.8(b)所示，蓄能器液體腔內(nèi)的壓力隨著水射流系統(tǒng)壓力的增大而增大，從而打破系統(tǒng)原有的平衡狀態(tài)。氣囊隔層在壓力作用下上移，氣囊的氣體腔體積持續(xù)縮小，而系統(tǒng)中的工作液體不斷的進(jìn)入蓄能器，氣囊下部的液體腔體積增大，直至達(dá)到一個(gè)新的平衡點(diǎn)。這時(shí)蓄能器氣體腔中的壓力為p2，體積為V2 0

(2)排液狀態(tài)

如圖2.8(c)所示(釋放能量的過程)，蓄能器中工作液體的壓力大于水射流系統(tǒng)的壓力時(shí)，氣囊受力的作用膨脹，其隔層向下移動(dòng)，將液體腔的液體擠壓出去，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)，此時(shí)氣體腔的壓力為P1，體積為V1。