accumulateur

Un accumulateur est un réservoir sous pression qui contient du fluide hydraulique sous pression, permettant à une pompe de fonctionner à débit constant plutôt que de pulser pour correspondre aux demandes de charge instantanées. Le fluide à l'intérieur est sous pression d'azote gazeux (généralement 0,9 fois la pression de fonctionnement du système) et peut être rapidement déchargé lorsque le système a besoin d'une poussée rapide de débit ou de pression. Cette séparation du stockage d'énergie de la livraison d'énergie est ce qui rend les accumulateurs essentiels dans les circuits hydrauliques modernes.

La conception la plus courante est l'accumulateur à vessie, qui contient une vessie en caoutchouc synthétique ou en PTFE qui divise le réservoir en deux chambres. Le fluide hydraulique occupe un côté; l'azote gazeux inerte l'autre. Lorsque la pression augmente, la vessie se comprime, stockant de l'énergie dans le gaz. Lorsque la pression du système chute, l'azote se dilate et repousse le fluide dans le circuit. Les accumulateurs à piston et les accumulateurs à diaphragme fonctionnent sur des principes similaires mais avec des géométries internes différentes, choisies en fonction du cycle de service, de la vitesse de réponse et des contraintes de coût.

Les accumulateurs remplissent trois rôles critiques: ils absorbent les pics de pression dus à la fermeture soudaine d'une vanne ou à une chute de charge, évitant ainsi les dommages par choc aux pompes et aux conduites; ils lissent le bruit et les ondulations de la pompe en fournissant une source de fluide secondaire pendant une demande transitoire; et ils permettent à des pompes plus petites de desservir des systèmes qui demandent périodiquement plus de débit que la pompe ne peut en soutenir, car l'accumulateur fournit la demande de pointe pendant que la pompe se recharge entre les impulsions. Dans les équipements mobiles tels que les excavatrices et les chargeuses, les accumulateurs permettent une réponse rapide de l'actionneur sans surdimensionner le moteur.

Considérations de dimensionnement et d'entretien

Le volume de l'accumulateur est dimensionné en calculant la variation de pression entre l'état chargé et la pression minimale utilisable, et le volume de fluide qui doit être fourni pendant la demande de pointe. Trop petit, il se vide avant que la pompe ne puisse récupérer; trop grand, il ajoute un poids et un coût inutiles. La pression de précharge (la pression initiale d'azote lorsque le système est au repos) est critique: trop élevée et la vessie ne se détend jamais complètement, accélérant la fatigue; trop basse et la vessie fait saillie dans l'orifice de décharge. La précharge est généralement réglée 10 à 20 pour cent en dessous de la pression de travail minimale du système.

Les accumulateurs à vessie souffrent de défaillance de la vessie, généralement par dégradation du matériau due à l'exposition à la chimie du fluide, aux cycles de température ou aux flexions répétées. Lorsqu'une vessie se rompt, l'azote s'échappe et l'accumulateur devient inutile; pire encore, si l'azote atteint l'entrée de la pompe, la cavitation et de graves dommages s'ensuivent. Une inspection régulière pour le gonflement, les fuites et les tests d'intégrité (vérification de la pression de précharge) prolonge la durée de vie. Les accumulateurs nécessitent également une isolation du circuit pendant l'entretien et une décharge d'urgence à une pression sûre, car l'énergie stockée peut être libérée violemment.