THIẾT KẾ » » Ứng dụng của bình tích năng
Bình tích năng - Một thiết bị không thể bỏ qua trong quá trình thiết kế các hệ thống thủy lực.
Không như các loại bơm thủy lực, các loại van thủy lực được chúng ta biết đến nhiều hơn. Bình tích năng (accumulator ) lại ít được biết đến. Nếu như bơm thủy lực và van thủy lực không thể thiếu trong các hệ thống thủy lực thì bình tích năng cũng có thể coi là một phần tử không thể bỏ qua trong quá trình thiết kế, tối ưu các mạch thủy lực.
Trước tiên để hiểu được bình tích năng được sử dựng và ứng dụng ở đâu thì cần biết được: Bình tích năng là gì?
- Khái niệm: Bình tích năng cũng giống như ắc qui điện là thiết bị tích trữ năng lượng cho hệ thống thủy lực. Khi năng lượng của hệ thống dư thừa bình tích năng sẽ có nhiệm vụ tích trữ lại và sử dụng khi hệ thống thiếu hụt năng lượng.
- Cấu tạo: Bình tích năng thường có hai phần chính:
+) Vỏ bọc: Làm bằng thép chịu lực, chịu được áp suất cao.
+) Lõi: Gồm hai phần ( phần chứa dầu thủy lực thông với cửa ra vào, phần chưa khí N2, Gas…)
- Chức năng: Hầu hết bình tích năng được sử dụng trong các lĩnh vực sau.
+) Bổ sung lưu lượng vào cho mạch, hệ thống.
+) Ổn định áp suất cho hệ thống đang hoạt động khi bơm gặp sự cố hoặc dừng lại.
+) Dự trữ năng lượng cho toàn bộ hệ thống.
+) Giảm sốc cho dòng chảy vận tốc cao, khử dao động trong mạch với các mạch đóng ngắt liên tục ở áp suất cao.
- Để hiểu rõ hơn chức năng của bình tích năng. Ta cần phải đi sâu vào hoạt động và ứng dụng của từng mạch thủy lực cụ thể.
1. Mạch kẹp chi tiết.
- Với sơ đồ mạch thủy lực này (hình a) thì bình tích năng được sử dụng để tích trữ năng lượng, giảm công suất của động cơ điện. Bình tích năng số 1 (BTN-1) dùng để tích trữ lưu lượng, bình tích năng số 2 (BTN-2) dùng để tích trữ áp suất. Khi hệ thống bắt đầu hoạt động, các van đang ở vị trí ban đầu. Lưu lượng từ bơm sẽ được nạp vào (BTN-1). Khi đạt tới mức áp suất cài đặt của van an toàn thì (Van An Toàn) sẽ mở và bơm xả về thùng dầu. Khi (Van PP-1) hoạt động điều khiển xy lanh đi ra tới khi chạm cảm biến (Cảm biến). Cảm biến sẽ gửi tín hiệu tác động (Van PP-2) đóng lại. Lúc này BTN-2 được sử dụng để duy trì áp suất để giữ lực kẹp cho xy lanh. Sự mất mát lưu lượng của BTN-2 sẽ được bù đắp bởi BTN-1.
.png)
( hình a )
- Với sơ đồ mạch thủy lực (hình b) thì bình tích năng lại được sử dụng để giữ áp lực cho hệ thống, bồi thường rò rỉ, tiết kiệm công suất. Khi kẹp chi tiết nguồn áp suất cao được lấy từ bình tích năng (BTN) kết hợp với nguồn cấp từ bơm. Khi áp suất cao vượt quá mực cài đặt của Van An Toàn thì van này sẽ mở và cho bơm xả về thùng dầu. Khi lực kẹp giảm xuống Van An Toàn đóng lại bơm lại bắt đầu nạp cho bình tích năng. Các rò rỉ từ xy lanh và các van sẽ được bình tích năng bù đắp. 
( hình b )
2. Khử dao động, chống sốc cho hệ thống.
Đối với các mạch thủy lực sử dụng van phân phối có kết cầu vị trí giữ đóng ( 3C2). Khi hoạt động ở áp suất cao và tần suất đóng mở liên tục cao sẽ tạo ra nhiều xung dao dộng. Do van an toàn không đủ nhanh để mở để giảm áp và khử các xung dao động này. Trong mạch áp suất sẽ tăng cao và điều này sẽ làm ảnh hưởng tới các bộ phân trong toàn hệ thống. Để cho hệ thống hoạt động êm ái và có áp suất ổn đinh thì bình tích năng được sử dụng. Các xung dạo động xuất hiện khi áp suất trong hệ thống tăng hoặc giảm đột ngột sẽ được (BTN) điều hòa và khử chúng để ổn định toàn bộ hệ thống. Đồng thời (BTN) kết hợp với bơm để điều khiển cơ cấu chấp hành. Tiết kiệm công suất và bù đắp ròi rỉ cho hệ thống. 
3. Nguồn năng lượng dự phòng.
Đối với các mạch thủy lực yêu cầu công suất lớn trong thời gian ngắn. Như với mạch dẫn động động cơ thủy lực dưới đây. Khi khở động cần một công suất lớn trong thời gian ngắn để khởi động động cơ thủy lực. Hệ thống hoạt đông, bơm chính sẽ nạp vào bình tích năng cho tới mức cài đặt của Van An Toàn. Khi van phân phối (VPP-1) được tác động thì nguồn năng lượng từ bình tích năng sẽ kết hợp với bơm dưới một áp suất nhất định để khởi động và dẫn động động cơ thủy lực. Khi (VPP-1) được ngắt thì bơm sẽ tiếp tục nạp lại bình tích năng (BTN) cho mới mức cài đặt. Bơm tay được dùng để bổ sung rò rỉ trong quá trình hoạt động. 
4. Tăng tốc cơ cấu chấp hành.
Đối với mạch thủy lực này. Bình tích năng (BTN) được sử dụng để tích trữ lưu lượng. Hệ thống hoạt động lưu lượng cấp từ bơm sẽ được nạp vào bình tích năng. Khi van phân phối (VPP) tác động áp suất của hệ thống sẽ tăng dần để dẫn động xy lanh thủy lực. Áp suất tăng sẽ tác động vào van một chiều có điều khiển (Van-1). Khi van này mở lưu lượng của (BTN) sẽ kết hợp với lưu lượng của bơm tăng tốc cho xy lanh thủy lực di chuyển nhanh hơn. Khi hết hành trình (VPP) sẽ đảo chiều, áp suất trong hệ thống giảm xuống. Lưu lượng từ bơm sẽ được nạp lại vào (BTN) cho tới mức cài đặt của (VAT-2). Van này có chức năng bảo vệ bình tích năng. Trong khi đó (VAT-1) sẽ được sử dụng để đảm bảo an toàn cho hệ thống, khi áp suất quá cao vượt mức cho phép van này sẽ mở để giảm áp suất cho toàn bộ hệ thống về mức cho phép. 
- Ngoài những ứng dụng ví dụ bên trên thì trong các hệ thống thủy lực, các mạch thủy lực bình tích năng được sử dụng khá phổ biến. Trong hệ thống thủy lực của các xe máy công trình cũng sử dụng bình tích năng rất nhiều. Ngoài những ứng dụng cụ thể cho từng thiết kế thì bình tích năng được sử dụng trong thiết kế các hệ thống thủy lực như một giải pháp tiết kiệm chi phí vận hành. Xét về khía cạnh chi phí chế tạo, lắp đặt ban đầu thì phương án sử dụng bình tích năng sẽ tốn kém kinh tế hơn. Nhưng khi xét về khía cạnh chi phí vận hành thì đây là một phương pháp tốt nhất. Bởi khi sử dụng bình tích năng thì công suất của bơm và động cơ dẫn động sẽ được giảm xuống dẫn đến chi phí vận hành giảm xuống. Là một khách hàng sử dụng hệ thông thủy lực hay một kỹ sư thiết kế hệ thống thủy lực thì nên lựa chọn phương án nào ?. Để trả lời câu hỏi này cần phải xét thêm nhiều yếu tố và kiến thức về truyền động thủy lực.
