1. •  المراكم الهيدروليكية Hydraulic Accumulator

   •  1.1مقدمة عن المراكم الهيدروليكية

   يعتبر  المركم الهيدروليكي من أجهزة تخزين الطاقة. وهو مخزن للسائل الهيدروليكي المضغوط، وظيفه هى تعويض النقص في الضغط ضمن النظام في حالة حدوثه والاستجابة السريعة لتعويض الضغط في حالات زيادة الحمل. ويتم ضخ السائل من المراكم إلى الدائرة الهيدروليكية باستخدام زنبرك أو غاز مضغوط أو ثقل موازن.  والمراكمات العاملة على الغازات المضغوطة هي من أكثر المراكمات استخداماً.

2. 1.

   • استخدام المراكم الهيدروليكية

   المراكم تستخدم في الدوائر الهيدروليكية للإغراض التالية :  

   1. العمل كوحدة طوارئ للإمداد بالسائل الهيدروليكي أثناء تعطل المضخة الهيدروليكية .  
   2. مخزن إمداد احتياطى: يستخدم المركم كمخزن احتياطي للإمداد بالسائل المضغوط عندما تحتاج الدائرة الهيدروليكية لكمية كبيرة من السائل الهيدروليكي في فترة زمنية قصيرة.  
   3. تعويض التسرب في الدائرة الهيدروليكية وبالتالي المحافظة على ضغط الدائرة الهيدروليكية ثابتاً.  
   4. تقليل زمن الاستجابة للمشغلات في حالة وجودها علي مسافات بعيدة عن المضخة.
   5. اخماد التذبذب الحادث في الضغط ومعدل التدفق للزيت المتدفق في النظام الهيدروليكى.
   6. امتصاص الصدمات الهيدروليكية.

   • 1.3. انواع المراكم الهيدروليكية

   يمكن تصنيف المراكم الهيدروليكية بأكثر من تصنيف:

   • تصنيفه من حيث وسيلة الضغط 
   • الضغط بغاز مضغوط مثل النيتروجين (الأكثر استخداما) . شكل ٢.
   • الضغط بزنبرك Spring .  شكل ٣.
   • الضغط بثقل Weight .  شكل ٤.

   لا تستخدم طريقة الضغط بالثقل أو الزنبرك حالياً في التطبيقات الصناعية.

   

 

 

• 2 تصنيفه من حيث الجسم الفاصل

يمكن تصنيفه من حيث الجسم الفاصل بين وسيلة الضغط والسائل الھيدروليكي إلي :  

• الفصل بكيس غشائي أو بالونة (الأكثر استخداما)Bladder  . شكل ٥
• الفصل بمكبس Piston .  شكل ٦
• الفصل بغشاء Diaphragm . شكل ٧

 

المراكم المكبسية (Piston accumulators)

يناسب ھذا النوع من المراكم الأحجام ومعدلات السريان الكبيرة ، وفيه يتم فصل الغاز عن السائل بواسطة مكبس Piston حر الحركة يتحرك في اسطوانة المركمAccumulator  ، ويتم منع التسريب بين الجانبين عن طريق حلقات مانعة للتسرب. كما في شكل ٨.

المراكم الغشائية (Diaphragm accumulators)

 ويستخدم ھذا النوع للأحجام الصغيرة ، علي سبيل المثال لامتصاص الصدمات أو تخميد الإھتزازات ، أو في دوائر الإرشاد.  يفصل الغشاء (الذي يكون عادة علي شكل نصف كرة ) بين السائل والغاز ، ويكون منحنياً ناحية الغاز. كما في شكل ٩. 

 

 

المراكم ذات البلونة (Bladder Accumulator)

يتميز ھذا النوع بالإحكام التام ، أي المنع المطلق للتسريب بين السائل والغاز ، فضلاً عن قصر زمن استجابته ، وأن قصوره الذاتي قليل للغاية.

 

أجزاء  المركم ذا البلون

1. جسم المركم الخارجي Shell))
2. فتحة دول الزيت 
3. صمام قرصى (Spring loaded valve)
4. بالون مصنوع من المطاط (Bladder)
5. صمام الغاز

 

العمليات التى تتم علي المركم ذا البالون

1. تتم عملية شحن البالون بالغاز من خلال صمام شحن الغاز فيمتمدد البالون داخل جسم المركم، وعندھا يقوم  البالون بغلق الصمام القرصي (الذي يدخل خلاله الزيت إلي المركم أو يخرج منه). يمنع الصمام خروج البالون من المركم إلي عنق المركم ويحميه من التلف. كما في شكل ١١. 

1. عندما يزيد ضغط السائل في الدائرة الھيدروليكية عن ضغط الغاز المشحون داخل البالون يدخل السائل إلي المركم خلال الصمام القرصى ويضغط علي جدار البالون الخارجى فينكمش البالون،  ويقل حجم الغاز وذلك بمقدار مساو لحجم السائل الداخل للمركم  وبالتالي يزيد ضغطه حتى يتساوى ضغط الغاز داخل البالون مع ضغط السائل داخل المركم . كما في شكل ١٢. 

1. عندما يقل ضغط الزيت في النظام الهيدروليكى عن ضغط الغاز المشحون في البالون، يضغط الغاز علي جدار البالون الداخلى ويتمدد البالون ويزيد حجم الغاز داخله وبالتالي يجبر السائل علي الخروج من المركم إلي النظام الهيدروليكى، ويقل ضغط الغاز داخل البالون مع تمدد البالون فيقل ضغطه. كما في شكل ١٣. 

*الصيانة  

عند ثقب البالونة ثقبا بسيطا يمكن فكھا ولحامھا مثل ما يحدث مع إطارات السيارات ، وذلك بعد أخذ الإجراءات الإحترازية من عزل للمركم و تصريف لأي ضغوط داخله قبل إجراء أي خطوة لفك أي جزء من أجزاء المركم .  

بعد لحام البالونة أو استبدالھا يتم تركيب المركم في مكانه في الدائرة الھيدروليكية ثم شحنه بالنيتروجين وبالضغط المطلوب.

 

2.المرشحات الهيدروليكية Hydraulic Filter

يتوقف أداء المعدات الهيدروليكية لوظائفها على نظافة الزيت الهيدروليكي الذى يتدفق في النظام اى على الترشيح، وتستخدم المرشحات لتقليل الشوائب الموجودة في النظام لدرجة مقبولة وبهذا تعمل المرشحات على حمايه الاجزاء المختلفه من التاكل المتزايد.

يؤدي تواجد الشوائب في النظام الهيدروليكي إلي مجموعة من المشاكل مثل:

1.جعل الصمام يظل معلق علي وضع الغلق.

2.جعل الصمام يظل معلق علي وضع الفتح.

3.جعل الصمام معلق علي وضع يكون فيه مفتوح جزئيا.

4.انسداد المسارات الرفيعة التى يسلكها الزيت.

 

 

2.1.انواع جسيمات الشوائب

1جسيمات معدنية (metal contaminate).

مثل الرايش الذي تكوّن نتيجة تعرض الأجزاء المعدنية للنظام مثل المضخة للبرى بسبب الاحتكاك العالى بين الأجزاء المتحركة. في حالة ان الدائرة الهيدروليكية تستخدم للقيام بعملية تشغيل معينة كالثقب او القطع او غيرها من العميات، فربما يدخل هذا الرايش إلي النظام من خلال خزان الزيت.

2جسيمات رملية (silica contaminate).

والتى تدخل إلي النظام عبر الخزان، بسبب عدم فلترة الهواء قبل دخوله للخزان، فتختلط هذه الرمال مع الزيت وتدخل معه إلي النظام الهيدروليكي.

وتدخل أيضا هذه الجسيمات الرملية من خلال عمود الاسطونة والذي مع تمدده خارجا من الاسطوانة يتعرض للهواء الخارجى المحمل بالرمال والأتربة، ومع تلف شنبر كنس عمود المكبس(wiper seal) عند دخول عمود المكبس إلي الاسطونة تدخل هذه الرمال والأتربة إلي الزيت وتنتقل معه خلال النظام الهيدروليكي.

3جسيمات صدأ (rust contaminate).

نتيجة دخول ماء مع الزيت داخل النظام فيسبب صدأ للأسطح المعدنية المختلفة. فعند دخول الهواء الرطب إلي خزان الزيت يمتص الزيت الرطوبة من الهواء، حيث ان الزيت المستخدم يكون له قدرة على امتصاص الرطوبة الموجوده في الهواء.

4جسيمات مطاطية او بوليمر (elastomers or polymers contaminate).

عن طريق الحلقات المطاطية (O-rings) او الشنابر التى حدث لها تأكل وتلف ودخلت إلي النظام.

 

2.2.مادة عنصر المرشح

يوجد في المادة المصنوع منها عنصر المرشح ثنيات علي شكل نجوم، يمكن بذلك الحصول علي مساحة ترشيح كبيرة جدا من عناصر صغيرة الحجم.

 

 

وعناصر المشرح مصنوعة من مواد مختلفة:

• 1.شبكة الأسلاك.

تصنع من شبكة من الصلب الذى لا يصدأ.

• 2.الورق.

ويصنع عنصر المرشح من ألياف ورقية، تكون قيمة الترشيح ١٠ميكرومتر، بالإضافة إلي أنبوب التقوية الثابت والمقاوم للضغط، والثنيات النجمية الشكل، فإن عنصر المرشح الورقى يضمن الثبات الدائم والجيد للخواص، ويلاحظ أنه لا يمكن تنظيف هذه العناصر بل يجب تغييرها عند اتساخها، لهذا تستخدم عادة أثناء تنظيف الدواشر الهيدروليكية أو عند بدياة تشغيلها.

• 3.الألياف المعدنية.

وتتميز با لها قدرة اكبر علي إلتقاط الشوائب لنف مساحة الترشيح، ولها عمر افتراضى كبري نتيجة للترشيح العميق، ولا تتأثر بدجات الحرارة المرتفعة، وتسمح بفرق ضغط كبير، ولها ثبات داخلى للخواص.

• 2.3.أنواع المرشحات حسب وضعها في الدائرة الهيدروليكية.

 مرشحات خط السحب Suction Line Filter

يركب المرشح فى خط السحب للمضخة، كما بشكل ١٥  .يتم سحب السائل من الخزان ليدخل المرشح ثم يمر عبر عنصر الترشيح ثم يخرج بعدها بعد ترشيحه إلي المضخة.

من مزايا هذا النوع من المرشحات هى تصميمه البسيط ورخص ثمنه. ولكن من عيوبه هى صعوبة الوصول إليه وبالتالي صعوبة صيانته، كما أنه يجعل عملية سحب المضخة صعبة، وعادة يكون الترشيح أكبر من ١٠٠ ميكرومتر لتجنب حدوث ظاهرة التكهف (cavitation)

مرشحات خط الرجوع Return Line Filter

تعتبر المرشحات التى تركب في خط الرجوع أكثر المرشحات شيوعا في الاستخدام. وتعمل هذه المرشحات على تنقية السائل الراجع من عناصر الدائرة وقبل عودته للخزان كما في شكل ١٦. 

تتميز هذه المرشحات بسعرها الرخيص وسهوله الوصول إليها وصيانتها ولا تسبب تكهف المضخة، وتعمل على تنقية الزيت من الشوائب الصغيرة جدا في الحجم حيث أن قطر فتحات الترشيح تكون من ١٠ إلي ٢٠ميكرومتر.

 ولكن من عيوبها انه من الضرورى أن يكون هناك صمام تحويلى (bypass valve) لإرجاع الزيت إلي الخزان في حالة انسداد المرشح وبالتالي يرجع الزيت إلي الخزان وهو محمل بالشوائب. 

مرشحات خط الضغط Pressure Line Filter

يركب المرشح في خط الضغط بالنظام الهيدروليكى كما بشكل ١٧، فيركب مثلاً عند مخرج المضخة أو عند مدخل الصمامات، وتركب هذه المرشحات عادة أمام الوحدة المراد حمياتها مباشرة. 

من مزيا هذه المرشحات أنها تعمل علي تنقية الزيت من الشوائب الصغيرة جدا في الحجم حيث أن قطر فتحات الترشيح يكون ١،٥، ١٠ ميكروميتر. من مزاياها ايضا سهولة صيانتها وعمرها الطويل ولا تسبب تكهف المضخة.

ولكن من عيوبها أن تسبب ارتفاع درجة حرارة النظام بسبب المقاومة التى تخلقها هذه المرشحات لتدفق الزيت فيحدث تحول لجزء من الطاقة الهيدروليكية الي حرارة تعمل علي رفع درجة حرارة النظام.