氣囊式蓄能器在張力補償系統的應用

陳凱　梁志杰　王韋瑋

摘要：張力補償系統在工業領域中得到了廣泛的應用，尤其是在豎直荷載產生波動的狀態下，傳統的機械吊具無法滿足這樣的波動需求。通過液壓張力補償系統可以實現吊具的功能，還能夠對載荷波動產生補償，保證整個張力補償系統的快速提升。蓄能器就是通過對液壓系統的液壓能轉變為勢能存儲的容器，當系統需要時，通過將勢能轉換為液壓能，促進吊具的穩定運行。

關鍵詞：氣囊;蓄能器;張力補償系統;應用分析

液壓張力補償回路可以直接在豎直提升荷載系統中應用，因為荷載具有一定的波動性，所以必須要針對張力補償系統的特點原理以及具體的作用進行全面分析保證張力補償系統能夠滿足荷載的波動補償效果。

1 液壓張力補償系統的基本原理

在液壓張力補償系統不斷發展的過程中，必須要具有動態響應能力和安全可靠性能，只有這樣才能夠全面增強安全性能的可靠性，穩定性，并且確保系統補償的能源節約效果和經濟效果，例如在海洋石油鉆井平臺中通過液壓張力補償系統設計的防噴器張力器，最主要的就是通過將防噴器的自身重量轉移到該系統平臺之上，不僅能夠減輕傳感的工作壓力，而且也能夠保證防噴器自身的同步拉力得到提升，避免出現外部荷載變化而導致頂驅設備過載的情況在實際工作開展的過程中，最主要的就是根據防噴器的工作型號進行全面的判斷避免張力器所受的拉力不同。由于受到海上的風力影響，可能會造成防噴器荷載和位移產生波動性，另外還應該提高防噴器在工作的過程中安全可靠，通過液壓張力補償系統能夠對上述的工況進行補償。

張力補償系統液壓原理設計的過程中，可以通過液壓油缸后腔利用索鏈與平臺進行連接，并且前腔也可以通過索鏈與防噴器進行連接，利用轉換閥與液壓油缸的行程進行調節，保證防噴器的高度可以自由調整整個動力系統。直接通過平臺提供液流閥，可以控制整個油路的系統壓力，而壓力表則可以針對主系統的壓力進行實時顯示。通過平衡閥能夠避免液壓油缸在無動力時出現下墜或者伸出平衡的情況，而蓄能器可以與液壓油缸前腔進行連接，實現液壓補償的功能，通過安全閥能夠確保蓄能器整體的安全性，并且對油缸的前腔壓力進行全面控制，避免防噴器型號不同時可以直接通過溢流閥來控制張力器的拉力，并且與防噴器的型號相匹配。

張力補償系統具有安全可靠價格，合理的優點，而且還能夠保證張力控制，以百分比的樣式進行設定，可以停肌張力打折，并且克服取卷軸在停機里張力過大的情況，通過利用紅綠LED雙顯示屏的方式，能夠對張力控制百分比量進行實時顯示，而且通過全數位化的設計，能夠減少受到環境溫度的影響，保證整體的張力輸出特性更加的安全可靠，具備急停輸入點可以直接做急停張力的補償。可直接驅動磁粉剎車/離合器、力矩馬達、電控變頻器、油壓比例閥（需經轉換器）進行張力控制。

在防噴器荷載和位移出現波動時，通過利用蓄能器可以實現自動調節液壓油缸的拉力和形成，保證防范器自身的荷載和位移情況，通過平衡閥能夠對整個液壓油缸的行程調節進行處理，并且及時關閉電源，保證對能源資源的節約。

2 氣囊式蓄能器在液壓張力補償系統中的應用

蓄能器作為整個液壓系統中的儲能元件，不僅可以來存儲多余的壓力，如果整個液壓系統的壓力油源不足時，也可以通過蓄能器進行釋放能源，保證整個系統的穩定運行，同時通過蓄能器也可以減少壓力帶來的沖擊和壓力脈沖，所以蓄能器具有保護系統正常運行，提高系統動態品質，減少振動和噪音的優點，根據蓄能器在液壓系統回路中發揮的不同作用，可以分為蓄能用蓄能器吸收壓力脈動蓄能器以及吸收液壓沖擊蓄能器的回路氣囊式蓄能器包括氣囊殼體兩。共同構成在氣囊內部通過充滿氮氣來與殼體形成強勢沖液壓油。

如果液壓油過多而進入到蓄能器殼體中，根據液體不可壓縮和氣體可壓縮的性質，氣囊內的缸體體積會隨著壓力的增加。而減小使得液壓油得到充分的存儲，如果液壓油自身的壓力下降，則蓄能器可以在氣體膨脹壓力的作用下將多余的液壓油排出，并且補充整個液壓系統，這樣就能夠保證液壓系統的穩定運行通過氣囊式蓄能器，不僅具有油氣隔離油不易老化的特點而且整體的材質尺寸比較小，重量非常輕，所以能夠大量儲存液壓系統中的能量減少，液壓泵功率補償泄漏等問題，非常適合廣泛的應用，通過氣囊式蓄能。最高的工作壓力可以超過200兆帕，如果有效容積不足，還可以將多個蓄能器進行并聯使用，通過充氣壓力在系統最低壓力70%-90%之間選取可以取現充氣氣壓專用的充氣工具，當充氣壓力超過整個氮氣壓力瓶的壓力時，可以通過專用的增壓充氣小車對整個蓄能器進行補充充氣，所以氣囊式蓄能器在張力補償系統中的應用能夠最大限度上提高液壓張力補償系統的安全性和可靠性，并且能夠滿足氣囊式的使用壽命同時也可以滿足環境的要求，符合液壓張力補償系統的最優選擇和處理的效果。

3 結論

當前我國的海洋工程技術快速發展，各種現代化的設備不斷涌現，不僅提高了我國海洋工程技術的快速發展，而且能夠促進我國的海上競爭力得到全面增強，通過對液壓張力補償系統進行分析，綜合判斷，液壓張力補償系統的。工作原理并且利用氣囊式蓄能器在液壓張力補償系統中應用也能夠最大限度上的保持整個液壓張力補償系統的運行更加穩定，有效的節約能源。

參考文獻：

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