Qu'est-ce qu'un accumulateur à membrane ?

La structure interne d'un accumulateur à membrane est constituée d'une coque en acier divisée en deux chambres étanches par un diaphragme en caoutchouc. Contrairement à un accumulateur à vessie, le diaphragme est collé ou serré sur toute sa circonférence, ce qui confère à l'unité un volume mort plus faible et un temps de réponse plus rapide pour les applications à faible débit.

Un accumulateur à membrane est rarement la seule raison pour laquelle une machine fonctionne, mais son absence est généralement la raison pour laquelle elle fonctionne mal. Dans les circuits avec de petits réservoirs, une demande intermittente ou un contrôle sensible de la pression, un groupe d'accumulateurs assume cinq tâches pratiques :

• Économiser de la puissance d'entraînement — fournit un débit de pointe afin que la pompe puisse être dimensionnée pour une demande moyenne plutôt que pour le pic le plus élevé.
• Stockage d'énergie - maintient le fluide sous pression prêt à être libéré au moment où le circuit le demande.
• Amortissement des chocs de pression — absorbe les chocs hydrauliques dus aux commutations de vannes ou aux changements brusques de charge.
• Réduire les pulsations de pression de la pompe — atténue l'ondulation produite par les pompes à pistons et à engrenages.
• Maintenir une pression constante — compense les fuites ou la dilatation thermique entre les cycles de pompe.

Les constructeurs de machines qui ajoutent une unité de stockage d'énergie hydraulique au circuit voient généralement une durée de vie des composants plus longue, un fonctionnement plus silencieux et des coûts de maintenance inférieurs, puisque la pompe et les joints ne sont plus soumis à des pulsations et des chocs constants.

Le choix entre les types d'accumulateurs dépend du volume, du débit et de la fréquence à laquelle le côté gaz doit être rechargé. Le tableau ci-dessous compare les trois conceptions les plus couramment utilisées dans les applications d'accumulateurs hydrauliques industriels.

Les accumulateurs à membrane soudée utilisent une coque en acier estampé et sont identifiés par un code de modèle structuré. Comprendre chaque segment est utile lors de la spécification d'une vessie d'accumulateur de remplacement ou de la commande d'un kit de réparation d'accumulateur correspondant.

Les accumulateurs à petite membrane sont construits avec des taux de compression de 4:1 ou 8:1 en fonction du volume nominal, le raccordement côté liquide évoluant de G1/2 à G3/4 à mesure que le récipient grandit. Un échantillon de la gamme disponible est présenté ci-dessous.

Chaque taille peut être associée à un matériau de membrane différent pour correspondre au fluide manipulé : NBR pour l'huile minérale générale, HNBR pour une résistance à des températures plus élevées, IIR pour les fluides à base d'ester de phosphate ou ECO pour un équilibre entre la résistance à l'huile et à l'ozone.

Le dimensionnement correct d'un accumulateur évite deux erreurs courantes : une unité sous-dimensionnée qui ne peut pas couvrir la demande de pointe, et une unité surdimensionnée qui augmente les coûts sans avantage supplémentaire. Trois questions réduisent rapidement la sélection.

• Qu’est-ce que l’écart de débit de pointe ? Comparez le débit constant de la pompe à la demande de pointe momentanée du circuit : la différence définit le volume minimum utilisable.
• Quelle est la plage de pression de service ? La précharge de gaz doit se situer à environ 90 % de la pression minimale du système pour des performances stables.
• Quel fluide et quelle température le diaphragme verra-t-il ? La compatibilité des fluides détermine si NBR, HNBR, IIR ou ECO est le code de matériau de membrane correct.

Un accumulateur à membrane est aussi fiable que ses accessoires de support. Un dispositif de chargement d'azote ou un kit de chargement d'accumulateur est utilisé pour régler la pression initiale de précharge de gaz et pour la compléter lors de l'entretien programmé, car la pression du gaz chute naturellement d'un petit pourcentage par an par perméation du diaphragme.

• Kit de chargement d'azote — se connecte à la vanne de gaz pour remplir, vérifier et libérer l'azote en toute sécurité sans retirer l'accumulateur du circuit.
• Remplacement de la vessie/du diaphragme de l'accumulateur — un élément d'usure qui doit être inspecté lors de l'entretien de routine et remplacé une fois que l'élasticité diminue.
• Soupape de sécurité de l'accumulateur — protège le récipient et le circuit contre une surpression au-delà de la pression de service nominale.
• Support de montage d'accumulateur — protège le navire contre les vibrations, ce qui prolonge la durée de vie du diaphragme et de la coque.

Un accumulateur à membrane étant un récipient sous pression, il doit être fabriqué selon des normes de sécurité reconnues plutôt que selon les pratiques générales de fabrication. Une production réputée comprend une licence de fabrication d'équipements spéciaux pour les récipients sous pression, la certification CE CE et la traçabilité des matériaux depuis la bobine d'acier brut jusqu'à la coque finie soumise à des tests hydrostatiques. Un fournisseur d'accumulateurs certifié CE fournira également une documentation sur le taux de compression, la pression de service admissible et le matériau du diaphragme pour chaque lot, ce qui simplifie l'approbation lorsque l'unité est intégrée dans des machines d'exportation.