08 Aula_8_Acumuladores

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Acumuladores 
Prof° Gustavo Dias 
Escola de Engenharia 
Universidade Federal do Rio Grande 
Escola de Engenharia 
Engenharia Mecânica e Mecânica 
Empresarial 
Objetivos da Aula 
• Estudar os tipos de acumuladores; 
 
• Conhecer a simbologia dos acumuladores; 
 
• Identificar suas funções; 
 
• Analisar circuitos e suas aplicações. 
Função 
• Armazenamento de energia, 
• Reserva de fluido, 
• Operação de emergência, 
• Compensação de força, 
• Compensação de perdas, 
• Manter a pressão constante, 
• Compensação de vazão. 
“Princípio baseado na acumulação de fluido sob pressão”. 
 
Tipos de Acumuladores 
• Derivados da forma de aplicação da força externa: 
 
1) Peso 
 
 
2) Mola 
 
 
3) Gás 
Peso 
• Cilindro vertical de parede espessa; 
• Uma massa é acoplada a haste que comprime o fluido 
através do pistão interno; 
Suprir ↑Volumes sob ↑P 
Construção simplificada 
Aplicados em instalações 
estacionárias. 
Dimensões significativas; 
Empecilho para hidro móvel; 
Custo elevado. 
Simbologia 
Partes Integrantes 
Acumulador de Mola 
• Cilindro circundando um pistão que recebe ação de 
uma mola comprimindo assim o fluido. 
São menores; 
Podem ser montados 
em posições flexíveis; 
 
P e Volumes máximos 
reduzidos; 
Resposta lenta a 
exigências dinâmicas; 
Aplicados em regimes 
permanentes. 
 Simbologia 
Partes Integrantes 
Acumuladores a gás 
• Versatilidade de regime permanente e transiente; 
• Mais compactos, são usados em sistemas móveis; 
• Dividem-se em 3 tipos básicos: 
1) Sem separador gás–líquido: 
Elevada resposta dinâmica, porém permitem a absorção de gás no SH 
acarretando em cavitação e redução do módulo de 
compressibilidade. 
2) Com pistão separador: 
Boa aplicação em regimes permanentes porém de lenta resposta as 
solicitações dinâmicas. 
3) Com separador flexível: 
Amplamente utilizados; 
Divididos em acumuladores de bexiga e diafragma. 
 
Acumulador a Gás 
• Diafragma 
- Elastômero compatível com fluido; 
- Obturador evita a extrusão do 
diafragma para linha hidráulica, 
(quando 𝑝𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 < 𝑝𝑝𝑟é−𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎); 
- Podem possuir o cilindro soldado 
(descartável) ou rosqueado 
(dividido em dois hemisférios os 
quais permitem a troca do 
diafragma. 
Simbologia 
Acumulador a Gás 
• Bexiga: 
- Recipiente cilíndrico de aço; 
- Tampa na parte superior com 
válvula para pré-carga do gás; 
- Conexão inferior a tomada de 
fluído com VR para evitar a 
extrusão da bexiga (𝑝𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 <
𝑝𝑝𝑟é−𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎); 
- Um ↑𝑛𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 pode ser obtido 
por meio de um Ø↑ da bexiga no 
topo e espessura↓ orientando o 
movimento. 
Simbologia 
Princípio de Operação 
1) Sem carga: bexiga sob pressão ≈ 
atmosférica e linha do fluído desligada 
logo não há fluído no acumulador. 
2) Pré-carga de gás: Injeta-se gás 
geralmente nitrogênio na bexiga. Sistema 
hidráulico ainda desligado. 
Princípio de Operação 
3) Processo de Acumulação: 
sistema hidráulico é acionado e a pressão 
do sistema conduz certo volume de fluido 
ao acumulador. 
4) Processo de Acumulação: 
sistema hidráulico atinge sua pressão 
máxima de operação e o volume 
máximo de fluido está contido no 
acumulador. 
Princípio de Operação 
5) Processo de Descarga: A pressão 
do sistema hidráulico cai logo surge um 
Δp na válvula de retenção e o fluido é 
descarregado ao SH. 
6) Pressão Mínima: Após descarregar 
o volume máximo de fluido ao sistema 
hidráulico a pressão torna-se mínima no 
acumulador. 
Aplicações x Circuitos 
• Fonte Auxiliar de Energia: 
- SH onde a Q requerida é significativamente variada; 
- Evita que a bomba tenha que abastecer este pico de demanda; 
- Inibe o aquecimento demasiado do fluido pelo uso contínuo do 
desvio pela válvula de alívio; 
 
Aplicações x Circuitos 
• Avanço Q=65 lpm durante 10s; 
• Parada de 2,5s no fim de curso; 
• Retorno rápido Q= 180 lpm em 
2,5s; 
• Parada de 7s no fim do ciclo. 
 
𝑄𝑚𝑒𝑑 =
 (𝑄. 𝑡)
 𝑡
 
Aplicações x Circuitos 
• Compensador de Vazamentos 
- Sistema que permanecerá carregado por longo 
período; 
- O acumulador suprirá vazamentos internos de válvulas 
e atuadores; 
- Evita-se que a bomba permaneça acionada e que 
seja realizado desvio integral por meio de VA; 
- Reduzindo o consumo de potência e a elevação de T; 
 
Aplicações x Circuitos 
- Bomba movimenta o cilindro 
carregando o acumulador 
simultaneamente; 
- No fim de curso a p↑ até atingir o 
valor ajustado no pressostato que 
está conectado ao M desligando-o; 
- Como a bomba está desligada o 
circuito permanece sob pressão 
através do acumulador. 
- Para p↑↑ a VD2 se faz presente para 
descarregar a pressão do 
acumulador antes da inversão de 
sentido de VD1. 
 
Pressostato 
Aplicações x Circuitos 
• Fonte de Energia de Emergência 
 
- Permitir o término de um ciclo diante uma 
interrupção da fonte de conversão primária. 
- Possibilitar um acionamento manual diante de uma 
emergência; 
- Atribuir requisitos de segurança ao sistema 
hidráulico imposto. 
Aplicações x Circuitos 
- Operação normal composta por BDP, 
VA1, VD1, RP1, RV1 e RV2. 
Hipótese: Falta de Energia Elétrica. 
- Aciona-se manualmente VD2 o fluido 
sob p é mantido pelo acumulador; 
- Possibilitando assim o atuador finalizar 
o avanço; 
- O retorno é realizado por força 
gravitacional liberada pela VD3; 
- VA2 é para alívio do sistema de 
emergência; 
- A R3 possibilita o suprimento de fluído 
no retorno de emergência. 
Mangueira 
Aplicações x Circuitos 
• Amortecedor de Pulsação 
- Reduzir o carácter pulsante das 
bombas; 
- Aplicados em tornos de precisão ou 
ensaios de válvulas onde a 
estabilidade e uniformidade são 
significativos para operação. 
- Um dispositivo útil é um direcionador 
o qual obriga o fluído a passar pelo 
acumulador para somente após ir 
para circuito. 
- A oscilação da pressão é absorvida 
pelo gás sendo estabilizada a 
jusante do acumulador 
Aplicações x Circuitos 
Aplicações x Circuitos 
• Amortecedor de Choque Hidráulico 
- O comportamento dinâmico está associado a Δp; 
 
- Δp num curto intervalo de tempo ocasionam choques 
hidráulicos (golpe de aríete); 
 
- Vedações, tubulações e conexões podem ficar 
comprometidas devido a tais situações; 
 
- O uso do acumulador mitiga esta propagação do choque 
absorvendo-o. 
Aplicações x Circuitos 
Hipótese 1: SH sem acumulador 
- Avanço a p de 70bar durante 
25ms; 
- Ao atingir o fim de curso a p↑ até 
a VA identificar e abrir; 
- Gera-se um pico de pressão. 
 
 
 
Hipótese 2: SH com acumulador 
- Há um atraso no regime 
permanente (150ms); 
- Porém tem-se uma redução 
considerável do pico de pressão. 
Obrigado. 
falecomgustavodias@hotmail.com 
Escola de Engenharia 
FURG – Corredor Q - Sala 04