Gasflasche zur Befüllung von Hydraulikspeichern

Hydraulikspeicher eignen sich für Flüssigkeiten oder Gas zur Speicherung unter höherem Druck. Zu den typischen Aufgaben gehören Kompensation von Leckagen, Speicherung von Energie, Dämpfung von Pulsationen, Deckung von hohen kurzfristigen Volumenströmen sowie Trennung verschiedener Medien. Im Falle der Verwendung von Gasen werden inerte Gas wie zum Beispiel Stickstoff unter Druck bis zum maximalen Betriebsdruck eingelagert und setzen beim Ausströmen die gespeicherte Energie wieder frei.

Neben Membranspeichern werden auch Blasenspeicher, Kolbenspeicher sowie wartungsfreie Metallbalgspeicher verwendet, wobei diese Speicher als Druckgerät im Sinne der Europäischen Druckgeräterichtlinie 97/23/EG in Europa und nach dem ASME Code in USA eingestuft werden. Aufgrund dessen unterliegen diese Speicher einer Typprüfung sowie wiederkehrende Prüfungen durch einschlägige Prüforganisationen, um die Dichtigkeit und Sicherheit im Betrieb zu gewährleisten. Gemäß Betriebssicherheitsverordnung ist jeder Druckbehälter im Sinne der Druckgeräterichtlinie mit einem geprüften Sicherheitsventil abzusichern.

 

Langtext:

In einem Hydraulikspeicher wird ein Fluid als Flüssigkeit oder als Gas unter höherem Druck gespeichert. Da Flüssigkeiten im Wesentlichen in weiten Druckbereichen inkompressibel sind, können diese keine Energie speichern, sondern nur transferieren. Gase hingegen sind kompressibel, so dass diese in der Kompression des Gases Kompressionsenergie speichern können. Zu den typischen Aufgaben, für dii diese Speicher eingesetzt werden können, zählen je nach verwendetem Fluid die Kompensation von Leckagen, die Speicherung von Energie, die Dämpfung von Pulsationen, die Deckung von hohen kurzfristigen Volumenströmen sowie die Trennung verschiedener Medien.

 

Im Falle der Verwendung von Gasen bietet sich die Nutzung einer Gasflasche als Hydraulikspeicher an. In dieser Gasflasche wird zum Beispiel Stickstoff als inertes Gas unter Druck bis zum maximalen Betriebsdruck der Gasflasche eingelagert und somit mechanische in hydraulische Energie umgewandelt. Zur Freisetzung der gespeicherten Energie strömt das unter Überdruck stehende Stickstoff wieder aus und kann dabei die hydraulische Energie wieder in mechanische Energie zurückführen.

 

Zur Auslegung dieser Systeme nutzt man üblicherweise die ideale Gasgleichung sowie die Zustandsänderungen von idealen Gasen. Da in diesen Speichern aber auch sehr hohe Drücke bis zu 1500 bar erreicht werden können, muss man gegebenenfalls das Realgasverhalten berücksichtigen, um das Eigenvolumen der Gasmoleküle sowie Wechselwirkungen zwischen den Gasmolekülen zu beschreiben. Allerdings lassen sich die dazu notwendigen Formeln nicht mehr ohne Weiteres per Hand lösen, so dass man auf Auslegungstools von den Speicherherstellern zurück greifen sollte.

 

Typische Bauformen umfassen neben Membranspeichern auch Blasenspeicher, Kolbenspeicher sowie wartungsfreie Metallbalgspeicher. Eingesetzte Werkstoffe umfassen Edelstahl für den Korpus und Perbunan (NBR) für die Dichtungen und eingebaute Membran beziehungsweise Blase. Da diese Speicher als Druckgerät im Sinne der Europäischen Druckgeräterichtlinie 97/23/EG in Europa und nach dem ASME Code in USA eingestuft werden, sind die entsprechenden länderspezifischen Gesetze und technischen Regelwerke und Normen zu beachten. Dazu zählen in Deutschland unter anderem die gültigen Unfallverhütungsvorschriften (UVV) und die Betriebssicherheitsverordnung (BSV).

 

Des Weiteren unterliegen diese Speicher einer Typprüfung durch den Hersteller sowie regelmäßig wiederkehrende Prüfungen als Betreiber durch einschlägige Prüforganisationen, um die Dichtigkeit und Sicherheit im Betrieb zu gewährleisten. Gemäß Betriebssicherheitsverordnung ist zudem jeder Druckbehälter im Sinne der Druckgeräterichtlinie mit einem geprüften Sicherheitsventil abzusichern.

 

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