كيف تمكن المحولات الهيدروليكية من تحقيق هيدروليكية خضراء وذكية
1. حول المحول الهيدروليكي
عادة ما يتكون النظام الهيدروليكي من مصدر طاقة هيدروليكي (مضخة)، وحدات التحكم (أسطوانة هيدروليكية أو محرك)، مكونات التحكم، وأجزاء مساعدة. ومع ذلك، هناك مكون حيوي يغيب بشكل ملحوظ وهو المحول الهيدروليكي. غالبًا ما يتم مقارنة النقل الهيدروليكي بنظام النقل الكهربائي، وأنظمة التحكم الهيدروليكية بأنظمة التحكم الكهربائية، بسبب تشابهها القوي ومكوناتها الوظيفية والمعالم المقابلة لها. هل يمكننا تخيل نظام كهربائي بدون محولات؟ بالمثل، فإن المحول الهيدروليكي هو بلا شك مكون أساسي وغير قابل للإهمال لأنظمة النقل والتحكم الهيدروليكي.
إنشاء شبكة هيدروليكية ذات ضغط ثابت، بناء أنظمة هيدروليكية وكبيرة الحجم ووحداتها الفرعية، تمكين التحكم المستقل في العديد من الأحمال، وتحقيق التكامل بين الميكانيكا والإلكترونيات والهيدروليكا هي اتجاهات لا مفر منها في التقنية الهيدروليكية الحديثة. سيتم تبني المحول الهيدروليكي على نطاق واسع في الأنظمة الهيدروليكية وسيصبح مكون هيدروليكي رئيسي.
حالياً، توجد أنواع "تقليدية" و"جديدة" من المحولات الهيدروليكية في البحث، ولكنها لا تزال في مرحلة تجريبية محلياً ودولياً، ولا توجد منتجات صناعية ناضجة تلبي احتياجات السوق. تصميماتها وتطبيقاتها تركز بشكل أساسي على تنظيم الضغط بمدى تعديل محدود جدًا، مما يجعل "منظم الضغط" مصطلحًا أكثر دقة من "المحول الهيدروليكي."
تقديم تقنية براءة اختراع جديدة تقدم نوعًا جديدًا من المحولات الهيدروليكية يتجاوز التصميمات الحالية. من خلال استخدام روتور عالي السرعة الدوران، فإنه يحقق تضخيم وتقليل الضغط بشكل مستمر ومستقر، مما يفي بالتعريف المفاهيمي والمطالب الوظيفية والأدوار العملية لـ "المحول" الحقيقي. سيتيح تطبيق هذا المحول الهيدروليكي الجديد إنشاء دوائر ضغط ثابت متعددة الضغوط عالية الجودة في الأنظمة الهيدروليكية. ستكتسب معالم مثل "الضغط الإسمي"، "القوة الإسمية"، "الإزاحة الإسمية"، و"عزم الدوران الإسمي" لأجزاء الهيدروليك معنى عملي واضح. هذا يوفر طرقًا متقدمة وأدوات مريحة لاختيار الأجزاء، تصميم النظام، التطابق الوظيفي، تحسين الكفاءة، ومراقبة المعدات والتشخيص.
باختصار، فإن هذه براءة الاختراع "المحول الهيدروليكي" تملأ فجوة حاسمة في تقنية الهيدروليك وسوق المكونات، وهي على استعداد لدفع التقدم التكنولوجي التحويلي في مجال الهيدروليك.
براءة الاختراع: "المحول الهيدروليكي"
مزايا تقنية المحول الهيدروليكي:
هيكل بسيط، حجم صغير، وزن خفيف
quán tính quay thấp, phản hồi nhanh, độ nhạy cao
نسبة تحويل كبيرة، مستقرة وغير متأثرة بتقلبات معلمات النظام
قادرة على التحويل الصعودي والتقليلي للضغط، مما يتيح استرجاع الطاقة الضاغطة
تدفق ثانوي قابل للتعديل من 0 إلى التدفق الإسمي الأقصى
عزل فعال بين الوسائط العاملة الأولية والثانوية
خسارة ثابتة قريبة من الصفر، خسارة طاقة ديناميكية منخفضة
سهولة التركيب والتشغيل دون الحاجة للصيانة
2. تطبيق وترويج المحول الهيدروليكي
غالبًا ما تكون الأنظمة الهيدروليكية التقليدية أنظمة حساسة للأحمال، والتي تعتمد على عدد كبير من صمامات التحكم، مما يؤدي إلى تكوينات معقدة وخسائر تضييق كبيرة. يكون من الصعب تحقيق التطابق الأمثل بين المضخة والوحدات التنفيذية، ويواجه العديد من الوحدات التنفيذية تداخل الضغط. غالباً ما تكون عدة مضخات مطلوبة لتزويد الوحدات التنفيذية المختلفة. على العكس من ذلك، توفر الشبكة ذات الضغط الثابت قابلية تكيف وكفاءة عالية. يعتبر المحول الهيدروليكي ضروريًا في مثل هذه الشبكات لأنه يمكنه:
توليد ضغط خرج أعلى من ضغط المصدر
فصل الأحمال عن مصدر الطاقة بشكل فعال، مما يجعل أداء الأحمال مستقلًا عن الديناميكيات المصدر
دفع أحمال متعددة على مستويات ضغط مختلفة في نفس الوقت
تمكين التحكم المستقل في الأحمال مباشرة في نهاية المستخدم
تبسيط تصميم النظام، تقليل تكاليف التصنيع، وتقليل الخسائر التضييقية
تمثل تبني الشبكات ذات الضغط الثابت والتصميم الوحداتي الاتجاه الحتمي للتكنولوجيا الهيدروليكية الحديثة، والمحول الهيدروليكي هو المفتاح الرئيسي لتحقيق ذلك.
لا يقوم المحول الهيدروليكي فقط بنقل الطاقة، ولكنه أيضًا يحول معلمات الضغط والتدفق، بينما يوفر عزلًا بين الوسائط الأولية والثانوية. وبالتالي، يمكن للسوائل المختلفة - النفط المعدني، الماء، مياه البحر، السوائل العضوية، السوائل البيولوجية - أن تتعايش في نفس النظام مع الحفاظ على العزل، مما يمكّن من تبادل الطاقة. وهذا يجعل المحول الهيدروليكي قابلاً للتطبيق بشكل كبير في المجالات الصديقة للبيئة والخضراء الموفرة للطاقة ومكافحة التلوث.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمحول الهيدروليكي استرجاع الطاقة من الأحمال، خاصة تلك التي تحتوي على طاقة محتملة (مثل آليات الرفع)، مما يجعل فوائده الاقتصادية والبيئية غير قابلة للجدل. عند النظر عن كثب في هيكله وخصائص تشغيله، يصبح من الواضح أن المحول الهيدروليكي يمكنه جمع وتجميع وتضخيم ونقل الطاقة المتناثرة والضعيفة أو غير المرتبة، وتحويلها إلى شكل قابل للاستخدام واسترجاع.
يحتوي على إمكانات كبيرة في تطبيقات الطاقة الخضراء الناشئة مثل:
استرجاع الطاقة المتبقية من مياه الصرف الصحي والغازات المنبعثة
استفادة من الطاقة المائية ذات الرأس المنخفض
جمع الطاقة الكهربائية من الرياح
الأهم من ذلك، يمكن للمحول الهيدروليكي بناء شبكة موحدة للطاقة والتحكم تتضمن مراحل السائل والغاز مع العزل وتحويل المعلمات. تشمل تقنية الطاقة السائلة فرعين: الهيدروليك (السائل) والهوائي (الغاز)، وقد تم فصلهما تقليديًا بسبب الاختلافات في الوسط والمعالم التشغيلية. ومع ذلك، أصبح الآن ممكنًا دمجها في شبكة واحدة.
من خلال استخدام المحول الهيدروليكي (الذي يمكن إعادة تسميته لاحقًا باسم "محول ضغط السوائل") لعزل الوسائط وضبط مستويات المعلمات، يمكن توحيد الهيدروليك والهوائي في شبكة طاقة سائلة واحدة. هذا يتوافق مع الاحتياجات المتغيرة للتصنيع الحديث ومتطلبات السوق.
تظهر التقنيات الموجودة بالفعل هذا الإمكان:
مزدوجات الهواء والهيدروليك
صمامات الهواء والهيدروليك
المطارق الهيدروليكية
على الرغم من أنها تطبيقات مستقلة، إلا أنها تبرز مزايا الجمع بين التقنيات الهيدروليكية والهوائية.
على سبيل المثال، في مجال الروبوتات الذكية المتقدم بسرعة، يمكن أن يؤدي دمج الأنظمة الهيدروليكية والهوائية إلى تحسين كبير في قدرة الروبوتات على تقليد حركة الإنسان. عندما يمكن لـ AlphaGo أن يلعب لعبة غو بطريقة أنيقة بأيدي مادية، فقط عندها يمكن اعتباره "مواجهة بين الإنسان والآلة" - ليس مبالغة، بل انعكاس لمتطلبات السوق للتقدم التكنولوجي.
ستؤدي ظهور المحول الهيدروليكي إلى دفع دمج الأنظمة الهوائية والهيدروليكية، مما يمكّن من شبكة طاقة وتحكم سائلة موحدة جديدة. في هذه الشبكة:
تُدمج نقاط القوة لمكونات الهواء - الاستجابة السريعة، التخميد، الاحتفاظ بالقوة المرنة - مع
نقاط القوة لمكونات الهيدروليك - الكثافة العالية للطاقة، الدقة، الاستجابة العابرة السريعة - مما يؤدي إلى أداء متكامل.
من المتوقع أنه في المستقبل القريب، سيظهر مجموعة واسعة من المكونات الجديدة، تشكل وحدات متكاملة ووحدات معيارية. إلى جانب انتشار واسع لمحول الهيدروليكي (أو "محول ضغط السوائل")، ستنتشر هذه الأنظمة في مختلف القطاعات في التصنيع الحديث.
