Как хидравлическите трансформатори осигуряват зелена и интелигентна хидравлика
1. За хидравличния трансформатор
Хидравлична система обикновено се състои от хидравличен източник на енергия (помпа), изпълнителни устройства (хидравличен цилиндър или мотор), контролни компоненти и допълнителни части. Въпреки това, един ключов компонент липсва - хидравличният трансформатор. Хидравличната передача често се сравнява с електрическата передача, а хидравличните системи за управление - с електрическите, поради силното им сходство и съответстващите функционални компоненти и параметри. Можем ли да си представим електрическа система без трансформатори? Подобно на това, хидравличният трансформатор е несъмнено важен и незаменим компонент за хидравличните системи за передача и управление.
Създаването на постояннопресилен хидравличен мрежов комплекс, строителството на големи хидравлични системи и подсистеми, възможността за независимо управление на множество товари и постигането на мехатронно-хидравлична интеграция са неизбежни тенденции в модерната хидравлична технология. Хидравличният трансформатор ще бъде широко приет в хидравличните системи и ще стане ключов хидравличен компонент.
В момента съществуват както „общи“, така и „нови“ типове хидравлични трансформатори в изследванията, но те все още са в експериментална фаза както в страната, така и в света, без зрели, промишлени продукти, които да удовлетворяват пазарните нужди. Техните концептуални дизайни и приложения се фокусират главно върху регулирането на налягането с много ограничен диапазон на регулиране, което прави термина „регулатор на налягането“ по-точен, отколкото „хидравличен трансформатор“.
Патентна технология въвежда нов тип хидравличен трансформатор, който надминава съществуващите дизайни. Чрез използване на високоскоростен ротор той постига непрекъснато и стабилно увеличение и намаляване на налягането, изпълнявайки концептуалното определение, функционалните изисквания и практическите роли на истинския „трансформатор“. Приложението на този нов хидравличен трансформатор ще позволи създаването на висококачествени, многонивни постояннопреслени контури в хидравличните системи. Параметрите като „номинално налягане“, „номинална мощност“, „номинална разместимост“ и „номинална въртяща сила“ на хидравличните компоненти ще получат ясно практически значение. Това предоставя напредъци методи и удобни инструменти за избор на компоненти, проектиране на системи, функционално съпоставяне, подобряване на ефективността и наблюдение и диагностика на оборудването.
Кратко казано, този патентован „хидравличен трансформатор“ запълва критична празнина в хидравличната технология и пазара на компоненти, и е готов да подтикне преобразуващ технически напредък в областта на хидравликата.
Патент: „Хидравличен трансформатор“
Технически предимства на хидравличния трансформатор:
Проста конструкция, компактен размер, малка маса
Ниска ротационна инерция, бърз отговор, висока чувствителност
Голямо отношение на преобразуване, стабилно и неподвластно на колебания на системните параметри
Възможност за увеличаване и намаляване на налягането, позволяващо възстановяване на енергията на налягането
Вторичният поток може да се регулира от 0 до максимален номинален поток
Ефективна изолация между първичната и вторичната работна среда
Близка до нула статична загуба, ниска динамична загуба на мощност
Лесна инсталация и поддръжка без необходимост от обслужване
2. Приложение и продвижение на хидравличния трансформатор
Обикновените хидравлични системи често са системи, реагиращи на товара, които зависят от множество клапани за управление, водещи до сложни конфигурации и значителни загуби от задушаване. Помпата и изпълнителните устройства са трудни за оптимално съчетаване, а множеството изпълнителни устройства страдат от давленично свързване. Често са необходими множество помпи, за да се доставят различни изпълнителни устройства. В сравнение, постояннопресленият мрежов комплекс предлага висока адаптивност и ефективност. Хидравличният трансформатор е ключов в такива мрежови комплекси, тъй като може да:
Генерира изходно налягане по-високо от изходното налягане
Ефективно декуплира товара от източника на енергия, правейки производителността на товара независима от динамиката на източника
Управлява множество товари на различни нива на налягане едновременно
Осъществява независимо управление на множество товари директно от потребителската страна
Опростява проектирането на системата, намалява разходите за производство и минимизира загубите от задушаване
Приемането на постояннопресления мрежов комплекс и модуларно проектиране представлява неизбежна насока на модерната хидравлична технология, а хидравличният трансформатор е ключов фактор.
Хидравличният трансформатор не само предава мощност, но и преобразува параметрите на налягане и поток, като предоставя изолация между първичната и вторичната среда. Така, различни течни медии - минерално масло, вода, морска вода, органични течности, биологични течности - могат да съществуват в една и съща система, оставайки изолирани, позволявайки енергийна размяна. Това прави хидравличния трансформатор високо приложим в области, които са екологично чисти, зелени, спестяващи енергия и контролиращи замърсяването.
Освен това, хидравличният трансформатор може да възстановява енергия от товари, особено тези с потенциална енергия (например, механизми за повдигане), като неговите енергийни и екологични предимства са неоспорими. По-задълбочен анализ на неговата конструкция и характеристики показва, че хидравличният трансформатор може да събира, концентрира, увеличава и предава разпръснатата, слаба или разбъркана енергия, преобразувайки я в използваема и възстановяема форма.
Той има голям потенциал в новите приложения на зелената енергия, като:
Възстановяване на остатъчна енергия от изчистена вода и изхвърлени газове
Използване на нисководен хидроенергийни източници
Засичане на вятърна енергия
По-важно, хидравличният трансформатор позволява създаването на единен мрежов комплекс за мощност и управление, интегриращ течни и газови фази с изолация и преобразуване на параметрите. Технологията за течна мощност включва две клони: хидравлика (течни) и пневматика (газови), традиционно разделени поради различията в медиум и операционни параметри. Но, интегрирането им в една мрежа вече е възможно.
Чрез използване на хидравличния трансформатор (който по-късно може да бъде преименуван като „трансформатор на течно налягане“) за изолация на медиумите и корекция на нивата на параметрите, хидравликата и пневматиката могат да бъдат унифицирани в един мрежов комплекс за течна мощност. Това съответства на развиващите се нужди на модерното производство и пазарните изисквания.
Съществуващите технологии вече демонстрират този потенциал:
Пневматически-хидравлични интенсификатори
Пневматически-хидравлични клапани
Хидравлични чукове
Макар че това са самостоятелни приложения, те подчертават допълнителните предимства на комбинирането на хидравлични и пневматични технологии.
Например, в бързо развиващата се област на интелигентните роботи, интеграцията на хидравлични и пневматични системи може значително да подобри способността на роботите да имитират човешките движения. Когато AlphaGo може елегантно да играе Го с физически ръце, тогава наистина може да се нарече „човек срещу машина“ - не е преувеличение, а отражение на пазарните изисквания за технологичен напредък.
Появата на хидравличния трансформатор ще подтикне интеграцията на пневматични и хидравлични системи, позволявайки нов единен мрежов комплекс за течна мощност и управление. В този мрежов комплекс:
Пневматичните компоненти са силни с бърз отговор, амортизация, задържане на еластична сила, комбинирани с
Хидравличните компоненти, които са силни с висока плътност на мощност, точност, бърз преходен отговор, водещи до синергетична производителност.
Може да се очаква, че в близко бъдеще ще възникнат множество нови компоненти, формиращи интегрирани и модулни единици. С широкото приемане на хидравличния трансформатор (или „трансформатор на течно налягане“), тези системи ще проникнат в различни сектори на модерното производство.
