Wie hydraulische Transformator Technologie grüne und intelligente Hydraulik ermöglicht

1. Über den hydraulischen Transformator

Ein hydraulisches System besteht in der Regel aus einer hydraulischen Energiequelle (Pumpe), Aktoren (hydraulischer Zylinder oder Motor), Steuerelementen und Hilfsteilen. Allerdings fehlt ein wesentlicher Bestandteil – der hydraulische Transformator. Die hydraulische Übertragung wird oft mit der elektrischen Übertragung verglichen, und die hydraulischen Steuerungssysteme mit den elektrischen Steuerungssystemen, aufgrund ihrer starken Ähnlichkeiten und entsprechenden funktionalen Komponenten und Parameter. Kann man sich ein elektrisches System ohne Transformator vorstellen? Ähnlich ist der hydraulische Transformator zweifellos eine wesentliche und unverzichtbare Komponente für hydraulische Übertragungs- und Steuerungssysteme.

Die Schaffung eines konstanten Drucknetzes, das Aufbauen großer hydraulischer Systeme und Subsysteme, die unabhängige Steuerung mehrerer Lasten und die Integration von Mechatronik und Hydraulik sind unvermeidliche Trends in der modernen Hydrauliktechnologie. Der hydraulische Transformator wird in hydraulischen Systemen weit verbreitet sein und zu einem Schlüsselkomponenten werden.

Derzeit existieren sowohl "konventionelle" als auch "neuartige" Arten von hydraulischen Transformatoren in der Forschung, aber sie befinden sich noch im experimentellen Stadium, sowohl national als auch international, und es gibt keine reifen, industriellen Produkte, die den Marktbedürfnissen entsprechen. Ihre Konzeptdesigns und Anwendungen fokussieren sich hauptsächlich auf die Druckregulierung mit sehr begrenztem Einstellbereich, was "Druckregler" als präzisere Bezeichnung als "hydraulischer Transformator" macht.

Eine patentierte Technologie führt einen neuen Typ von hydraulischem Transformator ein, der bestehende Designs übertrifft. Durch die Verwendung eines hochdrehenden Rotors erreicht er kontinuierliche und stabile Druckverstärkung und -reduktion, erfüllt also die konzeptionelle Definition, die funktionalen Anforderungen und die praktischen Rollen eines echten "Transformators". Die Anwendung dieses neuen hydraulischen Transformators ermöglicht die Erstellung hochwertiger, mehrdruckiger konstanter Druckkreise in hydraulischen Systemen. Parameter wie "Nennpressure", "Nennleistung", "Nennhubraum" und "Nenndrehmoment" hydraulischer Komponenten erhalten klare praktische Bedeutung. Dies bietet fortschrittliche Methoden und bequeme Werkzeuge für die Komponentenauswahl, Systemgestaltung, Funktionsabstimmung, Effizienzsteigerung und Geräteüberwachung und -diagnose.

Zusammengefasst füllt dieser patentierte "hydraulische Transformator" eine wichtige Lücke in der Hydrauliktechnologie und im Komponentenmarkt und wird technologische Fortschritte im Bereich der Hydraulik antreiben.

Das Patent: "Ein hydraulischer Transformator"

Technische Vorteile des hydraulischen Transformators:

• Einfache Struktur, kompakte Größe, leichtgewichtig

• Geringes Drehmoment, schnelle Reaktionsfähigkeit, hohe Sensibilität

• Großes Transformationsverhältnis, stabil und unabhängig von Schwankungen der Systemparameter

• Fähig zur Spannungssteigerung und -reduktion, ermöglicht die Wiedergewinnung von Druckenergie

• Sekundärströmung einstellbar von 0 bis maximaler Nennströmung

• Effektive Isolierung zwischen primärer und sekundärer Arbeitsmedium

• Nahezu null statischer Verlust, geringer dynamischer Leistungsverlust

• Einfache Montage und wartungsfreie Betrieb

2. Anwendung und Verbreitung des hydraulischen Transformators

Konventionelle hydraulische Systeme sind oft lastsensible Systeme, die auf zahlreiche Steuerventile angewiesen sind, was zu komplexen Konfigurationen und erheblichen Drosselverlusten führt. Pumpe und Aktoren sind schwer optimal abzustimmen, und mehrere Aktoren leiden unter Druckkopplung. Oft sind mehrere Pumpen erforderlich, um verschiedene Aktoren zu versorgen. Im Gegensatz dazu bietet ein konstantes Drucknetz hohe Anpassungsfähigkeit und Effizienz. Der hydraulische Transformator ist in solchen Netzen unerlässlich, da er kann:

• Einen Ausgangsdruck erzeugen, der höher als der Quelldruck ist

• Die Last effektiv von der Energiequelle entkoppeln, sodass die Lastleistung unabhängig von den Quellendynamiken ist

• Mehrere Lasten gleichzeitig bei verschiedenen Druckniveaus betreiben

• Unabhängige Steuerung mehrerer Lasten direkt am Nutzerende ermöglichen

• Systemgestaltung vereinfachen, Fertigungskosten reduzieren und Drosselverluste minimieren

Die Einführung konstanter Drucknetze und modularen Designs stellt die unvermeidliche Richtung der modernen Hydrauliktechnologie dar, und der hydraulische Transformator ist der Schlüssel dazu.

Der hydraulische Transformator überträgt nicht nur Leistung, sondern transformiert auch Druck- und Flussparameter und bietet Isolation zwischen primärer und sekundärer Medien. Somit können verschiedene Flüssigmedien – Mineralöl, Wasser, Meerwasser, organische Flüssigkeiten, Bioflüssigkeiten – im selben System koexistieren und isoliert bleiben, wodurch Energieaustausch möglich wird. Dies macht den hydraulischen Transformator hoch anwendbar in umweltfreundlichen, grünen, energieeffizienten und schadstoffarmen Bereichen.

Darüber hinaus kann der hydraulische Transformator Energie von Lasten, insbesondere denen mit potentieller Energie (z.B. Hebevorrichtungen), zurückgewinnen, was seine energie- und umweltfreundlichen Vorteile unbestritten macht. Bei näherer Betrachtung seiner Struktur und Betriebscharakteristika wird deutlich, dass der hydraulische Transformator verstreute, schwache oder ungeordnete Energie sammeln, konzentrieren, verstärken und übertragen kann, indem er sie in eine nutzbare und wiedergewinnbare Form verwandelt.

Er hat großes Potenzial in aufkommenden grünen Energienutzungen wie:

• Rückgewinnung von Restenergie aus Abwasser und Abgasen

• Nutzung von niedrigem Wasserkraftpotential

• Windenergienutzung

Noch wichtiger ist, dass der hydraulische Transformator die Schaffung eines einheitlichen Fluidenergie- und Steuerungsnetzes ermöglicht, das flüssige und gasförmige Phasen integriert, isoliert und parametrisiert. Die Fluidenergietechnik umfasst zwei Zweige: Hydraulik (Flüssigkeit) und Pneumatik (Gas), die traditionell aufgrund unterschiedlicher Medien und Betriebsparameter getrennt sind. Eine Integration in ein einziges Netzwerk ist jedoch jetzt machbar.

Durch die Verwendung des hydraulischen Transformators (der später in "Fluiddrucktransformator" umbenannt werden könnte) zur Isolation der Medien und Anpassung der Parameterniveaus können Hydraulik und Pneumatik in ein einheitliches Fluidenergienetz integriert werden. Dies entspricht den sich entwickelnden Anforderungen der modernen Fertigung und Marktanforderungen.

Bestehende Technologien zeigen bereits dieses Potenzial:

• Pneumatisch-hydraulische Intensivierer

• Pneumatisch-hydraulische Ventile

• Hydraulische Hämmer

Obwohl dies eigenständige Anwendungen sind, heben sie die ergänzenden Vorteile der Kombination von hydraulischer und pneumatischer Technologie hervor.

Beispielsweise könnte in dem rasch fortschreitenden Bereich der intelligenten Robotik die Integration von hydraulischen und pneumatischen Systemen die Fähigkeit von Robotern, menschliche Bewegungen nachzuahmen, dramatisch verbessern. Wenn AlphaGo elegant Go mit physischen Händen spielen kann, dann erst kann man es wirklich als "Mensch gegen Maschine"-Showdown bezeichnen – kein Übertreibungsversuch, sondern eine Reflexion der Marktanforderungen an technologischen Fortschritt.

Die Einführung des hydraulischen Transformators wird die Integration von pneumatischen und hydraulischen Systemen antreiben und ein neues einheitliches Fluidenergie- und Steuerungsnetz ermöglichen. In diesem Netz:

• Die Stärken pneumatischer Komponenten – schnelle Reaktionsfähigkeit, Dämpfung, elastische Kraftbeibehaltung – werden kombiniert mit

• Den Stärken hydraulischer Komponenten – hohe Leistungsdichte, Präzision, schnelle transiente Reaktion –
  was zu synergistischer Leistung führt.

Es ist vorauszusehen, dass in naher Zukunft eine Vielzahl neuer Komponenten entstehen wird, die integrierte und modulare Einheiten bilden. Neben der weit verbreiteten Nutzung des hydraulischen Transformators (oder "Fluiddrucktransformators") werden diese Systeme verschiedene Sektoren der modernen Fertigung durchdringen.