Miten hydrauliset muuntimet mahdollistavat vihreän ja älykäseen hydraulian

1. Hydraulisen muuntimen tietoja

Hydraulinen järjestelmä koostuu yleensä hydraulisesta voimalähteestä (pumpusta), toiminnanohjaimista (hydraulisesta sylinteristä tai moottorista), ohjauskomponenteista ja apuvälineistä. Kuitenkin yksi kriittinen komponentti on huomattavasti puuttuva – hydraulinen muuntin. Hydraulista siirtojärjestelmää usein verrataan sähköiseen siirtojärjestelmään, ja hydraulisia ohjausjärjestelmiä sähköisiin ohjausjärjestelmiin, koska niillä on vahvat samankaltaisuudet ja vastaavat toiminnalliset komponentit ja parametrit. Voimmeko kuvitella sähköistä järjestelmää ilman muuntimia? Samalla tavoin hydraulinen muuntin on epäilemättä olennainen ja välttämätön komponentti hydraulisissa siirto- ja ohjausjärjestelmissä.

Vakioituun paineen hydrauliseen verkkoon perustaminen, suurten hydraulisten järjestelmien ja alijärjestelmien rakentaminen, monien ladatareiden itsenäisen ohjauksen mahdollistaminen sekä mekaniikka-ohjaintekniikan ja hydraulisen integraation saavuttaminen ovat modernin hydrauliteknologian väistämättömiä trendejä. Hydraulinen muuntin otetaan laajasti käyttöön hydraulisissa järjestelmissä ja tulee olemaan keskeinen hydraulinen komponentti.

Tällä hetkellä tutkimuksessa on olemassa sekä "perinteisiä" että "uusia" hydraulisia muuntimia, mutta ne ovat edelleen kokeellisessa vaiheessa kotimaassa ja kansainvälisesti, eikä niitä ole vielä tehty markkinoiden vaatimuksia täyttäviä, kypsyneitä, teollisuudenlaatuisia tuotteita. Niiden suunnitteluperiaatteet ja sovellukset keskittyvät pääasiassa paineen säätämiseen, jolla on hyvin rajoitettu säätöalue, mikä tekee termistä "painepäästynsäätimet" tarkemmin kuin "hydraulinen muuntin".

Patentoidulla teknologialla esitellään uusi hydraulinen muuntin, joka ylittää olemassa olevat suunnitelmansa. Nopeasti pyörimällä rotori saavuttaa jatkuvan ja vakauden paineen lisäämisen ja vähentämisen, täyttäen todellisen "muuntimen" käsitteellisen määritelmän, toiminnalliset vaatimukset ja käytännön roolit. Tämän uuden hydraulisen muuntimen käyttö mahdollistaa korkealaatuisen, monipaineisen vakioitunut piirin luomisen hydraulisiin järjestelmiin. Hydraulisten komponenttien parametreilla, kuten "nimitetty paine", "nimitetty teho", "nimitetty siirtymä" ja "nimitetty momentti", on selkeä käytännön merkitys. Tämä tarjoaa edistyneitä menetelmiä ja mukavia työkaluja komponenttivalintaan, järjestelmän suunnitteluun, toiminnalliseen yhteensopivuuteen, tehon parantamiseen ja laitteiden valvontaan ja diagnostiikkaan.

Lyhyesti sanottuna tämä patentoidun "hydraulisen muuntimen" täyttää kriittisen aukon hydraulitekniikassa ja komponenttimarkkinoilla, ja se on valmis ajamaan muuttavaa teknologista edistystä hydraulialalla.

Patentti: "Hydraulinen muuntin" 

Hydraulisen muuntimen tekniset etumat:

• Yksinkertainen rakenne, kompakti koko, kevyt

• Pieni pyörimisperä, nopea reaktio, korkea herkkyys

• Suuri muunnosratio, vakaa ja ei riipu järjestelmän parametrien heilahteluista

• Kyky sekä nostaa että laskea painetta, mahdollistaa paineenenergian kierrätyksen

• Toissijainen virtaus säädettävissä 0:n ja maksimimääräisen virtauksen välillä

• Tehokas eristys ensimmäisen ja toissijaisen työvälineen välillä

• Lähellä nollaa oleva staattinen tappio, pieni dynaaminen tehonalennus

• Helppo asennus ja huoltovapaa toiminta

2. Hydraulisen muuntimen soveltaminen ja edistäminen

Perinteiset hydrauliset järjestelmät ovat usein latausmittaavia järjestelmiä, jotka perustuvat moniin ohjausventtiiliin, mikä johtaa monimutkaiseen konfiguraatioon ja huomattaviin tukkipuolen tappioihin. Pumppu ja toiminnanohjaimet ovat vaikeasti optimoitavissa, ja useilla toiminnanohjaimilla on paineen kytkentä. Usein useita pumppuja tarvitaan eri toiminnanohjaimien tarjoamiseksi. Vakioitu paineverkko taas tarjoaa korkean sopeutettavuuden ja tehokkuuden. Hydraulinen muuntin on välttämätön tällaisissa verkoissa, sillä se voi:

• Tuottaa ulostulojännite, joka on suurempi kuin lähdön jännite

• Tehokkaasti irrottaa latauksen energialähteestä, tekemästä lataustehosta riippumattoman lähdön dynamiikasta

• Ohjata useita latauksia eri painetasoissa samaan aikaan

• Mahdollistaa useiden latausten itsenäisen ohjauksen suoraan käyttäjän päähän

• Yksinkertaistaa järjestelmän suunnittelua, vähentää valmistuskustannuksia ja minimoida tukkipuolen tappiot

Vakioitujen paineverkkojen ja modulaarisen suunnittelun ottaminen käyttöön edustaa modernin hydraulitekniikan väistämätöntä suuntaa, ja hydraulinen muuntin on avaintekijä.

Hydraulinen muuntin ei vain siirrä energiaa, vaan myös muuttaa paine- ja virranparametreja, samalla tarjoten eristystä ensimmäisen ja toissijaisen työvälineen välillä. Näin erilaiset nestemediat – mineraaliöljy, vesi, merivesi, orgaaniset nestekangas, biologiset nestekangas – voivat koexistoida samassa järjestelmässä, pysyen eristyksessä, mikä mahdollistaa energian vaihdon. Tämä tekee hydraulisesta muuntimesta erittäin sovellettavan ympäristöystävällisiin, vihreisiin, energiansäästöisiin ja saasteiden hallintatehtäviin.

Lisäksi hydraulinen muuntin voi palauttaa energiaa latauksista, erityisesti niistä, joilla on potentiaalienergia (esim. nostojärjestelmät), mikä tekee sen energiansäästö- ja ympäristöedistävistä eduista kiistattomaksi. Kun tarkastellaan sen rakennetta ja toimintamoduksia, on selvää, että hydraulinen muuntin voi kerätä, keskittää, lisätä ja siirtää hajanaisia, heikkoja tai häiriintyneitä energiamuotoja, muuttaen niitä käyttökelpoiseksi ja palautettavaksi muodoksi.

Sillä on suuri potentiaali uusissa vihreissä energiatekniikoissa, kuten:

• Jäteveden ja -ilman residuaaliergon palauttaminen

• Alavaltaisen vesivoiman käyttö

• Tuulenenergian kerääminen

Tärkeämpää kuitenkin on, että hydraulinen muuntin mahdollistaa yhdenmukaisen nesteenvoiman- ja ohjausverkon rakentamisen, joka sisältää nesteen ja kaasun vaiheet eristystä ja parametrin muuntamista. Nesteenvoimatekniikka sisältää kaksi haaraa: hydraulia (nestettä) ja pneumaattia (kaasua), jotka on perinteisesti eroteltu medioiden ja toimintaparametrien erojen vuoksi. Nyt on kuitenkin mahdollista yhdistää ne yhdeksi verkoksi.

Käyttämällä hydraulista muuntinta (jota voidaan myöhemmin nimetä "nesteenpainemuuntimen") medioiden eristämiseen ja parametrin tasojen säätämiseen, hydraulia ja pneumatiikkaa voidaan yhdistää yhdeksi nesteenvoiman verkoksi. Tämä vastaa modernin valmistuksen ja markkinoiden vaatimuksia.

Olemassa olevat teknologiat osoittavat jo tätä potentiaalia:

• Pneumaattiset-hydrauliset intensifiointilaite

• Pneumaattiset-hydrauliset venttiilit

• Hydrauliset mailat

Vaikka nämä ovatkin itsenäisiä sovelluksia, ne korostavat hydraulisen ja pneumaattisen teknologioiden yhdistämisen komplementaaristen etujen.

Esimerkiksi älyrobotiikan nopeasti kehittyvässä alalla hydraulisten ja pneumaattisten järjestelmien yhdistäminen voisi dramaattisesti parantaa robottien kykyä jäljitellä ihmisen liikkeitä. Kun AlphaGo voi elegantisti pelata goa fyysisillä käsillä, silloin sitä voidaan todella kutsua "ihminen vs. kone" -kilpailuksi – ei vain ylikuvaus, vaan markkinoiden vaatimus teknologisen edistyksen kannalta.

Hydraulisen muuntimen ilmaantuminen edistää pneumaattisten ja hydraulisten järjestelmien yhdistämistä, mahdollistaen uuden yhdenmukaisen nesteenvoiman- ja ohjausverkon. Tässä verkossa:

• Pneumaattisten komponenttien vahvuudet – nopea reaktio, pehmeä, joustava voima – yhdistyvät

• Hydraulisten komponenttien vahvuudet – korkea tehotiheyttä, tarkkuus, nopea transitoiva reaktio – tuloksena synergistinen suorituskyky.

On ennakoitavissa, että lähitulevaisuudessa syntyisi laaja kirjo uusia komponentteja, muodostamassa integroituja ja modulaarisia yksiköitä. Yhdessä hydraulisen muuntimen (tai "nesteenpainemuuntimen") laajalla otteella näiden järjestelmien leviämisen odotetaan levittävän eri aloille modernissa valmistuksessa.