Comment les transformateurs hydrauliques permettent une hydraulique verte et intelligente
1. À propos du transformateur hydraulique
Un système hydraulique se compose généralement d'une source d'énergie hydraulique (pompe), d'actionneurs (cylindre ou moteur hydraulique), de composants de commande et de parties auxiliaires. Cependant, un composant critique est notablement absent : le transformateur hydraulique. La transmission hydraulique est souvent comparée à la transmission électrique, et les systèmes de commande hydrauliques aux systèmes de commande électriques, en raison de leurs fortes similitudes et de leurs composants et paramètres fonctionnels correspondants. Peut-on imaginer un système électrique sans transformateurs ? De même, le transformateur hydraulique est indéniablement un composant essentiel et indispensable pour les systèmes de transmission et de commande hydrauliques.
L'établissement d'un réseau hydraulique à pression constante, la construction de grands systèmes et sous-systèmes hydrauliques, l'indépendance de contrôle de plusieurs charges, et l'intégration mécatronique-hydraulique sont des tendances inévitables de la technologie hydraulique moderne. Le transformateur hydraulique sera largement adopté dans les systèmes hydrauliques et deviendra un composant hydraulique clé.
Actuellement, il existe des types "conventionnels" et "nouveaux" de transformateurs hydrauliques en recherche, mais ils restent au stade expérimental, tant à l'échelle nationale qu'internationale, sans produits industriels matures répondant aux besoins du marché. Leurs concepts de conception et applications se concentrent principalement sur la régulation de pression avec une plage d'ajustement très limitée, rendant "régulateur de pression" un terme plus précis que "transformateur hydraulique."
Une technologie brevetée introduit un nouveau type de transformateur hydraulique qui dépasse les conceptions existantes. En utilisant un rotor à haute vitesse, il réalise une amplification et une réduction de pression continues et stables, remplissant ainsi la définition conceptuelle, les exigences fonctionnelles et les rôles pratiques d'un véritable "transformateur." L'application de ce nouveau transformateur hydraulique permettra la création de circuits à pression constante de haute qualité, multi-pression, dans les systèmes hydrauliques. Les paramètres tels que "pression nominale," "puissance nominale," "débit nominal," et "couple nominal" des composants hydrauliques gagneront une signification pratique claire. Cela fournit des méthodes avancées et des outils pratiques pour la sélection des composants, la conception des systèmes, l'adaptation fonctionnelle, l'amélioration de l'efficacité, et la surveillance et le diagnostic des équipements.
En résumé, ce transformateur hydraulique breveté comble un manque crucial dans la technologie et le marché des composants hydrauliques, et est prêt à propulser des progrès technologiques transformateurs dans le domaine de l'hydraulique.
Le Brevet : "Un Transformateur Hydraulique"
Avantages techniques du transformateur hydraulique :
Structure simple, taille compacte, poids léger
Inertie de rotation faible, réponse rapide, sensibilité élevée
Ratio de transformation élevé, stable et non affecté par les fluctuations des paramètres du système
Capable de conversion de pression en montée et descente, permettant la récupération d'énergie de pression
Débit secondaire ajustable de 0 au débit nominal maximum
Isolation efficace entre les milieux de travail primaire et secondaire
Perte statique quasi nulle, perte dynamique de puissance faible
Installation facile et opération sans maintenance
2. Application et promotion du transformateur hydraulique
Les systèmes hydrauliques conventionnels sont souvent des systèmes à détection de charge, qui dépendent de nombreux vannes de commande, entraînant des configurations complexes et des pertes de débit importantes. Il est difficile d'optimiser la compatibilité entre la pompe et les actionneurs, et plusieurs actionneurs souffrent de couplage de pression. Souvent, plusieurs pompes sont nécessaires pour alimenter différents actionneurs. En revanche, un réseau à pression constante offre une grande adaptabilité et efficacité. Le transformateur hydraulique est essentiel dans ces réseaux car il peut :
Générer une pression de sortie supérieure à la pression source
Découpler efficacement la charge de la source d'énergie, rendant la performance de la charge indépendante des dynamiques de la source
Faire fonctionner plusieurs charges à différents niveaux de pression simultanément
Permettre le contrôle indépendant de plusieurs charges directement au niveau de l'utilisateur
Simplifier la conception du système, réduire les coûts de fabrication et minimiser les pertes de débit
L'adoption de réseaux à pression constante et de conception modulaire représente la direction inévitable de la technologie hydraulique moderne, et le transformateur hydraulique est le catalyseur clé.
Le transformateur hydraulique ne transmet pas seulement la puissance, mais transforme également les paramètres de pression et de débit, tout en fournissant une isolation entre les milieux primaire et secondaire. Ainsi, divers fluides tels que l'huile minérale, l'eau, l'eau de mer, les fluides organiques et biologiques peuvent coexister dans le même système tout en restant isolés, permettant l'échange d'énergie. Cela rend le transformateur hydraulique hautement applicable dans les domaines écologiques, verts, économiseurs d'énergie et de contrôle de la pollution.
De plus, le transformateur hydraulique peut récupérer l'énergie des charges, en particulier celles ayant une énergie potentielle (par exemple, les mécanismes de levage), ce qui confère des avantages incontestables en termes d'économie d'énergie et d'environnement. En examinant de plus près sa structure et ses caractéristiques de fonctionnement, il devient évident que le transformateur hydraulique peut collecter, concentrer, amplifier et transmettre une énergie dispersée, faible ou désordonnée, la transformant en une forme utilisable et récupérable.
Il présente un grand potentiel dans les applications émergentes d'énergies vertes telles que :
Récupération de l'énergie résiduelle des eaux usées et des gaz d'échappement
Utilisation de l'hydroélectricité à faible chute
Récolte de l'énergie éolienne
Plus important encore, le transformateur hydraulique permet la construction d'un réseau unifié de puissance et de contrôle fluide qui intègre les phases liquides et gazeuses avec isolation et conversion de paramètres. La technologie de puissance fluide comprend deux branches : l'hydraulique (liquide) et la pneumatique (gaz), traditionnellement séparées en raison des différences de milieu et de paramètres de fonctionnement. Cependant, leur intégration dans un seul réseau est désormais possible.
En utilisant le transformateur hydraulique (qui pourrait être renommé "transformateur de pression fluide") pour isoler les milieux et ajuster les niveaux de paramètres, l'hydraulique et la pneumatique peuvent être unifiées dans un seul réseau de puissance fluide. Cela s'aligne sur les besoins évolutifs de la fabrication moderne et les demandes du marché.
Les technologies existantes démontrent déjà ce potentiel :
Intensificateurs pneumatiques-hydrauliques
Vannes pneumatiques-hydrauliques
Marteaux hydrauliques
Bien que ces applications soient autonomes, elles mettent en lumière les avantages complémentaires de la combinaison des technologies hydrauliques et pneumatiques.
Par exemple, dans le domaine en rapide évolution de la robotique intelligente, l'intégration des systèmes hydrauliques et pneumatiques pourrait améliorer considérablement la capacité des robots à imiter le mouvement humain. Lorsqu'AlphaGo pourra élégamment jouer au Go avec des mains physiques, on pourra alors vraiment parler d'un "affrontement homme-machine" — non pas une exagération, mais une réflexion des besoins du marché en matière de progrès technologique.
L'émergence du transformateur hydraulique favorisera l'intégration des systèmes pneumatiques et hydrauliques, permettant un nouveau réseau unifié de puissance et de contrôle fluide. Dans ce réseau :
Les forces des composants pneumatiques—réponse rapide, amortissement, conservation de la force élastique—sont combinées avec
Les forces des composants hydrauliques—densité de puissance élevée, précision, réponse transitoire rapide—résultant en une performance synergique.
Il est prévisible qu'à l'avenir, une large gamme de nouveaux composants émergera, formant des unités intégrées et modulaires. Avec l'adoption généralisée du transformateur hydraulique (ou "transformateur de pression fluide"), ces systèmes pénétreront divers secteurs de la fabrication moderne.
