Как гидравлические трансформаторы обеспечивают зеленую и умную гидравлику
1. О гидравлическом трансформаторе
Гидравлическая система обычно состоит из источника гидравлической энергии (насоса), исполнительных механизмов (гидравлического цилиндра или двигателя), элементов управления и вспомогательных частей. Однако один критически важный компонент отсутствует — это гидравлический трансформатор. Гидравлическую передачу часто сравнивают с электрической, а гидравлические системы управления — с электрическими, из-за их сильного сходства и соответствующих функциональных компонентов и параметров. Можно ли представить электрическую систему без трансформаторов? Аналогично, гидравлический трансформатор является несомненно важным и незаменимым компонентом для гидравлических систем передачи и управления.
Создание сети постоянного давления, строительство крупномасштабных гидравлических систем и подсистем, возможность независимого управления несколькими нагрузками и достижение интеграции мехатроники и гидравлики являются неизбежными тенденциями современной гидравлической технологии. Гидравлический трансформатор будет широко применяться в гидравлических системах и станет ключевым гидравлическим компонентом.
В настоящее время существуют как "традиционные", так и "новые" типы гидравлических трансформаторов, но они находятся на экспериментальной стадии как внутри страны, так и за рубежом, и нет зрелых, промышленных продуктов, удовлетворяющих рыночному спросу. Их концептуальные идеи и применения в основном сосредоточены на регулировании давления с очень ограниченным диапазоном, что делает термин "регулятор давления" более точным, чем "гидравлический трансформатор".
Запатентованная технология представляет новый тип гидравлического трансформатора, который превосходит существующие дизайны. Используя высокоскоростной вращающийся ротор, он обеспечивает непрерывное и стабильное увеличение и уменьшение давления, выполняя концептуальное определение, функциональные требования и практические роли настоящего "трансформатора". Применение этого нового гидравлического трансформатора позволит создавать высококачественные, многодавленческие схемы с постоянным давлением в гидравлических системах. Параметры таких как "номинальное давление", "номинальная мощность", "номинальный объем" и "номинальный крутящий момент" гидравлических компонентов приобретут четкое практическое значение. Это предоставляет передовые методы и удобные инструменты для выбора компонентов, проектирования систем, согласования функций, повышения эффективности, а также мониторинга и диагностики оборудования.
Коротко говоря, этот запатентованный "гидравлический трансформатор" заполняет критический пробел в области гидравлической технологии и рынка компонентов, и готов стать движущей силой преобразующего технологического прогресса в области гидравлики.
Патент: "Гидравлический трансформатор"
Технические преимущества гидравлического трансформатора:
Простая конструкция, компактные размеры, малый вес
Низкий момент инерции, быстрый отклик, высокая чувствительность
Большое соотношение преобразования, стабильность и нечувствительность к колебаниям параметров системы
Возможность как повышения, так и понижения давления, что позволяет восстанавливать энергию давления
Вторичный поток можно регулировать от 0 до максимального номинального расхода
Эффективное разделение между первичной и вторичной рабочими средами
Практически нулевые статические потери, низкие динамические потери мощности
Простота установки и беспроблемная эксплуатация
2. Применение и продвижение гидравлического трансформатора
Традиционные гидравлические системы часто являются системами с датчиками нагрузки, которые зависят от множества клапанов управления, что приводит к сложным конфигурациям и значительным потерям на сужении. Насосы и исполнительные механизмы трудно оптимально сочетаются, а несколько исполнительных механизмов страдают от давления, связанного между собой. Часто требуется несколько насосов для питания различных исполнительных механизмов. В отличие от этого, сеть с постоянным давлением предлагает высокую адаптивность и эффективность. Гидравлический трансформатор необходим в таких сетях, так как он может:
Генерировать выходное давление, превышающее давление источника
Эффективно разделять нагрузку от источника энергии, делая производительность нагрузки независимой от динамики источника
Одновременно приводить несколько нагрузок на разных уровнях давления
Обеспечивать независимое управление несколькими нагрузками непосредственно на стороне пользователя
Упрощать проектирование системы, снижать затраты на производство и минимизировать потери на сужении
Использование сетей с постоянным давлением и модульного дизайна представляет собой неизбежное направление современной гидравлической технологии, и гидравлический трансформатор является ключевым средством для этого.
Гидравлический трансформатор не только передает энергию, но и преобразует параметры давления и расхода, обеспечивая изоляцию между первичной и вторичной средами. Таким образом, различные жидкие среды — минеральное масло, вода, морская вода, органические жидкости, биологические жидкости — могут сосуществовать в одной системе, оставаясь изолированными, что позволяет обмениваться энергией. Это делает гидравлический трансформатор высоко применимым в экологически чистых, зеленых, энергосберегающих и контролируемых по загрязнению областях.
Кроме того, гидравлический трансформатор может восстанавливать энергию от нагрузок, особенно тех, которые имеют потенциальную энергию (например, подъемные механизмы), что делает его энергосберегающие и экологические преимущества неоспоримыми. При более внимательном рассмотрении его структуры и эксплуатационных характеристик становится ясно, что гидравлический трансформатор может собирать, концентрировать, усиливать и передавать распределенную, слабую или беспорядочную энергию, преобразуя ее в форму, которую можно использовать и восстановить.
Он имеет большой потенциал в новых зеленых энергетических приложениях, таких как:
Восстановление остаточной энергии из сточных вод и выхлопных газов
Использование малых гидроэнергетических установок
Извлечение энергии ветра
Более важно, что гидравлический трансформатор позволяет создать единую сеть жидкостной энергии и управления, объединяющую жидкую и газовую фазы с изоляцией и преобразованием параметров. Технология жидкостной энергии включает два направления: гидравлику (жидкость) и пневматику (газ), которые традиционно разделены из-за различий в среде и рабочих параметрах. Однако их интеграция в одну сеть теперь возможна.
Используя гидравлический трансформатор (который позже можно переименовать в "трансформатор жидкостного давления") для изоляции сред и регулирования уровней параметров, гидравлику и пневматику можно объединить в единую сеть жидкостной энергии. Это соответствует развивающимся потребностям современного производства и рыночного спроса.
Существующие технологии уже демонстрируют этот потенциал:
Пневмогидравлические интенсификаторы
Пневмогидравлические клапаны
Гидравлические молоты
Хотя это самостоятельные применения, они подчеркивают взаимные преимущества комбинации гидравлических и пневматических технологий.
Например, в быстро развивающейся области интеллектуальных роботов интеграция гидравлических и пневматических систем может значительно улучшить способность роботов имитировать движения человека. Когда AlphaGo сможет элегантно играть в Го физическими руками, тогда это действительно можно будет назвать "поединком человека и машины" — не преувеличение, а отражение рыночного спроса на технологическое развитие.
Появление гидравлического трансформатора будет способствовать интеграции пневматических и гидравлических систем, позволяя создать новую единую сеть жидкостной энергии и управления. В этой сети:
Преимущества пневматических компонентов — быстрый отклик, амортизация, сохранение упругой силы — сочетаются с
Преимуществами гидравлических компонентов — высокой плотностью мощности, точностью, быстрым переходным откликом — что приводит к синергетическим результатам.
Можно предвидеть, что в ближайшем будущем появится широкий спектр новых компонентов, образуя интегрированные и модульные блоки. Вместе с широким распространением гидравлического трансформатора (или "трансформатора жидкостного давления") эти системы проникнут в различные сектора современного производства.
