Cách Biến áp thủy lực cho phép thủy lực xanh và thông minh

1. Về biến áp thủy lực

Một hệ thống thủy lực thường bao gồm nguồn điện thủy lực (bơm), bộ chấp hành (xylanh hoặc động cơ thủy lực), các thành phần điều khiển và các phụ kiện. Tuy nhiên, một thành phần quan trọng đang bị thiếu - đó là biến áp thủy lực. Truyền dẫn thủy lực thường được so sánh với truyền dẫn điện, và hệ thống điều khiển thủy lực với hệ thống điều khiển điện, do sự tương đồng mạnh mẽ và các thành phần chức năng tương ứng. Chúng ta có thể tưởng tượng một hệ thống điện không có biến áp? Tương tự, biến áp thủy lực chắc chắn là một thành phần thiết yếu và không thể thiếu cho hệ thống truyền dẫn và điều khiển thủy lực.

Việc xây dựng mạng thủy lực áp suất hằng số, xây dựng các hệ thống và phân hệ thủy lực quy mô lớn, cho phép điều khiển độc lập nhiều tải, và đạt được tích hợp mechatronic-thủy lực là xu hướng không thể tránh khỏi của công nghệ thủy lực hiện đại. Biến áp thủy lực sẽ được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thủy lực và trở thành một thành phần thủy lực chính.

Hiện nay, cả "truyền thống" và "mới" loại biến áp thủy lực đều tồn tại trong nghiên cứu, nhưng vẫn ở giai đoạn thử nghiệm trong và ngoài nước, chưa có sản phẩm công nghiệp chín muỗm đáp ứng nhu cầu thị trường. Các ý tưởng thiết kế và ứng dụng chủ yếu tập trung vào điều chỉnh áp suất với phạm vi điều chỉnh rất hạn chế, làm cho "điều chỉnh áp suất" là thuật ngữ chính xác hơn "biến áp thủy lực."

Công nghệ bằng sáng chế giới thiệu một loại biến áp thủy lực mới vượt trội hơn các thiết kế hiện có. Bằng cách sử dụng rotor quay tốc độ cao, nó đạt được việc tăng và giảm áp suất liên tục và ổn định, đáp ứng định nghĩa khái niệm, yêu cầu chức năng và vai trò thực tế của một "biến áp" thực sự. Việc áp dụng biến áp thủy lực mới này sẽ cho phép tạo ra các mạch áp suất hằng số đa áp suất chất lượng cao trong hệ thống thủy lực. Các tham số như "áp suất định mức," "công suất định mức," "dung tích định mức" và "moment xoắn định mức" của các thành phần thủy lực sẽ có ý nghĩa thực tế rõ ràng. Điều này cung cấp phương pháp tiên tiến và công cụ tiện lợi cho việc lựa chọn thành phần, thiết kế hệ thống, kết hợp chức năng, cải thiện hiệu quả, và giám sát và chẩn đoán thiết bị.

Tóm lại, bằng sáng chế "biến áp thủy lực" này lấp đầy khoảng trống quan trọng trong công nghệ và thị trường thành phần thủy lực, và sẵn sàng thúc đẩy sự tiến bộ kỹ thuật chuyển đổi trong lĩnh vực thủy lực.

Bằng sáng chế: "Biến áp Thủy lực" 

Ưu điểm kỹ thuật của biến áp thủy lực:

• Cấu trúc đơn giản, kích thước nhỏ gọn, nhẹ

• Mômen quán tính thấp, phản hồi nhanh, độ nhạy cao

• Tỷ lệ biến đổi lớn, ổn định và không bị ảnh hưởng bởi dao động thông số hệ thống

• Có khả năng chuyển đổi áp suất tăng và giảm, cho phép thu hồi năng lượng áp suất

• Dòng thứ cấp có thể điều chỉnh từ 0 đến lưu lượng định mức tối đa

• Cách ly hiệu quả giữa môi trường làm việc sơ cấp và thứ cấp

• Mất mát tĩnh gần bằng không, mất mát năng lượng động thấp

• Lắp đặt dễ dàng và hoạt động không cần bảo dưỡng

2. Ứng dụng và Khuyến mãi của biến áp thủy lực

Các hệ thống thủy lực truyền thống thường là hệ thống cảm biến tải, dựa trên nhiều van điều khiển, dẫn đến cấu hình phức tạp và tổn thất tiết lưu đáng kể. Bơm và bộ chấp hành khó để ghép nối tối ưu, và nhiều bộ chấp hành chịu sự kết hợp áp suất. Thường thì nhiều bơm cần thiết để cung cấp cho các bộ chấp hành khác nhau. Ngược lại, mạng áp suất hằng số cung cấp khả năng thích ứng và hiệu quả cao. Biến áp thủy lực là thiết yếu trong các mạng như vậy vì nó có thể:

• Tạo ra áp suất đầu ra cao hơn áp suất nguồn

• Giải耦合负载与能源源，使负载性能独立于源头动态 - 同时驱动多个不同压力级别的负载 - 在用户端直接独立控制多个负载 - 简化系统设计，降低制造成本，减少节流损失 液压变压器不仅传输功率，还转换压力和流量参数，同时提供初级和次级介质之间的隔离。因此，各种液体介质——矿物油、水、海水、有机流体、生物流体——可以在同一系统中共存并保持隔离，实现能量交换。这使得液压变压器在环保、绿色、节能和污染控制领域具有很高的适用性。 此外，液压变压器可以从负载中回收能量，特别是具有势能的负载（例如提升机构），使其节能和环保效益不容忽视。仔细研究其结构和操作特性，可以发现液压变压器能够收集、集中、放大和传输分散、微弱或无序的能量，并将其转化为可用和可回收的形式。 它在新兴的绿色能源应用中具有巨大潜力，如： - 废水和废气中的残余能量回收 - 低水头水力发电 - 风能采集 更重要的是，液压变压器能够构建一个集成液相和气相的统一流体动力和控制网络，具有隔离和参数转换功能。流体动力技术包括两个分支：液压（液体）和气动（气体），传统上由于介质和操作参数的不同而分离。然而，将它们集成到一个网络中现在是可行的。 通过使用液压变压器（以后可能改名为“流体压力变压器”）来隔离介质并调整参数水平，可以将液压和气动统一成一个流体动力网络。这符合现代制造和市场需求的发展。 现有技术已经展示了这种潜力： - 气动-液压增压器 - 气动-液压阀 - 液压锤 尽管这些是独立的应用，但它们突显了结合液压和气动技术的互补优势。 例如，在快速发展的智能机器人领域，集成液压和气动系统可以极大地提高机器人模仿人类运动的能力。当AlphaGo能够用物理手优雅地下围棋时，这才真正被称为“人机对决”——这不是夸张，而是市场对技术进步的需求。 液压变压器的出现将推动气动和液压系统的集成，实现新的统一流体动力和控制网络。在这个网络中： - 气动元件的优势——快速响应、缓冲、弹性力保持——与 - 液压元件的优势——高功率密度、精度、快速瞬态响应——相结合，产生协同性能。 可以预见，在不久的将来，将会出现大量新的组件，形成集成和模块化单元。随着液压变压器（或“流体压力变压器”）的广泛应用，这些系统将渗透到现代制造的各个领域。