Como os Transformadores Hidráulicos Permitem Hidráulica Verde e Inteligente

1. Sobre o Transformador Hidráulico

Um sistema hidráulico geralmente consiste em uma fonte de energia hidráulica (bomba), atuadores (cilindro hidráulico ou motor), componentes de controle e partes auxiliares. No entanto, um componente crítico está notavelmente ausente — o transformador hidráulico. A transmissão hidráulica é frequentemente comparada à transmissão elétrica, e os sistemas de controle hidráulicos aos sistemas de controle elétricos, devido às suas fortes semelhanças e componentes e parâmetros funcionais correspondentes. Podemos imaginar um sistema elétrico sem transformadores? Da mesma forma, o transformador hidráulico é, sem dúvida, um componente essencial e indispensável para os sistemas de transmissão e controle hidráulicos.

Estabelecer uma rede hidráulica de pressão constante, construir sistemas e subsistemas hidráulicos em larga escala, permitir o controle independente de múltiplas cargas e alcançar a integração mecatrônica-hidráulica são tendências inevitáveis na tecnologia hidráulica moderna. O transformador hidráulico será amplamente adotado em sistemas hidráulicos e se tornará um componente hidráulico chave.

Atualmente, existem tanto tipos "convencionais" quanto "novos" de transformadores hidráulicos em pesquisa, mas eles permanecem em estágio experimental, tanto no país quanto internacionalmente, sem produtos maduros e de nível industrial que atendam às demandas do mercado. Seus conceitos de design e aplicações focam principalmente na regulação de pressão com um intervalo de ajuste muito limitado, fazendo com que "regulador de pressão" seja um termo mais preciso do que "transformador hidráulico."

Uma tecnologia patenteada introduz um novo tipo de transformador hidráulico que supera os designs existentes. Utilizando um rotor de alta rotação, ele consegue amplificação e redução de pressão contínua e estável, cumprindo a definição conceitual, os requisitos funcionais e os papéis práticos de um verdadeiro "transformador." A aplicação deste novo transformador hidráulico permitirá a criação de circuitos de pressão constante de alta qualidade e múltiplas pressões em sistemas hidráulicos. Parâmetros como "pressão nominal," "potência nominal," "deslocamento nominal" e "torque nominal" dos componentes hidráulicos ganharão um significado prático claro. Isso fornece métodos avançados e ferramentas convenientes para a seleção de componentes, o design do sistema, o acoplamento funcional, a melhoria da eficiência e o monitoramento e diagnóstico de equipamentos.

Em resumo, este "transformador hidráulico" patenteado preenche uma lacuna crítica nos mercados de tecnologia e componentes hidráulicos e está pronto para impulsionar um progresso tecnológico transformador no campo da hidráulica.

A Patente: "Um Transformador Hidráulico" 

Vantagens Técnicas do Transformador Hidráulico:

• Estrutura simples, tamanho compacto, peso leve

• Inércia rotacional baixa, resposta rápida, alta sensibilidade

• Grande razão de transformação, estável e não afetada por flutuações de parâmetros do sistema

• Capaz de conversão de pressão de elevação e redução, permitindo a recuperação de energia de pressão

• Fluxo secundário ajustável de 0 ao fluxo nominal máximo

• Isolamento eficaz entre os meios de trabalho primário e secundário

• Perda estática próxima a zero, baixa perda de potência dinâmica

• Instalação fácil e operação sem manutenção

2. Aplicação e Promoção do Transformador Hidráulico

Sistemas hidráulicos convencionais são frequentemente sistemas de detecção de carga, que dependem de inúmeros válvulas de controle, resultando em configurações complexas e perdas significativas de estrangulamento. A bomba e os atuadores são difíceis de serem otimamente combinados, e múltiplos atuadores sofrem de acoplamento de pressão. Muitas vezes, várias bombas são necessárias para abastecer diferentes atuadores. Em contraste, uma rede de pressão constante oferece alta adaptabilidade e eficiência. O transformador hidráulico é essencial nessas redes porque pode:

• Gerar pressão de saída superior à pressão da fonte

• Decoplar efetivamente a carga da fonte de energia, tornando o desempenho da carga independente das dinâmicas da fonte

• Dirigir múltiplas cargas em níveis de pressão diferentes simultaneamente

• Permitir o controle independente de múltiplas cargas diretamente no final do usuário

• Simplificar o design do sistema, reduzir os custos de fabricação e minimizar as perdas de estrangulamento

A adoção de redes de pressão constante e design modular representa a direção inevitável da tecnologia hidráulica moderna, e o transformador hidráulico é o habilitador chave.

O transformador hidráulico não apenas transmite energia, mas também transforma parâmetros de pressão e fluxo, fornecendo isolamento entre os meios primário e secundário. Assim, diversos meios líquidos — óleo mineral, água, água do mar, fluidos orgânicos, fluidos biológicos — podem coexistir no mesmo sistema enquanto permanecem isolados, permitindo a troca de energia. Isso torna o transformador hidráulico altamente aplicável em campos ambientalmente amigáveis, verdes, econômicos de energia e de controle de poluição.

Além disso, o transformador hidráulico pode recuperar energia das cargas, especialmente aquelas com energia potencial (por exemplo, mecanismos de elevação), tornando seus benefícios de economia de energia e ambientais inegáveis. Ao examinar mais de perto sua estrutura e características operacionais, fica evidente que o transformador hidráulico pode coletar, concentrar, amplificar e transmitir energia dispersa, fraca ou desordenada, transformando-a em uma forma utilizável e recuperável.

Ele tem grande potencial em aplicações emergentes de energia verde, como:

• Recuperação de energia residual de águas residuais e gases de exaustão

• Utilização de energia hidráulica de queda baixa

• Captura de energia eólica

Mais importante ainda, o transformador hidráulico permite a construção de uma rede unificada de potência e controle de fluidos que integra fases líquida e gasosa com isolamento e conversão de parâmetros. A tecnologia de potência de fluidos inclui duas ramificações: hidráulica (líquido) e pneumática (gás), tradicionalmente separadas devido às diferenças no meio e nos parâmetros de operação. No entanto, integrá-los em uma única rede agora é viável.

Usando o transformador hidráulico (que poderia ser renomeado posteriormente como "transformador de pressão de fluido") para isolar meios e ajustar níveis de parâmetros, a hidráulica e a pneumática podem ser unificadas em uma única rede de potência de fluidos. Isso alinha-se com as necessidades evolutivas da fabricação moderna e das demandas do mercado.

Tecnologias existentes já demonstram esse potencial:

• Intensificadores pneumático-hidráulicos

• Válvulas pneumático-hidráulicas

• Martelos hidráulicos

Embora estas sejam aplicações autônomas, elas destacam as vantagens complementares de combinar tecnologias hidráulicas e pneumáticas.

Por exemplo, no campo de robótica inteligente em rápida evolução, a integração de sistemas hidráulicos e pneumáticos poderia melhorar dramaticamente a capacidade dos robôs de imitar o movimento humano. Quando o AlphaGo puder jogar Go elegantemente com mãos físicas, então isso poderá ser chamado de verdadeira confrontação "homem vs. máquina" — não uma exageração, mas um reflexo da demanda do mercado por avanços tecnológicos.

A emergência do transformador hidráulico impulsionará a integração de sistemas pneumáticos e hidráulicos, possibilitando uma nova rede unificada de potência e controle de fluidos. Nesta rede:

• As forças dos componentes pneumáticos — resposta rápida, amortecimento, retenção de força elástica — são combinadas com

• As forças dos componentes hidráulicos — densidade de potência alta, precisão, resposta transitória rápida — resultando em desempenho sinérgico.

É previsível que, no futuro próximo, surgirão uma ampla gama de novos componentes, formando unidades integradas e modulares. Juntamente com a adoção generalizada do transformador hidráulico (ou "transformador de pressão de fluido"), esses sistemas permeiarão vários setores da fabricação moderna.