170456. lajstromszámú szabadalom • Váltakozó áramu hidraulikus berendezés
5 170456 6 m m pL = • dQ ahol =hidr. induktivitás A2 A A2 a kapacitív nyomásesés 5 E V P = Q dt ahol = hidraulikus kapacitás C V E 10 Abban az esetben, ha a gerjesztés frekvenciája és/vagy az energiaátviteli csatorna hossza egy kritikus értéket elér, az energiaátvitelt a rendszerben ébredő nyomás és sebességhullámok is befolyásolják. 15 Adott terhelés esetében a folyadékoszlop rugóállandóját a statikus előfeszítő nyomás (Ps t a t) va l' toztatásával állítjuk a kívánt értékre. A Pstat előfeszítő nyomás változtatással a folyadékoszlop Ch rugóállandója adott 10 hosszúságú és 20 A keresztmetszetű csővezeték esetén Pstat A • E (1 - E ) 25 Ch = lo összefüggés szerinti függvénykapcsolatban van. A pulzáló hidraulikus közeget vagy közvetlenül 30 vezetjük az energiaátalakítóba és alakítják át forgó, alternáló mozgássá, vagy hidraulikus egyenirányítóval egyenirányítjuk a pulzáló nyomásenergiát és ezt vezetjük az energiaátalakítóba. A váltakozó áramú hidraulikus energia átvitelre jellemző paramétereket 35 — generátor fordulatszám, motorfordulatszám, ill. löketszám (mozgási frekvenciák) és löket nagyság a generátor folyadékáramának amplitúdója és nyomása — sok esetben üzemközben vagy álló állapotban változtatni, módosítani kell, ezért ezen pára- 40 méterek állítási lehetőségei döntően befolyásolják a váltakozó áramú energia átvitel alkalmazási lehetőségeit. Az ismertetésre kerülő váltakozó áramú hidraulikus berendezések kimenő fordulatszáma (mo- 45 tor fordulatszám) összefügg a mindenkori generátor fordulatszámmal, de a generátor és motor fordulatszámainak aránya a berendezés geometriai méreteitől függően tetszőlegesen beállítható egyrészt a generátor fordulatszámának (frekvenciájának) más- 50 részt a generátor dugattyúk löketeinek (a folyadékáram amplitúdójának) állításával. A mechanikai energia egyenletesebbé, folytonosabbá tétele érdekében többfázisú váltakozó áramú energiaátvitelt és többfázisú energiaátalakítást lehet megvalósítani. 55 A váltakozó áramú hidraulikus energiaátvitel megvalósítására a 2. és 3. ábrán vázolt berendezések alkalmasak. A hidraulikus közeg pulzálását az egy vagy többfázisú 1 váltakozó áramú energiaforrással cél- 60 szerűen generátorral hozzuk létre. A generátorok lehetnek például kulisszás hajtású dugattyús, axiálvagy radiál dugattyús elektromechanikus megoldásúak. A pulzáló közeget a flexibilis vagy merev 2 összekötő rendszerben célszerűen csövekben to- 65 vábbítjuk a pulzáló hidraulikus közeg nyomásenergiáját mechanikai energiává átalakító 4 átalakító egységbe. A 2 összekötő rendszerrel célszerűen csövekkel határolt folyadékoszlop rugóállandóját a 3 statikus előfeszítő nyomást és résveszteség" pótlást biztosító szervvel állítjuk be. A pulzáló közeg nyomásenergiáját vagy a váltakozó áramú 4 átalakító egységben alakítjuk át mechanikai energiává, vagy a pulzáló nyomásenergiát az 5 egyenirányítóval egyenirányítjuk és az egyenáramú hidraulikus közeg befogadására szolgáló 6 egyenáramú rendszeren keresztül (célszerűen merev vagy flexibilis csőrendszer) az egyenáramú nyomásenergiát a 7 energiaátalakítóban alakítjuk át forgó vagy lineáris mozgássá. Adott terhelés esetében az 1. ábrán látható folyadékrugó B keresztmetszete nagyobb statikus nyomásnál jobban, kisebb statikus nyomás esetén kevésbé közelíti meg az A keresztmetszet elmozdulásának nagyságát. így a statikus nyomás változtatásával lehetőség nyílik az 1 váltakozó áramú energiaforrás frekvenciájának és/vagy löketének változtatása nélkül nagyobb elmozdulást vagy szögelfordulást létrehozni az adott terhelés esetében. Ezt a változtatást a 4. ábrán részleteiben látható 3 statikus előfeszítő nyomást és résveszteségpótlást biztosító szervvel végezzük. A hidraulikus berendezés folyadékkal való feltöltése után a statikus nyomásértéket a 8 akkumulátor segítségével állítjuk be a 9 visszacsapó szelepen keresztül. A 9 visszacsapó szelep feladata hogy a pulzáló folyadékrugó hatását a 8 akkumulátor felé lezárja. Üzemközbeni résveszteség miatt a rendszerben fellépő statikus nyomáscsökkenés kompenzálását a 8 akkumulátor a 9 visszacsapó szelepen keresztül automatikusan végrehajtja. Ha eközben a 8 akkumulátor nyomása a 11 nyomásérzékelőn beállított nyomásérték alá csökken, akkor a 12 kapcsoló elem a kisteljesítményű 13 fogaskerék szivattyúval a 8 akkumulátor nyomáscsökkenését okozó folyadékveszteséget pótolja. A hidraulikus berendezés maximális nyomásértékét a 10 biztonsági szeleppel állítjuk be. Lineáris motorok esetében (a 4. ábrán a 14 hengerrel és 15 dugattyúval ábrázolva) az irányítási feladat a löket nagyságának, helyzetének és számának változtatása. A löket számát a pulzátor frekvenciája esetleg külön beépített frekvenciasokszorozó, nagyságát a generátor lökete és a Pstat határozza meg. A löket helyzetének változtatását a 10 biztonsági szelepekkel lehet végrehajtani azáltal, hogy az egyik biztonsági szelepen beállított alacsonnyabb nyomásérték következtében a lineáris motor 15 dugattyújának alternáló mozgása asszimetrikussá válik. Az asszimetria, mely adott esetben léptető jellegű mozgatásra is felhasználható mindaddig fennáll, amíg a 10 biztonsági szelepen a nyomásértéket az eredetileg beállított értékre vissza nem állítjuk. A pulzáló nyomásenergiát forgó mozgássá az 5. ábrán látható energia átalakító egységgel közvetlenül alakíthatjuk át. Az 5. ábra szerinti megoldásnál a pulzáló hidraulikus közeget a 16 munkahengerekbe vezetjük, melyekben a 17 fogazott dugattyú nyer elhelyezést, s ez a pulzáló közeg 3
