Гидравлический усилитель - Hydraulic intensifier - Wikipedia
А гидроусилитель гидравлическая машина для трансформации гидравлическая мощность на низком уровне давление в уменьшенный объем при более высоком давлении.[1][2]
Операция
Такая машина может быть сконструирована путем механического соединения двух поршни, каждый работает в отдельном цилиндр другого диаметра. Поскольку поршни механически связаны, их сила и длина хода такие же. Если диаметры разные, гидравлическое давление в каждом цилиндре будут различаться в том же соотношении, что и их площади: меньший поршень создает более высокое давление. Поскольку давление обратно пропорциональный площади, она будет обратно пропорциональна квадрат диаметра.
Рабочий объем усилителя ограничен ходом поршня. Это, в свою очередь, ограничивает количество работай это можно сделать одним движением усилителя. Это не возвратно-поступательные машины (т. Е. Постоянно работающие многоходовые машины), поэтому вся их работа должна выполняться за один ход. Это несколько ограничивает их полезность машинами, которые могут выполнить свою задачу одним махом. Их часто используют там, где мощный гидравлический домкрат требуется, но недостаточно места для того, чтобы соответствовать размеру цилиндра, который обычно требуется, для необходимой подъемной силы и имеющегося давления в системе. Использование усилителя, установленного снаружи домкрата, позволяет получить более высокое давление и, следовательно, меньший цилиндр, используемый для той же подъемной силы. Интенсификаторы также используются в составе таких машин, как гидравлические прессы, где требуется более высокое давление и подходящая подача уже доступна.[2]
Некоторые небольшие усилители были сконструированы со ступенчатым поршнем. Это двусторонний поршень двух разных диаметров, каждый из которых работает в своем цилиндре. Эта конструкция проста и компактна, ее общая длина чуть более чем в два раза превышает длину хода. Также по-прежнему необходимо предусмотреть два уплотнения, по одному на каждый поршень, и обеспечить вентиляцию пространства между ними. Утечка давления в объеме между поршнями превратит машину в эффективный одиночный поршень с равной площадью с каждой стороны, тем самым подавив эффект усилителя.
Как показано на иллюстрации, механически компактной и популярной формой усилителя является форма концентрического цилиндра.[1] В этой конструкции один поршень и цилиндр поменяны местами: вместо поршня большого диаметра, приводящего в движение меньший поршень, он вместо этого приводит в движение меньший движущийся цилиндр, который устанавливается поверх неподвижного поршня. Эта конструкция компактна и, опять же, может быть сделана с чуть более чем вдвое большим ходом. Однако его большое преимущество состоит в том, что отсутствует «поршневой шток», а эффективное расстояние между двумя поршнями невелико, что позволяет получить гораздо более легкую конструкцию без риска изгиба или заклинивания.
В показанном примере два поршня имеют соотношение диаметров примерно 1: 2, что дает увеличение давления 1: 4. Обратите внимание, что имеет значение диаметр эффективного поршня, то есть диаметр уплотнения. Цилиндры здесь разгружены за пределы уплотнения и имеют больший диаметр для облегчения работы. Хотя отверстие движущегося цилиндра составляет около внешнего диаметра, а не ½, значение имеет диаметр уплотнения, а не отверстие внутреннего зазора.
Знаменитый инженер-механик Гарри Рикардо карьеру начал с работы у деда, Александр Рендель s, гражданское строительство упражняться.[2] В то время они участвовали в строительстве мостов в Индии, что требовало гидравлического подъема, подъема и захватывающий оборудование. Поскольку существующая транспортная инфраструктура была плохой, все установки, используемые на площадке, должны были быть легкими и легко переносными. Машины также необходимо было подключить к источнику гидравлической энергии с помощью гибкой трубки, которая ограничивала их рабочее давление примерно до 500 фунтов на квадратный дюйм. В то время современное оборудование верфи использовало давление до 2000 фунтов на квадратный дюйм. Это оборудование высокого давления было меньше и легче, чем более громоздкое оборудование низкого давления, что было желательной особенностью для этих строительных работ. Инновация Рикардо заключалась в том, чтобы указать использование портативных гидроусилителей для этих инструментов, что позволило использовать улучшенную форму для высокого давления, даже если их подача была при низком давлении, через гибкий шланг. Эти усилители были настолько успешными, что в итоге было поставлено и использовано несколько сотен.[2]
Линейные и параллельные усилители
Есть два специализированных типа гидроусилителя, используемых для гидроабразивная резка. Первый и самый распространенный - это линейный гидроусилитель. Колеблющийся Гидравлические поршни используются для сжатия воды до необходимого уровня давления. Режущая головка водоструйной системы ограничивает поток воды, создавая давление и направляя его на заготовку. Резервуар, называемый гидроаккумулятор, используется для уменьшения вибраций давления на выходе.
В недавно разработанном параллельном гидроусилителе также используются качающиеся поршни для сжатия воды. Однако в этих системах используется несколько цилиндров, которые работают параллельно, гарантируя, что один цилиндр всегда находится в режиме сжатия. Эта функция сводит к минимуму колебания давления, характерные для линейных конструкций, и устраняет необходимость в аккумуляторе. Также повышается эффективность и надежность.[3]
Рекомендации
- ^ а б c Кеннеди, Рэнкин (1905). Гидравлический усилитель. Книга современных двигателей и генераторов. VI (Изд. 1912 г.). Лондон: Кэкстон. страница 127, рисунок 140.
- ^ а б c d Рикардо, Гарри (1968). Воспоминания и машины. С. 121–122.
- ^ «Различия в технологии гидроабразивных насосов» http://www.cmsna.com/blog/2014/03/differences-in-waterjet-pump-technology/