Uredništvo


Univerza v Ljubljani
Fakulteta za strojništvo Uredništvo revije VENTIL

Aškerčeva 6, POB 394, 1000 Ljubljana

T: 01 47 71 704
F: 01 25 18 567 
    01 4771-772
E-mail: ventil@fs.uni-lj.si

Revijo sofinancira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS)

Znanstveni in strokovni članki

 
<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > >>
 

Vodenje električnega motorja s pomočjo samonastavljivih regulatorjev PID, PFC in mPFC

 
Martin Blazinšek, univ. dipl. inž.,
Matija Arh, univ. dipl. inž.,
prof. dr. Igor Škrjanc, univ. dipl. inž., vsi Univerza v  Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko
 
Izvleček: Tema tega članka je primerjava delovanja treh različnih samonastavljivih regulatorjev na pilotni laboratorijski napravi motor generator. Samonastavljanje je namreč sodoben pristop k nastavljanju regulatorjev, ki omogoča hitrejše nastavljanje kot ustaljene metode. Samonastavljanje PID-a, PFC-ja in modificiranega PFC-ja je bilo razvito na podlagi relejske metode. Ta metoda vsili ustaljeno nihanje izhoda procesa, kar nam omogoči identifikacijo modela procesa. Nato lahko nastavimo PFC in modificirani PFC-regulator ter izračunamo parametre PID-regulatorja. Rezultati eksperimentov na realni napravi so pokazali, da modificirani PFC-regulator deluje bolje od ostalih dveh.
 
Ključne besede: samonastavljanje, PID, regulator, modificirani, PFC, relejska, metoda, enosmerni, električni, motor, vodenje
 
pdfVodenje električnega motorja s pomočjo samonastavljivih regulatorjev PID, PFC in mPFC (.pdf 531KB)
 

 

Poraba energije v dvižnem sistemu elektrohidravličnega viličarja

 
Antti Sinkkonen, M.Sc.(Tech) student, Research assistant,
Henri Hänninen, M.Sc.(Tech), Doctoral student,
Heikki Kauranne, Lic. Sc.(Tech), University lector,
Matti Pietola, D.Sc.(Tech), Professor, Department of Engineering Design and Production, Aalto University, School of Engineering, Espoo, Finland
 
Razširjeni povzetek
Prispevek obravnava analizo porabe in porazdelitve energije pri viličarju na elektrohidravlični pogon. V prispevku analizirani pogon viličarja je sestavljen iz 48-voltnih svinčevih električnih akumulatorjev, pogonsko-krmilnega AC-elektromotorja z možnostjo spreminjanja vrtljajev pogonske gredi, zobniške hidravlične črpalke, sklopa krmilnih ventilov in hidravličnih valjev. Viličar vsebuje sedem hidravličnih valjev, ki so namenjeni za dviganje/spuščanje bremena (trije hidravlični valji), raztegovanje in krčenje stebra teleskopa, nagib teleskopa vilic (dva hidravlična valja) in za nastavitev širine dvižnih vilic. Poleg omenjenega ima viličar v hidravličnem krmilju tri proporcionalne potne ventile in enega konvencionalnega. V hidravličnem sistemu se večina energije porabi za dviganje/spuščanje bremena, zato se nadaljnja energijska analiza delovanja hidravličnega sistema nanaša samo na ti dve funkciji.

Analiza vključuje rezultate meritev pri različnih delovnih parametrih. Rezultati meritev kažejo na slab skupni izkoristek viličarja, ki je med 26 in 58 %, odvisno od delovnih parametrov. Rezultati kažejo, da je izkoristek električnega dela pogona najnižji v primeru nizkih delovnih hitrosti. Hidravlični del viličarja pa ima najnižje izkoristke v primeru največjih hitrosti v kombinaciji z majhnimi obremenitvami. Na osnovi ugotovitev je z vidika zmanjšanja porabe energije priporočeno izboljšati izkoristek AC-elektromotorja in omejiti izgube v hidravličnem ventilskem sklopu viličarja.
 
Ključne besede: viličar, elektrohidravlični pogon, poraba energije, vračanje energije
 
pdfPoraba energije v dvižnem sistemu elektrohidravličnega viličarja (.pdf 1.1MB)
 

 

Oprema viličarja s hidravličnim regenerativnim sistemom

 
Henri Hänninen, M.Sc.(Tech), Doctoral student,
Heikki Kauranne, Lic.Sc.(Tech), University lector,
Antti Sinkkonen, M.Sc.(Tech) student, Research assistant,
MattiPietola, D.Sc.(Tech), Professor,
Department of Engineering Design and Production, Aalto University, School of Engineering, Espoo, Finland
 
Razširjeni povzetek
Glavni sestavni elementi v tem prispevku raziskovanega regenerativnega hidravličnega vezja dvigala so hidravlični akumulatorji (HA), uporabljeni kot shranjevalniki energije, ter digitalni (vklopno-izklopni) ventili, uporabljeni kot tokovni ventili za stopenjsko nastavitev hitrosti dviganja/spuščanja bremena. V hidravličnih akumulatorjih se energija shranjuje pri spuščanju bremena in porablja (regenerira) pri dviganju. Shranjena hidravlična energija se iz HA vrača v hidravlični sistem po sesalnem priključku črpalke (sl. 1). Z zmanjšanjem tlačne razlike med vstopnim in izstopnim priključkom črpalke je potreben manjši vrtilni navor za njen pogon. Glavni namen prispevka je ugotoviti velikost dejansko prihranjene energije hidravličnega dvigala z uporabo regenerativnega vezja za funkcijo dviganje/spuščanje v primerjavi z dvigalom podobnih delovnih karakteristik brez regenerativnega vezja.

Na dejanskem viličarju se je merilo več veličin: tlaki, pretoki, temperature, hitrosti vrtenja črpalke, navor ter velikost (sila teže) in položaj bremena. V enem izmed štirih batnih akumulatorjev sta se merila tudi položaj bata ter tlak in temperatura plina. Meritve in krmiljenje dvigala so se izvajali z uporabo programskega paketa Simulink xPC. Krmilnik je računal pretok skozi krmilne robove (en. 2) s pomočjo izmerjene razlike tlakov med eno in drugo stranjo krmilnega robu.

Hitrost dviganja je nastavljiva s kontroliranim spreminjanjem vrtljajev pogonskega elektromotorja črpalke, hitrost spuščanja bremena pa z ustrezno regulacijo digitalnih 2/2-potnih ventilov, ki usmerjajo pretok proti HA, in tistih 2/2-potnih ventilov, ki usmerjajo pretok v povratni vod proti rezervoarju.

Meritve in simulacije delovanja so bile prilagojene dejanskim razmeram delovanja dvigala v skladišču. Meritve so se izvajale pri štirih različnih režimih dviganja/spuščanja (preglednica 2).

Simulacije so bile izvedene z manjšimi, manj vplivnimi ponastavitvami. Črpalka je bila modelirana po principu Schlösserjevega modela.

Meritve so bile izvedene pri različnih parametrih: tri različne uteži, dve različni višini dviganja/spuščanja, tri različne predpolnitve HA, štiri različne hitrosti dviganja/spuščanja in dve različni velikosti HA.

Rezultati meritev prikazujejo do 32 % privarčevane energije v primeru uporabe regenerativnega hidravličnega vezja za posamezno dvižno fazo. Pri spremljanju efektivnosti vrnjene oz. privarčevane energije skozi zaporedno večfazno dviganje/spuščanje se pokaže, da je privarčevane energije le približno 10 %. Prispevek poleg izmerjenih vrednosti prikazuje tudi rezultate simulacij in jih primerja med seboj.
 
Ključne besede: viličar, vračanje energije, obnavljanje energije, hidravlični akumulator
 
pdfOprema viličarja s hidravličnim regenerativnim sistemom (.pdf 464KB)
 

 

Pregled stanja uporabe hidravličnih tekočin

 
Mag. Milan Kambič, univ. dipl. inž., Olma, d. d., Ljubljana
Doc. dr. Darko Lovrec, univ. dipl. inž., Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo
 
Izvleček: Razvojni inženirji vlagajo ogromno naporov, časa in sredstev v iskanje hidravlične tekočine, ki bi bila blizu idealni hidravlični tekočini. Med drugim bi tako morala biti negorljiva, netoksična, imeti odlične mazalne lastnosti, temperaturno neodvisne fizikalno-kemijske lastnosti itd.

V prispevku bo na kratko prikazan razvoj hidravličnih tekočin, kjer bomo spoznali različne vrste, ki jih danes uporabljamo za različne namene. V nadaljevanju pa bo poudarek na tistih težko vnetljivih hidravličnih tekočinah, ki imajo na tem področju vodilno vlogo oziroma od katerih veliko pričakujemo tudi v prihodnosti.

Večina težko vnetljivih hidravličnih tekočin ima v primerjavi z mineralnim hidravličnim oljem slabše mazalne lastnosti, kar omejuje širšo uporabo tovrstnih tekočin. V zadnjih letih so to pomanjkljivost skušali reševati v dveh smereh, in sicer s hidravličnimi tekočinami HFC-E, kakršne so na primer tekočine serije Quintolubric 777, in s povečevanjem uporabe tekočin HFDU, kakršne so na primer tekočine serije Quintolubric 888. Ena od smeri razvoja so tudi biološko hitreje razgradljive hidravlične tekočine. Ker so tekočine serije Quintolubric 888 težko vnetljive, imajo odlične mazalne lastnosti, poleg tega pa so še biološko hitreje razgradljive, ni presenetljivo, da se že nekaj let zelo uspešno uporabljajo v metalurških obratih v Sloveniji in tudi drugod po svetu.
 
 
pdfPregled stanja uporabe hidravličnih tekočin (.pdf 550KB)
 

 

Razvoj hidrostatičnega pogona za samognana jadralna letala

 
Dipl.-Ing. (FH) Nils Elias Thenent, M.Eng, Aachen University of Applied Sciences, Faculty of Aerospace Engineering Aachen, Germany
 
Razširjeni povzetek:
Prispevek navaja možnost zamenjave klasičnih jermenskih prenosov v samognanih jadralnih letalih s hidrostatičnimi prenosi. Prednost hidrostatičnih prenosov je v večji fleksibilnosti in varnosti, kar je za letalstvo ključnega pomena. Pri jermensko gnanih propelerjih je velik problem s prostorom za namestitev pogonskega motorja in jermena. Naslednji problem pri uporabi jermenskega prenosa je zagon motorja. Pri jermenskem prenosu se običajno ne uporablja sklopka in propeler se začne vrteti istočasno z motorjem, kar povzroča nevšečnosti pri ogrevanju motorja. Hidrostatični pogon premosti obe opisani težavi. Propeler je lahko direktno pritrjen na hidravlični motor, pogonski motor pa je v tem primeru lahko nameščen kjerkoli na prostem mestu v trupu letala. Povezava med pogonskim motorjem/črpalko in hidravličnim motorjem je izvedena preko gibkih cevi, ki omogočajo popolno lokacijsko neodvisnost hidravlične črpalke od hidravličnega motorja. Prispevek predstavlja delovanje propelerskega pogona štirih različnih, na trgu dostopnih jadralnih letal na konvencionalni jermenski pogon.

Razvojnoraziskovalno delo predstavljenega projekta hidrostatičnega pogona letala je sestavljeno iz numeričnih simulacij delovanja ter dejanskih meritev na preizkuševališču. Dejstvo je, da hidrostatični pogonski sistem propelerja vsebuje več sestavnih elementov kot jermenski prenos. Izhodišče za projektiranje omenjenega hidrostatičnega pogona je zaprt hidravlični tokokrog s hidravlično črpalko in motorjem s konstantno iztisnino. Posebnost, ki jo je potrebno omeniti, je zelo visoka vrtilna hitrost pogonske gredi črpalke, tj. 7750 vrt./min., in njena zahtevana pogonska moč (41 kW). Tema dvema zahtevama zadosti le aksialno-batna izvedba črpalke z nagibnim bobnom. Enaka konstrukcijska izvedba je bila izbrana tudi za pogonski hidravlični motor propelerja. Naslednja zanimiva posebnost prototipa hidrostatičnega pogona letala je v zelo majhnem rezervoarju, tj. rezervoar z volumnom 10 l. Skupni izkoristek hidrostatičnega pogona letala je med 80 in 85 %. Ta je odvisen predvsem od karakteristike izbrane hidravlične črpalke in motorja. Glede na zahteve evropske letalske varnostne agencije (JAR 22) mora hidrostatični pogon letala zadostiti zahtevam proti puščanju hidravlične kapljevine v povezavi s požarno varnostjo ter zahtevam glede vpliva hladilnika. Pri snovanju pogona je bila ena izmed zahtev, da vse sestavine hidrostatičnega pogona letala ne smejo preseči teže 25 kg. V času pisanja tega prispevka je avtor sestavljal preizkuševališče, tako da rezultatov preizkušanj še ni. Preizkuševališče je zasnovano po principu vračanja energije nazaj v sistem. Elektromotor mora dodati le toliko energije, kot je je bilo izgubljene zaradi mehansko-hidravličnih, volumetričnih in ostalih izgub v sistemu.
 
Ključne besede: jadralno letalo, zmogljivost pogona, hidrostatični pogon
 
pdfRazvoj hidrostatičnega pogona za samognana jadralna letala (.pdf 681KB)
 

 

Nova zasnova hidravličnega valja za vodno hidravliko

 
Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Heinrich Hochleitner, Dipl.-Ing.
Dr.techn. Jörg Edler; both Graz University of Technology, Institute of Production Engineering
 
Razširjeni povzetek:
Na nekaterih področjih industrije se kot tekočina v hidravličnih sistemih uporablja voda. Takšni področji sta na primer živilska industrija, kjer vodo kot tekočino uporabljajo zaradi okoljskih predpisov, ali pa rudarstvo zaradi varnostnih predpisov. Voda kot medij pa postavlja posebne zahteve glede načrtovanja hidravličnih komponent. Tako je potrebno za vsak sestavni del komponente, ki je v stiku z vodo, uporabiti materiale, odporne na korozijo. Dodatno pozornost je potrebno nameniti dinamičnim tesnilom. Zaradi pomanjkljivega mazalnega učinka vode se življenjska doba dinamičnih tesnil drastično skrajša.

V prispevku je predstavljena alternativna zasnova hidravličnega valja, ki omenjene pomanjkljivosti vsaj delno odpravlja. Delovni prostor predlagane izvedbe omejuje valjast meh, ki v stiku z vodo ne kaže nobenih negativnih posledic. Za vodenje batnice se uporabljajo vodilni obročki, zato dinamična tesnila niso več potrebna. Tako zasnovan valj je bil testiran na namenskem preskuševališču. Z določitvijo porušitvenega tlaka je bila določena največja dovoljena obremenitev valja. Poleg tega je bil valj preskušan tudi s trajnostnimi testi, z različno velikimi tlaki, da se določi njegova življenjska doba. Tako je mogoče opraviti primerjave med novo zasnovanim valjem in običajnimi valji, ki se uporabljajo na področju vodne hidravlike.
 
Ključne besede: hidravlika, vodna hidravlika, hidravlični valj, načrtovanje
 
pdfNova zasnova hidravličnega valja za vodno hidravliko (.pdf 876KB)
 

 

Simulacija inverterskega vira toka in postopka varjenja MIG/MAG

 
Izr. prof. dr. Marjan Golob, univ. dipl. inž., Univerza v Mariboru,
Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko
 
Izvleček: Dinamične lastnosti so zelo pomembne za učinkovito delovanje vira toka varilne naprave, vendar pogosto niso bile obravnavane v povezavi z dinamičnim obnašanjem elektroobločnega procesa varjenja. Prispevek predstavlja problematiko razvoja inverterskih izvorov varilnega toka, ki temelji na metodah modeliranja in simulacij. Simulacijski model inverterskega izvora varilnega toka s tokovnim regulatorjem je izveden v povezavi s simulacijskim modelom varilnega procesa MIG/MAG. Hkratna simulacija obeh modelov izpostavlja prednosti simulacijskih metod pri hitrem razvoju strojne in programske opreme novih varilnih naprav.
 
Ključne besede: modeliranje in simulacija, elektroobločno varjenje, izvor varilnega toka, inverterski močnostni izvor varilnega toka
 
pdfSimulacija inverterskega vira toka in postopka varjenja MIG/MAG (.pdf 783KB)
 

 

Aplikacija za merjenje razdalj s pomočjo stereoskopskih slik

 
Jernej Mrovlje, univ. dipl. inž.,
izr. prof. dr. Damir Vrančić, univ. dipl. inž., Institut »Jožef Stefan« Ljubljana
 
Izvleček: Stereoskopija je veda, ki se ukvarja z zajemom in prikazovanjem stereoskopskih slik. Obstaja več metod zajema stereoskopskih slik, najpomembnejši pa je zajem s pomočjo kombinacije dveh kamer ‍ t. i. stereoskopskega sistema. Stereoskopski par sestavljata dve med seboj rahlo zamaknjeni sliki istega motiva. Diferenca med slikama in dodatne informacije o stereoskopskem sistemu (fizična razdalja med kamerama, goriščna razdalja) nam omogočajo izračun razdalje med kamero in poljubnim objektom v prostoru, ki smo ga zajeli na slikah. V prispevku predstavljamo implementacijo metode za merjenje razdalj s pomočjo stereoskopskih slik v samostojno aplikacijo. Slednja je zamišljena kot del neinvazivnega sistema za merjenje razdalj, ki omogoča takojšnjo analizo preko stereoskopskega sistema zajetih slik. Znotraj aplikacije na izbrani levi sliki določimo objekt, katerega oddaljenost želimo izračunati. Lokalizacija izbranega objekta na desni sliki se opravi avtomatsko. Na podlagi razlik položaja izbranega objekta na levi in desni sliki izračunamo končno razdaljo do objekta in napako lokalizacije. Delovanje aplikacije smo preverili na množici stereoskopskih slik, zajetih v naravnem okolju. Večina dobljenih rezultatov je znotraj tolerance ene slikovne točke.
 
Ključne besede: merjenje razdalj, stereoskopske slike
 
pdfAplikacija za merjenje razdalj s pomočjo stereoskopskih slik (.pdf 642KB)
 

 

Regulacija sile in položaja na hidravlični stiskalnici

 
Ph.D Željko Šitum, University of Zagreb, Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture
 
Razširjeni povzetek: V prispevku je prikazan postopek projektiranja in regulacije hidravlične stiskalnice (50 kN), izdelane tako za izobraževanje kot tudi za eksperimentalno verifikacijo krmilnih algoritmov. Za regulacijo delovnega tlaka v hidravličnem valju in posledično pritisne sile hidravlične stiskalnice služi tlačni servoventil. Stiskalnica za posredno merjenje pritisne sile je opremljena s tlačnim senzorjem, nameščenim direktno v komori hidravličnega valja. Stiskalnica omogoča tudi merjenje položaja batnice hidravličnega valja in posledično zgornje potisne plošče z uporabo mikropulznega merilnika pomika, kar je tudi pogoj za realizacijo hibridnega krmilnega algoritma (sila/položaj). Prispevek najprej prikazuje matematični model za hidravlično stiskalnico, upoštevaje dinamiko servoventila, kontinuiteto hidravličnih tokov skozi zožitve, tlačne spremembe v komorah hidravličnega valja ter drugi Newtonov zakon za gibajoče se dele stiskalnice. Na podlagi matematičnega modela je bil izdelan blokovni diagram krmilnega sistema (slika 1). Nato sta bili določeni še prenosni funkciji za hibridni (sila/pomik) krmilni sistem. Slika 2a prikazuje funkcijsko shemo, slika 2b pa fotografijo hidravlične stiskalnice. Glavni sestavni deli stiskalnice (sliki 2a in 2b) so: 1 ‍ hidravlični valj, 2 ‍ tlačni senzor, 3 ‍ mikropulzni linearni merilnik pomika, 4 ‍ elektromagnetni 4/3-potni ventil, 5 ‍ servoventil, 6 ‍ krogelni zapirni ventil, 7 ‍ elektromagnetni 2/2-potni ventil, 8 ‍ dušilni ventil, 9 ‍ manometer, 10 ‍ varnostni ventil, 11 ‍ protipovratni ventil, 12 ‍ tlačni filter, 13 ‍ povratni filter, 14 ‍ trifazni elektromotor, 15 ‍ hidravlična črpalka, 16 ‍ električna krmilna omarica, 17 ‍ električni usmernik, 18 ‍ programabilni logični krmilnik (PLC) SIMATIC S7-1200, uporabljen pri industrijski rešitvi krmiljenja in nadzora delovanja hidravlične stiskalnice, 19 ‍ krmilno-nadzorni računalnik.

Krmilni algoritmi in nadzorni procesi se izvajajo istočasno, izvršeni so s pomočjo realnočasovne (ang. ''real-time'') računalniške opreme. Krmilni in nadzorni algoritmi so izdelani v programskem paketu Matlab/Simulink z uporabo orodij za istočasno (ang. ''real-time'') generiranje C-kode in izdelavo strojnega programa, ki krmili in nadzira delovanja hidravlične stiskalnice. Prispevek prikazuje tudi industrijsko rešitev krmiljenja hidravlične stiskalnice z uporabo programabilnega logičnega krmilnika (PLC) kot krmilne naprave.

V prispevku so najprej prikazani eksperimentalni rezultati regulacije sile preko krmiljenja in nadzora tlaka v hidravličnem valju. Največji problem teh meritev je, da sila trenja znotraj hidravličnega valja ostaja zunaj krmilne zanke. Uporaba povratne zanke za tlak v krmilno-nadzornem algoritmu nam omogoča krmiljenje izhodne sile stiskalnice. V prispevku predstavljeni rezultati meritev prikazujejo tlačne odzive na pravokotni (slika 3a) in sinusni (slika 3b) vhodni krmilni signal servoventila. Naslednji rezultati meritev (slika 3c) se nanašajo na odzive pomika batnice hidravličnega valja na sinusni vhodni krmilni signal servoventila. Zadnji predstavljeni rezultati meritev prikazujejo odzive hidravlične stiskalnice pri hibridnem krmiljenju (sila/pomik). Vsi predstavljeni rezultati kažejo na dobro dinamično odzivnost hidravlične stiskalnice in potrjujejo možnost uporabe v sodobnih industrijskih napravah. Slika 4 prikazuje blokovni diagram krmilno-nadzornega programa, izdelanega v programskem paketu Simulink za hibridno krmiljenje sile in položaja batnice hidravličnega valja stiskalnice. Preizkusi so bili najprej izvedeni s pomočjo krmilno-zajemne kartice DAQCard-6024E proizvajalca National Instruments. Nato so se vsi preizkusi izvedli še na krmilniku PLC SIMATIC S7-1200, izdelanem za industrijske namene. Slika 5 prikazuje vmesnik HMI (ang. human machine interface), ki je bil izdelan s pomočjo fleksibilnega programskega orodja WinCC in je namenjen za sodobno industrijsko krmiljenje in nadzor hidravlične stiskalnice.

Na osnovi eksperimentalnih rezultatov lahko zaključimo, da električno gnane sestavine, podprte z ustreznimi računalniškimi programi, omogočajo izboljšave delovnih karakteristik, izkoristkov in zanesljivosti hidravličnih sistemov, uporabljanih v sodobnih industrijskih proizvodnjah.
 
Ključne besede: hidravlična stiskalnica, regulacija sile in položaja, servoventil
 
pdfRegulacija sile in položaja na hidravlični stiskalnici (.pdf 0.9MB)
 

 

Izboljšava toplotne regeneracije hidravličnih akumulatorjev

 
D.Sc. Alexsander Stroganov,
MSc. Leonid Sheshin, Lumex Ltd., Fluid Power Department, Saint Petersburg, Russia
 
Razširjeni povzetek: Prispevek predstavlja izboljšave toplotne regeneracije hidravličnih akumulatorjev (HA) z batom in elastičnimi ločevalniki, namenjenimi razširitvi delovnega področja kot tudi podaljšanju uporabne dobe.

Pri vsakem HA se pojavljajo izgube zaradi hitrih sprememb stanja plina (kompresija/ekspanzija), ki povzročajo segrevanje/ohlajanje plina. Zaradi tega HA vrne manj hidravlične energije, kot jo je prejel. Razlika med vstopno in izstopno hidravlično energijo se pretvori v toploto. Izkoristki običajnih HA so zato boljši pri počasnejših spremembah plina. Za HA z elastičnimi ločilnimi elementi (membrana, meh) je poznana metoda izboljšanja izkoristkov s polnjenjem prostora, kjer je plin, z elastomerno peno. Nalogi pene sta torej izolacija in regeneracija toplote. Ko se plin v HA stiska (kompresija), se generira toplota, ki jo prevzame penasto polnilo. Pri ekspanziji plina znotraj HA se plin ohlaja, pena pa mu odda pri kompresiji generirano toploto in s tem zmanjšuje učinek hlajenja plina. Tako vstavljena elastična pena izboljša izkoristek HA. Glavni problem pri uporabi pene kot polnila znotraj plinske komore HA je kratka uporabna doba. Pena začne običajno že po 400 delovnih urah najprej razpadati na stičnih ploskvah z ločevalnikom (meh, membrana). Razpadanje je pospešeno tudi pri nižjih delovnih temperaturah. Prispevek predstavlja rešitev za zaščito penastega polnila zaradi podaljšanja uporabne dobe in povečanja odpornosti pene na nenadne hitre pomike (stisnitve/sprostitve) polnila.

Dodane ojačitvene elastične membrane (slika 1a, poz. 11), oblite z elastično peno (sl. 1a, poz. 7), vstavljene v batni HA, preprečujejo hiter razpad pene in obenem omogočajo skoraj izotermne preobrazbe plina pri kompresiji in ekspanziji. S tem se vidno izboljšuje izkoristek HA pri različnih delovnih operacijah, vključno z daljšim časom shranjevanja hidravlične energije. HA z membrano (slika 1b) in HA z mehom (slika 1c) imata na elastični ločevalnik (membrana, meh) pritrjene vzmetne polimerne ali kovinske obroče (slika 1b in slika 1c, poz. 9), ki boljše in trajneje povezujejo elastični ločilni element z občutljivo elastično peno, ki obliva vzmetne polimerne ali kovinske obroče. Zaradi nevarnosti izločanja poroznega materiala elastične pene iz HA pri spuščanju plina je na plinskem priključku nameščen filter (slika 1b in slika 1c, poz. 18). Na sliki 2 je prikazan batni HA s porozno elastično peno in vzmetnimi kovinskimi ploščami na plinski strani HA.

Občutno znižanje temperaturnih izgub lahko dosežemo tudi z vstavitvijo kovinskih kompresijskih regeneratorjev (''toplotnih vzmeti'') v plinsko komoro HA. ''Toplotne vzmeti'' so izdelane iz okroglih kovinskih plošč, ločenih z distančniki (slika 3), ki vzdržujejo režo med ploščami. Tako sestavljena ''toplotna vzmet'' razdeli plinsko komoro HA na manjše volumne, kar pripomore k hitrejšemu prenosu toplote in posledično k boljšemu izkoristku HA. Boljša konstrukcijska rešitev za ''toplotno vzmet'' so oblikovane upognjene vzmetne plošče brez dodatnih distančnikov (slika 4).

Prispevek prikazuje tudi različne izvedbe HA s prisilno konvekcijsko enoto (slika 6 in slika 7). Predstavljena je nova alternativna metoda približevanja izotermičnim spremembam plina (kompresija/ekspanzija), ki sloni na prisilni turbulentni toplotni izmenjavi in se lahko uporabi pri vsakem tipu HA. Prikazana je enostavna rešitev za boljšo izmenjavo in shranjevanje toplote v tlačni plinski posodi. Ker tlačne posode nimajo gibajočih se delov, lahko vanje vstavimo kovinske ostružke oz. kovinske odpadke od mehanske obdelave. Ti omogočajo dober prenos in ''shranjevanje'' toplote.

Predstavljeni rezultati meritev (preglednica 1, 2 in 3, slika 11 in slika 12 ter slika 13) prikazujejo znatno povečanje izkoristka izboljšanega HA pri vseh testiranih režimih. Rezultati meritev prototipa batnega HA s ''toplotno vzmetjo'' prikazujejo visok izkoristek izboljšanega HA tako pri srednje hitrih kot tudi pri počasnih spremembah stanja plina, in sicer so izkoristki izboljšanega HA večji od 95 %, izkoristki običajnega HA pa so okoli 80 % pri podobnih pogojih. Celo pri visokofrekvenčnih ciklih obratovanja oz. spremembah stanja plina znotraj HA je izkoristek izboljšanega HA večji od 90 %. Pri uporabi sistema HA z dodatno tlačno posodo, napolnjeno s kovinskimi ostružki, se izkoristek izboljša za 11 %. Ta rešitev je poceni in enostavna za izvedbo in jo lahko uporabimo s katerimkoli HA.
 
Ključne besede: izkoristek pri pretvarjanju energije, hidravlično-pnevmatični akumulator, toplotne izgube, regeneracija toplote
 
pdfIzboljšava toplotne regeneracije hidravličnih akumulatorjev (.pdf 654KB)
 

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 > >>

Novice

 
 
V okviru 52 sejma MOS že četrto Stičišče znanosti in gospodarstva
Na celjskem sejmišču bo med 10. in 15. septembrom letos več kot 50 visokotehnoloških podjetij in raziskovalnih ustanov predstavilo inovacije, vrhu... »
 
 
Vabilo na konferenco: Avtomatizacija v industriji in gospodarstvu
Vabljena predavanja, predstavitve člankov, študentska sekcija, podelitev nagrad Tehnološke mreže, razstava pokroviteljev in borza kadrov. Teme pre... »
 
 
V 15 letih 90 strokovnih dogodkov – od Nanotehnoloških dnevov do Stičišča znanosti in gospodarstva
Janez Škrlecu, dolgoletnemu članu Sveta za znanost in tehnologijo Republike Slovenije in ustanovitelju Odbora za znanost in tehnologijo pri OZS, je ... »
 

Izpostavljamo znanstvene in strokovne članke

 
 
 
Tadej Krivec, Dejan Gradišar, Miha Glavan, Gašper Mušič
Obdelava kompleksnih dogodkov pri spremljanju proizvodnega procesa

 

 
   
   
 ppt commerce  MIEL-OMRON
   

Ventil 

revija za fluidno tehniko, avtomatizacijo in mehatroniko

Osnovno poslanstvo revije je prenos znanja v prakso, nadaljnji razvoj in popularizacija področij fluidne tehnike, avtomatizacije in mehatronike, kot tudi skrb za strokovno izrazoslovje na omenjenih področjih.
To spletno mesto uporablja spletne piškotke. Z nadaljevanjem uporabe spletnega mesta dajete soglasje za namestitev piškotkov na vašo napravo, s katero dostopate do spletnega mesta.