Α4VSO αξιακή αντλία μεταβλητού έμβολο καινοτόμος λύση στον τομέα των υπεράκτιων/ναυτικών σκαφών

Καθώς η ανάπτυξη των θαλάσσιων πόρων συνεχίζει να προχωράει σε περιοχές βαθέων υδάτων, ο θαλάσσιος εξοπλισμός έχει όλο και μεγαλύτερες απαιτήσεις για την αξιοπιστία, την ενεργειακή απόδοση και τη νοημοσύνη των υδραυλικών συστημάτων. Με την εξαιρετική απόδοσή της, η υδραυλική αξονική αντλία εμβόλου της σειράς A4VSO έχει γίνει ένα βασικό στοιχείο ισχύος στο παγκόσμιο πεδίο της ναυπηγικής αγοράς. Αυτό το άρθρο θα αναλύσει διεξοδικά τα τεχνικά χαρακτηριστικά της μεταβλητής αντλίας Axial Piston A4VSO, τις τυπικές εφαρμογές του στον τομέα της ναυτικής κατασκευής, τις λύσεις ολοκλήρωσης του συστήματος και τις μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης, παρέχοντας επαγγελματική αναφορά στους χρήστες του κλάδου.

Τεχνικά πλεονεκτήματα της αντλίας Axial Piston A4VSO

Οι υδραυλικές αξονικές αντλίες εμβόλων A4VSO αντιπροσωπεύουν το προηγμένο επίπεδο της τρέχουσας τεχνολογίας μετάδοσης υδραυλικής μετάδοσης ανοιχτού βρόχου. Η μεταβλητή αξονική δομή της αντλίας εμβόλου με σχεδιασμό πλάκας Swash είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τη ζήτηση για μεγάλες συνθήκες υψηλής πίεσης, μεγάλης ροής και μεταβλητού φορτίου στο πεδίο των υπεράκτιων πλοίων. Αυτή η σειρά αντλιών υιοθετεί μια καινοτόμο δομή πλάκας swash και η ροή είναι ανάλογη με την ταχύτητα κίνησης και την μετατόπιση. Με τη ρύθμιση της κλίσης της πλάκας Swash, επιτυγχάνεται ο μεταβλητός έλεγχος μεταβλητή, παρέχοντας ακριβείς δυνατότητες ρύθμισης ισχύος για πολύπλοκες υπεράκτιες μηχανικές λειτουργίες.

Η αντλία Axial Piston A4VSO έχει εξαιρετικές παραμέτρους απόδοσης, επιτρέποντας μια συνεχή πίεση εργασίας 280 bar και μέγιστη πίεση μέχρι 400 bar, ικανοποιώντας πλήρως τις αυστηρές απαιτήσεις λειτουργικού εξοπλισμού βαθιάς θάλασσας για υδραυλικά συστήματα υψηλής πίεσης. Ο χαμηλός σχεδιασμός του θορύβου βελτιώνει σημαντικά το εργασιακό περιβάλλον του μηχανοστασίου του πλοίου, ενώ τα βελτιστοποιημένα χαρακτηριστικά απορρόφησης πετρελαίου εξασφαλίζουν σταθερή παροχή πετρελαίου κάτω από τις κουνιστές του πλοίου. Αξίζει ιδιαίτερα να σημειωθεί ότι αυτή η σειρά αντλιών έχει εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής. Τα ζεύγη τριβής του υιοθετούν προηγμένη τεχνολογία επεξεργασίας επιφανειών και αντιστοίχιση υλικών, όπως ο βελτιστοποιημένος συνδυασμός μαγγανίου ορείχαλκου HMN58-3 και 20CRMNTI από χαλύβδινα ανθοπάθεια, η οποία βελτιώνει σημαντικά την αντίσταση στη φθορά των βασικών εξαρτημάτων.

Ο σχεδιασμός υψηλής απόδοσης και αξιοπιστίας είναι η βασική ανταγωνιστικότητα της σειράς A4VSO. Το σώμα της αντλίας υιοθετεί ένα σχεδιασμό μονάδας δίσκου με άξονα, το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί με πρόσθετες αντλίες ταχύτητας ή αντλίες εμβολιών της ίδιας προδιαγραφής μετατόπισης, πραγματοποιώντας μια διάταξη υψηλής πυκνότητας ισχύος σε ένα συμπαγές χώρο. Ο άξονας κίνησης μπορεί να απορροφήσει τόσο αξονικά όσο και ακτινικά φορτία, μειώνοντας την ανάγκη για πρόσθετες δομές υποστήριξης. Σε απάντηση στις ειδικές ανάγκες των υπεράκτιων εφαρμογών, αναπτύξαμε το προϊόν τύπου "F2" κατάλληλο για υδραυλικά μέσα HFC Water-Ethylene Glycol. Αυτό το μοντέλο δεν απαιτεί εξωτερική έκπλυση ρουλεμάν, απλοποιεί τις σωληνώσεις του συστήματος και είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για υπεράκτιες πλατφόρμες και εφαρμογές πλοίων όπου υπάρχει κίνδυνος πυρκαγιάς.

Η τεχνολογική καινοτομία της σειράς A4VSO αντικατοπτρίζεται επίσης στις ευφυείς δυνατότητες ελέγχου. Με την ενσωμάτωση ενός ηλεκτρο-υδραυλικού ελεγκτή με αναλογική βαλβίδα υψηλής απόκρισης ή σερβο βαλβίδα, η αντλία μπορεί να επιτύχει δυναμική απόκριση σε επίπεδο δευτερολέπτου, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τα υπεράκτια βαρούλκα και τα συστήματα αντιστάθμισης που απαιτούν γρήγορη ρύθμιση. Ο τελευταίος ηλεκτρο-υδραυλικός ελεγκτής DS2R υιοθετεί την τεχνολογία αναλογικής βαλβίδας υψηλής συχνότητας 4WRPH, η οποία όχι μόνο βελτιώνει την ακρίβεια του ελέγχου, αλλά επίσης μειώνει το φίλτρο στοίβαξης μέσω απλοποιημένου σχεδιασμού, μειώνει τον κίνδυνο μόλυνσης του συστήματος και διευκολύνει τη συντήρηση.

Όσον αφορά τα υλικά και τις διαδικασίες κατασκευής, η αξονική αντλία εμβόλου A4VSO υιοθετεί μια σειρά από ιδιόκτητες τεχνολογίες. Το ζεύγος τριβής του συρόμενου παπουτσιού και η πλάκα Swash έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τη μέθοδο υποστήριξης στατικής πίεσης και τη μέθοδο υπολειπόμενης δύναμης σύσφιξης για να εξασφαλιστεί ο σχηματισμός ενός σταθερού φιλμ λιπαντικού πετρελαίου υπό συνθήκες υψηλής πίεσης. Το σώμα των εμβολιών και του κυλίνδρου ταιριάζουν με το σχεδιασμό της αυλάκωσης που εξισώνει την πίεση για να βελτιστοποιήσει τον έλεγχο κάθαρσης (γενικά το ένα χιλιοστό της διαμέτρου του εμβόλου), η οποία όχι μόνο μειώνει την εσωτερική διαρροή αλλά και αποφεύγει τον κίνδυνο να κολλήσει. Ο μηχανισμός πλάκας βαλβίδας έχει βελτιστοποιηθεί για αντι-διπλωματική και σε συνδυασμό με ενισχυμένη σφράγιση άξονα PTFE, βελτιώνοντας σημαντικά τη σταθερότητα της λειτουργίας της αντλίας υπό συνθήκες που περιέχουν αερίου.

Πίνακας: Παράμετροι απόδοσης βασικών επιδόσεων του Rexroth A4VSO Axial Piston Piston

Ο σχεδιασμός ανθεκτικού στη διάβρωση για το υπεράκτιο περιβάλλον είναι επίσης ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό της σειράς A4VSO. Ο αισθητήρας AWXF AWXF AWXF AWXF AWXF AWXF Axial Piston μπορεί να αντέξει τη διάβρωση σε περιβάλλοντα υψηλού ψεκασμού αλατιού, εξασφαλίζοντας μακροπρόθεσμη αξιόπιστη λειτουργία υπό σκληρές θαλάσσιες συνθήκες. Τα βασικά συστατικά της αντλίας είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτα χάλυβα και ανθεκτικά σε θερμότητα υλικά, όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας διπλής όψης που καθορίζονται στα πρότυπα GB/T20878-2007 και GB/T21833-2008, τα οποία μπορούν να αντισταθούν αποτελεσματικά στη διάβρωση του θαλασσινού νερού.

Η έννοια του αρθρωτού σχεδιασμού της αντλίας Axial Piston A4VSO παρέχει στους χρήστες εξαιρετικά ευέλικτες δυνατότητες διαμόρφωσης συστήματος. Επιλέγοντας διαφορετικές συσκευές ελέγχου (RC92055, RC92060 κ.λπ.), μπορούν να προσαρμοστούν διάφορες στρατηγικές ελέγχου, όπως η αντιστάθμιση πίεσης, η ευαισθησία φορτίου και η σταθερή ισχύς για να καλύψουν τις διαφοροποιημένες ανάγκες διαφόρων ενεργοποιητών υπεράκτιων πλοίων. Αυτός ο αρθρωτός σχεδιασμός όχι μόνο απλοποιεί την ενσωμάτωση του συστήματος, αλλά επίσης μειώνει σημαντικά το χρόνο λειτουργίας σε λειτουργία, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για έργα ναυπηγικής κατασκευής με στενά χρονοδιαγράμματα.

Τυπικές εφαρμογές στην υπεράκτια ναυπηγεία

Ως συστατικό βασικού ισχύος του σύγχρονου θαλάσσιου εξοπλισμού, οι υδραυλικές αξονικές αντλίες εμβόλων διαδραματίζουν έναν αναντικατάστατο ρόλο σε διάφορα θαλάσσια μηχανικά. Με την υψηλή πίεση, την υψηλή απόδοση και την αξιοπιστία της, η σειρά A4VSO έχει γίνει η προτιμώμενη λύση υδραυλικής ισχύος για πλατφόρμες λειτουργίας βαθιάς θάλασσας, ειδικά σκάφη μηχανικής και εξοπλισμό ανάπτυξης θαλάσσιων πόρων. Αυτή η σειρά αντλιών διαθέτει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον τομέα της θαλάσσιας μηχανικής, από τα βασικά μηχανήματα του καταστρώματος έως τα πολύπλοκα υποβρύχια λειτουργικά συστήματα και μπορεί να παρέχει αντιστοίχιση ισχύος.

Ενεργή αντιστάθμιση ανύψωσης (AHC)

Στις εργασίες ανύψωσης φορτίου και μεταφοράς προσωπικού των πλοίων θαλάσσιων μηχανικών, η αντιστάθμιση κίνησης των πλοίων αποτελεί βασική τεχνολογία για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια των εργασιών. Ο συνδυασμός της αξονικής αντλίας εμβόλου A4VSO και του ηλεκτρο-υδραυλικού ελεγκτή DS2R αποτελεί τον πυρήνα του πιο προηγμένου συστήματος αντιστάθμισης ενεργού ανάρτησης (AHC). Το σύστημα παρακολουθεί την κατάσταση κίνησης του πλοίου σε πραγματικό χρόνο και προσαρμόζει δυναμικά την ταχύτητα του βαρούλκου για να διατηρήσει το φορτίο σχετικά ακόμα στην ανύψωση. Τα υψηλά δυναμικά χαρακτηριστικά απόκρισης της αντλίας A4VSO (χρησιμοποιώντας την αναλογική βαλβίδα απόκρισης υψηλής συχνότητας 4WRPH) μπορούν να επιτύχουν ρύθμιση ροπής σε χιλιοστό του δευτερολέπτου, εξασφαλίζοντας ότι το σύστημα αντιστάθμισης διατηρεί ακριβή έλεγχο υπό συνεχείς μεταβαλλόμενες συνθήκες κύματος.

Το σύστημα AHC λειτουργεί με την αρχή της τεχνολογίας δευτερογενούς ελέγχου. Η αντλία A4VSO μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως αντλία όσο και ως κινητήρας στο σύστημα, διαχειρίζοντας αποτελεσματικά τις αλλαγές ροπής του Winch Drive. Όταν το πλοίο αυξάνεται, η αντλία μετατρέπει την υδραυλική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια για να οδηγήσει το βαρούλκο στο κύλινδρο στο καλώδιο. Όταν το πλοίο κατεβαίνει, το σύστημα μεταβαίνει σε λειτουργία κινητήρα και ανακτά τη δυναμική ενέργεια φορτίου μέσω του υδραυλικού συσσωρευτή. Σύμφωνα με τα μετρημένα δεδομένα, ο σχεδιασμός αυτός μπορεί να ανακτήσει και να επαναχρησιμοποιήσει το 70% της εγκατεστημένης ισχύος του συστήματος, μειώνοντας σημαντικά την κατανάλωση καυσίμου. Η αντλία A4VSO είναι διαθέσιμη τόσο σε ανοιχτό κύκλωμα (A4VSO) όσο και σε διαμορφώσεις κλειστού κυκλώματος (A4VSG), παρέχοντας ευελιξία για αντισταθμιστικά συστήματα ποικίλων μεγεθών, από μικρά βάρκες έως μεγάλα ημι-υποβιβαστικά.

Στον τομέα της εξερεύνησης πετρελαίου βαθιάς θάλασσας, το σύστημα AHC είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τις εργασίες εγκατάστασης υποβρύχιου εξοπλισμού. Μέσα από το βαρούλκο ενεργού αντιστάθμισης που οδηγείται από την αντλία Rexroth A4VSO, αρκετοί τόνοι υποβρύχιου εξοπλισμού παραγωγής μπορούν να μειωθούν ομαλά στον βυθό των χιλιάδων μέτρων βαθιά, αποφεύγοντας τον κίνδυνο σύγκρουσης εξοπλισμού που προκαλείται από την κίνηση των πλοίων στις παραδοσιακές μεθόδους ανύψωσης. Ο αισθητήρας γωνίας Swing AWXF (επίπεδο προστασίας IP67 που είναι εξοπλισμένος με το σύστημα εξασφαλίζει αξιόπιστη ανατροφοδότηση σήματος σε σκληρές συνθήκες στη θάλασσα και το μεγάλο εύρος προσαρμοστικότητας του ιξώδους της ίδιας της αντλίας (δεν απαιτείται αυστηρός έλεγχος ιξώδους υγρού) απλοποιεί την καθημερινή συντήρηση του συστήματος.

Ακόμη θάλασσα και συστήματα γερανού

Το σύστημα βαρέων βαρών των υπεράκτιων μηχανικών σκάφους θέτει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για την υδραυλική ισχύ, η οποία πρέπει να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της στιγμιαίας εξόδου υψηλής ροπής και των δυνατοτήτων μικρο-ελέγχου. Η ικανότητα πίεσης 350bar και 400bar μέγιστη ικανότητα πίεσης της αξονικής αντλίας εμβόλου A4VSO την καθιστούν μια ιδανική πηγή ενέργειας για τις εργασίες αγκυροβόλησης, ρυμούλκησης και ανύψωσης με βαθιά ύλη. Η ρύθμιση της βάσης ροής της αντλίας επιτρέπει στο βαρούλκο να διατηρήσει μια σταθερή ταχύτητα αποσύνδεσης και απελευθέρωσης υπό διαφορετικές συνθήκες φορτίου, ενώ ο σχεδιασμός χαμηλού θορύβου βελτιώνει το εργασιακό περιβάλλον του πληρώματος.

Στον τομέα των πλατφορμών γεώτρησης που ανιχνεύει αυτοεξυπηρέτηση, το σύστημα ανύψωσης της πλατφόρμας που οδηγείται από την αντλία A4VSO είναι υπεύθυνη για την ανύψωση και τη σταθεροποίηση του σώματος της πλατφόρμας που ζυγίζει εκατοντάδες τόνους. Μέσω του σχεδιασμού ενός υδραυλικού συστήματος με πολλαπλές αντλίες παράλληλα και ένας ακριβής σύγχρονος αλγόριθμος ελέγχου, εξασφαλίζεται η σύγχρονη ανύψωση των ποδιών της πλατφόρμας για να αποφευχθεί η συγκέντρωση δομικού στρες. Οι εγχώριες εταιρείες όπως η Keda Hydraulics έχουν επίσης αναπτύξει παρόμοια υδραυλικά συστήματα για τις υπεράκτιες πλατφόρμες ανύψωσης, αλλά η σειρά A4VSO της Rexroth εξακολουθεί να διατηρεί ένα κύριο πλεονέκτημα στο επίπεδο πίεσης και την αξιοπιστία, ειδικά σε εφαρμογές υψηλής πίεσης πάνω από 350 bar.

Ο εξοπλισμός επιστημονικής έρευνας που αποσύρει και εκτόξευσης συστήματος των σκάφους έρευνας βαθιάς ύλη. Είτε πρόκειται για δειγματολήπτη νερού CTD, ένα έλκηθρο κάμερας βαθέων υδάτων είτε για συσκευή εκτόξευσης και εκτόξευσης ROV, το υδραυλικό σύστημα πρέπει να παρέχει μια ομαλή ισχύς για να αποφευχθεί η βλάβη της πρόσκρουσης όταν ο εξοπλισμός εισέρχεται γρήγορα στο νερό. Ο δείκτης γωνίας πλάκας πλακών της αντλίας και η ένδειξη θέσης θέσης εγκατάστασης παρέχουν μια διαισθητική αναφορά για τη λειτουργία και τη συντήρηση του συστήματος, ενώ ο σχεδιασμός μέσω της οδήγησης διευκολύνει την ενσωμάτωση των βοηθητικών πηγών αντλίας και παρέχει μια ανεξάρτητη πηγή πετρελαίου για το τμήμα ελέγχου του συστήματος.

Θαλάσσια συστήματα πρόωσης και διεύθυνσης

Στον τομέα των ειδικών μηχανικών σκάφους, τα συστήματα υδραυλικής πρόωσης ευνοούνται για την ευέλικτη διάταξη και την ευρεία ρύθμιση της ταχύτητας. Ως κύρια πηγή υδραυλικής ενέργειας, η αξονική αντλία εμβόλου A4VSO επιτυγχάνει την κατάτιμο ρύθμιση του κινητήρα πρόωσης από μηδέν έως μέγιστη ταχύτητα μέσω μεταβλητού ελέγχου, η οποία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για συνθήκες εργασίας που απαιτούν συχνές αλλαγές ταχύτητας και προς τα εμπρός και αντίστροφη περιστροφή, Ο λόγος υψηλής ισχύος/βάρους της αντλίας βελτιστοποιεί την κατανομή φορτίου του πλοίου, ενώ η μακρά διάρκεια ζωής του μειώνει το κόστος συντήρησης σε όλο τον κύκλο ζωής.

Το σύστημα διεύθυνσης του πλοίου έχει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για την αξιοπιστία της υδραυλικής ισχύος, η οποία σχετίζεται άμεσα με την ασφάλεια της πλοήγησης. Η πλεονάζουσα ικανότητα σχεδιασμού της αντλίας A4VSO (μέσω πολλαπλών αντλιών παράλληλα) πληροί τις απαιτήσεις των διεθνών κοινωνιών ταξινόμησης για την αντίγραφα ασφαλείας του κρίσιμου συστήματος. Ο σύντομος χρόνος απόκρισης της αντλίας εξασφαλίζει ότι η λεπίδα του πηδαλίου ανταποκρίνεται γρήγορα στις εντολές διεύθυνσης, ενώ η συνάρτηση ελέγχου αντιστάθμισης πίεσης διατηρεί ένα σταθερό αποτέλεσμα πηδαλίου σε διαφορετικές ταχύτητες. Για τα φιλικά προς το περιβάλλον πλοία που χρησιμοποιούν υδραυλική τεχνολογία νερού, το Rexroth μπορεί επίσης να παρέχει ειδικά μοντέλα κατάλληλα για μέσα θαλάσσιου νερού, τα οποία πληρούν τις τυπικές απαιτήσεις των GB/T38045-2019 υδραυλικές αντλίες υδραυλικού νερού.

Στο σύστημα δυναμικής τοποθέτησης (DP), η αντλία A4VSO παρέχει ακριβή ισχύ εξόδου για τους προωθητές και τα εργαλεία διεύθυνσης και συνεργάζεται με GPS και αισθητήρες ανέμου και κύματος για να διατηρήσει αυτόματα τη θέση του πλοίου. Η συνάρτηση ελέγχου ευαίσθητου στο φορτίο της αντλίας μπορεί να ρυθμίσει αυτόματα τη ροή εξόδου ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες για να αποφευχθεί η περιττή απώλεια ενέργειας, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τα υπεράκτια μηχανικά σκάφη που πρέπει να τοποθετηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Η ολοκληρωμένη λειτουργία παρακολούθησης της υγείας του συστήματος μπορεί να αξιολογήσει την κατάσταση φθοράς της αντλίας σε πραγματικό χρόνο, να προειδοποιήσει τις πιθανές αποτυχίες εκ των προτέρων και να ελαχιστοποιήσει τον κίνδυνο απροσδόκητου χρόνου διακοπής κατά τη διάρκεια υπεράκτιων εργασιών.

Υποβρύχιο σύστημα εξοπλισμού λειτουργίας

Με την εμβάθυνση της ανάπτυξης των πόρων βαθιάς θάλασσας, η ζήτηση για υδραυλική ισχύς για διάφορα ρομπότ λειτουργίας υποβρύχιων λειτουργιών (ROVS) και τα επανδρωμένα βυθίσματα αυξάνεται. Ο συμπαγής σχεδιασμός και η πυκνότητα υψηλής ισχύος της αξονικής αντλίας εμβόλου A4VSO καθιστούν την ιδανική επιλογή για υδραυλικά συστήματα σε εξοπλισμό βαθέων υδάτων. Η αντίσταση υψηλής πίεσης της αντλίας της επιτρέπει να αντιμετωπίσει τα ακραία περιβάλλοντα σε βάθη χιλιάδων μέτρων, ενώ ο ειδικός σχεδιασμός σφράγισης εμποδίζει την αποτυχία λίπανσης που προκαλείται από την εισβολή των θαλασσινών υδάτων.

Σε έργα όπως η υποβρύχια εκσκαφή και η τοποθέτηση αγωγών, τα υποβρύχια υδραυλικά εργαλεία απαιτούν αξιόπιστη πηγή λαδιού υψηλής πίεσης. Η αντλία A4VSO παρέχει ισχύ μέσω ενός ομφαλικού νερού για να οδηγήσει διάφορους τύπους υδραυλικών κινητήρων, κυλίνδρων και περιστροφικών αρμών. Το μεγάλο μοντέλο μετατόπισης της αντλίας (A4VSO500) μπορεί να πληροί τις μεγάλες απαιτήσεις ροής, ενώ η παράλληλη λύση πολλαπλών αντλούν παρέχει πλεονασμό συστήματος. Για τα ύδατα με υψηλή περιεκτικότητα σε άμμο, το ενισχυμένο σύστημα φιλτραρίσματος της αντλίας και τα ζεύγη τριβής ανθεκτικών στη φθορά επεκτείνουν σημαντικά τα διαστήματα συντήρησης και μειώνουν το λειτουργικό κόστος.

Ο τομέας των θαλάσσιων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει επίσης παρουσιάσει νέες απαιτήσεις σε υδραυλικές αξονικές αντλίες εμβόλου. Στις συσκευές παραγωγής ενέργειας κύματος, η αντλία A4VSO είναι το βασικό συστατικό της μετατροπής ενέργειας, μετατρέποντας την παλινδρομική κίνηση του πλωτού σώματος σε ροή λαδιού υψηλής πίεσης για να οδηγήσει τη γεννήτρια. Τα χαρακτηριστικά ταχείας απόκρισης της αντλίας προσαρμόζονται στην ακανόνιστη κίνηση των κυμάτων, ενώ η λειτουργία ανάκτησης ενέργειας βελτιώνει τη συνολική απόδοση μετατροπής. Παρόμοιες αρχές εφαρμόζονται επίσης στο σύστημα υδραυλικής ισχύος των παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, δείχνοντας το δυναμικό εφαρμογής της σειράς A4VSO στον τομέα της πράσινης ενέργειας.

Πίνακας: Κύριες εφαρμογές και τεχνικές απαιτήσεις των αντλιών A4VSO σε υπεράκτια σκάφη

Καθώς αναπτύσσεται η θαλάσσια μηχανική προς την ευφυΐα, η ψηφιακή διεπαφή της αξονικής αντλίας εμβόλου A4VSO παρέχει περισσότερες δυνατότητες για την ενσωμάτωση του συστήματος. Μέσω του πρωτοκόλλου Canopen ή EtherCat, οι παραμέτρους λειτουργίας της αντλίας μπορούν να μεταφορτωθούν στο έξυπνο σύστημα διαχείρισης του πλοίου σε πραγματικό χρόνο, πραγματοποιώντας κεντρική παρακολούθηση και βελτιστοποιημένο προγραμματισμό του υδραυλικού συστήματος του πλοίου. Αυτή η ψηφιακή ικανότητα όχι μόνο βελτιώνει την επιχειρησιακή αποτελεσματικότητα, αλλά παρέχει επίσης υποστήριξη δεδομένων για προληπτική συντήρηση, που αντιπροσωπεύει τη μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης της θαλάσσιας υδραυλικής τεχνολογίας.

Ενσωμάτωση συστήματος και πρακτική μηχανικής

Η επιτυχημένη εφαρμογή του REXROTH A4VSO υδραυλικών αξονικών αντλιών εμβόλου στο πεδίο της ναυπηγικής αγοράς απαιτεί πλήρη εξέταση των παραγόντων κύκλου ζωής, όπως ο σχεδιασμός του συστήματος, η εγκατάσταση και η λειτουργία της λειτουργίας και η διαχείριση της συντήρησης. Εξαιρετικές λύσεις ολοκλήρωσης συστήματος μπορούν να μεγιστοποιήσουν τα τεχνικά πλεονεκτήματα των αντλιών A4VSO ενώ πληρούν τις ειδικές απαιτήσεις του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Αυτή η ενότητα θα συζητήσει λεπτομερώς τις βασικές τεχνολογίες ενσωμάτωσης και τις τυπικές μηχανικές πρακτικές των αντλιών A4VSO σε υπεράκτιες υδραυλικές συστημάτων.

Αρχές σχεδιασμού και διαμόρφωσης υδραυλικού συστήματος

Οι πρωταρχικές εκτιμήσεις στο σχεδιασμό των υδραυλικών συστημάτων των υπεράκτιων αγγείων είναι η αξιοπιστία και η περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα. Τα συστήματα που βασίζονται σε αξονικές αντλίες εμβόλου A4VSO συνήθως υιοθετούν μια αρθρωτή ιδέα σχεδιασμού και διαμορφώνουν μονάδες αντλίας διαφορετικών προδιαγραφών σύμφωνα με τον τύπο του πλοίου και τις λειτουργικές απαιτήσεις. Για κρίσιμα συστήματα όπως η AHC (αντιστάθμιση ενεργού ανάρτησης) και η DP (δυναμική τοποθέτηση), πρέπει να υιοθετηθεί ένας περιττός σχεδιασμός, συνήθως διαμορφωμένο σε λειτουργία "N+1", δηλαδή, ένα σύνολο αντλιών αντιγράφων ασφαλείας μπορεί να κοπεί αυτόματα όταν αποτυγχάνει η κύρια αντλία. Το χαρακτηριστικό μέσω της αντλίας A4VSO επιτρέπει τη σύνδεση πολλαπλών κεφαλών αντλίας σε σειρά στον ίδιο άξονα κίνησης, παρέχοντας ανεξάρτητες πηγές πετρελαίου για υποσυστήματα με διαφορετικές απαιτήσεις πίεσης. Αυτός ο σχεδιασμός εξοικονομεί σημαντικά χώρο εγκατάστασης και είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για χώρους που περιορίζονται σε χώρους μηχανών πλοίων.

Η μεσαία επιλογή είναι ένα άλλο βασικό σημείο στο σχεδιασμό υπεράκτιων υδραυλικών συστημάτων. Για συμβατικές εφαρμογές, το ορυκτέλαιο εξακολουθεί να είναι η πρώτη επιλογή, με την πιο ώριμη απόδοση λίπανσης και τη συμβατότητα του συστήματος. Ενώ για περιοχές με απαιτήσεις πυροπροστασίας, όπως πλατφόρμες γεώτρησης, πρέπει να επιλεγούν τα μέσα επιβράδυνσης της φλόγας, όπως το HFC Water-Ethylene glycol. Το προϊόν τύπου F2 του Rexroth A4VSO είναι ειδικά βελτιστοποιημένο για τα μέσα HFC, χωρίς την ανάγκη εξωτερικής έκπλυσης ρουλεμάν, απλοποιώντας τις σωληνώσεις του συστήματος. Αξίζει να σημειωθεί ότι κατά τη χρήση μέσων HFC, είναι απαραίτητο να ακολουθήσετε αυστηρά τη συνιστώμενη ακρίβεια διήθησης του κατασκευαστή (συνήθως 10μm) και τον κύκλο συντήρησης, επειδή η απόδοση της λίπανσης των μέσων με βάση το νερό είναι σχετικά φτωχή και πιο ευαίσθητη στη μόλυνση.

Το επίπεδο πίεσης του συστήματος πρέπει να εξισορροπήσει τις απαιτήσεις απόδοσης και τους παράγοντες κόστους. Η ονομαστική πίεση της αντλίας A4VSO μπορεί να φτάσει τα 350 bar, αλλά η πραγματική πίεση λειτουργίας του συστήματος θα πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά φορτίου. Για δυναμικά συστήματα όπως η αντιστάθμιση κύματος, ο σχεδιασμός υψηλής πίεσης ευνοεί τη βελτίωση της ταχύτητας απόκρισης και της ακρίβειας ελέγχου. Ενώ για τα συμβατικά μηχανήματα καταστρώματος, η πίεση εργασίας 280 bar μπορεί να είναι πιο οικονομική. Ο αντίκτυπος του σοκ πίεσης θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό του συστήματος και οι συσσωρευτές και οι βαλβίδες μείωσης της πίεσης θα πρέπει να διαμορφωθούν σωστά ώστε να προστατεύουν τις αντλίες και άλλα εξαρτήματα από τη ζημιά του σφυριού νερού.

Βασικές τεχνολογίες για την εγκατάσταση και τη θέση σε λειτουργία

Η μηχανική εγκατάσταση της αξονικής αντλίας εμβόλου A4VSO πρέπει να συμμορφώνεται αυστηρά με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Η φλάντζα τοποθέτησης της αντλίας και οι διαστάσεις επέκτασης του άξονα συμμορφώνονται με τα πρότυπα GB/T2353-2005, εξασφαλίζοντας τη συμβατότητα με όλους τους τύπους πρωταρχικών μετακινήσεων. Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στην ακρίβεια του κεντραρίσματος κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε ένα όργανο κεντραρίσματος λέιζερ για να διασφαλίσετε ότι η απόκλιση του άξονα κίνησης βρίσκεται εντός 0,05mm. Τα υπερβολικά ακτινικά ή αξονικά φορτία θα μειώσουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εδράνου. Η θέση εγκατάστασης της αντλίας πρέπει επίσης να επιλεγεί προσεκτικά. Το μοντέλο F2 μπορεί να παραλείψει την εξωτερική έκπλυση του ρουλεμάν όταν εγκαθίσταται σε ορισμένους προσανατολισμούς, αλλά άλλα μοντέλα μπορεί να χρειαστεί να εξετάσουν τη διάταξη της γραμμής αποστράγγισης πετρελαίου περιπτώσεων.

Η σύνδεση θύρας πετρελαίου είναι ένας άλλος σύνδεσμος που απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή. Η θύρα πετρελαίου της αντλίας A4VSO υιοθετεί μετρικά σπειρώματα και σφραγίδες δακτυλίου Ο σύμφωνα με το πρότυπο GB/T2878.1-2011. Η σωστή μορφή στεγανοποίησης και η ροπή σύσφιξης πρέπει να χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της εγκατάστασης. Ο σχεδιασμός της γραμμής αναρρόφησης είναι ζωτικής σημασίας για την απόδοση της αντλίας. Πρέπει να διασφαλίσει ότι η απόλυτη πίεση στην είσοδο της αντλίας δεν είναι μικρότερη από 0,8 bar (για να αποφευχθεί η σπηλαίωση) στην υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας και δεν υπερβαίνει το ανώτατο όριο των 30 bar. Για τις θαλάσσιες εφαρμογές, λαμβάνοντας υπόψη τις επιδράσεις του κυλίνδρου και του βήματος, η διάταξη της δεξαμενής λαδιού και του φίλτρου αναρρόφησης πρέπει να διασφαλίζει ότι η αντλία μπορεί να αποκτήσει σταθερή παροχή λαδιού υπό όλες τις συνθήκες λειτουργίας.

Η ηλεκτρική ενσωμάτωση του συστήματος δεν πρέπει να παραμεληθεί. Η αναλογική έκδοση ελέγχου ή σερβοκίνου ελέγχου της αντλίας A4VSO απαιτεί ακριβή μονάδα ηλεκτρικού σήματος και πρέπει να χρησιμοποιούνται θωρακισμένα καλώδια και μακριά από ισχυρές πηγές ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής. Το επίπεδο προστασίας του IP67 του ηλεκτρο-υδραυλικού ελεγκτή DS2R του επιτρέπει να προσαρμοστεί σε υγρά θαλάσσια περιβάλλοντα, αλλά το κιβώτιο διασταύρωσης απαιτεί πρόσθετα μέτρα ψεκασμού αντι-αλάτου. Κατά τη διάρκεια της φάσης λειτουργίας, η πίεση του συστήματος θα πρέπει να αυξάνεται σταδιακά και η καμπύλη απόδοσης της αντλίας θα πρέπει να επαληθεύεται από έναν αισθητήρα πίεσης και έναν μετρητή ροής για να διασφαλιστεί ότι η ογκομετρική απόδοση και η συνολική απόδοση πληρούν τους δείκτες σχεδιασμού (συνήθως> 90%).

Στρατηγικές συντήρησης και αντιμετώπισης προβλημάτων

Η προληπτική συντήρηση είναι το κλειδί για να εξασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη αξιόπιστη λειτουργία της αξονικής αντλίας εμβόλου A4VSO. Λόγω των χαρακτηριστικών του θαλάσσιου περιβάλλοντος, τα διαστήματα συντήρησης είναι συνήθως μικρότερα από τα συστήματα της ξηράς, ειδικά για κρίσιμα συστήματα όπως ο AHC και ο έλεγχος της πρόωσης. Η συντήρηση ρουτίνας περιλαμβάνει τακτικούς ελέγχους καθαριότητας λαδιού (επίπεδο στόχου NAS), διαφορά πίεσης φίλτρου και επίπεδα θορύβου/κραδασμών αντλίας. Η Rexroth συνιστά μια ολοκληρωμένη δοκιμή απόδοσης της αντλίας, συμπεριλαμβανομένης της δοκιμής ογκομετρικής απόδοσης και της αξιολόγησης της κατάστασης των εδράνων, κάθε 2.000 ώρες λειτουργίας ή 6 μήνες (όποιο από τα δύο συμβεί).

Η διαχείριση πετρελαίου είναι ιδιαίτερα σημαντική στις υπεράκτιες εφαρμογές. Εκτός από τον συμβατικό έλεγχο της ρύπανσης, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στο περιεχόμενο του νερού (για τα συστήματα ορυκτών πετρελαίου) και τη σταθερότητα συγκέντρωσης (για τα μέσα HFC). Αν και η αντλία A4VSO μπορεί να προσαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα ιξώδους υγρών, οι δραστικές αλλαγές στις ιδιότητες του λαδιού θα εξακολουθούν να οδηγούν σε μειωμένη απόδοση και αυξημένη φθορά. Όταν λειτουργούν σε τροπικά νερά, οι υψηλές θερμοκρασίες μπορεί να προκαλέσουν το ιξώδες του λαδιού να είναι χαμηλότερο από τη συνιστώμενη τιμή. Αυτή τη στιγμή, θα πρέπει να εξετάσετε το ενδεχόμενο να μεταβείτε σε ένα υψηλότερο λάδι ιξώδους ή να εγκαταστήσετε ψύκτη λαδιού. Όταν λειτουργεί σε πολικές περιοχές, πρέπει να δώσετε προσοχή σε προβλήματα εκκίνησης χαμηλής θερμοκρασίας και ίσως χρειαστεί να εξοπλίσετε ένα σύστημα προθέρμανσης πετρελαίου.

Η διάγνωση σφαλμάτων, τα σύγχρονα συστήματα A4VSO συνήθως ενσωματώνουν μια ποικιλία αισθητήρων για την παρακολούθηση της θέσης της γωνίας της αντλίας, της πίεσης του περιβλήματος, της θερμοκρασίας και άλλων παραμέτρων σε πραγματικό χρόνο. Με την ανάλυση των μεταβαλλόμενων τάσεων αυτών των δεδομένων, μπορούν να εντοπιστούν πιθανά προβλήματα όπως η φθορά της πλάκας βαλβίδων ή οι ανωμαλίες των παντόφλων. Η ανάλυση κραδασμών είναι επίσης ένα αποτελεσματικό διαγνωστικό εργαλείο. Το GB/T16301-2008 παρέχει ένα πρότυπο αξιολόγησης για την ένταση των κραδασμών των βοηθητικών κινητήρων του πλοίου. Όταν το επίπεδο κραδασμών της αντλίας A4VSO αυξάνεται σημαντικά, συχνά υποδεικνύει την αποτυχία του ζεύγους ρουλεμάν ή τριβής.

Τυπική ανάλυση περιπτώσεων μηχανικής

Το έργο αναβάθμισης συστήματος Semi-Submersible Drilling Rig AHC έδειξε την τιμή μηχανικής της αντλίας A4VSO. Το αρχικό σύστημα αντιστάθμισης ανύψωσης μιας πλατφόρμας γήρανσης υιοθετήθηκε ελεγκτής DS1, ο οποίος είχε αργή ταχύτητα απόκρισης και κατανάλωση υψηλής ενέργειας. Μετά τον μετασχηματισμό χρησιμοποιώντας τον ελεγκτή DS2R και την ομάδα αντλίας A4VSO250DR, ο χρόνος απόκρισης του συστήματος μειώθηκε κατά 40%, η κατανάλωση ενέργειας μειώθηκε κατά 30%και το μεγαλύτερο μέρος της μείωσης ενέργειας ανακτήθηκε μέσω του υδραυλικού συσσωρευτή. Το τροποποιημένο σύστημα βελτιώνει σημαντικά την ασφάλεια των δραστηριοτήτων γεώτρησης βαθέων υδάτων, ειδικά αποδίδοντας καλά στις δυσμενείς θάλασσες κατά τη διάρκεια της εποχής των μουσώνων στη Θάλασσα της Νότιας Κίνας.

Το υδραυλικό σύστημα ερευνητικού σκάφους καταδεικνύει την ευελιξία διαμόρφωσης της αντλίας A4VSO. Ένα πρόσφατα κατασκευασμένο σκάφος πολικής έρευνας χρησιμοποιεί τέσσερις αντλίες A4VSO180 για να σχηματίσει έναν κεντρικό υδραυλικό σταθμό για να παρέχει ισχύ για το βαρούλκο, το πλαίσιο Α, το ποτό και το τιμόνι. Το σύστημα υιοθετεί μια στρατηγική ελέγχου ευαίσθητου στο φορτίο για να προσαρμόσει δυναμικά την έξοδο της αντλίας ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες κάθε ενεργοποιητή, εξοικονομώντας πάνω από 25% ενέργεια σε σύγκριση με το παραδοσιακό σύστημα σταθερής πίεσης. Η εκκίνηση της αντλίας χαμηλής θερμοκρασίας της αντλίας έχει βελτιστοποιηθεί ειδικά για να εξασφαλίσει αξιόπιστη λειτουργία σε περιβάλλον -30 ° C, ικανοποιώντας τις ειδικές ανάγκες των πολικών αποστολών.

Το FPSO (πλωτή αποθήκευση και εκφόρτωση παραγωγής) καταδεικνύει την ανθεκτικότητα της αντλίας A4VSO σε σκληρά περιβάλλοντα. Ένα FPSO στα ύδατα της Βραζιλίας χρησιμοποιεί μια αντλία A4VSO500 για να οδηγήσει έναν μεγάλο υδραυλικό κινητήρα για μεταφορά αργού πετρελαίου. Το σύστημα λειτουργεί συνεχώς για 5 χρόνια χωρίς σημαντικές επισκευές και απαιτεί μόνο τακτική αντικατάσταση φίλτρων και σφραγίδων. Η ειδική θεραπεία κατά της διάβρωσης και ο σχεδιασμός υψηλής αντοχής της διάβρωσης της αντλίας από το υψηλό σπρέι άλατος και το αργό πετρέλαιο που περιέχει θείο, ενώ το σύστημα απομακρυσμένης παρακολούθησης πραγματοποιεί τη μετάδοση δεδομένων κατάστασης σε πραγματικό χρόνο, μειώνοντας την ανάγκη για χειροκίνητες επιθεωρήσεις.

Πίνακας: Βασικές εκτιμήσεις για την ενσωμάτωση συστήματος αντλίας Rexroth A4VSO

Με την ανάπτυξη της ψηφιακής τεχνολογίας δίδυμων, η έξυπνη λειτουργία και η συντήρηση έχει γίνει μια νέα τάση στο σύστημα A4VSO. Με την οικοδόμηση ενός ψηφιακού μοντέλου της αντλίας και το συνδυασμό με δεδομένα αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο, μπορεί να προβλεφθεί η υπόλοιπη διάρκεια ζωής και το σχέδιο συντήρησης. Μετά από ένα σκάφος υποστήριξης βαθιάς θάλασσας υιοθέτησε αυτή την τεχνολογία, ο μη προγραμματισμένος χρόνος διακοπής του υδραυλικού συστήματος μειώθηκε κατά 60%, βελτιώνοντας σημαντικά την επιχειρησιακή αποτελεσματικότητα. Ο τελευταίος ελεγκτής του Rexroth υποστηρίζει ήδη το πρωτόκολλο βιομηχανικού Internet of Things (IIOT), παρέχοντας μια διεπαφή δεδομένων για το υδραυλικό σύστημα για την κατασκευή έξυπνων πλοίων, αποδεικνύοντας τη συνεχιζόμενη εξέλιξη της σειράς A4VSO στην ψηφιακή εποχή.

Ανταγωνιστικότητα στην αγορά και τάσεις της βιομηχανίας

Ως βασική συνιστώσα του υπεράκτιου εξοπλισμού, το πρότυπο ανταγωνισμού της αγοράς και η τάση τεχνολογικής ανάπτυξης των υδραυλικών αξονικών αντλιών εμβόλου επηρεάζουν άμεσα την κατεύθυνση ανάπτυξης ολόκληρης της υπεράκτιας βιομηχανίας μηχανικών. Η σειρά Rexroth A4VSO καταλαμβάνει μια σημαντική θέση στην παγκόσμια αγορά υπεράκτιων μηχανικών με την εξαιρετική τεχνική απόδοση και αξιοπιστία της. Αυτή η ενότητα θα αναλύσει βαθιά τα ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα της αγοράς, τις προκλήσεις και τις μελλοντικές τάσεις τεχνολογικής ανάπτυξης των αντλιών A4VSO για την παροχή στρατηγικής αναφοράς στους χρήστες του κλάδου.

Ανάλυση του τοπίου του παγκόσμιου ανταγωνισμού της αγοράς

Η παγκόσμια υπεράκτια υδραυλική αγορά χαρακτηρίζεται επί του παρόντος από τον διαγωνισμό ολιγοπωλίου, με διεθνείς μάρκες όπως οι Rexroth, Parker Hannifin και Kawasaki Heavy Industries που κυριαρχούν σε υψηλές εφαρμογές. Η σειρά A4VSO της Rexroth έχει ένα σαφές πλεονέκτημα στην αγορά υψηλής πίεσης άνω των 350 bar, ειδικά σε εφαρμογές με απαιτητικές δυναμικές επιδόσεις, όπως η Active Heave Compensation (AHC), όπου το μερίδιο αγοράς της υπερβαίνει το 60%. Αυτό το πλεονέκτημα οφείλεται κυρίως στη μακροπρόθεσμη συσσώρευση της αναλογικής βαλβίδας και της τεχνολογίας ελέγχου σερβοκίνης, καθώς και στην βαθιά κατανόηση των ειδικών αναγκών της υπεράκτιας μηχανικής.

Οι κινεζικές εγχώριες επιχειρήσεις προσελκύουν με επιταχυνόμενο ρυθμό και έχουν πραγματοποιήσει ανακαλύψεις σε περιοχές όπως υδραυλικά συστήματα για πλατφόρμες ανύψωσης υπεράκτιων. Ωστόσο, σύμφωνα με τους εμπειρογνώμονες της βιομηχανίας, από την άποψη της τεχνολογίας ζεύγους βασικών τριβών και της αξιοπιστίας υψηλής πίεσης, τα εγχώρια προϊόντα εξακολουθούν να είναι 5-10 χρόνια πίσω από το διεθνές ηγετικό επίπεδο. Οι υδραυλικοί εμπειρογνώμονες από το Kawasaki της Ιαπωνίας ανέφεραν ότι «θα ήταν καλό αν η Κίνα μπορεί να καταλάβει τα ζεύγη τριβής των αξονικών αντλιών εμβόλου σε δέκα χρόνια», η οποία αντικατοπτρίζει την υψηλή πολυπλοκότητα της βασικής υδραυλικής τεχνολογίας. Ωστόσο, με την αύξηση των επενδύσεων σε βασικές έρευνες στην εθνική υδραυλική βιομηχανία, όπως οι ανακαλύψεις σε υλικά ζεύγους τριβής και τεχνολογία επιφανειακής επεξεργασίας από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Harbin και το Πανεπιστήμιο Tsinghua, αυτό το χάσμα μειώνεται σταδιακά.

Από την άποψη των περιφερειακών αγορών, η Ευρώπη και η Βόρεια Αμερική εξακολουθούν να αποτελούν οι μεγαλύτερες αγορές για τη σειρά A4VSO της Rexroth, η οποία ταιριάζει με την αναπτυγμένη βιομηχανία παραγωγής υπεράκτιων εξοπλισμού. Ενώ η περιοχή Ασίας-Ειρηνικού, ειδικά η Κίνα και η Νότια Κορέα, γίνεται η ταχύτερα αναπτυσσόμενη περιοχή καθώς η ανάπτυξη των θαλάσσιων πόρων α