Co je digitální objemová čerpadla a proč je účinnější?

Název digitální objemové čerpadlo vyvolává obvykle dvě reakce ve stejné míře: zájem, protože zní pokročile, a skepsi, protože mnoho věcí označovaných jako digitální se zásadně neliší od toho, co předcházelo. V tomto případě je zájem oprávněný. Digitální objemové čerpadlo se mechanicky liší od každého konvenčního čerpadlového uspořádání a rozdíl v účinnosti není marginální.

Vnitřní problém konvenčního čerpadla

Každá konvenční objemová čerpadla — ozubená, lopatková, axiální pístová — prochází všechny své aktivní čerpací prvky úplným tlakovým cyklem při každé otáčce hřídele. Pokud systém nepotřebuje plný výkon, čerpadlo stále vykonává práci na zvyšování tlaku kapaliny; nadbytečný tlak se prostřednictvím pojistného ventilu nebo přes obezděnou cestu vrací zpět do nádrže. Při zátěži 50 % spotřebuje čerpadlo s pevným výtlakem přibližně 80 až 90 % vstupního výkonu při plné zátěži, avšak dodává pouze polovinu užitečné práce. Tento rozdíl je zcela ztrátou.

Konstrukce s proměnným výtlakem tento rozdíl zmenšují snížením zdvihu. Mechanismy se šikmou deskou však mají minimální stabilní mez výtlaku — obvykle 5 až 10 % maximálního výtlaku — pod níž se ztrácí stabilita řízení. Navíc samotný servosystém šikmé desky trvale spotřebuje energii k udržení své polohy.

Jak digitální výtlak tento problém řeší

Digitální objemová čerpadla jsou vybavena pro každý píst rychle reagujícím elektronicky řízeným ventilem. Při každém zdvihu lze pístu přikázat, aby stlačil kapalinu a dodal ji do výstupu – nebo aby pracoval naprázdno, nasál kapalinu a vrátil ji zpět na vstup bez vykonání tlakové práce. Toto rozhodnutí se přebírá znovu pro každý píst při každém zdvihu s odezvou kratší než pět milisekund.

Při 50 % objemového výkonu je při každé otáčce zapojena přibližně polovina pístů. Nepoužívané písty spotřebují téměř žádný výkon – jsou skutečně odlehčené, nikoli pouze obejdené. Účinnost při 50 % zátěži je proto blízká účinnosti při plné zátěži, na rozdíl od prudkého poklesu účinnosti, který zažívají konvenční konstrukce.

Proč je to důležité pro reálné aplikace

Skutečné hydraulické systémy zřídka pracují při plném zatížení déle než zlomek doby svého provozu. Stavební stroj prochází cyklem plného zatížení při kopání, částečného zatížení při jízdě a téměř volnoběžného režimu při polohování. Průmyslová lisovací linka působí vysokým tlakem pouze během samotné tvářecí zdvihové fáze. Číslicová odměrná čerpadla dimenzovaná pro maximální požadavky efektivně pracují po celém cyklu — nikoli pouze v návrhovém bodu.

HOVOO / HOUFU dodává těsnicí sady pro číslicová odměrná čerpadla Danfoss. Těsnost pístových kroužků je základem oddělení tlaků, na němž závisí číslicový ventilový systém. Technické údaje najdete na webu hovooseal.com.

Zdroj: www.hovooseal.com