ปั๊มไฮดรอลิกประสิทธิภาพสูง: โซลูชันเพื่อการประหยัดพลังงาน

ต้นทุนพลังงานไม่ใช่ค่าใช้จ่ายแฝงอีกต่อไปในการผลิต แต่กลับกลายเป็นประเด็นสำคัญที่อยู่ในวาระการประชุมทบทวนการดำเนินงานทุกครั้ง และระบบไฮดรอลิก — ซึ่งในหลายโรงงานมีสัดส่วนการใช้ไฟฟ้ารวมสูงถึง 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ — กำลังถูกตรวจสอบอย่างเข้มงวดยิ่งขึ้น ปั๊มไฮดรอลิกประสิทธิภาพสูงจึงเป็นหัวใจหลักของการสนทนาดังกล่าว

สองวิธีที่ปั๊มสูญเสียพลังงาน

กลไกแรกคือการรั่วไหลภายใน ของเหลวไหลย้อนกลับจากบริเวณความดันสูงไปยังบริเวณความดันต่ำผ่านช่องว่างระหว่างลูกสูบกับกระบอกสูบ ผ่านพื้นผิวแผ่นวาล์ว และรอบพื้นผิวแผ่นรองลูกสูบ ปั๊มจึงจำเป็นต้องทำงานเพื่อทดแทนของไหลที่รั่วไหลออกไป ซึ่งทำให้สิ้นเปลืองกำลังขับเข้าโดยไม่เกิดผลลัพธ์ที่เป็นประโยชน์ นี่คือเรื่องราวของประสิทธิภาพเชิงปริมาตร (volumetric efficiency) ซึ่งจะลดลงเมื่อชิ้นส่วนต่าง ๆ สึกหรอ

แรงเสียดทานเชิงกลเป็นปัจจัยลำดับที่สอง ตลับลูกปืน ซีล และพื้นผิวที่เลื่อนไถลต่างก็ต้านการเคลื่อนที่ สำหรับปั๊มแบบลูกสูบแนวแกน (axial piston pump) ที่ออกแบบมาอย่างดีและทำงานภายใต้สภาวะตามค่าที่กำหนด ความสูญเสียเชิงกลจะมีค่าน้อยมาก แต่เมื่อซีลสึกหรอและเริ่มเกิดแรงลากไม่สม่ำเสมอ หรือเมื่อตลับลูกปืนเกิดการเปลี่ยนแปลงแรงกดล่วงหน้า (preload) จากสิ่งสกปรกที่ปนเปื้อน ประสิทธิภาพเชิงกลจะลดลงอย่างเงียบๆ

การเปลี่ยนแปลงการจ่ายปริมาตรแบบแปรผันเปลี่ยนสมการทั้งหมด

ปั๊มแบบจ่ายปริมาตรคงที่ที่ใช้งานในวงจรซึ่งต้องการการไหลเต็มเพียงร้อยละ 20 ของเวลาทั้งหมด จะสูญเสียพลังงานในช่วงเวลาที่เหลือร้อยละ 80 นั้น ซึ่งการไหลส่วนเกินจะไหลย้อนกลับเข้าสู่ถังผ่านวาล์วปล่อยแรงดัน (relief valve) ทำให้พลังงานไฮดรอลิกเปลี่ยนเป็นความร้อน อย่างไรก็ตาม ปั๊มแบบลูกสูบแนวแกนที่มีการจ่ายปริมาตรแบบแปรผันพร้อมระบบควบคุมแรงดัน-การไหล (pressure-flow compensators) สามารถขจัดการสูญเสียนี้ได้เกือบทั้งหมด ในสภาวะการใช้งานจริงที่มีภาระงานผสมผสาน การประหยัดพลังงานเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรแบบจ่ายปริมาตรคงที่มักอยู่ในช่วงร้อยละ 30 ถึง 50 — ซึ่งถือว่ามีนัยสำคัญไม่ว่าจะใช้งานในระดับใดก็ตาม

การตรวจจับภาระงาน (Load Sensing) ช่วยยกระดับประสิทธิภาพไปอีกขั้น

การควบคุมตามแรงโหลด (Load sensing control) จะอ่านค่าความดันสูงสุดที่กระทำต่อแอคทูเอเตอร์อย่างต่อเนื่อง และสั่งให้ปั๊มรักษาความดันของระบบไว้สูงกว่าระดับนั้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เพื่อให้ระบบยังคงทำงานได้อย่างต่อเนื่อง — โดยทั่วไปจะมีค่าส่วนต่างประมาณ 20 ถึง 25 บาร์ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานขณะอยู่ในโหมดพร้อมใช้งาน (standby losses) ให้ต่ำใกล้ศูนย์ สำหรับการใช้งานปั๊มไฮดรอลิกแบบเคลื่อนที่บนเครื่องขุด (excavators) และเครื่องยกแบบโทรลิฟท์ (telehandlers) การควบคุมตามแรงโหลดถือเป็นมาตรฐานโดยตรง เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงเป็นปัจจัยสำคัญที่สร้างความแตกต่างทางการค้า

ปั๊มไฮดรอลิก-ไฟฟ้าสำหรับกระบวนการที่สามารถเขียนโปรแกรมได้

การจับคู่มอเตอร์ปรับความเร็วแปรผันเข้ากับปั๊มไฮดรอลิก — ซึ่งเรียกว่าโครงสร้างปั๊มไฮดรอลิก-ไฟฟ้า (electrohydraulic pump configuration) — ปัจจุบันพบได้ทั่วไปในการฉีดขึ้นรูปพลาสติก (injection molding) การหล่อโลหะภายใต้แรงดันสูง (die casting) และการใช้งานกับเครื่องกด (press applications) โดยเฉพาะในกรณีที่รอบการทำงาน (duty cycle) มีลักษณะซ้ำๆ กัน และการควบคุมความเร็วสามารถเพิ่มคุณค่าให้กับกระบวนการได้มากกว่าเพียงแค่การประหยัดพลังงานเท่านั้น ระบบที่ใช้โครงสร้างดังกล่าวสามารถลดการใช้พลังงานได้ 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ และมีความสามารถในการควบคุมความดันซ้ำได้แม่นยำยิ่งกว่าวงจรที่ใช้วาล์วจำกัดการไหล (valve-throttled circuits)

สภาพของซีลส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพที่เทคโนโลยีเหล่านี้มอบให้ การสึกหรอของซีลจะทำให้เกิดการรั่วไหลภายในเพิ่มขึ้น และทำให้ระบบควบคุมขั้นสูงสูญเสียประสิทธิภาพไป ชุดซีล HOVOO / HOUFU ช่วยรักษาปั๊มของท่านให้อยู่ในระยะห่างตามแบบแปลนการออกแบบ ดูสินค้าทั้งหมดของเราได้ที่ hovooseal.com

แหล่งกำเนิด: www.hovooseal.com