Cụm điều khiển thủy lực ứng dụng có nhiều lợi thế hơn khi so sánh với các giải pháp truyền thống, đáp ứng các yêu cầu khắt khe như: khả năng chống rò rỉ, độ bền cao và kích thước gọn nhẹ trong quá trình lắp đặt. Sau đây, ông Gerhard Ruppel, Nhà sáng lập đồng thời là Giám đốc điều hành của công ty Gerhard Ruppel Hydraulik, chia sẻ những yếu tố quan trọng trong triết lý thiết kế hệ thống thủy lực của công ty.
Mạch thủy lực hoạt động bởi các các van đóng – mở luân phiên, nhằm điều hướng cho chất lỏng di chuyển đến các bộ phận khác nhau của hệ thống máy móc. Theo thiết kế truyền thống, các van được đặt chung quanh mạch thủy lực, tại những vị trí cần chuyển hướng chất lỏng.
Một giải pháp khác đang ngày càng được nhiều người áp dụng chính là nhóm toàn bộ van lại thành một cụm, các ống dẫn trong hệ thống phải cùng di chuyển qua cụm này. Tập trung các van và ống dẫn trong một khối duy nhất có vẻ làm phức tạp hóa hệ thống, nhưng lợi ích việc này mang lại là rất lớn. Mặc dù giải pháp tập trung thành cụm này không thích hợp cho toàn bộ các hệ thống thủy lực, nó được ứng dụng rộng rãi vào thiết kế máy nén, máy xây dựng cũng như giàn khoan ngoài khơi.
Một cụm điều khiển thủy lực có thể tập hợp lên đến 50 van
Giải pháp cụm có các lợi thế hơn hẳn so với hệ thống thông thường như giảm thiểu được nhiều nguy cơ tiềm ẩn, nhất là nguy cơ rò rỉ. Các loại van thông thường hoặc van khít có thể được áp dụng công nghệ van có ren, giúp việc bảo trì được dễ dàng hơn. Hệ thống tối ưu dòng chảy và năng lượng được sử dụng kết hợp trong quá trình phát triển cụm điều khiển. Bên cạnh đó, thiết kế cụm cũng đạt được tính thẩm mỹ cao hơn so với hệ thống thông thường do lượng ống và mối nối được tập hợp tại một vị trí nhất định.
Trong lĩnh vực kỹ thuật thủy lực – điện thủy lực, vốn kinh nghiệm rất có giá trị. Khi những kỹ sư thiết kế một cụm điều khiển thuộc loại này, công việc đòi hỏi họ phải xử lý những yêu cầu cụ thể khác nhau. Và khi dự án được hoàn thành, các chi tiết thiết kế được cất giữ cẩn thận, bởi vì các kinh nghiệm thu được trong dự án lần này có thể hữu dụng vào những công việc trong tương lai. Khi khối lượng kinh nghiệm tích lũy ngày càng nhiều, đội ngũ thiết kế sẽ có được một thư viện rất giá trị, giúp họ đáp ứng các yêu cầu ứng dụng khác một cách nhanh chóng.
Ứng dụng Lĩnh vực mạch thủy lực lưu động đã tiếp nhận mô hình công nghệ cụm rất nhanh chóng. Một phần theo thực tế, các mạch thủy lực lưu động đòi hỏi các yêu cầu đặc biệt như không gian hạn chế, năng lượng ổn định và vòng đời sản phẩm dài khi phải làm việc dưới những điều kiện môi trường khắc nghiệt (như chấn động mạnh, sự thay đổi nhiệt độ, tính chất ăn mòn nhanh…). Một lợi ích to lớn khác là giảm được thời gian lắp đặt hệ thống thủy lực.
Công ty có hàng loạt các lựa chọn van cho những hệ thống của mình
Một dự án nhà máy lưu động điển hình có thiết kế cụm thủy lực cho bộ điều khiển với hơn 50 van. Việc thiết kế, đi ống cho bộ điều khiển với kích thước lớn như thế này có thể mất khoảng hai tuần làm việc. Ngược lại, khi áp dụng giải pháp khối, kỹ sư sẽ tạo ra một bảng điều khiển nhỏ gọn (chỉ dài khoảng một mét), và chỉ tốn một ngày làm việc để kết nối mọi thứ lại với nhau. Vì thế, nhà sản xuất sẽ rút ngắn được thời gian lắp đặt máy móc thiết bị, qua đó giảm chi phí.
Cải tiến máy nghiền xi măng Khi phát triển một thế hệ máy nghiền xi măng mới, các nhà thiết kế gặp phải các thách thức với hệ thống an toàn thủy lực. Trong trường hợp vật liệu có kích thước to cần được xử lý nghiền, khoảng cách giữa các răng nghiền cần được nới rộng ngay lập tức nhằm tránh hư hại cho bánh răng cũng như các bộ phận khác. Sử dụng van điều áp thông thường với chức năng van xóc sẽ không có tác dụng, bởi vì các van thông thường không có đủ độ nhạy cần thiết. Thay vào đó, một cụm điều khiển được phát triển kết hợp van điều áp (loại van có độ nhạy cao). Nhờ vào van này, hệ thống đạt được độ nhạy cao, có khả năng tăng tốc độ dòng chảy từ 100 lít/ phút lên 1.000 lít/ phút chỉ trong vòng 300 mili giây, mà không làm áp suất tăng đột ngột.
Dù trong môi trường làm việc khắc nghiệt, cụm thủy lực vẫn rất đáng tin cậy và không cần nhiều bảo dưỡng
Tất cả những chức năng theo yêu cầu của các nhà sản xuất máy được kết hợp trong một cụm nhỏ gọn, dành riêng cho một ứng dụng cụ thể cũng như có thể chịu đựng được môi trường sản xuất xi măng khắc nghiệt.
Máy ép thủy lực tích hợp Nhà sản xuất máy ép tại Nga thường sử dụng hệ điều khiển thủy lực với thiết kế ống truyền thống giúp đồng bộ điều khiển đối với hai bộ phận xy lanh lớn trong hệ thống máy ép thủy lực. Trong dự án tái thiết kế, cụm thủy lực được thiết kế với ba van điều hướng NG25 và bốn van NG10 cùng các thành phần khác. Cụm điều khiển sử dụng cả hai loại van là van cân bằng và van đóng/mở, phù hợp với các tác vụ khác nhau.
Với hệ thống thủy lực mới, áp lực nén được tạo ra rất nhanh, mặc dù có lượng lớn dầu thủy lực di chuyển chung quanh hệ thống. Bên cạnh đó, khối cũng có nhiệm vụ quản lý trình tự áp suất. Thiết kế cụm thủy lực tiên tiến có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với hệ thống cũ, không có chỗ nào bị rò rỉ, rất đáng tin cậy và cũng không cần nhiều thời gian bảo trì.
Ứng dụng vào tàu giàn khoan ngoài khơi Trong một dự án tại Đức, tàu nghiên cứu được trang bị một hệ thống khoan thủy lực thiết kế đặc biệt cho nhiệm vụ tại 2.500m dưới mực nước biển. Thử thách trong việc phát triển hệ thống là phải đảm bảo cân bằng áp suất với bên ngoài (khoảng 250 bar) và phải chống thấm nước hoàn toàn (nước biển và chất lỏng khoan) đối với cụm thủy lực.
Cụm thủy lực này chịu trách nhiệm điều khiển mũi khoan dưới độ sâu 2.400m của tàu giàn khoang
Cụm thủy lực tiếp nhận tín hiệu điện tử tại bàn điều khiển trên tàu và chuyển thành lệnh cho mũi khoan dưới độ sâu 2,5km thực hiện nhiệm vụ. Trong dự án này, cả van cân bằng lẫn van đóng/mở đều được sử dụng, và bộ điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ giúp mạch thủy lực đáp ứng được các tính chất của công việc.
Để phát triển, thiết kế và sản xuất cụm thủy lực theo các yêu cầu khác nhau, đáp ứng cho những nhiệm vụ riêng biệt một cách kinh tế nhất, đòi hỏi các kiến thức sâu rộng cũng như sự dày dặn kinh nghiệm của công ty trong lĩnh vực công nghệ điều khiển và kỹ thuật ứng dụng. Sản xuất độc quyền các khối thủy lực rất chú trọng vào đảm bảo thời gian hoàn thành ngắn, kể cả sản xuất số lượng nhiều hay ít.
Về công ty Gerhard Ruppel Hydraulik Ruppel Hydraulik & Maurer Servicetechnik là công ty đã có 45 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thủy lực. Với Giám đốc điều hành là ông Gerhard W. Ruppel, công ty có văn phòng tại Bad Münder, CHLB Đức đã tuyển chọn được đội ngũ chuyên gia, kỹ sư và kỹ thuật viên lành nghề. Ruppel sản xuất và phân phối các máy móc, linh kiện công nghiệp chất lượng cao như cụm điều khiển, tổ máy, van và xy lanh, cũng như cung cấp cung cấp dịch vụ lắp đặt, đào tạo, hỗ trợ tại chỗ và bảo dưỡng, sửa chữa. Bên cạnh các sản phẩm tiêu chuẩn, công ty cũng có kinh nghiệm đặc biệt trong việc thiết kế, sản xuất các giải pháp hệ thống thủy lực riêng cho từng trường hợp cụ thể của khách hàng.
Liên hệ Gerhard W. Ruppel Hydraulik Tel.: +49 (0) 5042 9322 10 Fax: +49 (0) 5042 9322 93
(Nguồn: EMS Magazine/ Gerhard W. Ruppel Hydraulik)
