Разработки ООО НПФ Гидромеханика

  Разработки ООО "НПФ "Гидромеханика" позволяют для любых задач, требующих использования приводов гидравлических, применять так называемый принцип "открытой архитектуры", предполагающий комбинирование любых гидравлических систем с помощью набора стандартных унифицированных модулей.
   Системообразующим элементом в этой концепции является патентованный многофункциональный гидравлический модуль серии ИПК (Рис.1). С помощью модулей серии ИПК решаются любые задачи промышленного гидропривода. Набирая их в параллель, мы создаем привод гидравлический для любых гидрофицированных систем любой требуемой мощности (Рис.2).
               Универсальный насосно-аккумуляторный гидравлический модуль ИПК для любых гидросистем.                           Универсальный источник гидропитания 10ИПК6Б-250/160 для замены насосно-аккумуляторных станций.
                                            Рис.1 Модуль ИПК.                                      Рис.2 Насосно-аккумуляторный источник гидропитания
                                                                                                                    из десяти модулей ИПК установленной мощности 1.6 МВА.

   Не будет являться проблемой в этой концепции и гидравлическая среда. Для перехода на требуемую жидкость используются специальные модули серий ВМ, ГМ, КМ. позволяющие преобразовывать энергию минерального масла под давлением, передаваемую модулем ИПК в энергию любой другой жидкости или газа. Это и вода (Рис.3), и кислоты и щелочи, а также воздух, азот, аргон (Рис.4) и т.д.
   Модули серий ВМ, ГМ, КМ позволяют преобразовывать установленную мощность ИПК с помощью эффекта мультипликации как по параметру требуемого давления (до тысяч атмосфер), так и по параметру требуемого расхода (до тысяч л/мин).
        Гидравлическая стойка модулей серии ВМ (вода-масло).           Модуль типа ГМ (газ-масло).
  Рис.3 Гидравлическая стойка модулей серии ВМ (вода-масло).                 Рис.4 Модуль типа ГМ (газ-масло).


   С помощью модулей, создаются компрессорные, вакуумные и холодильные системы, а также системы водоснабжения, отопления, пульпопроводы, системы густой смазки и т.д. (Рис.5). Причем системы, построенные на основе модулей ИПК, не имеют внутренних конфликтов, характеризующихся гидроударами, и имеют колоссальный запас устойчивости при жестких и случайных по времени динамических режимах. Это становится возможным благодаря принципу внутренней ненапряженности, при котором не мы выбираем внутренние параметры системы, а система их "устанавливает" самостоятельно в согласии с природой явления. Мы же меняем лишь граничные условия, направляя процесс в нужное нам русло.
   Комбинирование любых из вышеназванных схем с применением унифицированных модулей, построенных на принципах внутренней ненапряженности, не требует каких либо специальных знаний в области решаемых с помощью этого оборудования задач. Только при этой концепции становится возможным создание сколь угодно мощных, протяженных и разветвленных гидросистем.

Источник гидропитания гидросбива листопрокатного стана 1800.
          Рис.5 Источник гидропитания гидросбива листопрокатного стана 1800.

   В альтернативной концепции при укоренившихся традиционных подходах, когда разработчики пытаются расчетно установить максимальное количество параметров и управлять ими (принуждать внутренние состояния системы) появляются ограничения на мощность и динамику системы, так как неизбежные при этих расчетах неточности (динамически изменяющиеся фазовые сдвиги), вносимые в управление, многократно усиливаются, делая систему напряженной, внутренне конфликтной и противоречивой, а в конечном счете, после определенного предела и неработоспособной.
   Именно в рамках этой ущербной концепции получили широкое распространение так называемые индивидуальные гидроприводы, в которых задача минимизации внутренней конфликтности вынудила раздробить требуемую общую мощность единой системы на части. Но этот прием несет в себе другой не менее существенный минус, а именно, многократное превышение суммарной установленной мощности против мощности необходимой. Иными словами очень низок коэффициент загрузки оборудования, а с учетом требуемого 100% резерва в некоторых случаях он просто ничтожен.
   С учетом вышесказанного, решая проблемы привода гидравлического, появляется возможность взглянуть на любую проблему шире, а именно, с позиций материальных и энергетических затрат всего технологического комплекса, а также с учетом новых потенциальных возможностей предлагаемого оборудования.

   Все выпускаемое оборудование сертифицированно (см. сертификат).

     Модуль гидравлический.

   Любой источник гидропитания может собираться из неограниченного количества модулей ИПК, причём конфликт их собственных регуляторов между собой исключён.

   Модуль гидравлический - насосный блок, являющийся универсальным (групповым, индивидуальным) гидравлическим приводом, выполненным на принципах ультраустойчивости, с регулятором типа "предиктор-корректор", позволяющим автоматически изменять подачу рабочей жидкости по фактической потребности гидросистемы в режиме реального времени (без фазового сдвига).
Схема ИПК6Б.    Модуль гидравлический ИПК состоит из регулируемого насоса со следящим механизмом изменения подачи и блока автоматического регулирования подачи и поддержания стабильного давления, который является одновременно газогидравлическим микроаккумулятором поршневого типа, шток которого соединен с органом управления регулируемого насоса. Штоковая (гидравлическая) часть микроаккумулятора соединена с напорной магистралью. Поршневая часть микроаккумулятора заряжена азотом на рабочее давление, причем объем газа определяет пределы изменения давления в гидросистеме. Величина хода поршня МА соответствует полному диапазону регулирования производительности насоса. Конструктивно модуль гидравлический не подпадает под регистрацию "Росгортехнадзора", независимо от мощности модуля.
   Работает гидравлический модуль следующим образом. При отсутствии управляющих сигналов на распределителях, расхода жидкости нет. В этом случае насос Н гидравлического модуля имеет нулевую подачу. Как только появляется управляющий сигнал на распределителе, открывается его дроссельное отверстие, под действием перепада давления жидкость из микроаккумулятора МА устремляется к потребителю - цилиндру или гидромотору, поршень микроаккумулятора подсаживается, одновременно своим штоком воздействуя на механизм изменения подачи насоса, увеличивая ее до тех пор, пока перепад давления не сведется к нулю. Таким образом, каждому положению поршня соответствует своя подача, которая зависит от величины открытия дроссельных отверстий распределителей в данный момент времени.
   При перекрытии распределителя, избыток жидкости устремляется в микроаккумулятор. Поршень поднимается, выводя подачу насоса на нулевую. Таким образом, модуль гидравлический имеет встроенный микроаккумулятор, способный при перекрытии распределителей принимать избыток жидкости, удерживая стабильное давление, а при их открытии - выдавать недостающий дефицит жидкости, также удерживая стабильное давление при переходных режимах. Те же самые рассуждения справедливы и при включении-выключении любой комбинации распределителей (сервозолотников). Маневровый объем микроаккумулятора рассчитывается таким образом, что не допускает изменений давления при переходных процессах в моменты изменения подачи насоса. Теоретически, параметр давления в гидравлическом модуле вынесен за пределы системы. Модуль гидравлический имеет характеристику насосно-аккумуляторной станции, но, в отличие от нее, не имеет гидроударов в принципе.
   Ниже на рисунке приведена расходная характеристика насосно-аккумуляторного гидравлического модуля, где: tН - постоянная времени регулируемого насоса (время выхода на номинальную подачу), прямая 1 - разрядная характеристика микроаккумулятора, прямая 2 - характеристика подачи насоса, прямая 3 - суммарная характеристика подачи модуля (пунктирные линии - семейство характеристик модуля), прямая 4 - стабильное рабочее давление.
                        Расходная характеристика насосно-аккумуляторного гидравлического модуля ИПК.
   В терминах теории информации аккумулятор и насос гидравлического модуля образуют собой систему "предиктор-корректор" (предсказатель-поправщик), реализующую высшую форму управления. Математически в комплексной форме этот тандем описывается выражением: Y(ω)*Y(ω)¯¹=W, где Y(ω) - минимально-фазовая частотная характеристика аккумулятора, обратная ей Y(ω)¯¹ - характеристика насоса, W - сглаженный спектр мощности (см. теорию линейного минимального квадратичного сглаживания и предсказания).


Схема нового источника гидропитания ИПК.01, отличающегося от предыдущего ИПК6Б тем, что регулятор автоматического изменения подачи совмещен с клапаном который соединен со сливом.   ООО "НПФ "Гидромеханика" продолжая работу над совершенствованием модулей гидравлических типа ИПК, разработала взамен серии ИПК X новую серию ИПК.XX. Эта серия отличается от предыдущей тем, что регулятор автоматического изменения подачи совмещен с клапаном который соединен со сливом.
   Таким образом, решена функция защиты гидросистемы от любых перегрузок, в независимости от их происхождения, будь то динамические условия возникновения гидроудара или внешняя энергия воздействующая на гидросистему (например от удара сляба в валки прокатного стана или бойка кузнечного молота в наковальню), давление останется неизменным. Гидросистема на базе модуля ИПК.01 не имеет традиционного разгрузочно-предохранительного клапана настраиваемого на рабочее давление. ИПК.01 не требует настройки, а потому чрезвычайно прост в обслуживании и не требует специальных знаний.


Таблица модулей гидравлических
с автоматически регулируемой подачей рабочей жидкости
Базовый насос
Модуль гидравлический
Производительность Q, л/мин
Рабочее давление P, МПа(кгс/см²)
Мощность электродв. N, кВт
серия ИПК
новая серия ИПК
                                   Универсальный насосно-аккумуляторный гидравлический модуль для любых гидросистем. Универсальный насосно-аккумуляторный гидравлический модуль для любых гидросистем.
              ИПК2           Универсальный насосно-аккумуляторный гидравлический модуль для любых гидросистем.
1НАС-Ф-63/22
ОАО Шахтинский Завод "Гидропривод"
Насос радиально-поршневой регулируемый 1НАС-Ф ОАО Шахтинского Завода Гидропривод
ИПК2Б-63/10
ИПК.02-63/10
от 0 до 90
6.3(63)
10
ИПК2Б-63/18,5
ИПК.02-63/18,5
10(100)
18,5
ИПК2Б-63/22
ИПК.02-63/22
12.5(125)
22
ИПК2Б-63/30
ИПК.02-63/30
16(160)
30
ИПК2Б-63/37
ИПК.02-63/37
20(200)
37
            ИПК5               Универсальный насосно-аккумуляторный гидравлический модуль для любых гидросистем.
50НРР125
ОАО Харьковский Завод "Гидропривод" Насос радиально-поршневой регулируемый 50НРР125 ОАО Харьковского Завода Гидропривод
ИПК5Б-125/22
ИПК.05-125/22
от 0 до 160
6.3(6.3)
22
ИПК5Б-125/30
ИПК.05-125/30
10(100)
30
ИПК5Б-125/37
ИПК.05-125/37
12.5(125)
37
ИПК5Б-125/45
ИПК.05-125/45
16(160)
45
ИПК5Б-125/63
ИПК.05-125/63
20(200)
63
ИПК5Б-125/75
ИПК.05-125/75
25(250)
75
ИПК5Б-125/110
ИПК.05-125/110
32(320)
110
ИПК5Б-125/110
ИПК.05-125/110
35(350)
110
ИПК5Б-125/150
ИПК.05-125/150
50(500)
150
50НРР250
ОАО Харьковский Завод "Гидропривод" Насос радиально-поршневой регулируемый 50НРР250 ОАО Харьковского Завода Гидропривод
ИПК5Б-250/30
ИПК.05-250/30
от 0 до 210
6.3(63)
30
ИПК5Б-250/45
ИПК.05-250/45
10(100)
45
ИПК5Б-250/55
ИПК.05-250/55
12.5(125)
55
ИПК5Б-250/63
ИПК.05-250/63
16(160)
63
ИПК5Б-250/90
ИПК.05-250/90
20(200)
90
ИПК5Б-250/110
ИПК.05-250/110
25(250)
110
ИПК5Б-250/132
ИПК.05-250/132
32(320)
132
ИПК5Б-250/150
ИПК.05-250/150
35(350)
150
ИПК5Б-250/200
ИПК.05-250/200
50(500)
200
50НРР500
ОАО Харьковский Завод "Гидропривод" Насос радиально-поршневой регулируемый 50НРР250 ОАО Харьковского Завода Гидропривод
ИПК5Б-500/55
ИПК.05-500/55
от 0 до 420
6.3(63)
55
ИПК5Б-500/90
ИПК.05-500/90
10(100)
90
ИПК5Б-500/110
ИПК.05-500/110
12.5(125)
110
ИПК5Б-500/132
ИПК.05-500/132
16(160)
132
ИПК5Б-500/160
ИПК.05-500/160
20(200)
160
ИПК5Б-500/200
ИПК.05-500/200
25(250)
200
ИПК5Б-500/250
ИПК.05-500/250
32(320)
250
ИПК5Б-500/315
ИПК.05-500/315
35(350)
315
ИПК5Б-500/400
ИПК.05-500/400
50(500)
400
            ИПК6                Универсальный насосно-аккумуляторный гидравлический модуль для любых гидросистем.
РНАС 32/35
ОАО Шахтинский Завод "Гидропривод"

Насос радиально-поршневой регулируемый РНАС ОАО Шахтинского Завода Гидропривод
ИПК6Б-32/5.5
ИПК.06-32/5.5
от 0 до 44
6.3(63)
5.5
ИПК6Б-32/7.5
ИПК.06-32/7.5
10(100)
7.5
ИПК6Б-32/11
ИПК.06-32/11
12.5(125)
11
ИПК6Б-32/15
ИПК.06-32/15
16(160)
15
ИПК6Б-32/18.5
ИПК.06-32/18.5
20(200)
18.5
ИПК6Б-32/22
ИПК.06-32/22
25(250)
22
ИПК6Б-32/30
ИПК.06-32/30
32(320)
30
ИПК6Б-32/30
ИПК.06-32/30
35(350)
30
РНАС 63/35
ОАО Шахтинский Завод "Гидропривод"

Насос радиально-поршневой регулируемый РНАС ОАО Шахтинского Завода Гидропривод
ИПК6Б-63/10
ИПК.06-63/10
от 0 до 90
6.3(63)
10
ИПК6Б-63/18.5
ИПК.06-63/18.5
10(100)
18.5
ИПК6Б-63/22
ИПК.06-63/22
12.5(125)
22
ИПК6Б-63/30
ИПК.06-63/30
16(160)
30
ИПК6Б-63/37
ИПК.06-63/37
20(200)
37
ИПК6Б-63/45
ИПК.06-63/45
25(250)
45
ИПК6Б-63/55
ИПК.06-63/55
32(320)
55
ИПК6Б-63/75
ИПК.06-63/75
35(350)
75
РНАС 125/35
ОАО Шахтинский Завод "Гидропривод"

Насос радиально-поршневой регулируемый РНАС ОАО Шахтинского Завода Гидропривод
ИПК6Б-125/22
ИПК.06-125/22
от 0 до 170
6.3(63)
22
ИПК6Б-125/30
ИПК.06-125/30
10(100)
30
ИПК6Б-125/37
ИПК.06-125/37
12.5(125)
37
ИПК6Б-125/45
ИПК.06-125/45
16(160)
45
ИПК6Б-125/75
ИПК.06-125/75
20(200)
75
ИПК6Б-125/90
ИПК.06-125/90
25(250)
90
ИПК6Б-125/110
ИПК.06-125/110
32(320)
110
ИПК6Б-125/132
ИПК.06-125/132
35(350)
132
РНАС 250/35
ОАО Шахтинский Завод "Гидропривод"

Насос радиально-поршневой регулируемый РНАС ОАО Шахтинского Завода Гидропривод
ИПК6Б-250/45
ИПК.06-250/45
от 0 до 350
6.3(63)
45
ИПК6Б-250/75
ИПК.06-250/75
10(100)
75
ИПК6Б-250/90
ИПК.06-250/90
12.5(125)
90
ИПК6Б-250/110
ИПК.06-250/110
16(160)
110
ИПК6Б-250/132
ИПК.06-250/132
20(200)
132
ИПК6Б-250/160
ИПК.06-250/160
25(250)
160
ИПК6Б-250/200
ИПК.06-250/200
32(320)
200
ИПК6Б-250/2
ИПК.06-250/2
35(350)
250

ИПК7                       
НАСФ74М-45/32
ОАО Харьковский Завод "Гидропривод"

Насос аксиально-поршневой регулируемый НАСФ74М ОАО Харьковского Завода Гидропривод
ИПК7Б-45/7.5
ИПК.07-45/7.5
от 0 до 57
6.3(63)
7.5
ИПК7Б-45/11
ИПК.07-45/11
10(100)
11
ИПК7Б-45/15
ИПК.07-45/15
12.5(125)
15
ИПК7Б-45/18.5
ИПК.07-45/18.5
16(160)
18.5
ИПК7Б-45/22
ИПК.07-45/22
20(200)
22
ИПК7Б-45/30
ИПК.07-45/30
25(250)
30
ИПК7Б-45/37
ИПК.07-45/37
32(320)
37
НАСФ74М-90/32
ОАО Харьковский Завод "Гидропривод"

Насос аксиально-поршневой регулируемый НАСФ74М ОАО Харьковского Завода Гидропривод
ИПК7Б-90/15
ИПК.07-90/15
от 0 до 122
6.3(63)
15
ИПК7Б-90/30
ИПК.07-90/30
10(100)
30
ИПК7Б-90/30
ИПК.07-90/30
12.5(125)
30
ИПК7Б-90/37
ИПК.07-90/37
16(160)
37
ИПК7Б-90/55
ИПК.07-90/55
20(200)
55
ИПК7Б-90/63
ИПК.07-90/63
25(250)
63
ИПК7Б-90/75
ИПК.07-90/75
32(320)
75
НАСФ74М-224/32
ОАО Харьковский Завод "Гидропривод"

Насос аксиально-поршневой регулируемый НАСФ74М ОАО Харьковского Завода Гидропривод
ИПК7Б-45/7.5
ИПК.07-45/7.5
от 0 до 200
6.3(63)
30
ИПК7Б-45/11
ИПК.07-45/11
10(100)
37
ИПК7Б-45/15
ИПК.07-45/15
12.5(125)
55
ИПК7Б-45/18.5
ИПК.07-45/18.5
16(160)
63
ИПК7Б-45/22
ИПК.07-45/22
20(200)
75
ИПК7Б-45/30
ИПК.07-45/30
25(250)
110
ИПК7Б-45/37
ИПК.07-45/37
32(320)
132

ИПК8                       
ИПК8
ООО НПФ "Гидромеханика"
ИПК8Б-1.3/2.2
ИПК.08-1.3/2.2
от 0 до 2
80(800)
2.2

   Модули гидравлические.


     Баки для рабочей жидкости.

   Бак служит для размещения рабочей жидкости, используемой в гидравлической системе. Минимальная ёмкость бака определяется изменением ёмкости агрегатов гидравлической системы.
   На боковых поверхностях устанавливаются: запорная арматура (шаровые краны), визуальный указатель уровня, датчик уровня жидкости (ёмкостной выключатель типа ВЕ), термодатчик (термосопротивление типа ТСМУ), манометры газовой и напорной магистралей, арматура для зарядки газового коллектора. Ёмкостной выключатель отключают насосы модулей при снижении уровня масла в баке до аварийного. Термодатчик отключает источник гидропитания при аварийном повышении температуры рабочей жидкости.
Таблица стандартных изготавливаемых баков
Объём бака, л
Параметры габаритов
Высота, мм
Ширина, мм
Длина, мм
350
756
600
808
700
1200
600
1000
1200
1300
750
1300
1500
1400
800
1400
2000
1775
700
1800
3000
1775
1000
1800
4000
1775
1300
1800
5000
2000
1400
1800
6000 (цилиндрический)
2720
Ø1750
 



     Алгоритм выбора источника гидропитания.

   Выбор источника гидропитания осуществляется по трём параметрам:
     1. По рабочему давлению Р (или по установленной мощности эл. двигателя).
     2. о максимальному расходу рабочей жидкости (т.е. по производительности и количеству модулей).
     3. Наличие резервного модуля.

   Рассмотрим выбор источника гидропитания на примере замены насосно-аккумуляторной станции НАС-1900, с рабочим давлением 6.3 МПа, печи ДСП-50. Это сложная техническая задача легко решается с помощью гидравлических модулей, способных автоматически выдавать требуемые подачи при стабильном давлении.
   Определим максимальный расход рабочей жидкости для дуговых сталеплавильных печей. При форсированном поднятии трёх электродов одновременно, он составляет:

          Q=3*Sпл*V                , где Sпл - площадь плунжера (Ø=2.5 мм)
                                                           V - скорость перемещения плунжера(V = 45 дм/мин)
          Q=3*0.785*2.5²*45=662 л/мин

   Следующим шагом является выбор модуля из общей таблицы. Предпочтительным является ИПК.01-250/45. Для полученного расхода необходимо два рабочих и один резервный.
   Запишем шифр полученного источника гидропитания

          3ИПК.01-250/45      , где первая цифра указывает на количество модулей.

   Выбор маслобака:
   Объём маслобака определяется по максимальному заполнению механизмов печи плюс минимальный уровень рабочей жидкости. Для ДСП максимальное потребление жидкости происходит при операции "Слив стали", т.е. в период полного поднятия электродов и наклона печи. Объём рабочей жидкости будет составлять:

          V=3*Sпл*hпл + 2*Sп*hп      , где Sпл - площадь плунжера гидроцилиндров перемещения электродов
                                                                    hпл - ход электродов
                                                                       Sп - площадь поршня гидроцилиндра наклона
                                                                       hп - ход гидроцилиндра наклона
          V=3*4.9*35+2*12.56*38=1470 л

   Согласно рекомендациям, объём бака составляет 2 маневровых объёма. В итоге необходимый объём бака составляет 3 м³.


   Примеры реализованных источников гидропитания:
       ИПК6Б-32/4
       2ИПК6Б-125/45
       2ИПК6А-250/37
       3ИПК6Б-250/110-1000
       3ИПК6Б-250/110-1500
       3ИПК6Б-250/160
       9ИПК6Б-250/160
       10ИПК6Б-250/160