Research on the assessment of flow and pressure pulses in oscillating hydraulic intensifiers

• Autorzy: Popescu Teodor Costinel , Chiriță Alexandru Polifron , Popescu Ana-Maria Carla

Identyfikatory

DOI

10.32056/KOMAG2020.4.2

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Some mining activities, such as interventions in the event of accidents, are carried out in narrow spaces, using small (single-or double-acting) hydraulic cylinders to obtain high static (press and squeeze) or dynamic (push and pull) forces. The opposite load of these forces can occur: at the end of the advance stroke; on the entire advance stroke; on both directions. There are two types of pumping units for these cylinders: units with positive displacement pumps and high-pressure hydraulic components, units with positive displacement pumps and low-pressure hydraulic components, plus oscillating pressure intensifiers (miniboosters). The second type, which generates high pressures with low-pressure systems, has the following advantages: lower price, higher energy efficiency and operational safety. The manufacturers of miniboosters do not specify the amplitude and frequency of pulses of pressure oscillators. In order to use these hydraulic pressure intensifiers in dynamic applications specific to mining activities, under conditions of maximum safety, the authors propose a solution for a test stand on which one can determine: flow and pressure pulse characteristics, their influence on the uniform displacement of the load of hydraulic cylinders supplied by pumping units equipped with miniboosters, functional characteristics, in dynamic and stationary modes, of pumping units with embedded miniboosters.

PL

Niektóre prace górnicze, takie jak akcja ratunkowa, są wykonywane w wąskich przestrzeniach, przy użyciu małych siłowników hydraulicznych (jednostronnego lub dwustronnego działania), w celu uzyskania dużych sił statycznych (naciskających i ściskających) lub dynamicznych (pchających i ciągnących). Przeciwny zwrot tych sił może wystąpić: po całkowitym wysunięciu tłoczyska; przy dowolnym wysunięciu tłoczyska przy przemieszczaniu tłoczyska w obu kierunkach. Istnieją dwa typy zespołów pompujących dla tych siłowników: z pompami wyporowymi i wysokociśnieniowymi elementami hydraulicznymi, z pompami wyporowymi i niskociśnieniowymi komponentami hydraulicznymi oraz oscylacyjnymi wzmacniaczami ciśnienia (miniboostery). Drugi typ, który generuje wysokie ciśnienia za pomocą systemów niskociśnieniowych, ma następujące zalety: niższa cena, wyższa efektywność energetyczna i bezpieczeństwo eksploatacji. Producenci minibosterów nie określają amplitudy i częstotliwości impulsów oscylatorów ciśnienia. Aby zastosować te hydrauliczne wzmacniacze ciśnienia w dynamicznych zastosowaniach specyficznych dla działalności górniczej, w warunkach maksymalnego bezpieczeństwa, autorzy proponują koncepcję stanowiska badawczego, na którym można określić: charakterystyki pulsacji przepływu i ciśnienia, ich wpływ na równomierny rozkład obciążenia siłowników hydraulicznych zasilanych przez agregaty pompowe wyposażone w minibostery, charakterystykę funkcjonalną w trybie dynamicznym i stacjonarnym zespołów pompowych z wbudowanymi miniboosterami.

Słowa kluczowe

EN

low-pressure pumping unit; generation of high pressure; oscillating pressure intensifiers; miniBOOSTER Hydraulics; flow and pressure pulses

PL

zespół pompowy niskiego ciśnienia; wytwarzanie wysokiego ciśnienia; oscylacyjne wzmacniacze ciśnienia; MiniBOOSTER Hydraulics; pulsacja przepływu i ciśnienia

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Mining Machines
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 4
• Strony: 14--23
• Opis fizyczny: Bibliogr.19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Popescu Teodor Costinel

• INOE 2000 -Subsidiary Hydraulics and Pneumatics Research Institute, 14 Cutitul de Argint Street, Bucharest, Romania

autor

Chiriță Alexandru Polifron

• INOE 2000 -Subsidiary Hydraulics and Pneumatics Research Institute, 14 Cutitul de Argint Street, Bucharest, Romania

autor

Popescu Ana-Maria Carla

• INOE 2000 -Subsidiary Hydraulics and Pneumatics Research Institute, 14 Cutitul de Argint Street, Bucharest, Romania

Bibliografia

• [1] Yongchao X., Jinyan S.: The Design of a comparative amplifier for deep sea. Advances in Engineering Research 2018 (8th International Conference on Manufacturing Science and Engineering (ICMSE 2018)), vol. 164, pp. 493-496, ISBN: 978-1-5108-6418-4.
• [2] Wang F., Gu L., Chen Y.: A hydraulic pressure-boost system based on high-speed On–Off valves. IEEE/ASME Trans. Mechatronics 2013, vol. 18, no. 2, pp. 733-743, DOI: 10.1109/TMECH.2011.2182654
• [3] Zwier M. P., vanGerner H. J., Wits W. W.: Modelling and experimental investigation of a thermally driven self-oscillating pump. Applied Thermal Engineering 2017,vol. 126, pp. 1126-1133, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.02.063
• [4] Khandekar S., Dollinger N., Groll M.: Understanding operational regimes of closed loop pulsating heat pipes: an experimental study. Applied Thermal Engineering 2003, vol. 23, no. 6, pp. 707-719, DOI: 10.1016/S1359-4311(02)00237-5
• [5] Dobson R.T.: An open oscillatory heat pipe water pump. Applied Thermal Engineering2005, vol. 25, no. 4, pp. 603-621, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2004.07.005
• [6] Dobson R.T.: Theoretical and experimental modelling of an open oscillatory heat pipe including gravity. International Journal of Thermal Sciences 2004, vol. 43, no. 2, pp. 113-119, DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2003.05.003
• [7] Yang F., Tadano K., Li G., Kagawa T.: Analysis of the Energy Efficiency of a Pneumatic Booster Regulator with Energy Recovery. Applied Sciences 2017, vol. 7, no. 8, paper ID 816, DOI:10.3390/app7080816
• [8] Nazarov F., Rakova E., Weber J., Vardini A. R.: A Novel Approach for Pneumatic Pressure Booster. In: Proceedings of 11th International Fluid Power Conference 11. IFK, vol. 3, pp. 222-235, DOI: 10.18154/RWTH-2018-224786
• [9] Sorokodum E.: Vortex-oscillating pump for pumping oil sludge. http://www.vortexosc.com/images/pdf/PumpOilSludgeEng.pdf[accessed: 16.10.2020].
• [10] Levinsen A.: Scanwill fliud power—Unique hydraulic pressure intensifier solutions. http://www.luvra-hydraulik.de/fileadmin/web_data/downloads/Luvra-Hydraulik-Scanwill-0915.pdf[accessed: 16.10.2020].
• [11] Gannon M.: How can hydraulic pressure intensifiers improve your system design? https://www.fluidpowerworld.com/can-hydraulic-pressure-intensifiers-improve-system-design/[accessed: 12.10.2020].
• [12] https://www.scanwill.com/files/documents/Scanwill-productsheet-en.pdf[accessed: 08.10.2020].
• [13] Espersen C.: Pressure Boosters in Hydraulic Systems –A Solution Which Is Often Overlooked.https://www.minibooster.de/fileadmin/user_upload/press_kit/english/minibooster_english.pdf[accessed: 12.10.2020].
• [14] Pioneer Machine Tools, Inc.: The increase pressure actuation system of hydraulic boosters HC series. http://www.pmt-pioneer.com/en/product-detail5.html[accessed: 09.10.2020].
• [15] Zardin B., Cillo G., Zavadinka P., Hanusovsky J., Borghi M.: Design and modelling of a cartridge pressure amplifier. In: Proceedings of the ASME/JSME/KSME Joint Fluids Engineering Conference 2019, vol. 1, article no. UNSP V001T01A043, DOI: 10.1115/AJKFluids2019-5474
• [16] Bartnicki A., Klimek A.: The research of hydraulic pressure intensifier for use in electric drive system. IEEE Access 2019, vol. 7, pp. 20172-77, DOI 10.1109/ACCESS.2019.2897148
• [17] Zardin B., Cillo G., Borghi M., Zavadinka P., Hanusovsky J.: Modelling and simulation of a cartridge pressure amplifier. In: Proceedings of the ASME-BATH Symposium on Fluid Power and Motion Control 2018, article no. V001T01A057
• [18] Popescu T.-C., Chirita P.-Al., Popescu A. I.: Increasing energy efficiency and flow rate regularity in facilities, machinery and equipment provided with high operating pressure and low flow rate hydraulic systems. In: Proceedings of 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018, vol. 18, pp. 401-408, DOI: 10.5593/sgem2018/4.1
• [19] https://www.minibooster.com/hc7/ [accessed: 12.10.2020].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).