Hydraulik-Zylinder als Pumpe

Hier mal eine Anwendung, in welcher die Zylinder aus Kraft Druck erzeugen sollen:
An einem Seil wird mit einer Kraft von 450 kN gezogen. Es bewegt sich um 9,6 m hin und her (Seilschlinge) Über einen Flaschenzug kann dieser Weg auf z.B. 2,4 m untersetzt werden.
Die Bewegung dauert jeweils z.B. 4 Sekunden ( und kehrt danach um).
In dieser Zeit sollen 560 Liter Volumenstrom mit 280 bar erzeugt werden. (4 MW Power-Transfer)
Mit Hydraulik-Zylindern ist diese Wandlung evtl. zu erreichen:

Angenommen: Zylinder D=140 mm mit 2.400mm Bewegungslänge, Vorschub 0,6 m /s
würden 8 Zylinder parallel benötigt, um den gewünschten Volumenstrom zu erzeugen.
Als Double-Action Ausführung über einen Last-Kreutzverteiler könnten beide Bewegungsrichtungen bedient werden.

Leider habe ich nur Zylinder mit 0,3 m/s gefunden.
Gäbe es die Möglichkeit - durch z.B. gößere Anschluss-Weite -
die Zylinder doppelt schnell zu bewegen ?
Oder wird die Geschwindigkeit durch andere Faktoren begrenzt als den Volumenstrom in den Zuleitungen ?

Angestrebt : Betrieb mit Klarwasser .
mit Composite-Variante wäre das wohl möglich -
Auskunft von Hersteller: "ich wüsste nicht, was dagegensprechen würde"
Georg Hauser 0341 2639 3064 tibhauser@aol.com
 
Oder wird die Geschwindigkeit durch andere Faktoren begrenzt als den Volumenstrom in den Zuleitungen ?

Ja, z.B. lassen die Dichtungen auch nur bestimmte Geschwindigkeiten zu. Für höhere Geschwindigkeiten könnte es ggf. noch andere Dichtungen geben.
Auch das Medium (wie hier Wasser) begrenzt die Hubgeschwindigkeit. Je schlechter schmierend, desto langsamer ;) oder: Je schlechter schmierend, desto höher der Verschleiß. Sind die 0,3 m/s überhaupt Werte für Wasserhydraulik? Oder ist das ein Wert für einen Ölhydraulikzylinder?
Frag bei dem Hersteller explizit nach, ob er schon Erfahrung mit Wasser hat.
Aus was für Materialien sind die anderen Komponenten? Ich hoffe irgendwas, was korrossionsbeständig ist ;)
 
Das ist der Wert für einen Ölhydraulikzylinder - allerdings scheinen mir 0,6m/s noch nicht so wahnsinnig schnell, dass die Dichtung dabei heiß werden könnte - zumal der Zylinder ja beidseitig mit Fluid gefüllt ist
 
Unterschätz die Geschwindigkeit nicht, die Dichtung muss ja auch noch dem Druck standhalten. Hier mal Daten einer Standardkolbendichtung:
http://www.tss.trelleborg.com/de/de...detailpages_pistonseals/dbm-compact-seal.html
Und da ist die max. Geschwindigkeit mit 0,5 m/s angegeben, allerdings immer auf Öl bezogen.

Es geht nicht nur ums heiß werden, sondern dass die Dichtung überhaupt noch dichtet und kein - bzw. nur sehr wenig - Medium von der Druckkammer in die drucklose Kammer gelangt und das auch über einen langen Zeitraum. Wichtig für den Hersteller wäre noch zu wissen, ob es eine Anwendung ist, die nur zwischendurch mal einen Hub macht oder ob hier viele Hübe nacheinander getätigt werden.

btw: Ich habe bei einem Ölhydraulikzylinderhersteller gelernt, deshalb konnte ich ein paar Infos geben ;)
 
Die Bewegung wird ständig ausgeführt - spezieller Typ von Windkraft-Generator .
Wahrscheinlich ist es auch kein Problem, die doppelte Anzahl Zylinder anzuhängen.
So halbiert sich der Weg - somit sind dann also 16 anstatt 8 Zylinder am Arbeiten.
Allerdings scheinen mir die üblichen Zuleitungen für diesen Missbrauch als Pumpe
etwas zu gering vom Querschnitt - im Interesse von niedrigeren Strömungsverlusten
wären stärkere Leitungen evtl günstiger.
Immerhin werden mehr als 2000 Liter / Minute duchgescheucht.
Der Volumenstrom soll dann einen DDM oder eine Pelton treiben und darüber dann den Elt-Generator.
 
Größere Querschnitte sollten machbar sein. Sind halt dann Sonderzylinder, aber das bietet fast jeder Hersteller an, dass er sein Standardprogramm noch an die Kundenwünsche anpasst.

Was ist ein DDM?
Und warum funktioniert eine Peltonturbine nur mit Wasser? Der Turbine sollte es doch egal sein, was für ein Fluid sie abbekommen. Durch andere Viskositäten vom Öl könnte es höchstens sein, dass die Beschleunigungszeit um auf Drehzahl zu kommen eventuell länger dauert.

Soll das alles im Turbinenhaus das Windkraftgenerators passieren? Wenn ja, dann ist es verständlich, dass Öl nicht so gerne gesehen wird, da ja dann sichergestellt werden muss, dass alles auch 100% dicht ist. Wenn mal ein wenig Wasser tröpfelt, ist es nicht ganz so dramatisch.
 
hier ein Link -- alle Dichtungen Double Action 350 bar mit 4 m/s:
http://www.parker.com/portal/site/P...cc9b5bbec622110VgnVCM10000032a71dacRCRD&from=

DDM Digital Displacement Motor (ARTEMIS Intelligent Power; MHI)
Gegnüber üblichem H-Motor eff. >95%

Pelton das Verhalten von Öl in der Düse und am Ablenker dürfte sich von Wasser ziemlich unterscheiden -
- auch ist die Dichte von Öl geringer, somit ist auch die Auftreff-Energie an der Schaufel anders -
- die Tubine müsste ganz neu ausgelegt werden - da wird die Soße teurer als der Braten
Fluids sind teilweise Öl-Wasser-Emulsionen. Nach der Düse beim Zersprühen ==> Gefahr der Entmischung.

Alles in der Windkraftanlage [WKA] - aber am Boden, nicht oben.
Die Anlage hat zwar einen Azimutkopf, da sind aber nur die Aufhängung und Steuerungen für die Strömungselemente und der Kraftabgriff von der Ozillations-Bewegung angeordnet.

Ein Variante sieht vor, das Fluid von mehreren WKA zu sammeln und auf eine gemeinsame Pelton zu leiten.
Das würde je Anlage 2 x 200 m Druckrohrleitung erfordern -
Dazu noch der Druck-Sammelbehälter und der Ablauftrakt -
das sind dann ziemliche Massen an Fluid - und viele möglichkeiten für Undichtheiten
- insofern wäre Wasser die bessere Lösung 7er-Gruppe, 28 MW : ca. 60 m³/min bei ~300 bar
Die Kosten für mehrere hundert m³ Fluid und die möglichen Schäden wären dann schon ganz erheblich.
 
Das DD Transmission System DDT liegt über einen weiten bereich bei ca. 93%
- allerdings ohne lange Verbindungsrohre - mit Rohren würde der Strömungswiderstand noch dazukommen ~0,5%
Bei einer 7er Gruppe mit 28 MW würde zusätzlich noch die Rückfluss-Pumpe etwa 1,2 MW abzwacken
nochmal ~4% minus
Übliche Hydraulik-Transmissionen haben wohl schon mal bis 30% Verluste außerhalb des Optimums.
Mechanische Getriebe könnten selbst bei gleicher Drehrichtung die Pausen an den Wendepunkten kaum verkraften.
 
Die Dichtung, die du verlinkst dürfte halt eine Sonderdichtung sein und höchstwahrscheinlich nur für Öle zulässig. Aber das müsste Parker sagen :)

Ok, DDM sagt mir jetzt was, kannte diese bisher nicht.

Stimmt, das Fluid wird sich anders verhalten. Eventuell könnte man auch sehr niedrigviskose Öle verwenden (ich weiß, an das Verhalten von Wasser kommen die trotzdem nicht ran), dann wäre der Schmiereffekt noch vorhanden und ggf. könnten die Dichtungen verwendet werden.
Oder du findest eben jemand aus der Wasserhydraulik, der einen passenden Zylinder anbietet.
 
Wie man sieht- ein Bein hängt immer draußen - vieleicht lässt sich noch eine andere Möglichkeit finden.
Da gäbe es noch die Variante fast ohne Fluid - Schwungmasse über Doppe-Gegenfreilauf auf Touren bringen und dann Switched-Reluctance-Generator über speed-sensible Fluidkupplung und Getriebe anteiben. Mal sehen.
 

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