-
PLATFORMĂ RIDICĂTOARE CU ACŢIONARE HIDRAULICĂ ŞI SISTEM DE
RECUPERARE A ENERGIEI
Corneliu CRISTESCU, Liliana DUMITRESCU, Magdalena NEACŞU,
Ioana ILIE, Genoveva VRINCEANU, Constanţa CRISTESCU
ELEVATING PLATFORM WITH HYDRAULIC DRIVING AND ENERGY RECOVERY
SYSTEM
The paper presents an experimental model for an elevating
platform
with hydraulic driving and energy recovery system, which aims
the demonstration of possibility for recovery the potential energy
from the lifting mechanisms with hydraulic driving. There are
presented the designing of model, conceptual schema of the
experimental model and the main components and subassemblies of the
model. The experimental model was used for a experimental research,
when were obtained o lot of graphical results regarding the
variation of the main functional parameters of the platform, but
this results will be presented in future paper. They have clearly
demonstrated the possibility of potential energy recovery at
elevating platforms. Keywords: energy recovery, testing,
experimental research, energy efficiency, sensors and transducers,
data acquisition
Cuvinte cheie: recuperarea energiei, stand de testare, cercetare
experimentală, eficienţă energetică, senzori şi traductoare,
achiziţie date
1. Introducere O categorie importantă de echipmente de ridicare
o constituie
platformele ridicătoare cu acționare hidraulică utilizate, de
regulă, de către persoanele cu disabilităţi de deplasare, pentru
accesul acestora
591
-
în clădirile publice (primării, consilii locale, spitale, săli
de spectacole, muzee etc.) [1], la care se referă, în special,
prezentul articol.
Există, însă, o serie întreagă de echipamente ridicătoare
utilizate în alte domenii, cum ar fi în construcţii, unde, de
asemenea, sunt folosite pentru diverse operaţii de ridicare a unor
greutati/sarcini.
Toate aceste echipamente sau platforme, majoritatea cu acţionare
hidraulică, la fiecare cursă ascendentă, generează energia necesară
pentru efectuarea lucrului mecanic necesar de ridicarea a sarcinii,
după care această energie potenţială acumulată este disipată în
mediu, de regulă prin droselizarea lichidului care, astfel, se
încălzeşte şi necesită o energie suplimentară pentru răcirea
fluidului.
În aceste condiţii, randamentul acestor echipamente este scăzut
şi necesită măsuri care să conducă la creşterea lui.
Problema tehnică care se pune este dacă putem să recuperăm măcar
o parte din această energie potenţială, în scopul reutilizării
acestei energii în fazele active de ridicare ale următorului ciclu
de lucru, fapt ce conduce la creşterea substanţială a randamentului
energetic, respectiv la scăderea consumului de energie. Dar, pentru
aceasta, trebuie găsite soluţii tehnice inteligente, cu mare
eficienţă energetică. Iata de ce, în acest articol, se prezintă o
soluţie tehnică proprie care conduce la recupera unei părţi din
energia potenţială disponibilă şi reducerea consumului energetic al
platformei.
De aceea, unul dintre domeniile prioritare de cercetare, al
Institutului de Hidraulică şi Pneumatică INOE 2000-IHP din
Bucureşti, este acela al recuperării energiei în echipamentele şi
sistemele tehnice în scopul reducerii consumurilor energetice,
unele rezultate obţinute, în mod deosebit în recuperarea şi
reutilizarea energiei cinetice la frânarea autovehiculelor hibride
termo-hidraulice, fiind, deja, comunicate [2], [3].
Se prezintă un model experimental de platformă ridicătoare cu
acţionare hidraulică de la un motor hidraulic liniar (cilindru
hidraulic), dotată cu un sistem hidro-pneumatic de recuperare a
energiei potenţiale şi reutilizarea acesteia în faza de
ridicare.
2. Prezentarea platformei ridicatoare existente/clasice
Platforma ridicatoare existentă, cod PA 125-0, proiectată şi
executată de INOE 2000-IHP Bucureşti, este prezentată în figura
1, fiind destinată pentru accesul, în clădirile publice, a
persoanelor cu dizabilităţi locomotorii. Platforma a fost folosită
pentru implementarea sistemului hidraulic de recuperare a energiei
potenţiale, în scopul testării experimentale a soluţiei tehnice
pentru recuperarea energiei.
592
-
Platforma ridicătoare, prezentată în figura 1, se compune din
următoarele componente principale:
a) un mecanism din bare articulate, alcătuit din două
subansambluri în formă de “X”, articulate şi dispuse unul contra
celuilalt, având la partea superioară platforma propriu-zisă.
Elementele componente sunt profile metalice rectangulare articulate
prin bolţuri;
b) un cilindru hidraulic de actionare a platformei, cod CSL
2016, din producţia SC Hidraulica Plopeni, având funcțiile
următoare:
- la ieșirea tijei, platforma se ridică la înălţimea dorită sau
la înălţimea maximă permisă de mecanismul paralelogramic;
- la stationare, orificiile cilindrului hidraulic fiind blocate
hidraulic de nişte supape de sens unic, platforma stationeaza ferm,
permitind lucrul operatorului atât timp cât se doreste;
- la retragerea tijei: platforma coboară controlat.
Fig. 1 Platforma clasică
Fig. 2 Schema instalatiei hidraulice
Caracteristici tehnice ale cilindrului hidraulic sunt :
diametrul alezajului = 50,8 mm; diametrul tijei = 31,75 mm; cursa
totală = 406,4 mm;
593
-
presiunea nominală = 175 bar. c) Instalaţia hidraulică de
acţionare „clasică”, fără sistemul
de recuperare a energiei, are o construcţie specifică, cu
gabarit minim, care se încadrează în dimensiunile platformei
ridicătoare, chiar în poziţie de platformă coborâtă, închisă
complet. Elementele electrice (motor electric și distribuitor) se
alimentează la 220 V/50 Hz („casnic”).
Componenţa instalaţiei hidraulice de acţionare poate fi urmarită
în figura 2 şi constă din următoarele: poz. 1 = rezervor ulei cu V0
= 10 dm3; poz. 2 = filtru de ulei (sorb) montat pe aspiraţia
pompei; poz. 3 = motor electric asincron monofazat la 220 V/50 Hz,
N = 0,75 kW, poz. 4 = pompa cu roţi dinţate cu Vg = 3,2 cm3/rot,
asigurând un debit de 4,7 dm3/min la presiunea utilă de lucru; poz.
5 = supapa de presiune (siguranţă) directă, care permite o presiune
de de max. 100 bar; poz. 6 = supapă de sens unic; poz. 7 =
distribuitor cu închidere etanșă, tip „cartuş”, comandat electric
la 220 V/50 Hz (pozițiile 6 şi 7 au rolul de blocare hidraulică şi,
implicit, mecanică, a staţionării platformei în poziţia dorită);
poz. 8 = filtru umplere-aerisire rezervor; poz. 9 = robinet
actionat manual, având rolul de coborâre a platformei în cazul unei
avarii de natură electrică; poz. 10 = drosel, cu rol de reglare a
vitezei de coborâre a platformei; poz. 11 = supapa de siguranță, cu
rol de blocare a căderii platformei în cazul spargerii conductelor
(tevi, furtune); poz. 12 = manometru cu glicerină, 63, 0-250
bar.
3. Prezentarea platformei cu sistem de recuperare energie
Platforma ridicătoare cu sistem de recuperare a energiei,
prezentată în figura 3, se compune din elementele platformei
existente, clasice, pe care se implementează sistemul/modul de
recuperare a energiei potenţiale. Sistemul sau modulul hidraulic de
recuperare a energiei potenţiale completează instalaţia hidraulică
de acţionare „clasică”, în scopul recuperării energiei potenţiale
la coborârea sarcinii (greutăţii), prin captarea acesteia,
înmagazinarea în acumulatoare, urmată, apoi, de reutilizarea ei în
faza de ridicare a sarcinii /greutăţii.
Sistemul hidraulic de recuperare a energiei potenţiale este
prezentat în figura 4 şi are următoarea componență: poz. 15 =
traductor de cursă [4]; poz. 16 = manometru cu glicerină, 63, 0-250
bar; poz. 17 = bloc securitate acumulator Dn 10, Pn = 400 bar; poz.
18 = acumulator cu membrană V0 = 2,5 dm3, Pn = 400 bar. De
asemenea, sistemul mai are un bloc hidraulic (19) pe care sunt
montate elemente hidraulice (distribuitoare, traductor de debit,
supape de sens etc). Sistemul hidraulic de recuperare a energiei
potenţiale se află în faza de patentare la OSIM Bucureşti.
594
-
Fig. 3 Platforma cu sistem
de recuperare a energiei potenţiale
Fig. 4 Schema hidraulică a platformă cu sistem
de recuperare energie potenţială
Funcţionarea platformei ridicatoare cu sistem de recuperare a
energiei potentiale se bazează pe înmagazinarea unei părţi a
energiei potenţiale, în faza de coborâre a platformei/sarcinii,
într-un acumulator hidraulic şi reutilizarea/redarea acesteia, în
faza de ridicare, după care această energie hidraulică recuperată
este transmisă cilindrului hidraulic de acţionare a platformei,
care produce ridicarea platformei pe o parte a cursei de lucru
necesare. Figurile de mai jos oferă o imagine generală şi de
detaliu asupra standului demonstrativ.
Fig. 5 Platforma iniţială
Fig. 7 Blocul hidraulic
595
-
Fig. 6 Acumulatorul de energie
Fig. 8 Cilindrul hidraulic
4. Concluzii
Pentru demonstrarea posibilităţii recuperării energiei
potenţiale la platformele ridicătoare cu acţionare hidraulică, s-a
realizat un model demonstrativ, care permite efectuarea
experimentărilor necesare pentru a obţine evoluţiile grafice ale
parametrilor dinamici caracteristici: forţa de ridicare, cursa,
presiunile de acţionare, stocare şi reutilizare energie. Testările
efectuate au validat soluţiia constructivă propusă.
BIBLIOGRAFIE
[1] Cristescu, C., Dumitrescu, C., Krevey, P., Dumitrescu L.,
Crearea unui mediu social prietenos prin promovarea mijloacelor de
accesibilizare de tip platforme ridicătoare pentru clădiri şi
mijloace de transport. În: Buletinul AGIR, nr. 3/2011,
iulie-septembrie, pag. 16-20. [2] Cristescu, C. Recuperarea
energiei de frânare la frânarea autovehiculelor. Editura AGIR,
Bucureşti, 2008, ISBN: 978-973-720-219-2. [3] Cristescu, C.,
Drumea, P., Guta, Dr.I., Dumitrescu, C., Chiriță, C-tin. (2011).
Mechatronic Systems for Kinetic Energy Recovery at the Braking of
Motor Vehicles, Chapter in book Advances in Mechatronics, Editor
Horacio Martínez-Alfaro (Ed.), ISBN: 978-953-307-373-6, InTech,
Available at:
http://www.intechopen.com/articles/show/title/mechatronic-systems-for-kinetic-energy-recovery-at-the-braking-of-motor-vehicles.
[4] Calinoiu, C., Senzori și traductoare (Sensors and transducers),
vol. I, Editura Tehnică, Bucuresti, 2009.
Dr.Ing. Corneliu CRISTESCU, Cercetător Ştiinţific Principal
gradul I, INOE 2000-IHP Bucureşti, e-mail: [email protected]
, membru AGIR,
Ing. Liliana DUMITRESCU, IDT III, INOE 2000-IHP Bucureşti Ing.
Magdalena NEACŞU, IDT III, INOE 2000-IHP Bucureşti
Drd. Ing. Ioana ILIE, CS III, INOE 2000-IHP Bucureşti Genoveva
VRÎNCEANU, IDT, INOE 2000-IHP Bucureşti
Ing. Constanţa CRISTESCU, IDT, INOE 2000-IHP Bucureşti
596
http://www.intechopen.com/articles/show/title/mechatronic-systems-for-kinetic-energy-recovery-at-the-braking-of-motor-vehicleshttp://www.intechopen.com/articles/show/title/mechatronic-systems-for-kinetic-energy-recovery-at-the-braking-of-motor-vehiclesmailto:[email protected]
