油圧増圧装置

油圧増圧装置は、低圧の油圧を高圧の縮小された容積に変換する油圧機械である。 ^{[1] [2]}

このような機械は、それぞれ異なる直径のシリンダー内で作動する2 つのピストンを機械的に接続することによって構築できます。ピストンは機械的に接続されているため、力とストロークの長さは同じです。直径が異なる場合、各シリンダー内の油圧は、面積と同じ比率で変化します。つまり、ピストンが小さいほど圧力が高くなります。圧力は面積に反比例するため、直径の 2 乗に反比例します。

インテンシファイアの作業量はピストンのストロークによって制限されます。これにより、インテンシファイアの 1 ストロークで実行できる作業量が制限されます。これらは往復運動する機械 (つまり、連続的に動作するマルチストローク マシン) ではないため、作業全体を 1 ストロークで実行する必要があります。このため、1 ストロークで作業を完了できるマシンにのみ、その有用性が多少制限されます。これらは、強力な油圧ジャッキが必要なのに、必要な持ち上げ力と利用可能なシステム圧力に対して通常必要なシリンダー サイズを収めるスペースが足りない場合によく使用されます。ジャッキの外側に取り付けられたインテンシファイアを使用すると、より高い圧力が得られるため、同じ持ち上げ力に対してより小さなシリンダーを使用できます。インテンシファイアは、より高い圧力が必要で、適切な供給がすでに利用可能な油圧プレスなどのマシンの一部としても使用されます。^[2]

小型の増圧器の中には、段付きピストンを備えたものもあります。これは両端がピストンになっているもので、2 つの異なる直径を持ち、それぞれの端が異なるシリンダーで作動します。この構造はシンプルでコンパクトで、必要な全長はストロークの 2 倍強です。また、各ピストンに 1 つずつ、合計 2 つのシールを用意し、その間の領域を換気する必要があります。ピストン間の空間に圧力が漏れると、機械は両側に等しい面積を持つ単一のピストンに変わり、増圧器の効果が失われます。

機械的にコンパクトで一般的な増圧器の形式は、図に示すように同心円筒形です。^[1]この設計では、1 つのピストンとシリンダーが逆になっています。つまり、直径の大きいピストンが小さいピストンを駆動する代わりに、固定ピストンにフィットする小さい可動シリンダーを駆動します。この設計はコンパクトで、ストロークも 2 倍強で作ることができます。ただし、この設計には「ピストン ロッド」がなく、2 つのピストン間の有効距離が短いという大きな利点があり、そのため、曲がったり詰まったりするリスクがなく、はるかに軽量な構造が可能です。

図示の例では、2 つのピストンの直径の比率はおよそ 1:2 で、圧力は 1:4 増加します。有効なピストンの直径、つまりシールの直径が重要であることに注意してください。ここでのシリンダーはシールを超えて解放されており、動作を容易にするために直径が大きくなっています。可動シリンダーのボアは外径の 1/2 ではなく 3/4 程度ですが、重要なのはシールの直径であり、内部クリアランス ボアではありません。

著名な機械技術者ハリー・リカルドは、祖父のアレクサンダー・レンデルの土木工学の事務所で働くことからキャリアをスタートしました。 ^[2]当時、彼らはインドで橋の建設に携わっていましたが、この建設には油圧式の吊り上げ、巻き上げ、リベット打ちの設備が必要でした。既存の輸送インフラが貧弱だったため、現場で使用されるすべての設備は軽量で持ち運びが容易である必要がありました。機械はまた、フレキシブル チューブで油圧源に接続する必要があり、作業圧力は約 500 psi に制限されていました。当時、造船所の最新設備は最大 2000 psi の圧力を使用していました。この高圧設備は、かさばる低圧設備よりも小型で軽量であり、この建設作業には望ましい特徴でした。リカルドの革新は、これらのツールにポータブル油圧増圧器の使用を指定し、フレキシブル ホースを介して低圧供給の場合でも、改良された高圧形式を使用できるようにしたことです。これらの増圧器は非常に成功し、最終的に数百台が供給され使用されました。^[2]

ウォータージェット切断に使用される油圧増圧器には、2 つの特殊なタイプがあります。1 つ目は、最も一般的なインライン油圧増圧器です。振動する油圧ピストンを使用して、水を必要な圧力レベルまで圧縮します。ウォーター ジェット システムの切断ヘッドは、水の流れを制限して圧力を発生させ、それをワークピースに向けます。油圧アキュムレータと呼ばれる保持タンクは、出力端での圧力振動を軽減するために使用されます。

最近開発された並列油圧増圧装置も、水を圧縮するために振動ピストンを使用しています。ただし、これらのシステムでは、並列に動作する複数のシリンダーを使用しているため、1 つのシリンダーが常に圧縮モードになっています。この機能により、インライン設計でよく見られる圧力変動が最小限に抑えられ、アキュムレーターが不要になります。効率と信頼性も向上します。^[3]

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