устройство, назначение, принцип действия гидроразделителя в системе отопления

В настоящее время любое отопление дома представляет собой сложную систему конструкций и агрегатов. В этом случае очень важным считается сбалансированная и стабильная работа всех составляющих начиная с котла и заканчивая радиаторами. Для выравнивания температур и давления в системе используется гидрострелка. Применяют ее обычно в сложных системах отопления с большим количеством потребителей, чтобы снять избыточные нагрузки с котла.

Если у вас проблемы с давлением в системе отопления – то гидрострелка вам нужна обязательно

Устройство агрегата

Эту конструкцию называют еще гидравлическим разделителем и гидродинамическим терморазделителем. Устройство гидрострелки для отопления довольно простое: агрегат представляет собой емкость, изготовленную из трубы большого диаметра или сваренную из листов стали конструкцию прямоугольного сечения.

В схеме отопления это устройство располагается вертикально, хотя в некоторых случаях допускается и горизонтальное размещение. С боковых сторон агрегата друг напротив друга расположены четыре патрубка, через которые осуществляется связь между котлом и подключаемыми устройствами для обогрева. На верхней части гидроразделителя в системе отопления установлен кран для сброса воздуха, а на нижней — для слива теплоносителя.

Из этого видео вы узнаете, когда нужна гидрострелка:

Емкость простого устройства — полая. Через верхние патрубки подключают подающие трубопроводы, соединяющие котел отопления и радиаторы, а через нижние соединяют обратный контур с отработанным теплоносителем. На рисунке представлена гидрострелка для отопления в разрезе.

Функции гидрострелки

Насос в системе отопления разгоняет горячую воду до 0,7—0,9 м/с. При попадении в полую емкость устройства скорость теплоносителя гасится до 0,1—0,2 м/с. Эти цифры показывают назначение и принцип работы гидрострелки. Расчеты при выборе разделителя проводят с учетом получения результатов скоростного режима теплоносителя.

Котел, гидрострелка и коллектор в одной системе:

Резкое изменение объема жидкости гасит его скорость передвижения по системе, что приводит к снижению давления на котел. При этом насосы в этой схеме работают автономно, не нарушая гидравлического баланса. Таким образом, к функциональным достоинствам гидрострелки относятся следующие:

1. Отделение котлового контура от цепи потребителей, что позволяет повысить надежность и качество системы.
2. Гидравлический разделитель обеспечивает максимальное прохождение объема жидкости, при этом сохраняется гидравлический и температурный баланс.
3. В системе отопления с гидрострелкой практически не происходит потерь давления и тепловой энергии, сами конструкции обладают высокой производительностью.
4. Правильно подобранный гидроразделитель защищает котел от перепада температур в прямом и обратном контурах, предупреждая преждевременный износ оборудования.
5. Агрегат повышает коэффициент полезного действия котла, обеспечивает движение теплоносителя в его контуре, экономит расход электроэнергии и топлива.
6. В особых случаях гидрострелка восполняет расход жидкости в контуре потребителей.
7. Внутренняя полость агрегата снижает влияние насосов, установленных в системе и отличающихся друг от друга значениями мощности.

Разбор 3 принципов работы гидрострелки:

Кроме этого, гидрострелка сглаживает динамические взаимодействия в системе отопления и удаляет лишний мусор из теплоносителя, тем самым продлевая срок службы насосов, счетчиков, датчиков и приборов отопления. Распределяя потоки по контурам, разделитель позволяет максимально использовать тепловую энергию от сгорания топлива.

Работа гидроразделителя совместно с коллектором

Принцип работы гидрострелки отопления в больших домах нельзя рассматривать без коллектора (распределителя), который обеспечивает дифференциацию теплоносителя по отдельным контурам. Если не использовать такое устройство, то в результате расчетов получится очень громоздкая гидрострелка. В системе отопления монтируются они друг за другом. Сначала устанавливают гидроразделитель, а затем — коллектор.

Соединяют их между собой перемычками, а по количеству дополнительных контуров в распределитель врезают попарно патрубки. Работа терморазделителя совместно с коллектором облегчает эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования.

Почему не работает отопление:

Чем больше диаметр распределителя, тем равномернее расход теплоносителя между контурами. Конструктивный узел этих агрегатов подходит для использования в небольших котельных. Обычно подключение коллектора проводят по следующей схеме:

• контуры с низким давлением (например, теплые полы) подключают к нижним патрубкам;
• трубопроводы с высоким давлением, соединяющие радиаторы, подключают к верхней части распределителя;
• теплообменники устанавливают сбоку, напротив гидроразделителя.

Регулировать баланс давления между подачей и обраткой позволяют установленные в такую конструкцию клапаны.

Терморазделитель своими руками

Конструкция гидрострелки до того проста, что позволяет хозяину загородного дома без особых трудностей собрать ее самостоятельно. Важный этап изготовления — правильный расчет диаметров патрубков и разделителя. Простая конструкция агрегата выполняется по правилу 3 диаметров.

Гидрострелку возможно сделать и собственноручно

При этом за основу принимается диаметр патрубка, который одинаков для всех входных и выходных контуров. Общий диаметр гидрострелки будет равняться 3 диаметрам патрубка, а ее длина должна составлять 4 диаметра разделителя. Оси входных и выходных трубопроводов будут находиться от торцов конструкции на расстоянии одного диаметра терморазделителя.

Такое соотношение размеров позволяет гасить скорость движения теплоносителя до нужных результатов. В дальнейшем следует только подобрать трубы подходящих размеров и провести сварочные работы. Такая нехитрая конструкция будет успешно работать в небольших системах отопления.

Принцип работы гидравлической стрелки:

гидроразделитель в системе, для чего нужна, что это такое и зачем, гидравлический распределитель, устройство стрелки, как рассчитать

Содержание:

Гидрострелка – это несложное устройство, влияющее на балансировку отопительной системы и повышающее ее надежность. Существует несколько видов гидрострелок, причем некоторые из них могут иметь совсем другие названия, отображающие функциональное назначение конкретного устройства. В данной статье будет рассмотрена гидрострелка для отопления, ее назначение и особенности.

Назначение гидрострелки – для чего она нужна

Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

1. Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
2. При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
3. Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
4. Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.

Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Принцип работы гидроразделителя

Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: “Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение”). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.

Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости.

При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.

Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.

Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления

Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек.).

Перед тем, как рассчитать гидрострелку системы отопления, нужно узнать следующие показатели:

• D – диаметр гидрострелки, мм;
• d – диаметры подводящих патрубков, мм;
• G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
• w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
• c – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность котла, кВт;
• t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).

Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.

Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Достоинства гидрострелок

Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

• Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
• Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
• Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
• Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
• Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
• Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.

Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.

Заключение

Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.

Гидравлическая стрелка

Назначение и принцип действия

Гидравлическая стрелка (гидрострелка, гидравлический разделитель) служит для разделения и увязки первичного и вторичного контуров системы отопления. При этом под вторичным контуром понимается совокупность контуров потребителей тепла – петель теплого пола, радиаторного отопления, горячего водоснабжения. Поскольку нагрузка на эти подсистемы не постоянна, переменны и термогидравлические параметры (температура, расход, давление) вторичного контура в целом. В то же время для нормальной работы источника тепла (отопительного котла) желательна стабильность данных характеристик. Обеспечить теплогенератору такую стабильность и позволяет гидравлическая стрелка, установленная между котлом и потребителями (

рис. 1).

Рис.1. Гидравлическая стрелка в системе отопления

Действие гидравлического разделителя основано на значительном увеличении сечения потока теплоносителя: как правило, гидрострелку выполняют таким образом, чтобы диаметр ее корпуса (колбы) в три раза превышал диаметр наибольшего присоединительного патрубка или чтобы поперечное сечение корпуса равнялось суммарному сечению всех патрубков.

При увеличении диаметра потока в три раза его скорость снижается в девять, а динамическое давление – в 81 раз (и там, и там – квадратичная зависимость). Это позволяет утверждать, что перепады давлений между присоединяемыми к гидрострелке трубопроводами ничтожно малы.

Режимы работы

Говоря о гидравлической стрелке нередко проводят аналогию со стрелкой железнодорожной. Их работа, действительно, схожа: оба устройства задают нужное направление движения, в одном случае – транспорта, в другом – теплоносителя. Разница в том, что «переключение» гидрострелки не требует какого-либо внешнего усилия, а происходит само собой, в зависимости от потребления тепла и горячей воды. Ниже рассмотрены режимы работы гидравлического разделителя.

Режим 1. Нагрузка на систему отопления такова, что расход первичного и вторичного совпадают, т.е. нагретый котлом теплоноситель полностью передается потребителям, и его достаточно (G₁ = G₁₁ = G₂ = G₂₁, Т₁ = Т₁₁, T₂₁ = T₂). В этом случае гидрострелка «включена» напрямую и работает как два раздельных трубопровода. Схема движения, хромограммы скоростей и давлений теплоносителя в корпусе разделителя показаны для этого режима на

рис. 2. Такой режим можно назвать расчетным.

Рис. 2.

Режим 2. Система отопления нагружена. Суммарный расход потребителей превышает расход в контуре источника тепла (G₁ < G₁₁, Т₁ > Т₁₁; Т₂₁ = Т₂; G₁ = G₂; G₁₁ = G₂₁). Разность расходов компенсируется подмесом в линию подачи вторичного контура части теплоносителя из его «обратки» (рис. 3). Режим описывают следующие формулы: ΔТ₁ = Т₁ – Т₂ = Q/c · G₁, ΔТ₂ = Т₁₁ – Т₂₁ = Q/c · G₁₁, Т₂ = Т₁ – ΔТ₁, Т₁₁ = Т₂₁ + ΔТ₂.

Рис. 3.

Режим 3. Потребление тепла понижено (например, в межсезонье), и расход теплоносителя во вторичном контуре меньше, чем в первичном (G₁ > G₁₁, Т₁ = Т₁₁, Т₂₁ ˂ T₂, G₁ = G₂, G₁₁ = G₂₁). При этом избыток теплоносителя возвращается к котлу через гидрострелку, не попадая во вторичный контур (рис. 4). Расчетные формулы: ΔТ₁ = Т₁ – Т₂ = Q/c· G₁; ΔТ₂ = Т₁₁ – Т₂₁ = Q/c· G₁₁; Т₂ = Т₁ – ΔТ₁; Т₁₁ = Т₁; Т₂₁ = Т₁₁ – ΔТ₂. Данный режим является оптимальным при необходимости защиты котла от так называемой низкотемпературной коррозии.

Рис. 4.

При отсутствии потоков по контурам системы отопления гидравлический разделитель не препятствует естественной (за счет гравитационных сил) циркуляции теплоносителя, что демонстрирует хромограмма, представленная на рис. 5.

Рис. 5. Хромограмма температуры в статическом режиме

Конструкция и оснащение

Благодаря резкому снижению скорости потока в гидрострелке, ее конструкции и пространственному расположению (справедливо для вертикальных гидроразделителей) данный элемент является идеальной точкой системы для удаления из теплоносителя воздуха и шлама. (Отметим, впрочем, что не все производители оборудования реализуют такие функции).

На рис. 6. показана гидравлическая стрелка VT.VAR.00 (схема, конструкция и габариты), поставляемая фирмой VALTEC в качестве одного из модулей системы быстрого монтажа VARIMIX. Для удаления воздуха, скапливающегося в верней части колбы, разделитель оснащен автоматическим воздухоотводчиком 1, для отведения осадка и слива теплоносителя предусмотрен дренажный шаровой кран 2. Отключение воздухоотводчика на время ремонта или обслуживания производится шаровым краном 5. Для контроля температуры и давления в подающем трубопроводе первичного контура предусмотрен термоманометр 3, температуры в обратном трубопроводе – термометр 4. На патрубках подачи и «обратки» имеются также гнезда для датчиков температуры 6, 7 (заглушены пробками). Корпус гидроразделителя изготовлен из бронзы OTS 60Pb2. Технические характеристики модуля приведены в табл. 1.

Рис. 6. Схема и конструкция гидравлической стрелки VT.VAR.00

Таблица 1. Технические характеристики гидрострелки VT.VAR.00

Характеристика	Значение
Рабочее давление, МПа	1,0
Пробное давление, МПа	1,5
Максимальная температура рабочей среды, °С	120
Допустимая температура окружающей среды, °С	От 0 до +60
Допустимая относительная влажность окружающей среды, %	80
Максимальный расход теплоносителя, кг/ч	4500
Максимальная подсоединенная тепловая мощность (при ΔТ = 20 °С), кВт	104
Масса комплекта, г	4500
Соединение с коллекторами	Фитинг VT. 0 606 1 1/4
Средний полный срок службы, лет	50

В 2015 г. VALTEC анонсировал выпуск гидравлического разделителя из нержавеющей стали VT.VAR05.SS. Выбор материала корпуса позволил снизить стоимость изделия, обеспечив ему высокую прочность и устойчивость к коррозии. При этом разработчики усовершенствовали и конструкцию гидрострелки (рис. 7), дополнив ее перфорированной перегородкой для снижения теплопотерь из-за конвекции теплоносителя – с примерно 7 до 2–3 %, а также спиральным перфорированным сепаратором – для более интенсивного удаления воздуха из рабочей среды.

Рис. 7. Конструкция гидравлической стрелки VT.VAR05.SS: 1 – манометр, 2 – дренажный клапан, 3 – автоматический воздухоотводчик, 4 – отсекающий клапан, 5 – дополнительные резьбовые патрубки, 6 – резьбовые пробки для дополнительных патрубков, 7 – спиральный перфорированный сепаратор, 8 – перфорированная перегородка

Гидравлическая стрелка из нержавеющей стали  комплектуется автоматическим воздухоотводчиком с отсекающим клапаном, дренажным краном, манометром. Дополнительно на корпусе имеются патрубки для термометра, датчика температуры, магнитного шламоуловителя. Разделитель предназначен для систем отопления с рабочим давлением до 10 бар и температурой до 110 °С. Максимальная тепловая мощность при ΔТ = 20 °С – 120 и 200 кВт для моделей условным диаметром 1 и 1 1/4″ соответственно.

Пример расчета

Рассчитаем температуры Т₂, Т₁₁ и Т₂₁ для системы отопления тепловой мощностью Q = 45 кВт с температурой подачи T₁ = 80 °С, расходом в первичном контуре G₁ = 1500 кг/ч при расходе во вторичном контуре G₁₁ = 3000 кг/ч («нагруженный» режим работы). Формулы и результаты вычислений сведены в табл. 2.

Таблица. 2. Порядок расчета рабочих параметров

Величина	Формула, вычисление	Значение
Секундный расход в первичном контуре, кг/c	G1 = G1/3600 = 1500/3600	0,417
Секундный расход во вторичном контуре, кг/c	G11 = G11/3600 = 3000/3600	0,833
Перепад температур в первичном контуре, °С	ΔТ1 = Q/c· G1 = 45000 / (4186 · 0,417)	25,78
Перепад температур во вторичном контуре, °С	ΔТ2 = Q/c · G11= 45000 / (4186 · 0,833)	12,91
Температура обратного теплоносителя первичного контура, °С	Т2 = Т1 – ΔТ1 = 80 – 25,78	54,22
Температура обратного теплоносителя вторичного контура, °С	Т21 = Т2	54,22
Температура прямого теплоносителя вторичного контура, °С	Т11 = Т21 + ΔТ2 = 54,22 + 12,91	67,13

Дополнительно к сведению: 1) как правило, гидравлическую стрелку предусматривают в системах отопления мощностью от 40 кВт; 2) при проектировании системы с гидравлическим разделителем обычной конструкции следует учесть снижение тепловой мощности примерно на 10 %.

принцип работы, схема изготовления своими руками

Содержание статьи:

Гидрострелка в системе отопления или разделитель потоков – это особое устройство, применяемое для согласованной работы входящих в ее состав приборов и контуров. Оно представляет собой своеобразный коллектор, регулирующий напор жидкости в каждом из водяных каналов. Свое название устройство получило из-за функционального сходства с железнодорожной стрелкой.

Достоинства и недостатки

Гидрострелка в системе отопления снижает затраты на электроэнергию, оптимизирует потоки теплоносителя

К достоинствам гидравлических распределителей для отопительных систем относят:

• получение оптимального соотношения потоков теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах;
• возможность установки циркуляционного насоса небольшой мощности – снижение затрат на оборудование и электрическую энергию;
• уменьшение гидравлических нагрузок в элементах отопительной системы;
• продление срока службы;
• возможность удаления воздуха из каналов.

Явных недостатков у гидравлического разделителя не выявлено. Но некоторые ограничения в практическом применении имеются. К минусам этих устройств относят:

• недопустимость работы в составе оборудования твердотопливных котлов;
• влияние на функциональность стрелки заявленной мощности котельного агрегата – с его увеличением надежность ее работы падает.

Время безаварийной эксплуатации изделия в этом случае также сокращается.

Устройство разделителя

Внутреннее устройство гидравлической стрелки

Внешне разделитель выглядит как отрезок трубы, имеющий прямоугольное (реже – круглое) сечение и две заглушки по ее противоположным торцам. Такая конструкция соединяется с котлом небольшими патрубками и имеет еще несколько отводов в боковой части. В продаже встречаются изделия различной формы и типоразмера, имеющие простое устройство. Но существуют универсальные модели, согласно своему назначению выполняющие сразу две функции: коллектора и разделителя потоков.

«Классическая» гидрострелка для отопления изготавливается в виде стального цилиндра и имеет несколько отводных патрубков, размер которых учитывается по внутреннему сечению. Обычно она монтируется вертикально, но при необходимости может устанавливаться в горизонтальной плоскости. Вертикальное расположение применяется чаще, поскольку в этом положении проще удалять примеси и отводить газы.

В большинстве случаев стрелка – это сварная конструкция на основе стальных труб, но не исключается вариант ее изготовления из медных или полипропиленовых заготовок.

Дополнительные возможности

Кран внизу для слива позволяет удалять из теплоносителя мусор и накипь

Особенности функционирования схемы отопления с гидрострелкой предоставляют пользователю такие дополнительные возможности:

• При попадании потока жидкости в каналы разделителя, его скорость несколько уменьшается. Это способствует осаждению на дне вредных примесей, всегда имеющихся в теплоносителе.
• Для периодического удаления скопившегося осадка в нижней части корпуса имеется отдельный вентильный кран.
• Снижение скорости тока позволяет выводить из воды имеющиеся в ней воздушные пузырьки. Они удаляются через автоматический клапан.

В последнем случае гидравлическая стрелка используется как сепаратор.

В сетях с чугунными котлами распределитель потоков выполняет функцию дополнительной защиты. При наличии гидроразделителя в теплообменник не попадет холодная вода, способная вызвать поломку нагревательных элементов.

Принцип работы

Скорость теплоносителя позволяет уменьшить теплопотери для потребителей

Отопительные сети не способны функционировать слаженно, так как контуры рассчитаны на индивидуальную производительность и конкретный показатель по напору носителя. В основу принципа действия гидравлической стрелки заложены особенности конструкции, благодаря которым у корпуса прибора сопротивление потоку воды минимально. Указанное свойство позволяет не уменьшать скорость перемещения носителя, существенно снизив тепловые потери во всей сети.

По сути распределитель – это своеобразный буфер, разделяющий нагревательное оборудование (котел) и потребительскую часть коллектора. В результате его применения каждый индивидуальный насос работает автономно, не нарушая балансировки каналов.

Гидравлический разделитель для отопления предназначен для разделения отдельных потоков из суммарного контура и согласования их совместной работы.

Методы расчета разделителя

Перед установкой гидрострелки обязателен расчет отдельных конструктивных элементов. При его проведении должны учитываться следующие факторы:

• расход теплового носителя в работающей системе;
• тепловая мощность, развиваемая в каждом из контуров.

При проведении расчетов также учитываются теплоемкость рабочей жидкости и различие температуры водного носителя в каналах обратки и подачи. Требуемый результат вычисляется по следующей формуле:

где D – это искомый диаметр изделия, Q – среднее значение расхода воды (м3/сек), π – классическая константа, а V – скорость потока жидкости в вертикальном направлении (при норме 0,1 метра секунду).

При самостоятельной сборке стрелки и расчете оптимальных параметров действуют по схеме, полученной опытным путем:

1. Для нахождения внутреннего диаметра берется сумма всех мощностей рабочего котла в киловаттах и делится на разницу температурных показателей в прямой подаче и в обратке.
2. Потребуется извлечь из полученного результата корень квадратный, а затем умножить итог на число 49.
3. Для нахождения размера промежутка между патрубками следует умножить внутренний диаметр на два.

Для определения высоты корпуса распределителя тот же диаметр умножается на шесть.

Совмещенная гидрострелка

Совмещенная гидрострелка с балансировочным клапаном

Для подключения отопительных контуров на объектах, имеющих площадь более 150 м² вместо обычного разделителя, получающегося громоздким, используются специальные гребенки. Они представляют собой последовательную конструкцию, объединяющую возможности гидрострелки и коллектора для отопления, которые для этого соединяют стальными перемычками. Количество сдвоенных патрубков подбирается равным числу контуров (их потребуется по паре штук). К преимуществам такого совмещения относят:

• Упрощается ремонт и эксплуатация всей системы отопления. Небольшая по размерам конструкция не займет в помещении слишком много места.
• Запорную, а также регулирующую часть арматурного комплекта удается разместить в одном месте.
• Благодаря увеличенному диаметру коллекторного канала тепловой носитель равномерней распределяется по контурам.

Для обустройства обвязки при данном подходе используются специальные монтажные выпуски, часть из которых предназначена для радиаторного контура, а другая – для подключения обогрева полов.

К особенностям совмещенной конструкции относят наличие специального теплообменника, а также установку в промежутке между прямым и обратным коллектором отдельного балансировочного клапана.

Порядок самостоятельного изготовления

При изготовлении гидрострелки своими руками нужно иметь навыки сварочных работ

Для сборки стрелки для отопления своими руками сначала потребуется провести теоретические расчеты, после чего подготавливаются чертежи и рабочие схемы. Эту часть подготовительных мероприятий лучше всего доверить специалисту по теплотехнике, владеющему необходимой теоретической подготовкой. Человеку, решившему изготовить стрелку своими руками, необходимо обладать навыками проведения сварных работ.

Сборка любой модификации гидравлической стрелки основана на правиле «3-х диаметров». Рабочий размер патрубков выбирают втрое меньше диаметра основного цилиндра распределителя. Располагаются они диаметрально противоположно, а их местоположение по высоте привязывается к главному калибру. Возможен вариант, при котором отводы делаются так называемой «лесенкой», что позволяет повысить эффективность выведения газов и удаления нерастворимых взвесей. Помимо этого выбор такой конструкции при самостоятельной сборке способствует нормальному смешению потоков.

Соотношения их расположений лучше всего выбирать таким образом, чтобы скорость перемещения вертикального потока достигала 0,2 метров в секунду. Согласно действующим нормативам превышать этот предел недопустимо, поскольку тогда водные потоки не успевают смешиваться. А это чревато появлением температурного градиента и ухудшением условий распределения потоков.

Если предполагается изготовить многоконтурную систему отопления с различными температурами теплоносителя, придется собирать совмещенную стрелку (вкупе с коллектором).

В этом случае предпочтительней выбрать горизонтальную схему, которая в отличие от вертикального аналога не так распространена у любителей и профессионалов. Но в данной ситуации на первое место выходят вопросы эффективности эксплуатации отопительной системы, а не удобство ее обслуживания, чистки и ремонта.

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Полный перечень информации о гидрострелках

Как я Вам завидую, что Вы попали сюда и читаете эту статью. В интернете, я не нашел подробного объяснения гидрострелкам и прочим гидравлическим разделителям.

Поэтому решил проделать свое, расследование по принципам работы гидравлического разделителя. И развеять глупые доводы и расчеты по гидрострелкам.

Видео о назначение гидрострелки

Подробнее о программе

Видео: Тройниковая гидрострелка – расчет диаметров/расходов гидрострелки

Купить Программу

Это полный перечень информации о том, как понять работу гидрострелки и сделать расчет. Также я Вам расскажу, как понять раскрученную формулу по расчету гидрострелки и Вы поймете насколько можно откланиться от расчетов, чтобы понять эффективность гидрострелки. Решим задачку из реального примера. Рассмотрим физические законы применимые для гидрострелок.

В этой статье Вы узнаете:

-Назначение, принцип работы и расчеты гидрострелок. -Какими бывают гидрострелки. -Схема подключения гидрострелки. -Получение заданной температуры от гидрострелки. -Как сделать гидрострелку своими руками. -Как можно сделать гидрострелку дешевле из подручных средств. -Все что нужно знать о гидрострелках и правильно их использовать. -Универсальный подбор и расчет гидрострелок. -Нестандартные решения применений гидрострелок.

Данная статья не является плагиатом по копированию чужих расчетов, и чужих рекомендаций!!!

И так приступим!!! Объясняю качественно и на простом языке, для чайников.

Чтобы понять, как работает гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. С помощью гидравлики мы поймем, как движется вода в гидрострелке. А с помощью теплотехники, мы поймем, как проходит и распределяется нагретая вода.

Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему отопления через много связующие трубки способные пропускать определенный расход воды внутри себя. Например, в этой трубе – идет такой-то расход в другой трубе – другой расход. Или в этом кольце (контуре) – идет один расход в другом кольце – производится другой расход.

Напутствие будущим специалистам

Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо систему отопления рассматривать как систему из труб образующие кольца в которой происходит, какой-либо расход. По расходу можно будет вычислять диаметр трубопровода, а также расход нам дает точный перевод, сколько требуется передать тепла по трубе теплоносителем. Также понадобиться понимать разницу напоров на подающем и обратном трубопроводе. Об этом как-нибудь в других статьях напишу, по качественному расчету схем систем отопления.

О формах гидрострелки:

В разрезе:

Как видите ничего сложного внутри. Существуют, конечно, всякие модификации еще и с фильтрами. Может в будущем какой-нибудь дядя Ваня и придумает более сложные структуру, а пока будем изучать такие гидрострелки. По принципу работы круглые гидрострелки от профильной гидрострелки практически не отличаются. Прямоугольная (профильная) гидрострелка, больше красивая, чем лучше работающая. С точки зрения гидравлики, лучше круглая гидрострелка. А профильная гидрострелка скорее уменьшает расположение в пространстве и увеличивает емкость гидрострелки. Но все это не влияет на параметры гидрострелок.

Гидрострелка – служит для гидравлического разделения потоков. То есть гидравлический разделитель является неким каналом между контурами и делает контура динамически независимыми при передачи движения теплоностителя. Но при этом хорошо передает тепло от одного контура другому. Поэтому официальное название гидрострелки: Гидравлический разделитель.

Назначение гидрострелки для систем отопления:

Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя – большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется котел с расходом 40 литров в минуту, а система отопления получилась в два-три раза больше по расходу – это к примеру, расход = 120 литров в минуту. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет – система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла – до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет – к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.

Второе назначение. Исключить гидродинамическое влияние, на включение и отключение определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы отопления. Например, если у Вас имеются теплые полы, радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.

Гидрострелка является связующим звеном двух отдельных контуров по передаче тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.

Нет динамического или гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами – это когда – движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому. Имеется ввиду: Влияние толкательной силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.

Смотри изображение простого примера. Далее будут схемы сложнее.

Это упрощенная схема, предназначена понять суть работы гидрострелки. Насосы, которых могут или должны быть установлены на обратный остывший трубопровод, для увеличения их срока службы. Впрочем, существуют факторы, которые намеренно вынуждают ставить насосы на подающий горячий трубопровод. С точки зрения гидравлики, то лучше ставить насос на подающем трубопроводе, так как горячая жидкость обладает минимальной вязкостью, что увеличивает скорость потока теплоносителя через насос. Об этом как-нибудь напишу.

Насос Н₁ создает расход в первом контуре равный Q₁. Наос Н₂ создает расход во втором контуре равный Q₂.

Принцип работы

Насос Н₁ создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру. Насос Н₂ создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по второму контуру. Тем самым происходит перемешивание теплоносителя в гидрострелке. Но если расход Q₁=Q₂, то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создавая один общий контур. В этом случае вертикальное движение в гидрострелке не происходит или это движение стремится к нулю. В случаях, когда Q₁>Q₂, движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху в низ. В случаях, когда Q₁<Q₂, движение теплоносителя в гидрострелке происходит снизу вверх.

При расчете гидрострелки, очень важно получить очень медленное вертикальное движение в гидрострелке.

Что такое гидрострелка для отопления

Гидрострелка является простым устройством, выполняющим балансирующую и защитную функции в отношении отопительной системы.

Данное устройство имеет и иные наименования по типу гидравлического разделителя систем отопления, гидроразделителя, бутылочки и пр.

Функции

Для чего же нужна гидрострелка и какие функции она выполняет:

1. Предназначением гидроразделителя выступает выполнение гидродинамической балансировки в системе отопления. Он является дополнительным узлом. Гидрострелка защищает котельный теплообменник, изготовленный с применением чугуна, от вероятности поражения тепловым ударом.Кроме того, данное оборудование предохраняет вашу систему от повреждений в случае автоматического выключения отделов ГВС, пола с подогревом и пр. Данное устройство в обязательном порядке устанавливается во время монтажа системы отопления с котлами, оснащенными чугунными теплообменниками.
2. Использование гидроразделителя необходимо при установке отопительных систем многоконтурного характера. В таком случае устройство предотвращает влияние контуров одного на другого, и обеспечивает бесперебойное их функционирование.
3. В случае верных подсчетов габаритов и характеристик гидромеханического плана, оборудование такого рода способно выполнять опцию отстойника, устраняя из полости теплоносителя формирования механической природы, представленные ржавчиной, накипью, шламом.
4. Наряду со всем вышеперечисленным, еще одной функцией данного устройства является осуществление удаления воздуха из теплоносителя, что существенным образом предотвращает процесс окисления.

Принцип работы

Схема функционирования гидрострелки

В разрезе структура гидрострелки представлена в виде части трубы полого типа, имеющей сечение в виде квадрата.

Механизм функционирования данного оборудования достаточно простой. Происходит отделение воздуха и его устранение при помощи воздухоотвода, оснащенного автоматическим механизмом.

Система отопления делится на 2 отдельных контура – большого и малого размеров. В состав второго из них входит котел/гидрострелка, а первого – котел/гидрострелка/потребитель.

Если котел отопления генерирует тепло в объеме, соответствующем его расходу, направление жидкости в гидрострелке при этом лишь горизонтальное. В случае нарушения такого равновесия, тепловой носитель поступает в область малого контура, что способствует повышению температуры перед котлом.

Реакция последнего на такого рода преобразования проявляется в виде автоматического отключения, а тепловой носитель при этом не прекращает свое продвижение до снижения температурных показателей до конкретной отметки. После этого снова происходит включение котла.

Благодаря такому механизму, гидроразделителем совершается балансировка между котловыми контурами и котельной, способствуя, таким образом, независимому функционированию каждого из контуров в отдельности.

Критерии выбора

Единственное значение, которое необходимо учитывать, осуществляя выбор рассматриваемого устройства, представлено стрелочным диаметром (патрубков, что подводят).

Подбор оборудования базируется на предельно допустимом водном потоке в отапливающей системе и сохранении минимальной скорости водного потока в гидрострелочной полости и подводящих патрубках.

Полезно знать рекомендуемое значение наибольшей скорости перемещения воды сквозь поперечное сечение устройства, которая составляет, приблизительно, 0.2 м/сек.

При расчетах данного оборудования для отопительной системы орудуют следующими величинами:

• D – диаметром гидроразделителя, в миллиметрах;
• d – диаметром патрубков подводящего назначения, мм;
• G – максимальной скоростью водного протока по устройству;
• w – предельной скоростью продвижения воды по поперечному сечению гидроразделителя;
• с – теплоемкостью теплового носителя;
• P – максимальным значением мощности котла, что устанавливается, кВт;
• ΔT – заданной разностью в значениях температуры между подачей и возвратом отопительной системы, °С (= приблизительно 10°С).

Для того, чтобы рассчитать зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимально возможного напора воды в системе, используют формулу:

А зависимость диаметра гидравлического разделителя от мощности котла рассчитывают по следующей формуле:

Достоинства

Принципиальная схема подключения гидравлической стрелки к контурам отопления

Применение гидравлического разделителя в данной системе, направленной на создание тепла в помещении, обладает рядом преимуществ, заключающихся в:

• ликвидации проблемы во время нахождения размеров отопительного насоса в области вторичного контура и исполнительном элементе;
• предотвращении взаимовоздействия котлового контура на отопительные;
• равномерном распределении нагрузок водного потока на тепловые генераторы и тепловые потребители;
• обеспечении оптимального функционирования исполнительных компонентов;
• предоставлении мест для подсоединения расширительного бачка и быстродействующего воздухоотводчика;
• способствовании подключения различных дополнительных комплектующих.

В случае желания создания в своем жилье комфортной температуры с минимальными расходами энергии, наилучшим вариантом станет установка теплогенераторной системы, основывающейся на функционировании гидроразделителя.

Следует отметить: эффект экономии в сравнении с традиционной системой отопления, существенно заметен: в случае правильно спроектированной системы на основе гидрораспределителя, экономия газа составляет 25%, а электроэнергии – 50%.

Применение с твердотопливным котлом

При использовании котла, работающего на твердом топливе, подключение гидрострелки осуществляется к выходу-входу.

Такой способ подсоединения любого рода нагревательного устройства способствует подбору оптимальной и индивидуальной температуры для каждого компонента в отдельности.

Сегодня все чаще стали использовать уже готовые устройства рассматриваемого типа, имеющиеся в продаже. Выбор стрелки осуществляется по каталогу, основываясь на мощности котла и максимальном ходе воды.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Что такое гидроагрегаты и как они работают?

Что такое гидроагрегаты?

Гидравлические силовые агрегаты (иногда называемые гидравлическими силовыми агрегатами) – это автономная система, которая обычно включает в себя двигатель, резервуар для жидкости и насос. Он работает для приложения гидравлического давления, необходимого для привода двигателей, цилиндров и других дополнительных частей данной гидравлической системы.

Как работает гидравлический силовой агрегат?

Гидравлическая система использует замкнутую жидкость для передачи энергии от одного источника к другому с последующим созданием вращательного движения, линейного движения или силы.Блок питания / блок обеспечивает мощность, необходимую для этой передачи жидкости.

В отличие от стандартных насосов, в гидроагрегатах используются многоступенчатые системы наддува для перемещения жидкости, и они часто включают устройства контроля температуры. Механические характеристики и технические характеристики гидроагрегата определяют тип проекта, для которого он может быть эффективным.

Некоторые из важных факторов, влияющих на работу гидроагрегата, – это пределы давления, мощность и объем резервуара.Кроме того, важны его физические характеристики, включая размер, источник питания и мощность накачки. Чтобы лучше понять принципы работы и конструктивные особенности гидравлической силовой установки, может быть полезно взглянуть на основные компоненты стандартной модели, используемой в промышленных гидравлических системах.

Компоненты конструкции гидравлического блока / агрегата

Большой и прочный гидравлический силовой агрегат, рассчитанный на работу в различных условиях окружающей среды, будет иметь множество конструктивных характеристик, отличных от типичной насосной системы.Некоторые из стандартных конструктивных особенностей включают:

• Аккумуляторы: Это емкости, которые можно прикрепить к гидравлическим приводам. Они собирают воду из насосного механизма и предназначены для создания и поддержания давления жидкости в дополнение к насосной системе двигателя.
• Мотор-насосы: Гидравлический силовой агрегат может быть оборудован одним мотор-насосом или несколькими устройствами, каждое из которых имеет собственный гидроаккумулирующий клапан. В системе с несколькими насосами обычно работает только один.
• Емкости: Емкость представляет собой резервуар, рассчитанный на достаточный объем, чтобы жидкость из труб могла стекать в него. Аналогичным образом, иногда может потребоваться слить исполнительную жидкость в резервуар.
• Фильтры: Фильтр обычно устанавливается в верхней части резервуара. Это автономный байпасный агрегат с собственным двигателем, насосом и фильтрующим устройством. Его можно использовать для наполнения или опорожнения бака путем активации многоходового клапана. Поскольку они автономны, фильтры часто можно заменять во время работы блока питания.
• Охладители и нагреватели: Как часть процесса регулирования температуры, охладитель воздуха может быть установлен рядом с фильтрующим блоком или за ним, чтобы предотвратить повышение температуры выше рабочих параметров. Аналогичным образом, система отопления, такая как нагреватель на масляной основе, может использоваться для повышения температуры, когда это необходимо.
• Контроллеры силовых агрегатов: Гидравлический контроллер – это интерфейс оператора, содержащий переключатели питания, дисплеи и функции мониторинга.Он необходим для установки и интеграции силового агрегата в гидравлические системы, и обычно его можно найти подключенным к силовому агрегату.

Как выбрать гидравлические силовые двигатели

Источником энергии или первичным двигателем, связанным с большинством гидравлических силовых агрегатов, является двигатель, который обычно выбирается на основе его скорости, уровня крутящего момента и мощности. Двигатель, размер и возможности которого дополняют характеристики гидравлического силового агрегата, может минимизировать потери энергии и повысить экономическую эффективность в долгосрочной перспективе.

Критерии выбора двигателя зависят от типа используемого источника питания. Например, электродвигатель имеет начальный крутящий момент, намного превышающий его рабочий крутящий момент, но дизельные и бензиновые двигатели имеют более равномерную кривую зависимости крутящего момента от скорости, обеспечивая относительно стабильное количество крутящего момента как на высоких, так и на низких скоростях вращения. Следовательно, двигатель внутреннего сгорания может приводить в действие нагруженный насос, но не обеспечивать достаточную мощность, чтобы довести его до рабочей скорости, если он не согласован надлежащим образом с гидравлической силовой установкой.

Размер двигателя

Как показывает опыт, номинальная мощность дизельного или бензинового двигателя, используемого с гидравлической силовой установкой, должна быть как минимум вдвое выше, чем у электродвигателя, подходящего для той же системы. Однако стоимость электроэнергии, потребляемой электродвигателем в течение срока его службы, обычно превышает стоимость самого двигателя, поэтому важно найти устройство соответствующего размера, которое не будет тратить впустую потребление энергии. Если давление нагнетания и расход жидкости установлены на постоянное значение, размер двигателя можно измерить по следующим параметрам:

• Мощность

• Галлонов в минуту

• Давление, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм (psi)

• КПД механической откачки

В некоторых случаях гидравлическая система может требовать различных уровней давления на разных этапах процесса откачки, а это означает, что мощность в лошадиных силах может быть рассчитана как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), и для проекта может быть достаточно двигателя меньшего размера.Однако двигатель по-прежнему должен соответствовать требованиям крутящего момента для самого высокого уровня давления в цикле. После расчета среднеквадратичного и максимального крутящего момента (включая начальный и рабочий уровни) их можно сопоставить с диаграммами характеристик производителя двигателя, чтобы определить, соответствует ли двигатель необходимому размеру.

Мощность электродвигателя

Электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания, такие как дизельные или бензиновые двигатели, демонстрируют различные характеристики крутящего момента, которые определяют их разную мощность.Типичный трехфазный электродвигатель начинает свою рабочую последовательность с вращения ротора. Когда ротор ускоряется, уровень крутящего момента немного падает, а затем снова увеличивается, когда вращение достигает определенной скорости вращения. Это временное падение называется «тяговым моментом», а максимальное значение – «крутящим моментом пробоя». Когда частота вращения ротора превышает допустимый уровень, крутящий момент резко уменьшается. Кривая зависимости крутящего момента от скорости электродвигателя остается примерно одинаковой независимо от мощности, и он обычно работает с полной нагрузкой, но ниже точки поломки, чтобы снизить риск остановки.

Мощность бензиновых и дизельных двигателей

Двигатели внутреннего сгорания имеют существенно другую кривую зависимости крутящего момента от скорости с меньшими колебаниями крутящего момента. Как правило, дизельные и бензиновые двигатели должны работать на более высоких скоростях, чтобы достичь необходимого крутящего момента для привода насоса. Номинальная мощность в лошадиных силах примерно в два с половиной раза выше, чем у аналога электродвигателя, обычно требуется, чтобы двигатель внутреннего сгорания достиг уровней крутящего момента, необходимых для гидравлической силовой установки.Производители обычно рекомендуют, чтобы бензиновые или дизельные двигатели работали непрерывно только на части их максимальной номинальной мощности, чтобы продлить срок службы двигателя, а поддержание крутящего момента ниже максимального уровня часто может улучшить топливную экономичность.

Процесс эксплуатации гидроагрегатов

Когда гидравлический силовой агрегат начинает работать, шестеренчатый насос вытягивает гидравлическую жидкость из бака и перемещает ее в аккумулятор. Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление в гидроаккумуляторе не достигнет заданного уровня, после чего заправочный клапан переключает насосное действие, чтобы начать циркуляцию жидкости. Это заставляет насос выпускать жидкость через заправочный клапан обратно в резервуар при минимальном давлении. Специальный односторонний клапан предотвращает вытекание жидкости из гидроаккумулятора, но если давление падает на значительную величину, заправочный клапан снова активируется, и аккумулятор заполняется жидкостью. Далее по линии клапан пониженного давления регулирует поток масла, поступающего к исполнительным механизмам.

Если аккумулятор оборудован устройством быстрого хода, его можно подключить к другим аккумуляторам, чтобы они также могли заряжать давление.Часто в комплект входит автоматический термостат или вентилятор, чтобы помочь снизить повышение температуры. Если жидкость в системе начинает перегреваться, температурный переключатель может отключить мотопомпу, что также может помочь наполнить бак, если уровень жидкости в нем слишком низкий. Если гидравлический силовой агрегат имеет несколько насосов с электродвигателем, реле потока может переключать их в случае уменьшения подачи жидкости. Реле давления могут использоваться для регулирования давления в гидроаккумуляторе, а система мониторинга может предупреждать операторов, когда давление упало слишком низко, что повышает риск отказа силового агрегата.

Прочие гидравлические изделия

Больше от компании Electric & Power Generation

Примеры гидравлической системы

A Краткое описание

Гидравлическая система будет циркулировать несжимаемые гидравлические жидкости из одной части системы в другую по трубам / трубам для выработки энергии. Гидравлические системы имеют много преимуществ перед другими, такими как электрические и пневматические. Некоторые преимущества гидравлических систем: снизить уровень шума системы, доступность резервного насоса, увеличить время безотказной работы машин и операций высокого давления.

Гидравлика – это обширная отрасль, имеющая большое количество применений в нашем мире. Перечислить все области применения и примеры гидравлических систем невозможно. В этой статье мы можем обсудить некоторые из примеров гидравлической системы . Тормоза транспортных средств, рулевое управление и подъемники – обычные области применения гидравлической системы в повседневной жизни.

1. Гидравлические подъемники

Гидравлические подъемники используются для вертикального перемещения товаров или людей. Ножничные подъемники, двухстоечные подъемники, четырехстоечные подъемники, карусельные подъемники и мезонинные подъемники – это разные типы используемых гидравлических подъемников.Гидравлические подъемники используются в автомобилях, судоходстве, вывозе мусора и строительстве. Кабели с этими подъемниками не используются. Таким образом, исключается риск возникновения тупиковой ситуации.

Также читайте: Гидравлические лифты: почему сегодня так популярны

Гидравлический подъемник, насос, двигатель и клапан являются основными компонентами. Насос, двигатель и жидкость хранятся в машинном отделении. Насос будет оказывать давление на поршень для перемещения подъемника вверх, и подъемник перемещается вниз при открытии клапана. Для остановки лифта на определенных этажах питание насоса отключается.

2. Гидравлические тормоза

Тормозная система транспортного средства – важный образец гидравлики. Они классифицируются по механизму фрикционного контакта (барабанный тормоз и дисковый тормоз) и распределению тормозных сил (одностороннего и двустороннего действия).

Главный и подчиненный цилиндры, трубопроводы, колодки, тормозная жидкость и ротор являются компонентами гидравлической тормозной системы. Обычно используемые тормозные жидкости – это жидкость DOT или минеральное масло.Когда вы нажимаете ногой на педаль тормоза, это оказывает давление на жидкость внутри тормозных магистралей. Согласно принципу Паскаля, это давление, проходящее через тормозные магистрали, будет оказывать давление на другой цилиндр, вызывая контакт тормозных колодок и колодок автомобиля.

3. Гидравлическое рулевое управление

Гидравлический усилитель руля – важная часть транспортных средств, помогающая изменять направление движения транспортного средства влево или вправо. Эта система снижает усилия водителей и поглощает удары на дороге.Регулирующий клапан, шестерня, нагнетательные / возвратные линии, поршень и картер рейки являются основными компонентами, используемыми для гидроусилителя рулевого управления. При вращении рулевого колеса по и против часовой стрелки клапан, прикрепленный к корпусу стойки, открывается и закрывается. Это вытолкнет жидкость из резервуара в корпус стойки.

4. Гидравлические домкраты

Гидравлические домкраты прочнее и могут поднимать более тяжелые грузы. Бутылочные домкраты и напольные домкраты – это классификации гидравлических домкратов.Гидравлический домкрат состоит из цилиндра и насосной системы для хранения и перекачки гидравлической жидкости. Насосная система содержит насос с ручным или механическим приводом для приложения давления к жидкости. Односторонний клапан толкает жидкость к цилиндру домкрата и не позволяет стекать обратно. Работа основана на принципе Паскаля (давление внутри закрытой поверхности будет одинаковым).

Также читайте: Применения гидравлики и пневматики

5.Тяжелая техника

Тяжелая техника на основе гидравлики будет иметь большую прочность и способность быстро двигаться. Большая часть строительной индустрии использует такое оборудование. Бульдозеры, экскаваторы-погрузчики, дровоколы, лопаты, погрузчики, вилочные погрузчики и краны – вот некоторые из используемых машин. В экскаваторах с обратной лопатой движение стрелы основано на гидравлике. Бульдозеры используют гидравлическую систему для движения ножей. Самосвал поднимает грузовую часть кузова с помощью гидравлики.

6. Самолеты

Гидравлика применяется в самолетах и ​​реактивных самолетах во многих случаях, таких как регулировка крыльев, втягивание и выпуск шасси, открытие / закрытие дверей, тормоза, рулевое управление и т. Д.Рабочее давление будет варьироваться от 200 фунтов на квадратный дюйм до 5000 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от гидравлической системы. Гидравлика имеет множество преимуществ, таких как рентабельность, простота обслуживания и эффективная работа в любых условиях.

7. Гидравлические амортизаторы

Это устройство, используемое для поглощения и гашения ударных импульсов. Цилиндр с гидравлическим маслом и поршень – компоненты, используемые для разработки амортизатора. Поршень будет двигаться вверх и вниз в зависимости от сжатия и расширения струны.

Принципы работы четырехтактного бензинового двигателя

Четырехтактный двигатель (также известный как четырехтактный ) – это двигатель внутреннего сгорания, в котором поршень совершает четыре отдельных хода, которые составляют один термодинамический цикл. Под ходом подразумевается полный ход поршня по цилиндру в любом направлении. Четыре отдельных штриха называются:

.

1. ВПУСК : этот ход поршня начинается в верхней мертвой точке.Поршень опускается от верхней части цилиндра к нижней части цилиндра, увеличивая объем цилиндра. Смесь топлива и воздуха нагнетается атмосферным (или большим) давлением в цилиндр через впускной канал.
2. СЖАТИЕ : при закрытых впускных и выпускных клапанах поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, сжимая воздух или топливно-воздушную смесь в головку блока цилиндров.
3. МОЩНОСТЬ : это начало второго оборота цикла.Пока поршень находится близко к верхней мертвой точке (ВМТ), смесь сжатого воздуха и топлива в бензиновом двигателе воспламеняется от свечи зажигания в бензиновых двигателях или воспламеняется из-за тепла, выделяемого при сжатии в дизельном двигателе. Возникающее в результате сгорания сжатой топливно-воздушной смеси давление заставляет поршень вернуться в нижнюю мертвую точку (НМТ).
4. ВЫПУСК : во время хода выпуска поршень снова возвращается в верхнюю мертвую точку, когда выпускной клапан открыт.В результате отработанная топливно-воздушная смесь вытесняется через выпускной (е) клапан (ы).

Принципы проектирования и инженерные принципы

Ограничения выходной мощности

Четырехтактный цикл
A: Впуск
B: Компрессия
C: Мощность
D: Выпуск

1 = ВМТ
2 = НЗМ

Максимальная мощность, вырабатываемая двигателем, определяется максимальным количеством всасываемого воздуха.Количество мощности, вырабатываемой поршневым двигателем, зависит от его размера (объема цилиндра), будь то двухтактная или четырехтактная конструкция, объемный КПД, потери, соотношение воздух-топливо, теплотворная способность топлива. , содержание кислорода в воздухе и скорость (об / мин). Скорость в конечном итоге ограничена прочностью материала и смазкой. Клапаны, поршни и шатуны испытывают сильные ускоряющие силы. При высоких оборотах двигателя может произойти физическая поломка и дрожание поршневого кольца, что приведет к потере мощности или даже к разрушению двигателя. Флаттер поршневого кольца возникает, когда кольца колеблются вертикально внутри поршневых канавок, в которых они находятся. Флаттер кольца нарушает уплотнение между кольцом и стенкой цилиндра, что вызывает потерю давления и мощности в цилиндре. Если двигатель вращается слишком быстро, клапанные пружины не могут действовать достаточно быстро, чтобы закрыть клапаны. Это обычно называют «смещением клапана», и это может привести к контакту поршня с клапаном, серьезно повредив двигатель. На высоких скоростях смазка стыка стенки поршневого цилиндра имеет тенденцию к разрушению.Это ограничивает скорость поршня промышленных двигателей примерно до 10 м / с.

Поток впускного / выпускного отверстия

Выходная мощность двигателя зависит от способности впуска (воздушно-топливной смеси) и выхлопных газов быстро перемещаться через отверстия клапана, обычно расположенные в головке блока цилиндров. Чтобы увеличить выходную мощность двигателя, неровности впускного и выпускного трактов, такие как дефекты литья, могут быть устранены, а с помощью стенда воздушного потока можно изменить радиусы поворотов порта клапана и конфигурацию седла клапана, чтобы уменьшить сопротивление.Этот процесс называется портированием, и его можно выполнить вручную или с помощью станка с ЧПУ.

Нагнетатель

Одним из способов увеличения мощности двигателя является нагнетание большего количества воздуха в цилиндр, чтобы можно было производить больше мощности за каждый рабочий ход. Это можно сделать с помощью устройства сжатия воздуха, известного как нагнетатель, который может приводиться в движение коленчатым валом двигателя.

Наддув увеличивает пределы выходной мощности двигателя внутреннего сгорания относительно его рабочего объема.Чаще всего нагнетатель всегда работает, но существуют конструкции, которые позволяют отключать его или работать с различными скоростями (относительно частоты вращения двигателя). Недостаток наддува с механическим приводом состоит в том, что часть выходной мощности используется для приведения в действие нагнетателя, в то время как мощность тратится впустую в выхлопе высокого давления, так как воздух был сжат дважды, а затем получил больший потенциальный объем при сгорании, но только расширился. в один этап.

Турбонаддув

Турбокомпрессор – это нагнетатель, который приводится в действие выхлопными газами двигателя с помощью турбины.Он состоит из двухкомпонентной высокоскоростной турбины в сборе, одна сторона которой сжимает всасываемый воздух, а другая сторона приводится в действие за счет выхода выхлопных газов.

На холостом ходу и на низких или средних оборотах турбина вырабатывает небольшую мощность из-за небольшого объема выхлопных газов, турбокомпрессор малоэффективен, и двигатель работает почти без наддува. Когда требуется гораздо большая выходная мощность, частота вращения двигателя и открытие дроссельной заслонки увеличиваются до тех пор, пока выхлопные газы не станут достаточными, чтобы «раскрутить» турбину турбонагнетателя, чтобы начать сжатие во впускной коллектор гораздо большего количества воздуха, чем обычно.

Турбонаддув обеспечивает более эффективную работу двигателя, поскольку он приводится в действие давлением выхлопных газов, которое в противном случае (в основном) было бы потрачено впустую, но существует конструктивное ограничение, известное как турбо-задержка. Увеличенная мощность двигателя не доступна сразу из-за необходимости резко увеличить обороты двигателя, создать давление и раскрутить турбонагнетатель до того, как турбо начнет производить какое-либо полезное сжатие воздуха. Увеличенный объем впуска вызывает увеличение выхлопа и ускоряет вращение турбонагнетателя и так далее, пока не будет достигнута стабильная работа на высокой мощности.Другая трудность заключается в том, что более высокое давление выхлопных газов заставляет выхлопные газы передавать больше тепла механическим частям двигателя.

Передаточное отношение штока и поршня к ходу поршня

Отношение штока к ходу – это отношение длины шатуна к длине хода поршня. Более длинный шток снижает боковое давление поршня на стенку цилиндра и силы напряжения, увеличивая срок службы двигателя. Это также увеличивает стоимость и высоту и вес двигателя.

«Прямоугольный двигатель» – это двигатель, диаметр цилиндра которого равен длине его хода.Двигатель, у которого диаметр канала больше, чем длина его хода, является двигателем с квадратным сечением, и, наоборот, двигатель с диаметром канала, который меньше его длины хода, является двигателем с квадратным сечением.

Клапанный привод

Клапаны обычно приводятся в действие распределительным валом, вращающимся на половину скорости коленчатого вала. Он имеет ряд кулачков по всей длине, каждый из которых предназначен для открытия клапана во время соответствующей части такта впуска или выпуска. Толкатель между клапаном и кулачком – это контактная поверхность, по которой кулачок скользит, открывая клапан.Во многих двигателях используется один или несколько распределительных валов «над» рядом (или каждым рядом) цилиндров, как показано на рисунке, на котором каждый кулачок непосредственно приводит в действие клапан через плоский толкатель. В двигателях других конструкций распределительный вал находится в картере, и в этом случае каждый кулачок контактирует с толкателем, который контактирует с коромыслом, открывающим клапан. Конструкция верхнего кулачка обычно допускает более высокие обороты двигателя, поскольку обеспечивает наиболее прямой путь между кулачком и клапаном.

Клапанный зазор

Клапанный зазор – это небольшой зазор между толкателем клапана и штоком клапана, который обеспечивает полное закрытие клапана.На двигателях с механической регулировкой клапанов чрезмерный зазор вызывает шум клапанного механизма. Слишком малый зазор клапана может привести к тому, что клапаны не закроются должным образом, что приведет к снижению производительности и, возможно, перегреву выпускных клапанов. Как правило, зазор необходимо регулировать каждые 20 000 миль (32 000 км) с помощью щупа.

В большинстве современных двигателей используются гидравлические подъемники для автоматической компенсации износа компонентов клапанного механизма. Грязное моторное масло может привести к поломке подъемника.

Энергетический баланс

Двигатели Отто имеют КПД около 30%; Другими словами, 30% энергии, генерируемой при сгорании, преобразуется в полезную энергию вращения на выходном валу двигателя, а оставшаяся часть приходится на потери из-за отходящего тепла, трения и вспомогательного оборудования двигателя. Есть несколько способов восстановить часть энергии, потерянной из-за отходящего тепла. Использование турбонагнетателя в дизельных двигателях очень эффективно за счет повышения давления поступающего воздуха и, по сути, обеспечивает такое же повышение производительности, как и при увеличении рабочего объема.Компания Mack Truck несколько десятилетий назад разработала турбинную систему, которая преобразовывала отработанное тепло в кинетическую энергию, которую оно возвращало в трансмиссию двигателя. В 2005 году BMW объявила о разработке турбо-пароварки – двухступенчатой ​​системы рекуперации тепла, аналогичной системе Mack, которая восстанавливает 80% энергии выхлопных газов и повышает эффективность двигателя Отто на 15%. Напротив, шестицилиндровый двигатель может снизить расход топлива на целых 40%.

Современные двигатели часто преднамеренно строятся так, чтобы быть немного менее эффективными, чем они могли бы быть в противном случае.Это необходимо для контроля выбросов, таких как рециркуляция выхлопных газов и каталитические нейтрализаторы, уменьшающие смог и другие атмосферные загрязнители. Снижению эффективности можно противодействовать с помощью блока управления двигателем, использующего методы сжигания обедненной смеси.

В Соединенных Штатах, Корпоративная средняя экономия топлива требует, чтобы транспортные средства достигли в среднем 35,5 миль на галлон (миль на галлон) по сравнению с текущим стандартом 25 миль на галлон. Поскольку автопроизводители стремятся соответствовать этим стандартам к 2016 году, следует рассмотреть новые способы разработки традиционных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).Некоторые потенциальные решения для повышения эффективности использования топлива в соответствии с новыми требованиями включают запуск после того, как поршень находится дальше всего от коленчатого вала, известная как верхняя мертвая точка (ВМТ), и применение цикла Миллера. Вместе эта модернизация может значительно снизить расход топлива и выбросы NOx.

Исходное положение, такт впуска и такт сжатия.

Зажигание топлива, рабочего такта и такта выпуска.

Ссылки: Википедия

Принцип работы электромагнитного клапана

Что такое электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан – это промышленное оборудование, управляемое электромагнетизмом. Это автоматический основной элемент для управления жидкостью. Он относится к приводу, но не ограничивается гидравлическим давлением и пневматическим управлением. В промышленной системе управления электромагнитный клапан используется для регулирования направления, расхода, скорости и других параметров среды.Электромагнитный клапан может координироваться с различными цепями для реализации ожидаемого управления, при этом гарантируются как точность управления, так и гибкость.

Электромагнитный клапан состоит из соленоидной катушки и магнитопровода. Это корпус клапана, содержащий одно или несколько отверстий. Когда катушка проходит или отключается подачей питания, работа магнитопровода приводит к тому, что жидкость проходит через корпус клапана и отключается, чтобы достичь цели изменения направления жидкости.Электромагнитная составляющая соленоидного клапана состоит из неподвижного железного сердечника, подвижного железного сердечника, катушки и так далее. Корпус клапана состоит из сердечника золотникового клапана, жгута золотникового клапана и пружинного основания. Катушка соленоида устанавливается непосредственно на корпусе клапана, в то время как корпус клапана заключен в уплотнительную трубу, так что представляет собой простую и компактную комбинацию.

Как работает соленоидный клапан?

Электромагнитный клапан имеет закрытую камеру внутри и вентилируемые отверстия в разных положениях.Каждое отверстие связано с разными масляными трубами. В камере посередине расположен поршень. С двух сторон расположены две части электромагнитов. Электрифицирующая магнитная катушка будет притягивать корпус клапана к своей стороне, так что различные выпускные отверстия для масла будут открываться или закрываться посредством управления движением корпуса клапана. Однако входное отверстие для масла постоянно открыто. Гидравлическое масло поступает в разные отводящие трубы. Давление масла будет использоваться для приведения в действие поршня масляного цилиндра, который будет приводить в движение шток поршня, а затем механическое устройство.Таким образом, посредством управления током электромагнитного клапана будет контролироваться механическое движение. Кроме того, давайте вкратце узнаем о принципе работы двух основных типов электромагнитных клапанов.

1. Электромагнитный клапан прямого действия

• Принцип работы
  При включении питания катушка соленоида генерирует электромагнитную силу, которая поднимает запорный элемент из седла клапана и открывает клапан. Когда питание отключается, электромагнитная сила исчезает, и пружина прижимает запорный элемент к седлу клапана, чтобы закрыть клапан.
• Характеристики
  Может нормально работать в вакууме, отрицательном и нулевом давлении. Однако диаметр обычно не превышает 25 мм.

2. Электромагнитный клапан с пилотным управлением

• 
  Принцип работы Когда питание включено, электромагнитная сила открывает направляющее отверстие и давление в верхней камере быстро падает, образуя разность давлений, которая является низкой в ​​перевернутом и высоко в нижнем вокруг запорного элемента.Давление текучей среды способствует закрывающий элемент для перемещения вверх, чтобы открыть клапан. Когда питание отключено, усилие пружины закрывает пилотное отверстие. Давления через перепускной порт быстро образует разность давлений, которая является высоко в перевернутом и низко в нижнем вокруг запорного элемента. Давление жидкости заставляет запорный элемент двигаться вниз и закрывать клапан.
• Характеристики
  Диапазон давления жидкости имеет относительно высокий верхний предел. Он может быть установлен произвольно, при соблюдении условия перепада давления жидкости.

Купите 2-ходовой, 3-ходовой и 5-ходовой пневматический соленоидный клапан с высокой производительностью и низкой ценой на ATO.