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 > Т

11; 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 > G

11, 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 %.

Гидравлическая стрелка: устройство и принцип работы

Гидравлические разделители Функция гидравлических сепараторов, заключается в том, чтобы разделить (т.е. сделать независимыми) различные контуры системы, что позволяет предотвратить возникновение интерференций и взаимных помех. Чтобы определить преимущества использования и рабочие характеристики гидравлических разделителей, мы : 1. Проанализируем, как взаимодействуют между собой контуры в традиционных системах. 2. Определим критерии для появления интерференций 3. Проанализируем нарушения работы, вызванные интерференциями. 4. И рассмотрим, как гидравлические сепараторы предотвращают возникновение интерференции между контурами.

 

Интерференции между контурами Для определения природы интерференций проанализируем нижеприведенную систему и рассмотрим, что происходит при поочередном включении насосов системы. Обратим внимание на изменение перепада давления между коллектором подачи и коллектором обратки (ΔP) без учета абсолютного давления в системе. Когда все насосы выключены Если не учитывать явление естественной циркуляции, то в этом положении жидкость в системе остается неподвижной, а ΔP равна нулю.

 

С целью разделения и оптимизации потоков теплоносителя в системах с несколькими отопительными контурами или котлами используется гидравлическая стрелка. Она позволяет избежать их противодействия друг другу, а также регулировать работу конкретного элемента без необходимости отключения или перенастройки всей системы. Рассмотрим, как устроен гидравлический разделитель, а также каким образом осуществляется его работа.

 

Включение насоса №1 Приводит в движение жидкость своего контура и заставляет увеличиваться ΔP между коллекторами. Данное увеличение равно напору Δp1, которое насос №1 создает для прохода жидкости от коллектора обратки к коллектору подачи: иными словами, через контур котла. Тот же ΔP сохраняется, по логике, также на соединениях контуров 2 и 3 при выключенных на них циркуляционных насосах. Причем в коллекторе обратки давление выше, чем в коллекторе подачи, что может привести к появлению паразитной циркуляции в контурах 2 и 3, причем в направлении, противоположном предусмотренному. Включение насоса №2 Чтобы привести в движение жидкость своего контура, насос №2 должен сначала преодолеть противоположное Δp1, нагнетаемое насосом №1. Более того включение насоса №2 приведет к последующему увеличению ΔP между коллекторами подачи и обратки, поскольку увеличится расход теплоносителя через контур котла, и поэтому потребуется приложить больший напор для продвижения жидкости через контур.

Включение насоса №3 Чтобы запустить циркуляцию в своем контуре насос №3 должен преодолеть сопротивление противоположного Δp2, нагнетаемого насосами №1 и №2. Требуемое усилие может быть настолько большим, что насос будет не в состоянии обеспечить необходимый расход теплоносителя через свой контур. Кроме того включение насоса 3 приводит, к последующему увеличению Δp3 по причинам, указанным выше.

Появление интерференций и пороговые значения ΔР

На рассмотренном примере видно, что поэтапное включение насосов увеличивает ΔP между коллек-
торами подачи и обратки, что приводит к появлению взаимных помех (т.е. интерференции) между на-
сосами разных контуров. Невозможно точно установить значения, ниже которых можно считать ΔP приемлемым: то есть значения ΔP, ниже которых интерференция между контурами не вызывает очевидных сбоев в работе системы. Эти значения зависят от большого количества переменных величин. Однако, в большинстве случаев допустимым ΔP принимают значения 0,4÷0,5 м вод.ст. Более высокие значения (а не редко можно
обнаружить системы с ΔP 1,5÷2,0 м вод.ст.) могут приводить к серьезным проблемам в работе системы.

Проблемы, связанные со слишком высокими значениями ΔP

Основные проблемы можно классифицировать следующим образом:
1. Насосам не удается обеспечить требуемый расход
Это серьезная дисфункция, которая чаще всего возникает в системах, в которых установлены как большие, так и слабые насосы. В таких системах, небольшим насосам не удается «справиться» потому, что им необходимо затрачивать слишком много энергии для того, чтобы преодолеть противодавление более мощных насосов. Увеличенное сопротивление системы приводит к падению расхода, и как следствие, недостаточному снабжению контура теплоносителем.
2. Насосы часто ломаются
Это проблема обусловлена тем, что интерференция между контурами вынуждает насосы работать вне их рабочего поля, что является причиной их частого выхода из строя.
3. Горячие отопительные приборы даже при выключенном насосе
Как рассматривалось выше, данная проблема вызвана паразитной циркуляцией в контуре с выключенным насосом, создаванной включенными насосами других контуров. Необходимо заметить, что подобные явления могут возникать также при естественной циркуляции или при циркуляции в перепусках при закрытых регулирующих клапанах. Это явление легко определить по характерным признакам: у радиаторов появляются неодинаково
горячие участки поверхности, а их патрубки на обратке горячее, чем патрубки на подаче.
Вышеперечисленные отклонения и проблемы позволяют нам утверждать, что системы с высоким ΔP
между коллекторами подачи и обратки (что почти всегда наблюдается в средних и больших системах)
не могут работать с соблюдением расчетных (проектных) характеристик.

Гидравлические сепараторы

Гидравлический сепаратор создает зону с низким гидравлическим сопротивлением, которая позволяет сделать гидравлически независимыми первичный и вторичный контуры; поток в одном контуре не образует поток в другом, если гидравлическое сопротивление сепаратора является незначительным. В этом случае, расход, который проходит через соответствующие контуры, зависит исключительно от характеристик насосов и их контуров, предотвращая взаимное влияние насосов разных контуров. Поэтому, при использовании гидравлического разделителя, насосы выдают необходимые характеристики, теплоноситель будет циркулировать, только когда включен соответствующий насос, производительность насоса будет удовлетворять требования контура по расходу теплоносителя на данный момент времени. Когда насосы вторичного контура выключаются, нет циркуляции в соответствующих контурах, то весь расход, нагнетаемый насосом первичного контура, перепускается через сепаратор. Используя гидравлический разделитель, можно иметь первичный котловой контур с постоянным расходом и вторичный контур потребителей с изменяющимися расходами.

Определение типоразмера: Метод максимального расхода

Гидравлический разделитель рассчитывается исходя из значения максимального рекомендованного расхода в точке установки разделителя. Иными словами значение расхода для разделителя должно быть больше или равно большему из суммы расходов первичного контура (Gперв.) и суммы расходов вторичного контура (Gвторичн.)

В гидравлических сепараторах могут возникать значительное смешение.
В некоторых системах «горячий» теплоноситель, исходящий от котла, остывает от обратки контура потребителей и контуры потребителей получают «охлажденную» подачу. В этом случае, отопительные приборы подбираются с учетом такого охлаждения, а не на основе рабочей температуры подачи котла.В других случаях «холодная» обратка потребителей подогревается «горячей» подачей котла, и в котел поступает «подогретая» обратка. Такие ситемы используются для предотвращения явлений конденсации в самих котлах и в патрубках отводных газов, что особенно
полезно для котлов на биомассе.
Далее проанализируем изменения температуры на патрубках гидравлического разделителя в зависи-
мости от изменения расходов между первичным и вторичным контурами :

1.Расход первичного контура равен расходу вторичного контура
Это типичная ситуация в небольших системах, учитывая, что в них насосы (или насос) первичного контура обычно подбираются с расходами равными расходам вторичного контура. В этом случае можно считать, что температуры первичного и вторичного контуров оказываются в таком соотношении:

T1 = T3
T2 = T4
Поэтому, это тот случай, при котором сепаратор не изменяет температуры ни подачи ни обратки. Как следствие, можно подобрать отопительные приборы на основе максимальной рабочей температуры, поступающей из теплогенератора.

2.Расход первичного контура меньше расхода вторичного контура
Эта ситуация встречается в системах с одним или несколькими настенными котлами,когда их внутренние насосы слишком слабы, чтобы доставлять отопительных приборам требуемую тепловую мощность. Такую же ситуацию, можно обнаружить в системах с удаленными котельными, когда нужно поддерживать низким расход первичного контура для того, чтобы сэкономить на эксплуатации системы в целом и насосов в частности.
В рассматриваемом случае температуры первичного и вторично-
го контуров соотносятся следующим образом:

T1 > T3
T2 = T4

Поэтому температура на подаче вторичного контура (к потребителям) оказывается ниже температу-
ры на подаче первичного контура (от котла). Для расчета максимальной температуры теплоносителя,
направляемой к потребителям (T3), необходимо чтобы были известны значения следующих величин:
• T1 – температура подачи первичного контура [°C]
• Q – тепловая мощность системы [Ккал/ч]
• Gперв. – расход первичного контура [м3/ч]
• Gвтор. – расход вторичного контура [м3/ч]
Далее можно продолжать следующим образом:
1. Сначала рассчитываются перепады температуры первичного и вторичного контуров:
ΔTперв. = Q / Gперв. (1a),
ΔTвтор. = Q / Gвтор. (1b)
2. На основании перепада температуры первичного контура определяется температура обратки первичного контура:
T2 = T1 – ΔTперв. (2)
3. Учитывая, что в рассматриваемом случае, температура обратки первичного контура равна температуре обратки вторичного контура, можно рассчитать требуемую температуру, по выражению:
T3 = T4 + ΔTвтор. = T2 +ΔTвтор. (3)
Это и есть максимальная рабочая температура, на основе которой подбираются отопительные приборы системы.

3. Расход первичного контура больше расхода вторичного контура

Ситуации, когда расход первичного контура превышает расход вторичного контура, чаще всего встречаются в системах на
низкой температуре. Повышая температуру обратки в котел, мы избегаем проблем, связанных с выпадением конденсата из дымо-
вых газов. В рассматриваемом случае температуры первичного и вторичного контуров соотносятся следующим образом:
T1 = T3
T2 > T4
Поэтому температура обратки первичного контура (температура обратки в котел) оказывается выше температуры обратки вторичного контура.
Для расчета максимальной температуры теплоносителя на обратке в котел (T2), необходимо знать
значения следующих величин:
• T1 – температура подачи первичного контура [°C]
• Gперв. – расход первичного контура м3/ч]
• Q – тепловая мощность системы [Ккал/ч]
Далее рассчитаем:
1. Сначала перепад температуры первичного контура: ΔTперв. = Q / Gперв. (4)
2. На основании данного значения определяется температура обратки самого первичного контура:
T2 = T1 – ΔTперв. (5)
Если нужно определить расход первичного контура, (иными словами расход котлового насоса) необ-
ходимый для обеспечения температуры обратки не ниже порогового значения (T2 ), предотвращающего выпадение конденсата, нужно определить следующие величины:
• T1 – температуру подачи первичного контура [°C]
• T2 – температуру обратки первичного контура [°C]
• Q – тепловую мощность системы [Ккал/ч]
Далее определяем:
1. Перепад температур первичного контура: ΔTперв. = T1 – T2 (6)
2. На основании этого значения, определяется требуемый расход котлового насоса:
Gперв. = Q / ΔTперв

Дано:
B. Характеристики контура радиаторов:
T1 = 80°C (температура подачи котлов). QB = 6.000 Ккал/ч (тепловая мощность)
Характеристики единичного настенного котла: GB = 600 л/ч (расход насоса)
Qк = 27.000 Ккал/ч C. Характеристики контура приточной вентиляции:
Gк = 1.600 л/ч (максимальный расход насоса) QC = 22.000 Ккал/ч (тепловая мощность)
A. Характеристики контура водоподогревателя: GC = 4.400 л/ч (расход насоса)
QA = 22.000 Ккал/ч (тепловая мощность) D. Характеристики контура фенкойлов:
GA = 2.200 л/ч (расход насоса ) QD = 27.000 Ккал/ч (тепловая мощность)
GD = 5.400 л/ч (расход насоса)

Решение:
Для начала рассчитывается общая тепловая мощность потребителей, расход первичного контура и расход
вторичного контура. Далее ведет расчеты согласно раздела ‘‘расход первичного контура ниже расхода во вторич-
ном контуре’’.
1. Общая тепловая мощность потребителей:
Q = QA + QB + Qк+ QD = 77.000 Ккал/ч
2. Расход первичного контура.
Предположим, что соединительный контур между настенными котлами и сепаратором выполнен с низким
гидравлическим сопротивлением. Следовательно, расход первичного контура можно принять за максимальный,
обеспечиваемый внутренними насосами настенных котлов:
Gперв. = 3 x 1.600 = 4.800 л/ч
3. Расход вторичного контура.
Он определяется как сумма расходов насосов потребителей
Gвтор.= GA + GB + Gк + GD = 12.600 л/ч
Важно: на основании этого расхода (поскольку он выше расхода первичного контура) подбирается
гидравлический сепаратор с необходимой пропускной способностью.
4. Перепады температуры первичного и вторичного контуров рассчитываются по формулам (1a) и (1b):
ΔTперв. = Q/Gперв. = 77.000/4.800 = 16°C
ΔTвтор. = Q/Gвтор. = 77.000/12.600 = 6°C
5. Температура обратки первичного контура определяется по формуле (2):
T2 = T1 – ΔTперв. = 80 – 16 = 64°C
6. Температура подачи вторичного контура пределяется по формуле (3):
T3 = T4 + ΔTвтор. = T2 + ΔTвтор.
T3 = 64 + 6 = 70°C

Это и есть та максимальная рабочая температура, на основании которой необходимо подбирать змеевик водоподогревателя, радиаторы, фэнкойлы и теплообменник приточной установки.

Многофункцианальный гидравлический сепаратор серии 549…
Многофункциональный гидравлический сепаратор, помимо того, что разделяет гидравлические контуры, включает в себя и другие функциональные компоненты, каждый из которых помогает решать проблемы типичные для контуров систем отопления и кондиционирования.
Устройство разработано для выполнения функций:
• Гидравлического разделения
Для того,чтобы сделать независимыми первичные и вторичные гидравлические контуры.
• Деаэрации
Использует комбинированное действие нескольких физических процессов: расширение сечения снижает скорость потока, сетка из технополимера создает вихревые потоки, которые благоприятствуют высвобождению микропузырьков. Пузырьки, сливаясь между собой, увеличиваются в объёме, поднимается в верхнюю часть и удаляются поплавковым автоматическим воздухоотводчиком.
• Дешламации
Дешламатор отсорбирует и собирает частицы шлама, присутствующие в контурах, благодаря их столкновению с поверхностью внутреннего элемента.
• Удалению магнитных частиц
Специальная запатентованная магнитная система притягивает железомагнитный шлам содержащийся в воде: железомагнитные частицы удерживаются в зоне сбора, во избежание их возможного возвращения в циркуляцию.

Устройство гидравлической стрелки

Гидравлическая стрелка для систем отопления представляет собой полую трубу, с двух сторон которой имеются патрубки для подключения контуров. Она может изготавливаться из следующих материалов:

• металл – стальной или медный гидравлический разделитель котла используется в промышленных и домашних системах отопления, характеризующихся высокими (свыше 70°С) температурами и давлением теплоносителя;
• пластик – вы можете купить в Москве гидравлическую стрелку для применения в системах мощностью 13-35 кВт, температура теплоносителей в которых не превышает 70°С.

Гидравлический разделитель для отопления устроен достаточно просто. Ее основу составляет металлическая или пластиковая труба, имеющая по обеим сторонам выходы для подключения подающего трубопровода и контура отопления. Внутри гидрострелки могут быть установлены разграничивающие пластины, шлакосборник, выпрямитель потока, воздухоотводчик и другие элементы, обеспечивающие нормальную циркуляцию рабочей среды. В зависимости от сложности устройства и функциональности данной арматуры варьируется цена на гидравлическую стрелку.

Принцип работы

Прежде, чем купить гидравлический разделитель, следует иметь представление о принципах его работы. В основе нее лежит выравнивание параметров расхода теплоносителя в первичном контуре котла и трубопроводе системы отопления. При этом различаются три режима работы теплоносителя:

• расход теплоносителя в контурах системы превышает аналогичный показатель у котла, поэтому в гидрострелке образуется восходящий поток;
• в котле и отопительном контуре теплоноситель расходуются одинаково, поэтому в гидрострелке устанавливается равновесие;
• в котле теплоноситель расходуется в большей степени, чем в отопительном контуре, что вызывает нисходящую циркуляцию рабочей среды в гидрострелке.

Данная трубопроводная арматура может быть спроектирована с учетом подключения к нескольким отопительным контурам и котлам. В зависимости от их количества цена на гидравлический разделитель может существенно изменяться.

Гидрострелки для систем отопления. Принцип работы

Гидрострелка (гидравлический разделитель, гидравлическая стрелка или термогидравлический разделитель) – это один из самых важных узлов в системе отопления с источниками генерации тепловой энергии. Он предназначен для разделения котлового контура и контура потребителей тепла, создавая зону пониженного гидравлического сопротивления. 

Назначение гидрострелки, зачем нужна гидрострелка

Таким образом, гидравлический разделитель позволяет сбалансировать контур котла с остальными контурами потребителей тепла. Гидравлический разделитель (гидрострелка) обеспечивает гидравлический (и температурный) баланс контуров. При использовании такой гидрострелки расход теплоносителя в контуре потребителей тепла задается только при включении/отключении насоса соответствующего контура. Когда насос вторичного контура отключен, циркуляция в нем отсутствует и теплоноситель, циркулирующий под воздействием насоса первичного контура, возвращается в котел через гидравлический разделитель. В результате, при использовании гидрострелки, в первичном контуре поддерживается постоянный расход теплоносителя, а во вторичном контуре – расход теплоносителя определяется в соответствии с тепловой нагрузкой. Гидравлический разделитель включает в себя также функции деаэратора и шламоуловителя. В современных отопительных системах гидрострелка является стандартной опцией.

Рисунок 1

Рассмотрим схему гидрострелки. Современные системы отопления, как правило являются многоконтурными, т.е. состоят из нескольких гидравлических контуров отопления (рисунок 1). Эти контуры могут быть как низкотемпературными (напольное отопление или низкотемпературное радиаторное отопление), так и высокотемпературными (высокотемпературное радиаторное отопление, воздушное отопление, подогрев бассейна, контур нагрева емкостного водонагревателя). В ряде случаев требуется применение смесительных узлов для поддержания заданной температуры теплоносителя путем смешивания теплоносителя с разными температурами. Этими процессами управляет автоматика. С учетом особенностей работы некоторых насосов, например загрузочного насоса водонагревателя и трехходовых смесителей получается, что каждый контур системы отопления «живет своей жизнью», т.е. отбирает именно то количество нагретого теплоносителя, которое ему необходимо в данный момент. Таким образом, суммарный расход (количество используемого нагретого теплоносителя) всех контуров отопления не является постоянным, а меняется в течение времени и условий. Для котла необходим постоянный и неизменный расход теплоносителя. Это сильно влияет на эффективность его работы и ресурс. Следовательно, для стабильной и корректной работы всей системы отопления необходимо, по возможности, отделить друг от друга контур котла и каждый из контуров системы отопления, таким образом, сделать независимыми производство (контур котла) и потребление тепла (контур отопления). Такую функцию гидравлического разделения выполняют гидрострелки, которые на практике представляют собой вертикально установленный участок трубопровода (перемычку) большого диаметра. Вероятно, наиболее полное описание и принцип работы гидрострелок для широкого применения сделала компания De Dietrich.

Конструктивная схема и принцип работы гидрострелки

Гидравлический распределитель (гидрострелка) конструктивно представляют собой вертикально установленную перемычку большого диаметра (рисунок 2).

Рисунок 2

За счет большого диаметра (по отношению к диаметру трубопровода котлового контура) быстро гасится скорость теплоносителя в гидравлическом разделителе (гидрострелке). Предполагается, что гидравлическое сопротивление такого устройства исчезающе мало по сравнению с сопротивлением контуров отопления и котла. В результате, между котлом и контурами отопления появляется некий буфер (ресивер) с малым сопротивлением, то есть контуры отопления никаким образом не будут оказывать влияние на контур котла и расход теплоносителя через котел. Таким образом, каждый контур системы отопления будет «жить своей жизнью». Гидрострелка, кроме функции гидравлического разделения, обеспечивает распределение подающих линий контуров отопления по температуре: в самой верхней части — самый высокотемпературный контур (греющий контур водонагревателя, подогрев бассейна, калорифера вентиляции или радиаторное отопление), чуть ниже — контур с меньшей температурой, самый нижний — низкотемпературный контур отопления (низкотемпературное радиаторное или напольное отопление). Такое же правило действует и для обратных линий контуров отопления: в самой верхней части — самая высокотемпературная (теплая) обратная линия, в самом низу — самая холодная. Гидрострелка выполняет функцию гидравлической развязки (разделения) котлового контура и контуров отопления. Независимость самих контуров отопления обеспечивается за счет подающего и обратного коллекторов, которые устанавливаются после гидравлического разделителя. Для корректной работы гидрострелки (гидравлического разделителя) необходимо соблюдать следующие правила:

1. Допускается только вертикальная установка гидрострелки (гидравлического разделителя).

2. Скорость движения теплоносителя в гидрострелке (гидравлическом разделителе) не должна превышать 0,1 м/с. В таком случае скорость движения теплоносителя в подающем трубопроводе котлового контура должна быть не больше 0,7-0,9 м/с.

3. Для определения размеров гидрострелки (гидравлического разделителя) необходимо использовать правило 3-х диаметров (3D) либо специальное программное обеспечение. Между осями любых двух подключений (штуцеров) к гидрострелке (гидравлическому разделителю) должно быть расстояние не меньше чем 3 диаметра (рисунок 2). Из рисунка 2 видно, что высота гидравлического разделителя гораздо меньше, чем высота гидравлического распределителя.

4. Производительность насоса котлового контура (или в случае каскадной установки с несколькими насосами — суммарная производительность котловых насосов) должна быть больше как минимум на 10% суммарной максимальной производительности насосов вторичных контуров.

5. При использовании гидравлической стреклки необходимо следить за тем, чтобы высокотемпературные контуры отопления подключались в верхнюю часть гидравлического распределителя. В связи с тем, что скорость движения теплоносителя в гидравлической стрелке достаточно мала (меньше 0,1 м/с), будет наблюдаться явление стратификации (расслоения) теплоносителя по температуре. Очевидно, что теплоноситель имеет более высокую температуру в верхней части гидравлического распределителя, это необходимо учитывать при выполнении присоединения подающих линий контуров отопления.

Для того чтобы увеличить температуру воды на входе чугунного напольного котла, обратная линия котла подсоединяется выше всех обратных линий контуров отопления — искусственное завышение температуры обратной линии за счет явления стратификации в гидравлическом распределителе и гидравлическом разделителе. С учетом того, что в гидравлическом распределителе и гидравлическом разделителе скорость движения теплоносителя достаточно мала, их можно использовать для эффективного удаления воздуха и шлама — достаточно лишь поставить соответствующие устройства (автоматический и ручной воздухоотводчики в верхней части, шаровой кран большого диаметра в нижней части) (рисунок 1).

Компания ТЕРМОСКЛАД предлагает своим покупателям различные варианты гидравлических стрелок и коллекторов для котельной. Наши специалисты помогут Вам подобрать котельное оборудование и предложить коллекторные модули для котельной.

Описание процессов происходящих в гидравлическом разделителе (гидрострелке).

Чтобы получить представление о процессах, которые происходят в гидрострелке, рассмотрим три различные случая ее работы.

Т₁ – температура подачи от котла,

Т₂ – температура возврата теплоносителя в котел («обратка»),

Т₃ – температура подачи в систему отопления,

Т₄ – температура возврата из системы отопления,

Qp и Qs – соответственно, производительность котлового насоса и суммарная производительность насосов в системе отопления

Вариант 1

Температуры подачи и возврата теплоносителя совпадают, производительность насосов тоже совпадает.

Qp=Qs тогда Т₁=Т₃; Т₂=Т₄

Это идеальный случай, который на практике сложно достичь, но его следует рассматривать как то, к чему надо стремиться при подборе оборудования.

Вариант 2

Qp<Qs тогда T₁>T₃; T₂=T₄

Производительность котлового насоса меньше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления потребляет теплоносителя больше, чем может «предложить» котловой насос, в результате происходит захват дополнительной жидкости в систему отопления из ее же возвратной магистрали, то есть уже с низкой температурой. В котел возвращается теплоноситель той же температуры, как в «обратке» системы отопления (T₂=T₄). Такой режим работы в максимальной мере использует мощность котла (котел работает на максимуме своей мощности), а здание «недополучает» требуемое тепло. К тому же может возникнуть большая разница температуры между подачей и «обраткой» котла (T₁ и T₂), что негативно сказывается на ресурсе его работы.

Вариант 3

Qp>Qs тогда T₁=T₃; T₂>T₄

Производительность котлового насоса больше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления в этом случае потребляет ровно то количества тепла, которое ей необходимо, а излишек тепла возвращается в котел. Это, при фиксированной мощности тепловыделения котла приводит к повышению температуры теплоносителя и периодическому выключению котла. Это, можно сказать, «штатный» режим работы и наиболее естественный. Дополнительных потерь тепла не происходит и, учитывая, что внешние условия теплопотерь постоянно меняются (меняется потребление тепла на радиаторное отопления, на бойлер, и т.п.), такой режим чаще всего мы имеем на практике.

что такое гидравлическая стрелка в отоплении, схема гидравлического разделителя, как работает, как подобрать, подбор по мощности котла

Содержание:

Гидрострелкой называют несложное устройство, предназначенное для выполнения балансировки и защиты системы теплоснабжения. Встречаются иные названия данного изделия – гидравлический разделитель, бутылочка, гидроразделитель и прочие.

Функциональное назначение гидрострелки

Что такое гидравлическая стрелка в отоплении и зачем она нужна?

Этот дополнительный узел:

• осуществляет гидродинамическую балансировку в системе обогрева, является защитой для теплообменника агрегата, изготовленного с использованием чугуна, от возможного поражения тепловым ударом;
• предохраняет конструкцию теплоснабжения от повреждений, если в автоматическом режиме отключаются отделы ГВС или обогрев напольной поверхности – устройство гидрострелки отопления выполняют при монтаже систем обогрева с нагревательными котлами, которые оснащены чугунными теплообменниками;

• нужно применять в случае обустройства многоконтурного теплоснабжения, ведь в данной ситуации оборудование предотвращает влияние одного контура на другой и обеспечивает их качественное функционирование;
• будет способен выполнять работу отстойника, устраняющего из жидкой рабочей среды механические примеси, состоящие из шлама, накипи, ржавчины, если верно подсчитать габариты и гидромеханические характеристики гидрострелки;
• помимо вышеперечисленных функций производит вытеснение воздуха из теплоносителя, что в значительной степени препятствует процессу окисления.

Принцип работы

Если посмотреть на гидравлический разделитель на отопление в разрезе, то можно увидеть часть полой трубы с сечением в форме квадрата. Процесс функционирования данного узла отличается простотой. При помощи воздухоотвода, который оснащают автомеханическим приспособлением, происходит отделение воздуха и его удаление.

Система теплоснабжения состоит из двух отдельных контуров – большой и малой протяженности. В составе первого из них имеется котел плюс гидрострелка плюс потребитель. Второй контур включает котел плюс гидроразделитель.

Если агрегат генерирует тепловую энергию в количестве, соответствующем его потреблению, направление перемещения рабочей среды будет только горизонтальным. При нарушении данного равновесия теплоноситель поступает в зону малого контура и это приводит к повышению температуры перед местом входа в котел.

Это вызывает автоматическое отключение прибора, а жидкость в системе продолжает циркулировать, пока ее температура не понизится до нужной отметки. После этого котел вновь включается. Благодаря тому, как в системе отопления работает гидрострелка, происходит балансировка между контурами котла и котельной. Данный процесс способствует независимой работе каждого контура.

Выбор гидравлического разделителя

Нет ничего сложного в том, как подобрать гидрострелку для отопления. Единственное, что при этом следует учитывать – это стрелочный диаметр патрубков, подводящих теплоноситель.

При подборе данного узла обращают внимание на предельно допустимый напор водного потока в системе обогрева и на сохранение минимальной скорости перемещения жидкости в полости гидрострелки и патрубках подвода.

Когда делают выбор, нужно знать, что наибольшая рекомендуемая скорость циркуляции воды сквозь поперечное сечение гидроразделителя, равна около 0,2 м/сек.

При расчете данного оборудования для отопительных конструкций потребуются следующие величины:

• D – диаметр гидрострелки, выраженный в миллиметрах;
• d – диаметр подводящих воду патрубков, в миллиметрах;
• G – максимальная скорость перемещения водного потока через устройство;
• w – предельная скорость продвижения жидкости по поперечному сечению узла;
• с – теплоемкость теплоносителя;
• P – максимальная мощность нагревательного агрегата, кВт;
• ΔT – разность между величинами температуры теплоносителя в подающей трубе и обратке отопительной системы, °С ( равна приблизительно 10°С).

Чтобы подсчитать зависимость диаметра гидроразделителя от предельно допустимого напора воды в системе, пользуются формулой:

D=3хd=18,8х

Для подбора гидрострелки по мощности котла также нужно выполнить расчеты – зависимость диаметра узла от производительности агрегата определяют по следующей формуле:

D=3хd=18,8х=18,8х=116.

Преимущества использования гидравлического разделителя отопления

Схемы отопления с гидравлической стрелкой способствуют созданию в помещении комфортной температуры, поскольку:

1. Ликвидируются проблемы при нахождении параметров отопительного насоса для вторичного контура и исполнительного элемента.
2. Отсутствует определенное взаимовлияние между котловым контуром и отопительными контурами.
3. Оказывается равномерное распределение нагрузок, оказываемых водным потоком, на генераторы тепловой энергии и ее потребителей.
4. При правильном определении показателей исполнительные компоненты в системе  функционируют оптимально.
5. Имеются места для подключения расширительного бачка, а также установления быстродействующего отводчика воздуха.
6. Есть возможность подсоединения разнообразных узлов и деталей дополнительного назначения.

При наличии желания обустроить в своем домовладении комфортные условия проживания с минимальным использованием тепловой энергии, лучшим решением будет монтаж теплогенераторной системы, в основе функционирования которой находится применение схемы отопления с гидрострелкой.

Как показывает практика, по сравнению с эксплуатацией традиционной системы теплоснабжения эффект от функционирования правильно спроектированной отопительной конструкции на основе монтажа гидроразделителя состоит в экономии газа на 25% и электроэнергии на 50%.

Применение гидрострелки с твердотопливным оборудованием

При использовании твердотопливного агрегата подключение гидравлического разделителя осуществляют в месте входа – выхода. Данный вариант подсоединения нагревательного устройства разного типа обеспечивает подбор оптимального и индивидуального температурного режима для всех компонентов в отдельности.

Сегодня потребители, разобравшись с тем, как работает гидрострелка на отопление, отдают предпочтение уже готовой продукции, которая представлена в продаже. Выбирают гидроразделитель по каталогу, основываясь на мощности агрегате и максимальном потоке воды.

Гидрострелка для отопления из полипропилена – рекомендации по изготовлению

О гидравлических разделителях для отопления на просторах интернета в буквальном смысле ходят легенды. Им приписывают множество «чудодейственных» свойств и функций. Но цель данной статьи – не развенчание мифов, а пояснение истинного назначения этого отопительного элемента и принципа его работы. Также любителям систем из ППР мы расскажем, как рассчитывается и устанавливается гидрострелка из полипропилена и можно ли ее сделать своими руками.

Для чего нужна гидрострелка

Если у вас в доме планируется монтаж простой системы отопления закрытого типа, где задействовано не более 2 циркуляционных насосов, то гидравлический разделитель вам точно не понадобится.

Когда контуров и насосов – три, при этом один из них предназначен для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно обойтись без гидрострелки. Задуматься о разделении отопительных контуров надо в ситуации, когда схема выглядит следующим образом:

Примечание. Здесь показаны 2 котла, работающих в каскаде. Но это не принципиально, котел может быть и один.

В представленной схеме гидрострелки нет, но без ее монтажа тут явно не обойтись. Есть 4 контура, в которых действует столько же насосов разной производительности. Самый мощный из них создаст в подающем коллекторе разрежение, а в обратном – повышенное давление. При одновременной работе насосу меньшей производительности просто не хватит сил на преодоление этого разрежения и он не сможет отобрать теплоноситель на свой контур. По итогу ветвь не будет функционировать, поскольку насосы мешают друг другу.

Важно. Даже если паспортная производительность насосных агрегатов одинакова, то гидравлическое сопротивление ветвей всегда будет разным. Соответственно, реальный расход теплоносителя в каждом контуре все равно отличается, идеально выверить систему невозможно.

Чтобы устранить перепад давления ΔР, возникающий между коллекторами и дать возможность всем насосам спокойно отбирать нужное количество теплоносителя, в схему включается гидрострелка. Она представляет собой полую трубу расчетного сечения, чьей задачей является создание зоны нулевого давления между теплогенератором и несколькими потребителями. Как действует этот элемент в схеме обвязки котла, описано в следующем разделе.

Схема обвязки с котлом

Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:

Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно. При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой.

В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:

• суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
• отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
• расход в кольце со стороны теплогенератора больше.

В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3. Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально. По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды. Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом. Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.

Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, — обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:

Схема изготовления гидрострелки с коллектором

Прежде чем купить гидрострелку или приступить к ее изготовлению своими руками, не помешает изучить устройство данного элемента. Оно очень простое: полая труба круглого или прямоугольного сечения снабжена несколькими патрубками с разных сторон для присоединения к отопительной сети. Причем патрубки для подключения подачи расположены, как правило, в верхней части трубы, а обратки – в нижней.

Примечание. Указанный способ подключения актуален при вертикальном монтаже гидрострелки. В то же время ее можно устанавливать и в горизонтальном положении.

Чаще всего для отопления применяется гидравлический разделитель, чье устройство предусматривает установку коллектора. Они даже продаются одним комплектом, а изготавливаются из таких материалов:

• низкоуглеродистая сталь;
• нержавеющая сталь;
• из полипропилена.

Существуют и более сложные модели, оборудованные не только воздухоотводчиком и сливным штуцером, но и гильзами для присоединения контрольных приборов и датчиков, а также различными сеточками и пластинами. Они служат для очистки теплоносителя и разделения потоков. Подобная гидрострелка, чье устройство изображено на чертеже, имеет приличную стоимость и требует периодического обслуживания:

Среди домашних мастеров принято делать гидрострелку из металлической трубы, но в силу немалой популярности и дешевизны полипропилена эта тенденция меняется. Ведь даже изготовленный из ППР элемент вместе с коллектором стоит немалых денег. Поэтому все чаще люди предпочитают сделать разделитель из полипропилена в домашних условиях, чем покупать его в магазине. Для этого нужна ППР труба соответствующего диаметра, тройники по числу будущих патрубков и 2 заглушки.

Поскольку диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно велик, то потребуется приобрести к сварочному аппарату соответствующую насадку, а при пайке выдержать достаточный промежуток времени. В принципе, сложного ничего нет, тройники соединяются между собой отрезками труб, а с торцов ставятся заглушки. Другое дело, что подобный разделитель может выглядеть не очень эстетично, да и не во всякой системе его можно эксплуатировать.

Дело в том, что теплогенераторы на твердом топливе часто могут выходить на максимальный режим работы, при котором температура воды близка к 90—95 °С. Конечно, полипропилен ее выдержит, но в нештатной ситуации (например, когда отключат электричество) температура на подаче может резко подскочить и до 130 °С. Это случается из-за инертности твердотопливных котлов, поэтому вся обвязка к ним, включая гидрострелку, должны быть металлическими. Иначе вас ждут плачевные последствия, как на фото:

Расчет гидрострелки

Разделитель для любой отопительной системы подбирается либо изготавливается по 2 параметрам:

• число патрубков для подключения всех контуров;
• диаметр либо площадь поперечного сечения корпуса.

Если количество патрубков подсчитать нетрудно, то для определения диаметра необходимо произвести расчет гидрострелки. Он производится через вычисление площади поперечного сечения по следующей формуле:

S = G / 3600 ʋ, где:

• S – площадь сечения трубы, м2;
• G – расход теплоносителя, м3/ч;
• ʋ – скорость потока, принимается равной 0. 1 м/с.

Для справки. Столь невысокая скорость течения воды внутри гидравлического разделителя обусловлена необходимостью обеспечить зону практически нулевого давления. Если скорость увеличить, то возрастет и давление.

Значение расхода теплоносителя определяется ранее, исходя из потребной тепловой мощности отопительной системы. Если вы решили подобрать или купить элемент круглого сечения, то произвести расчет диаметра гидрострелки по площади сечения достаточно просто. Берем школьную формулу площади круга и определяем размер трубы:

D = √ 4S/π

Выполняя сборку самодельной гидрострелки, надо расположить патрубки на определенном расстоянии друг от друга, а не как попало. Ориентируясь на диаметр подключаемых труб, вычисляют расстояние между врезками, пользуясь одной из схем:

Заключение

Планируя установить гидравлический разделитель, важно понимать, когда он нужен, а когда нет. Ведь подобное оборудование значительно повысит стоимость монтажа вашей системы. Что касается идеи поставить либо сделать гидрострелку из полипропилена, надо уяснить, что ее совместное использование с твердотопливным котлом невозможно. Спаять же ее из трубы и тройников ППР для специалиста не составит труда.

Гидрострелка – когда нужно устанавливать гидроразделитель

Гидравлический разделитель чаще называют — гидрострелка. Он настолько прост, что с его применением не должно возникнуть никаких вопросов. Ответить, — зачем нужно такое устройство, — можно просто взглянув на него.

Гидрострелка представляет из себя не длинную трубу относительно большого диаметра, с отводами меньшего диаметра, она похожа на вытянутый бочонок.

Очевидно, гидроразделитель нужен для выравнивания давления во всех подключенных к нему трубопроводах. Действительно, если подключить к этому куску толстой трубы трубопроводы подачи и обратки, то давление в них сразу выровняется, ведь само гидравлическое сопротивление устройства не значительное, специалисты называют его «нулевым».

Но какая в этом практическая польза? В каких случаях нам понадобится выравнивать давление между подачей и обраткой?

Рассмотрим подробней, как применяется гидрострелка, и что нужно учесть в системе отопления, чтобы решить вопрос о необходимости применении. Но прежде нужно понять и другое – откуда вокруг такого простого устройства столько толкований и рекомендаций по его установке? А ноги растут из у.е., т.е. из $.

Откуда берутся сложности

Сама гидрострелка хоть и проста на вид, но не столь дешева. Не в гаражном, а в фирменном исполнении — 250$. А ее применение еще влечет и ее обвязку (фитинги, сливы, краны), что под 100$. А с установкой все это вместе уже целых 400 $. Действительно не дешевый получается кусок трубы в фирменном исполнении.

Но этого мало. Если простую систему, под соусом «установка полезнейшей гидрострелки», преобразовать в сложную, и напичкать автоматикой (примерно как на схеме ниже), т.е. вынести из под насоса котла 3 контура (бойлер, радиаторы, теплые полы) и обеспечить каждый своей насосной группой и подключить это все к фирменному коллектору с этим устройством, и установить контроллер автоматики, то все это вместе может потянуть на целых 2500$. Вот мы и добрались до золотого дна «установщиков радиаторов».

И за что же нужно выкинуть такую сумму? Оказывается, что не за что, так как в подавляющем большинстве случаев гидрострелка в системе отопления не нужна, и никакой особой роли не играет. Необходима она лишь в действительно сложных системах отопления, с множеством контуров отходящих от основной магистрали, обеспеченных собственными насосами.

Чтобы каждый контур не сильно влиял на соседний, параллельный ему, необходимо подровнять давление между магистралями подачи и обратки. Вот тогда и применяют гидростерлку и все необходимые для ее работы аксессуары.

Подробней, зачем нужен гидравлический разделитель и какая его роль рассмотрим на схемах.

Особенности применения гидрострелки

Рассмотрим схему отопления с несколькими насосами и с двумя котлами.

От подачи (красным) ответвляются контур радиаторов, контур теплых полов, контур водяного бойлера (теплоноситель отопления греет воду для бытовых нужд), может быть еще контур для отопления других удаленных помещений – этажей, оранжереи, гаража, сауны, другого дома…

Теперь видно, что насосы на этих контурах нужны разные. Длины этих контуров и их сопротивление разное…. Если включается мощный насос в одном контуре, то он изменит давление на границах параллельного контура, хотим мы этого или не хотим. Он может уменьшить количество проходящего теплоносителя по соседнему контуру, остановить там движение или вообще опрокинуть струю. Из этого положение нужно как то выходить, что и указано на следующей схеме.

Теперь подача и обратка соединены возле котла гидрострелкой. А это значит, что давление в них выровнялось, и влияние насосов в контурах на соседние контуры сошло на нет. Мы получили стабильную систему.

Понятно, что через гидрострелку между подачей и обраткой начнет циркулировать жидкость. Движется она от подачи на обратку, т.е. котел частично замыкается сам на себя. Не вредно ли это? А не может ли теплоноситель поменять направление движения в другую сторону?

Как работает система отопления с гидравлическим разделителем

Режим работы системы отопления с гидрострелкой, когда жидкость не движется между подачей и обраткой через гидрострелку в принципе невозможен. Это из разряда фантастики, так как не бывает абсолютно одинаковых давлений в контурах подачи и обратки.

Режим, когда жидкость движется из обратки в подачу, в принципе, возможен, если почему-то подобран слишком слабомощный котел, или насос контура котла, или если этот насос вышел из строя.

Тогда жидкость под воздействием насосов дополнительных контуров может циркулировать из обратки в подачу через гидрострелку. Это аварийный режим, он будет хорошо заметен по горячему котлу и холодным потребителям и должен быть устранен. Котел с таким режимом будет работать на максимуме температуры, а теплоноситель в контурах будет прохладным.

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле будет весьма большой, во всяком случае, больше чем рекомендуют производители – «не более 20 градусов». Этот режим вредный для котла, он будет образовывать конденсат на камере сгорания или даже может привести к поломке теплообменника.

Режим, когда жидкость частично циркулирует через гидрострелку от подачи на обратку является нормальным (небольшое превышение расхода в контуре котла над сумой расходов потребителей).

При этом разница температур между подачей и обраткой на котле уменьшается, что нормально для его работы, и даже полезно во время запуска холодной системы. Важно лишь, чтобы этот нисходящий поток через гидравлический разделитель не оказался бы слишком большим, что возможно при абсолютно неграмотном монтаже системы или при поломке в контурах. Котел, работающий сам на себя, будет останавливаться слишком часто, что тоже нехорошо.

«Особенные свойства»

Гидрострелке приписывают «чудесные» свойства в виде:
— «повышение КПД котла»;
— «оптимизация работы насосов с повышением их долговечности»;
— «очистка системы от мусора»;
— «увеличение моторесурса всей системы»;
— «нормализация работы гидравлического оборудования»;
— «температурная оптимизация коллекторов, при интегральном подключении забора с улучшением всех связующих составляющих системы и встроенных контуров, для оптимального прогрева органики инфракрасным облучением»;
— «снятие порчи с жильцов», — и пр.
Все это являются или рекламной выдумкой, не имеющей ничего общего с реальностью, или тиражированием в свободной интерпретации ранее выдуманной нелепости. Следование некоторым утверждениям может нанести вред системе. Гидравлический разделитель нужен лишь для выравнивания давлений между подачей и обраткой в сложных системах.

Нужно ли устанавливать

Скорее всего, необходимости в установке гидрострелки нет. Ведь система не настолько сложная, чтобы один контур «забивал» другой?

Если есть обычный набор – котел, радиаторы, бойлер, — то разделитель не нужен . Если даже радиаторный контур обеспечен своим отдельным насосом то, когда периодически включается насос бойлера, радиаторный насос отключается автоматикой (приоритет бойлера) и конфликта этих насосов не происходит. А конфликт всего двух насосов (разница давлений и расходов), — полы и радиаторы — легко устраняется и без гидрострелки.

Как правило, подравнивать давление нужно если параллельно подключен более чем один котел (резервный не учитывается), или в системе имеются 4 и более насосов. Т.е. контуров много – 1 этаж, 2-й этаж, 3-й этаж, беседка, зимний сад, мастерская, сауна…., то с такой сложной системой придется раскошелится и на гидрострелку и связанное с ней оборудование.

В других случаях надобность в гидравлическом разделителе отсутствует. А подогрев обратки с целью оптимизации работы котла (разница не больше 20 градусов), особенно во время разогрева холодной системы, может выполнить и маленький байпас с краником между подачей и обраткой для возможности регулировки вручную, что составит «копейки» по сравнению с нагромождением не нужной гидрострелки….

Как подобрать гидрострелку для системы отопления?

Гидравлическая стрелка – это устройство, которое устанавливается между циркуляционными контурами источников и потребителей тепла.

Гидравлическая стрелка гасит скорость теплоносителя, и, таким образом, создает ситуацию, когда циркуляция насосов потребителей тепла не переходит в котловой контур циркуляции тепла, и наоборот. Теплоноситель беспрепятственно переходит из одного контура в другой, просто в гидравлической стрелке его скорость резко падает, и его отбирает тот контур, в котором работает (-ют) насосы.

Гидравлическая стрелка устанавливается в отопительных установках, которые имеют котлы с мощной самодиагностикой, с высокой теплонапряженостью топки, несколько котлов. Для подбора гидрострелки в котельную установку, необходимо расчитать номинальный оборот теплоносителя. Расчет оборота теплоносителя осуществляется по формуле:

G = (N x 0,86) / Δt

Схема подключения гидравлической стрелки
(нажать для увеличения)

G – максимальный часовой расход отопительной воды [м³/ч]
N – номинальная мощность котельной установки [кВт]
Δt – температурный перепад между подающей и обратной линиями [°С]

Пример:
Мощность котельной установки – 68 кВт.
Определим максимальный часовой расход:
G = 68 кВт x 0,86 / 20°С = 2,9 м³/ч

Используем таблицу подбора гидравлических стрелок Meibes.

Итак, по нижеприведенному перечню гидрострелок, нам подойдет гидрострелка Meibes MHK 32 с максимальным расходом 3,0 м³/ч.

Наименование	Расход теплоносителя, м³/ч	Максимальная мошность на Δt = 20°С, кВт
MHK 25	2,0	46,0
MHK 32	3,0	70,0
для V-UK / V-MK	4,5	105,0
HZW 50	6,0	135,0
HZW 80	12,0	280,0
HZW 100	30,0	700,0
HZW 150	50,0	1150,0
HZW 200	100,0	2300,0

Понимание базовой схемы гидродинамики

Джош Косфорд, редактор

Из любой темы, находящейся под зонтиком гидравлической энергии размером с патио, гидравлическая символика привлекает больше всего запросов от тех, кто хочет узнать больше о гидравлической энергии. Чтение любой схемы с более чем тремя символами может быть сложной задачей, если ваш опыт ограничен. Но научиться этому можно. Фактически, требуется лишь базовое понимание того, как работают символы и как они расположены на диаграмме.Одна из проблем – даже если вы запомнили каждый символ в библиотеке – это понять, почему тот или иной символ используется в схеме; Этой части трудно научить, и она приходит только с опытом.

В этом месяце я дам вам основы, чтобы вы знали, как нарисованы и структурированы стандартизированные линии и формы для универсальной интерпретации. Если вы уже знакомы со схемами, обратите внимание на простоту. В некоторых случаях я также попытаюсь привести примеры старых символов, поскольку на многих заводах есть старые машины со старыми схемами.

Основными элементами любой схемы являются линии разного типа. Чаще всего используется сплошная черная линия, которую я называю базовой линией. Это многофункциональная линия, которая используется для всех распространенных форм (например, квадратов, кругов и ромбов) в дополнение к отображению проводников жидкости, таких как линии всасывания, давления и возврата.

Другой широко используемый стиль линий – это пунктирная граница или линия ограждения. Он представляет собой группу гидравлических компонентов как часть составного компонента (такого как направляющий клапан с пилотным управлением, вместе с пилотным и основным клапаном), вспомогательной цепи (например, цепи безопасности для гидравлического пресса) или подставки. один гидравлический коллектор с патронными клапанами.Как правило, пограничное ограждение представляет собой четырехсторонний многоугольник, использующий пунктирную линию с различными символами клапана, содержащимися внутри, как представление реальной гидравлической системы.

Третья наиболее часто встречающаяся линия – это простая пунктирная линия. Это линия с двойной функцией, представляющая как пилотную, так и дренажную линии. Пилотная линия как в представлении, так и в функциях использует гидравлическую энергию для подачи сигналов или управления другими клапанами. Умение понимать пилотные линии является ключом к пониманию передовых гидравлических схем.В качестве дренажной линии пунктирная линия просто представляет любой компонент с текучей средой утечки, требующий пути, представленного на чертеже.

Когда линии на схеме представляют шланги, трубы или трубы на машине, часто требуется, чтобы они пересекались или соединялись с другими трубопроводами. В случае соединенных гидравлических трубопроводов точка или узел добавляется к соединению на чертеже, чтобы показать, как они соединяются на машине. Линия, пересекающаяся на чертеже, не обязательно должна пересекаться на машине, но требуется пояснение к чертежу, чтобы отличать пересекающиеся линии от линий, которые соединяются.Линии пересечения раньше показывались как прыжок или мост, но сейчас стандарт таков, что они просто пересекаются без драматизма.

Если мы станем немного более продвинутыми, чем ваша базовая линия, у нас есть три другие общие формы, используемые в гидравлических схемах. Это круг, квадрат и ромб. Девяносто девять процентов гидравлических символов используют один из этих трех в качестве основы. Насосы и двигатели любого типа изображены в круге, как и измерительные приборы. Клапаны любого типа используют в качестве начала основной квадрат.Некоторые из них представляют собой просто один квадрат, например, напорные клапаны, но другие используют три соединенных квадрата, например, с трехпозиционным клапаном. Ромбы используются для обозначения устройств для кондиционирования жидкости, таких как фильтры и теплообменники.

Квадрат применяется в основном для клапанов разного типа; Клапаны давления и направляющие клапаны являются наиболее распространенным применением. Один квадрат используется для каждого упрощенного клапана давления, который я могу придумать; предохранительные клапаны, редукционные клапаны, уравновешивающие клапаны, клапаны последовательности и т. д.Каждый напорный клапан, за исключением редукционного клапана, мы называем нормально закрытыми, через которые жидкость не проходит в нейтральном состоянии. Клапаны должны открываться прямым или пилотным давлением, которое может возникать в любом месте в пределах настройки пружины.

Если мы сломаем символ предохранительного клапана, мы сможем увидеть еще несколько форм, которые ранее не обсуждались. Первый – это стрелка. В большинстве случаев стрелки не используются, и мы предполагаем, что жидкость может течь в любом направлении. В случае с нашим предохранительным клапаном жидкость проходит через него только в одном направлении, как мы можем видеть по вертикальной смещенной стрелке.Вторая стрелка предохранительного клапана нарисована по диагонали, что означает возможность регулировки. В этом случае пружина, на которую он накладывается, означает, что этот предохранительный клапан имеет пружину с регулируемыми настройками давления.

Предположим, что предохранительный клапан установлен на 2000 фунтов на квадратный дюйм. Вы заметите пунктирную линию, идущую снизу символа, закругляющую угол и прикрепленную к левой стороне. Эта пунктирная линия указывает на то, что клапан напрямую управляется давлением на его входном отверстии, и что управляющая жидкость может воздействовать на клапан, нажимая стрелку вправо.На самом клапане, конечно, нет стрелки, но, как и в символах гидравлики, он просто представляет собой визуальную модель того, что происходит. Когда давление в пилотной линии приближается к 2000 фунтам на квадратный дюйм, стрелка перемещается, пока клапан не достигнет центра, позволяя жидкости проходить, что, в свою очередь, снижает давление до тех пор, пока на входе не будет 2000 фунтов на квадратный дюйм.

Редукционный клапан – единственный нормально открытый клапан давления в гидравлике. Как видите, он очень похож на предохранительный клапан, за исключением двух изменений символа.Во-первых, стрелка показывает, что поток течет в нейтральном положении, в то время как предохранительный клапан заблокирован. Во-вторых, он получает свой пилотный сигнал от клапана. Когда давление ниже по потоку поднимается выше значения настройки пружины, клапан закрывается, предотвращая попадание входящего давления в канал ниже по потоку, что позволяет давлению снова снизиться до значения ниже настройки давления.

В гидрораспределителях по-прежнему используются квадратные конверты, что видно по показанным тарельчатым клапанам 2/2 и соленоидным клапанам 4/3.Каждый конверт – или квадрат – представляет одно из возможных положений клапана. Тарельчатый клапан 2/2 не определяет, как смещается клапан, но указывает, что он блокирует поток в одном положении и разрешает поток в другом. Клапан 4/3 показывает, что он блокирует весь поток в среднем (нейтральном) положении. Затем его можно сдвинуть влево или вправо, по существу, обратное течение потока из рабочих портов. Символы пружины расположены над каждым из символов соленоидов и представляют собой сдвоенные соленоиды с функцией центрирования пружины.

Круги обозначают насосы и двигатели в 90% используемых символов, а также могут использоваться в обратных клапанах или манометрах. Треугольные стрелки обозначают направление движения жидкости; у насосов он обращен наружу, а у двигателей – внутрь. Двигатели часто бывают двухоборотными, и внизу также будет треугольник, позволяющий жидкости поступать в любой порт. Некоторые насосы также могут быть двигателями одновременно и, кроме того, могут быть двухоборотными, как показано на следующем символе.Обозначение насоса переменной производительности с компенсацией давления варьируется в широких пределах и иногда просто отображается стрелкой внутри круга. Этот конкретный пример – мой любимый, он несколько простой, хотя он может быть довольно сложным, показывая отдельные символы для различных компенсаторов, отверстий и / или пропорциональных клапанов.

Последняя основная форма, обычно используемая в гидравлической символике, – это ромб. Ромбами обозначены кондиционирующие устройства, такие как фильтры, нагреватели или охладители.Вы можете представить, что пунктирная линия, разделяющая символ фильтра пополам, улавливает частицы, когда они проходят. Для кулера две направленные наружу стрелки представляют тепло, излучаемое кулером. Наконец, показан теплообменник типа жидкость-жидкость, показывающий путь входящей и исходящей жидкости, которая отводит тепло из системы.

Основы гидравлической символики довольно просты, но я коснулся только поверхности. Есть много специальных символов, обозначающих такие вещи, как электроника, аккумуляторы, различные цилиндры и шаровые краны, которые у меня нет возможности показать.Более того, каждый показанный мною символ представляет небольшую часть возможных модификаций каждого из них; существует, вероятно, сотня или больше способов изобразить гидравлический насос схематическим обозначением.

Наконец, способы комбинирования гидравлических символов для создания полной схемы, представляющей реальную машину, бесконечны. Я рекомендую вам потратить время на чтение гидравлических схем, чтобы интерпретировать символы, когда у вас есть время. Вы не только откроете для себя уникальные символы, но и найдете уникальные способы использования старых символов и компонентов в гидравлической цепи.

Базовая гидравлика – понимание схем

ГЛАВА 12 – Понимание схем

Рисунок 12.1 – схематические символы нарисованы простыми формами, такими как эти

Обозначения

Символы важны для технической коммуникации. Они не зависят от какого-либо конкретного языка, являются международными по своему охвату и характеру. Гидравлические графические символы подчеркивают функции и методы работы компонентов.Эти символы можно довольно просто нарисовать, если понимать логику и элементарные формы, используемые в дизайне символов. Элементарные формы символов – круги, квадраты, треугольники, дуги, стрелки, точки и кресты.

Рисунок 12.2 – представление схематических линий, которые могут быть найдены на гидравлической схеме

Строки

Понимание графических линейных символов имеет решающее значение для правильной интерпретации схем.Непрерывные линии обозначают рабочую линию, питающую, обратную или электрическую линию. Пунктирная линия обозначает пилотную линию, линию слива, продувки или слива. Гибкие или изогнутые линии обозначают шланг, обычно соединенный с движущейся частью. Пересечение линий может иметь петли на пересечении или быть прямым. Соединение линий может иметь точку на стыке или может располагаться под прямым углом.

Рисунок 12.3 – схематические изображения резервуаров гидросистемы

Резервуары

Резервуары с вентиляцией показаны в виде прямоугольника без верхней линии.Резервуары под давлением показаны в виде капсул. В резервуарах могут быть линии для жидкости, заканчивающиеся выше или ниже уровня жидкости. Возвратная линия выше уровня заканчивается на вертикальных ножках бака или немного ниже них. Линия возврата ниже уровня касается нижней части символа резервуара. Упрощенный символ для обозначения резервуара сводит к минимуму необходимость рисования ряда линий, возвращающихся в резервуар. Некоторые из них в одном контуре представляют собой общий резервуар. Эти символы имеют ту же функцию, что и символ заземления в электрических цепях.

Рисунок 12.4 – схематические изображения гидронасосов

Управление потоком

Символ клапана управления потоком начинается с верхней и нижней дуги. Это будет символизировать фиксированное отверстие. Стрелка, проходящая через дуги, указывает на то, что отверстие регулируется. Это будет графический символ игольчатого клапана. Когда мы добавляем стрелку к линии потока внутри блока управления, мы указываем, что клапан имеет компенсацию давления или истинное управление потоком.Клапан управления потоком с обратным клапаном указывает обратный поток вокруг клапана.

Рисунок 12.5 – схематические изображения гидрораспределителей

Направляющие регулирующие клапаны

Символ гидрораспределителя имеет несколько огибающих, показывающих количество положений клапана. Трехпозиционный гидрораспределитель показан с тремя огибающими.Стрелки в каждом конверте указывают возможное направление потока, когда клапан находится в этом положении. Центральное положение в трехпозиционном гидрораспределителе определяется в зависимости от типа контура или применения. Это центральное положение указывает путь потока жидкости, когда клапан находится в центре. Хотя существует множество типов конфигураций центра, четыре наиболее распространенных – это тандемная, закрытая, плавающая и открытая. Чтобы сдвинуть клапан или активировать его, используются такие устройства, как механическая ручка или рычаг, электрический соленоид или гидравлическое управляющее давление.Пружины с обеих сторон символа указывают на то, что клапан центрирован, когда он не активирован. В положении один или по центру жидкость течет из насоса через клапан в резервуар. Это тандемный центр. Когда клапан переводится в положение два, жидкость течет из P в A, расширяя цилиндр. Переключение в положение три позволяет потоку от P к B и от A к T, втягивая цилиндр.

Рисунок 12.6 – схематические изображения гидрораспределителей

Клапаны давления

Символ клапана давления начинается с одного конверта.Стрелка на конверте показывает направление потока через клапан. Порты обозначены как 1 и 2 или как первичный и вторичный. Поток через клапан идет от первичного к вторичному порту. Обратите внимание, что в нормальном положении стрелка не совмещена с портом. Это указывает на то, что клапан нормально закрыт. Все клапаны давления обычно закрыты, за исключением клапана понижения давления, который обычно открыт. Пружина, расположенная перпендикулярно стрелке, указывает на то, что сила пружины удерживает клапан в закрытом состоянии.Стрелка, проходящая через пружину по диагонали, указывает на то, что сила пружины регулируется. Управляющее давление противодействует силе пружины. На это указывает пунктирная линия, идущая от первичного порта перпендикулярно стрелке напротив пружины. Когда гидравлическое давление, управляемое из первичного порта, превышает силу пружины, клапан перемещается в открытое положение, выравнивая первичный и вторичный порты.

Рисунок 12.7 – схематические изображения напорных клапанов

Обратные клапаны

Символы обратного клапана нарисованы маленьким кружком внутри открытого треугольника.Свободный поток противоположен направлению, указанном треугольником. Когда круг переходит в треугольник, поток блокируется или останавливается. Обратные клапаны могут открываться или закрываться с помощью пилота. Пилот для открытия обозначен пилотной линией, направленной к показанному треугольнику, чтобы отодвинуть круг от уплотнения. Пилот должен замкнуться, указывая направление пилотного троса к задней части круга или к сиденью.

Рисунок 12.8 – схематические изображения обратных клапанов

Двигатели

Графические символы гидравлического двигателя противоположны гидравлическим насосам, с той разницей, что энергетический треугольник указывает на круг, указывая на поступление энергии жидкости.Два энергетических треугольника указывают на двунаправленный или реверсивный двигатель. Как и насосы, многие конструкции гидравлических двигателей имеют внутреннюю утечку. Пунктирная линия, выходящая из круга, указывает линию слива в бак.

Рисунок 12.9 – схематические изображения гидромоторов

Цилиндры

Гидравлические силовые цилиндры без каких-либо необычных соотношений между диаметром отверстия и штоком показаны на Рисунке 12.10: одинарного действия, двойного действия и двойного стержня. Внутренний прямоугольник рядом с символом поршня указывает на амортизирующее устройство в конце хода. Если диаметр стержня больше обычного для диаметра отверстия, это должно отражаться в символе.

Рисунок 12.10 – схематические изображения цилиндров

Фильтры

Графический символ устройства кондиционирования гидравлической жидкости изображен квадратом, стоящим на конце.Пунктирная линия в противоположных углах указывает на то, что это фильтр или сетчатый фильтр. Добавление обратного клапана параллельно портам указывает на то, что фильтр имеет байпас.

Рисунок 12.11 – схематические изображения гидравлических фильтров

Теплообменник

Гидравлические теплообменники можно рассматривать как охладители или нагреватели. Их графические символы часто путают. Как и в случае с фильтром, базовый символ отображается в виде квадрата на конце.Внутренние стрелки указывают на ввод тепла или нагревателя. Стрелки указывают на рассеивание тепла или охлаждение. Стрелки, указывающие внутрь и наружу, будут указывать на регулятор температуры или температуру, которая поддерживается между двумя заданными пределами.

Схема чтения

Контур № 1

Схема – это набор взаимосвязанных графических символов, показывающих последовательность операций. Короче говоря, они объясняют, как работает схема.Правильное прочтение схемы – самый важный элемент поиска и устранения неисправностей гидравлики. Хотя поначалу большинство схем может показаться сложным, распознавание стандартных символов и систематического отслеживания потоков упрощает процесс.

В схеме на рис. 12.13 используются два клапана последовательности. Это нормально закрытые клапаны, которые открываются при заданной настройке. Отслеживая поток в контуре, можно определить, как контур спроектирован для работы. Этот процесс называется чтением схемы.Начнем с насоса.

Рисунок 12.13 – гидравлическая схема контура № 1

Следуйте за потоком мимо предохранительного клапана к гидрораспределителю, который перемещается в верхнее положение, как показано. Направленный регулирующий клапан направляет поток в линии верхнего контура. Здесь поток может идти в трех направлениях. Верхний обратный клапан перекрывает один проход. Клапан закрытой последовательности блокирует другой, но поток к порту A привода открыт.Когда шток цилиндра втягивается, поток из порта B блокируется обратным клапаном, поэтому он выходит в резервуар через распределительный клапан.

Когда цилиндр полностью втянут, давление будет расти в пилотном канале клапана последовательности. Он открывается и подает управляющее давление на гидрораспределитель. Управляющее давление на верхней стороне гидрораспределителя сдвигает клапан вниз. Теперь поток насоса направляется в нижний контур, а поток здесь направляется в три места.Он заблокирован на обратном клапане и заблокирован на клапане закрытой последовательности, но поток к порту B привода открыт. Поток в порту будет оказывать давление на поршень и расширять цилиндр. Поток из порта A блокируется верхним обратным клапаном, поэтому он проходит через распределительный клапан в резервуар. Когда цилиндр полностью выдвинут, давление продолжает расти. Управляющее давление открывает клапан последовательности внизу. Это посылает управляющее давление в нижнюю часть гидрораспределителя, переводя его обратно в верхнее положение.Теперь поток насоса снова направляется к стороне штока привода для втягивания цилиндра, и цикл начинается снова. Отслеживание потока в этом контуре показывает, что он предназначен для автоматического втягивания и выдвижения. Теперь, когда схема понятна, правильное функционирование системы будет зависеть от правильной настройки и работы клапанов последовательности, а также от правильной работы гидрораспределителя с гидроуправлением.

Контур № 2

Рисунок 12.14 – цепь высокого-низкого уровня. Такой контур может использоваться для достижения высокой скорости или быстрого продвижения при низком давлении, за которым следует медленная скорость и большое усилие. Хорошим примером системы «высокий-низкий» может служить пресс, в котором плунжер быстро приближается к заготовке. В это время давление начинает нарастать. Поток от насоса большого объема отводится в резервуар. Насос малого объема будет производить небольшой поток, необходимый для продолжения движения плунжера в обрабатываемой детали. Давление будет продолжать расти, пока не достигнет настройки предохранительного клапана.При реверсировании гидрораспределителя давление падает и разгрузочный клапан закрывается. Цилиндр втягивался с большой скоростью. Теперь мы более подробно рассмотрим компоненты, составляющие эту систему. Во-первых, разгрузочный клапан. Этот клапан был установлен на 500 фунтов на квадратный дюйм. Когда давление в системе достигнет 500 фунтов на квадратный дюйм, этот клапан откроется и позволит потоку из насоса большого объема вернуться в резервуар при минимальном давлении.

Рисунок 12.14 – принципиальная электрическая схема высокого-низкого уровня цепи №2

Далее мы рассмотрим функцию обратного клапана. Когда давление в системе ниже настройки разгрузочного клапана, поток из насоса большого объема проходит через обратный клапан, чтобы объединиться с потоком из насоса малого объема. После открытия разгрузочного клапана этот обратный клапан закрывается, так что поток от насоса малого объема не течет к разгрузочному клапану.

Теперь мы рассмотрим группу насосов высокого-низкого уровня.Это двойной насос. Эти насосы имеют общий вход и отдельные выходы. Во время быстрого продвижения при низком давлении оба потока насоса объединяются. Когда разгрузочный клапан открывается, поток большого насоса возвращается в резервуар, а поток малого насоса используется для выполнения работы.

Наконец, мы рассмотрим предохранительный клапан системы. Этот клапан ограничивает максимальное давление в системе. Обратите внимание, что на схеме показано давление, на которое должен быть установлен клапан.

Контур № 3

На рисунке 12.15, цилиндр имеет вес, который может вызвать его свободное падение или падение с неконтролируемой скоростью. Уравновешивающий клапан помещается в порт на конце штока цилиндра для создания противодавления. Противодавление является результатом нагрузки, которая пытается вытеснить жидкость из цилиндра через уравновешивающий клапан, который закрыт. Уравновешивающий клапан должен быть установлен немного выше давления, создаваемого нагрузкой. При переключении гидрораспределитель оказывает давление на поршень цилиндра. Это, в свою очередь, увеличивает противодавление, вызывая открытие уравновешивающего клапана, позволяя цилиндру опускать нагрузку с контролируемой скоростью.

Теперь мы более подробно рассмотрим компоненты, составляющие эту систему. Сначала мы рассмотрим схему автономного или петлевого фильтра почек. Этот контур состоит из группы электродвигателей насоса, фильтра и теплообменника воздух-жидкость. Насос забирает гидравлическую жидкость из резервуара, пропуская жидкость через фильтр и теплообменник воздух-жидкость. Этот контур обычно работает постоянно, чтобы гидравлическая жидкость оставалась чистой и прохладной. Далее идет насос с компенсацией давления. Насос с компенсацией давления прекращает ход, когда гидрораспределитель находится в центре.В это время между насосом и гидрораспределителем поддерживается давление, но нет потока. При смещении гидрораспределителя насос продолжает ход, обеспечивая поток для контура.

Рисунок 12.15 – схематическое изображение цепи № 3

Далее мы рассмотрим гидрораспределитель. Это трехпозиционный четырехходовой клапан с поплавковым центром. Этот клапан, когда он отцентрован, будет блокировать поток из насоса, так что давление будет расти и выключать насос.Оба рабочих порта возвращаются обратно в резервуар, поэтому в линиях рабочего порта нет давления, кроме как между штоком цилиндра и уравновешивающим клапаном.

Наконец, мы рассмотрим уравновешивающий клапан. Уравновешивающий клапан поддерживает противодавление на стороне штока цилиндра, так что цилиндр снижает нагрузку с контролируемой скоростью. Обратный клапан используется для блокировки и удержания нагрузки на цилиндр, когда гидрораспределитель находится в центре.Теперь давайте снова посмотрим, как работает система, и посмотрим, как работает каждый компонент.

СВОДКА

Схема – это линейный чертеж, состоящий из ряда символов и соединений, которые представляют фактические компоненты гидравлической системы.

Гидравлические графические символы Символы подчеркивают функции и методы работы компонентов.

Символы не зависят от какого-либо конкретного языка и являются международными по своему охвату и характеру.

Подробнее:

Блог.Teknisi

2.9 Гидравлические схемы – Гидравлика и электрическое управление гидравлическими системами

Обсудите преимущества и недостатки представления гидравлических компонентов с помощью графических изображений, условных обозначений в разрезе и схематических обозначений.

Проведите различие между рабочей, пилотной и дренажной линиями и покажите, как эти линии изображены схематически.

Различия между схематически подключенными и неподключенными проводниками жидкости

Опишите корпус и схематическое его изображение.

Опишите, какую жидкость (жидкости) эти цвета представляют на гидравлической схеме.

Красный

Синий

Желтый

Оранжевый (2)

Зеленый (2)

фиолетовый

Определите назначение этих общих форм на гидравлической схеме:

Круг

Площадь

Алмаз

Косая стрела

Определите первичный двигатель. Нарисуйте схематический символ двигателя и двигателя внутреннего сгорания.

Определите насос. Нарисуйте схематический символ для насоса постоянного рабочего объема, насоса переменного рабочего объема, насоса переменного рабочего объема с компенсацией давления и ручного насоса. Различайте эти типы насосов.

Определите назначение слива корпуса и начертите условное обозначение.

Определите муфту. Нарисуйте схематический символ вала, соединяющего первичный двигатель и насос.

Определите резервуар.Нарисуйте схематический символ резервуара с атмосферным / вентилируемым резервуаром и резервуара под давлением.

Определите гидравлический двигатель. Нарисуйте схематический символ.

Определите гидроцилиндр. Нарисуйте схематический символ гидроцилиндра двустороннего действия, цилиндра одностороннего действия с выдвижной пружиной, втягиваемого с помощью пружины, цилиндра одностороннего действия с выдвижной пружиной и втягиваемого с помощью пружины цилиндра одностороннего действия и гидроцилиндра одностороннего действия. Обсудите, как эти цилиндры выдвигаются и втягиваются. Опишите назначение вентиляционного отверстия на цилиндре одностороннего действия.

Нарисуйте схематический символ для двухстержневого цилиндра, тандемного / дуплексного цилиндра, телескопического цилиндра и усилителя.

Нарисуйте схематический символ цилиндров двустороннего действия с фиксированной подушкой на выдвижении, фиксированной подушкой при втягивании и фиксированной подушкой при выдвижении и втягивании. То же самое проделайте и с различными подушками.

Определите назначение клапана сброса давления и нарисуйте схематический символ.

Определите назначение разрывной мембраны и нарисуйте схематический символ.(см. лекцию по предохранительному клапану)

Определите назначение гидрораспределителя. Нарисуйте схематический символ следующих гидрораспределителей и обсудите использование этих клапанов:

2-позиционный, 2-ходовой, пружина гидрораспределителя с электромагнитным приводом, смещение пружины в положение NC с ручным дублированием

2-позиционный, 3-ходовой, управляемый вручную пружина гидрораспределителя смещена в положение, при котором от A до T

2-позиционный 4-ходовой гидрораспределитель с электромагнитным приводом и фиксаторами с перекрестным соединением и прямым проходом

3-х позиционный 4-ходовой гидрораспределитель с ручным приводом, пружина центрирована в закрытом центральном положении с прямым сквозным и перекрестным соединением

Различия между закрытым, тандемным, плавающим и открытым центральным положениями.Нарисуйте условные обозначения.

Укажите назначение обратного клапана, пилотного клапана для открытия обратного клапана, пилотного клапана для закрытия обратного клапана, обратного клапана дроссельного / диафрагменного типа и ручного запорного клапана. Нарисуйте схематический символ этих устройств и обсудите, как работают эти клапаны.

Определите назначение клапана управления потоком и нарисуйте схематический символ для следующих устройств: клапан управления постоянным потоком, клапан управления переменным потоком, клапан управления переменным потоком с байпасом обратного клапана, клапан управления переменным потоком с компенсацией давления с байпасом обратного клапана, давление и регулирующий клапан с регулируемым расходом с температурной компенсацией и байпасом обратного клапана.Для регулирующих клапанов с обратным клапаном байпас определите направление свободного и регулируемого потока.

Определите назначение клапана регулирования давления и нарисуйте схематический символ для следующих устройств: предохранительный клапан, клапан последовательности, редукционный клапан, противовесной клапан, разгрузочный клапан.

Обсудите, как следующие характеристики помогают в идентификации клапанов регулирования давления:

Пилотная линия

Деактивировано

Обратный клапан перепускной

Внутренний и внешний сток

Местоположение и воспринимаемая функция

Определите назначение и общий принцип работы аккумулятора и нарисуйте схематический символ для газового аккумулятора, подпружиненного аккумулятора и взвешенного аккумулятора.Обсудите все меры безопасности, касающиеся аккумуляторов.

Определите назначение и нарисуйте схематический символ для следующих устройств: манометр / манометр, быстроразъемные контрольные отверстия, реле давления (гидравлическое и электрическое), датчик давления, расходомер, концевой выключатель, магнитный датчик приближения (гидравлический и электрический)

Определите назначение и начертите схематический символ для следующих устройств: фильтр, фильтр с байпасом обратного клапана, нагреватель, охладитель, охладитель с жидким теплоносителем, охладитель с газовым теплоносителем.Обсудите назначение противотока в теплообменниках.

Определите гидроагрегат (HPU). Определите устройства, которые обычно встречаются в HPU.
Определите назначение и нарисуйте схематический символ поворотной гидравлической муфты.

Лучший способ прочитать гидравлическую схему – опытный инженер

Первое чтение гидравлической схемы – это пугающая и запутанная вещь. Есть так много символов, которые нужно идентифицировать, и линий, которые нужно отслеживать.Я надеюсь научить вас системному подходу к чтению гидравлической схемы.

Основные шаги для Чтение гидравлической схемы:

1. Определение типов линий
2. Определите, пересекаются ли линии с подключением или без него
3. Идентифицируйте компоненты
4. Определите путь потока в обесточенном состоянии
5. Определите, что происходит с каждым клапаном перемещен
6. Активируйте несколько клапанов одновременно, чтобы увидеть непреднамеренные последствия.

Итак, это хорошо то, что, хотя мы используем гидравлику, многое из этого напрямую связано с пневматикой. Пневматика будет иметь несколько дополнительных компонентов, которые мы не используем в гидравлике, такие как масленки, осушители воздуха и пылесосы Вентури, но они похожи.

Приступим.

1. Определение типов линий

В гидравлической схеме каждый тип линии имеет уникальное значение. Кроме того, можно добавить цвета, чтобы обозначить назначение линии.На рисунке ниже показаны все основные типы линий. Базовая линия – это сплошная линия, представляющая шланг или трубку рабочего давления. Красная линия указывает на давление, а синяя линия указывает на возвратную линию низкого давления. В данном случае это всасывающая линия для насоса. Бирюзовые и зеленые пунктирные линии называются пилотными линиями или линиями слива в зависимости от их назначения. Обе показанные здесь линии являются пилотными. Пилотная линия – это линия высокого давления с низким расходом (1/4 галлона в минуту). Дренажная линия – это противоположная линия низкого давления с более высоким расходом.Наконец, желтая центральная линия вокруг некоторых символов является линией ограждения или ограничивающей рамкой. Цель этой строки – показать, что все компоненты внутри находятся в одном клапанном блоке или коллекторе. Это сделано для упрощения идентификации в реальном мире.

2. Определите, пересекаются ли линии с или без соединительный

Есть небольшое противоречие с этим. Раньше, если две линии пересекались, они были соединены. Если бы вы не хотели, чтобы линии соединялись, вы бы нарисовали горб на одной линии, добавив драматичности схеме.Что ж, по мере того как все больше и больше людей прислушивались к совету Black Eyed Peas, говоря: «Вам не нужны драмы, драмы, нет, никакие драмы, драмы», стандарты были изменены. Теперь вам понадобится точка, чтобы обозначить пересекающиеся линии, которые соединяются. Если точки нет, значит, нет связи. Кто знал, что Black Eyed Peas на самом деле пели о гидравлических схемах? Итак, песня явно не имеет ничего общего с гидравликой. Честно говоря, изменение произошло потому, что было намного проще добавить точку, чем стереть линии и сделать горб.Лично мне нравится добавлять горбинки и использовать точку. При этом нетрудно догадаться, каковы были мои намерения. Точка означает, что они связаны, а горбинка – нет. Очень понятно любому, кто читает схему. На рисунке ниже представлена ​​эта концепция.

3. Определите компоненты

Определение компонентов – ключ ко всему процессу. Если вы поймете, что делает каждый компонент, вы сможете более четко увидеть, как они будут работать вместе.Другие списки гидравлических компонентов обычно просто говорят вам, что это такое. Этот список будет отличаться тем, что я расскажу о функциях, плюсах и минусах использования каждого из них. Поймите, что это ни в коем случае не исчерпывающий список, и новые компоненты разрабатываются постоянно.

Редукторы потока

В каждой гидравлической системе у вас будет одна функция, которая требует полного потока, а другая требует гораздо меньшего потока. Здесь на помощь приходят редукторы потока.Самый простой тип – это отверстие, которое представляет собой отверстие, просверленное в заглушке. Как вы понимаете, через отверстие можно протолкнуть фиксированное количество масла.

Отверстие Игольчатый вентиль

Игольчатый клапан – это то, что вам нужно, если вам нужно отрегулировать поток. (Обратите внимание на стрелку для регулировки.) Эти компоненты хороши, если вам просто нужно ограничить поток, но на самом деле все равно, если у вас двунаправленный поток или избыточные нагрузки. Позволь мне объяснить. Если вы используете игольчатый клапан для ограничения скорости гидравлического двигателя, теоретически вы можете установить клапан только на один порт.Однако вы заметите, что вращая двигатель в одну сторону, вы получите гораздо лучшую производительность. Если пойти другим путем, вы увидите рывки по очереди. Причина этого – трение в двигателе и системе, которой он управляет. Конечно, средняя скорость была желаемой, но производительность – нет. Теперь я хотел бы описать два новых термина: измерение входа и выхода. Дозирование – это метод измерения жидкости, выходящей из клапана и поступающей в двигатель.Это приведет к снижению производительности, потому что мы полностью зависим от двигателя, чтобы справиться с трением. Иногда мы можем повернуть двигатель на 500 фунтов на квадратный дюйм, иногда на 1200 фунтов на квадратный дюйм. Что сказать? Учет – лучшее решение. Дозирование в (то есть в клапан) заставляет выходное отверстие двигателя поддерживать постоянное давление. Давление на входе все еще может сильно колебаться, но скорость двигателя останется постоянной. Чтобы выполнить дозирование с обеих сторон двигателя, мы больше не можем использовать игольчатый клапан, потому что поток будет измеряться дважды.

Управление потоком Регулируемый контроль потока

Клапаны управления потоком были разработаны, чтобы иметь неограниченный поток из клапана и дозированный поток обратно в клапан. Обратный клапан – это то, что обеспечивает неограниченный или «свободный поток». (Свободный поток снизу вверх). Они бывают как в регулируемой, так и в нерегулируемой конфигурации. Последняя мысль заключается в том, что эти клапаны будут выделять много тепла, особенно с поршневыми насосами прямого вытеснения. Вы можете свести это к минимуму, установив клапан регулирования потока с компенсацией, который будет направлять обводную жидкость в резервуар вместо того, чтобы создавать давление до тех пор, пока предохранительный клапан не сработает.

Резервуары (или цистерны)

Существует два типа схем резервуара: герметичный и негерметичный. Безнапорные, безусловно, наиболее распространены на рынке. Можно сделать вывод, что бак под давлением является закрытым.

С помощью резервуара вы также можете указать, хотите ли вы, чтобы масло возвращалось выше (вверху) или ниже (внизу) уровня масла в резервуаре. Честно говоря, я не знаю, зачем вам возвращать масло выше уровня масла.Это приводит к добавлению воздуха в жидкость (подумайте о аквариуме). Если в линию всасывания попадет слишком много воздуха, вы можете сделать вашу несжимаемую жидкость немного более сжимаемой, что приведет к снижению производительности. Ирония заключается в том, что я почти всегда вижу схему, указывающую на возврат масла выше уровня масла.

Фильтры и управление теплом Жидкий фильтр

Все масло должно поддерживаться системой, и фильтрация является обязательной.Это ромб с пунктирной линией, указывающий на то, что жидкость должна проходить через какой-то экран. Многие фильтры также имеют подпружиненный обратный клапан, включенный параллельно, так что, если фильтр забит, масло будет проходить через обратный клапан.

Также важно поддерживать температуру масла. Если система предназначена для использования в холодном климате , необходимо использовать масляные обогреватели (справа). Стрелки указывают на символ, указывающий направление теплового потока.

Теплообменник Системы контроля температуры

Теплообменник (вверху слева) используется для отвода тепла от системы; стрелки указывают.Существуют также системы контроля температуры , которые могут либо отклонять, либо добавлять тепло. Это представлено одной стрелкой, указывающей внутрь, и другой, указывающей. Важно отметить, что их можно включать и выключать по мере необходимости, так что активен только один или ни один.

Насосы и двигатели

Насосы и двигатели, вероятно, являются наиболее легко идентифицируемыми компонентами на схеме. Это всегда первый компонент, который я ищу, потому что именно здесь начинается волшебство.У насосов будут стрелки, указывающие на то, что энергия жидкости вытекает из насоса. Гидравлические двигатели имеют стрелки, указывающие внутрь.

Если насос приводится в действие электродвигателем, он может быть показан подключенным к нему. Направление вращения может быть показано. Помните, что направление вращения, показанное здесь, – по часовой стрелке, если смотреть на вал насоса, а не на вал двигателя. И насосы, и двигатели могут быть фиксированного или переменного рабочего объема.

Насос с фиксированным рабочим объемом с двигателем Насос переменной производительности Двигатель с переменным рабочим объемом

Одна замечательная вещь заключается в том, что у вас действительно могут быть двухсторонние насосы и двигатели.Мы можем понять, почему вам нужен двунаправленный двигатель, но почему насос? Двунаправленные насосы обычно соединяются напрямую с двигателем в замкнутой гидравлической системе. Вместо того, чтобы возвращать отработанное масло в резервуар, оно возвращается непосредственно в насос. Есть много применений лебедок, которые используют этот тип системы.

Двунаправленный насос переменной производительности Двунаправленный двигатель с фиксированным рабочим объемом

Аккумуляторы

Аккумуляторы – это устройства для хранения масла под давлением.Это заметно в системах с очень высокой пиковой мощностью, но с низким рабочим циклом. Хорошим примером этого являются американские горки Top Thrill Dragster в Сидар-Пойнт. (изображение любезно предоставлено daveynin на Flickr). За несколько секунд требуется много энергии, чтобы запустить эту машину через холм. Однако автомобили запускаются только каждые 60–120 секунд, поэтому все время между ними можно использовать для производства энергии и хранения ее в аккумуляторах до тех пор, пока она не понадобится. Аккумуляторы бывают двух типов: подпружиненные (обозначены пружиной) и газовые.

Цилиндры

Цилиндры – это линейные приводы, которые могут создавать большие силы в небольших объемах.

Обычно на схеме представлены три типа. Цилиндр одностороннего действия – это цилиндр, в котором гидравлическое масло подается только с одной стороны (обычно через канал), а его возврат осуществляется под действием силы тяжести или пружины. Разъем для бутылок – хороший тому пример.

Одиночное действие

Цилиндры двустороннего действия являются наиболее распространенными, и давление может быть приложено к любой стороне, чтобы заставить цилиндр выдвигаться или втягиваться.Поскольку площадь выдвижения и область втягивания у цилиндра двойного действия различаются, вы можете получить нежелательную производительность. Цилиндры с двойным штоком являются ответом на этот вопрос, потому что площадь одинакова с каждой стороны поршня.

Двойного действия Двойной стержень двойного действия

Клапаны регулирования давления

Контроль давления необходим во всех гидравлических системах. Каждая система должна иметь предохранительный клапан для защиты гидравлических и механических компонентов.На этом схематическом изображении жидкость под давлением находится на верхней стороне клапана. Если давление достаточно велико, чтобы преодолеть пружину, стрелка сместится, и в этом случае масло потечет в резервуар.

Однако мы можем немного изменить порты и получить другую производительность. Вместо того, чтобы направлять выходной поток в резервуар, мы можем заставить его приводить в действие что-то еще, например двигатель. Это клапан последовательности . Если у меня есть гидравлический сверлильный станок, когда поток включается в верхнюю часть, возможно, у меня есть зажим, который я хочу задействовать первым.Я мог подсоединить цилиндр к верхней боковой линии, и цилиндр зажал бы, чтобы создать давление. Двигатель может вращаться только после того, как будет создано достаточное давление.

Редукционный клапан также является важным гидравлическим элементом. В последней системе, которую я разработал, одна сторона работала под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм, а другая – под давлением 400 фунтов на квадратный дюйм. Я включил редукционный / сбросной клапан там, где левый порт имел полное давление в системе 3000 фунтов на квадратный дюйм.Правый порт был настроен на пониженное давление 400 фунтов на квадратный дюйм. Если давление в этой линии повысится, это сбросит это давление в резервуар через нижний порт.

Клапаны удержания нагрузки

Любой клапан удержания нагрузки будет основан на некоторой форме обратного клапана . Обратный клапан позволит потоку легко двигаться в одном направлении, но не в другом. Это здорово… если мы хотим удерживать груз вечно. Часто это не так, поэтому нам нужен способ обхода потока.

Пилот для открытия обратного клапана , обычно называемый PO Check , используется для смещения тарельчатого клапана. (Предупреждение о спойлере: в обратных клапанах не используются шары, потому что их очень сложно сделать и они плохо закрываются. Тарельчатый клапан – это сегмент конической формы, который уплотняется намного лучше.) Как правило, если в направляющем клапане используется рабочий порт A Для подъема груза рабочее отверстие B используется для опускания груза и снятия обратного клапана PO.

Если необходимо заблокировать оба направления, можно использовать двойной обратный клапан PO.Это коллектор, который объединяет два обратных клапана PO и упрощает необходимые внешние трубопроводы за счет включения поперечных пилотных линий.

Уравновешивающие клапаны

Есть один серьезный недостаток использования обратного клапана PO: температура. Если вам необходимо удерживать нагрузку в обоих направлениях, проверка PO может действительно создать чрезвычайно большое давление. Представьте себе ситуацию, когда рано утром настраиваете устройство под нагрузку. Нагрузка и положение не меняются весь день, но температура становится на 30-40 ° выше.Масло будет расширяться, создавая давление, которое может превышать возможности двигателя или цилиндра. Это плохая ситуация. К счастью, нам на помощь приходит уравновешивающий клапан . Уравновешивающий клапан обеспечивает свободный поток в двигатель или цилиндр через обратный клапан, но на выходе есть специальный предохранительный клапан. Если давление в цилиндре слишком высокое, он будет сбрасывать давление (порт 2–1) до тех пор, пока клапан не закроется. Также имеется пилотный порт (порт 3), открывающий путь для обратного потока масла.

Крутая вещь и вещь, которая вызовет много головной боли, – это то, что вы можете настроить производительность системы, воспользовавшись доступными функциями измерения. Это контролируется двумя вещами: передаточным числом пилота и пропускной способностью. У меня нет времени, чтобы вникать в это сейчас, поэтому мы оставим это для другой статьи. Уравновешивающие клапаны доступны в одинарной или сдвоенной конфигурации .

Челночные клапаны

Челночные клапаны – это логические элементы, которые позволяют двум (или более) вещам сигнализировать о другом.Челночный клапан – это, по сути, два обратных клапана с одним шаром (да, тарельчатый, я знаю). Более высокое давление заставит тарелку закрывать сторону с более низким давлением и направить давление и / или поток по перпендикулярному пути. Компенсированные клапаны являются хорошим примером этого, где каждая секция клапана отправляет давление компенсатора обратно в насос, чтобы определить, какое давление необходимо. Давления сравниваются друг с другом с помощью челночных клапанов, и побеждает самое высокое давление.

Направляющие регулирующие клапаны

Гидрораспределители – это основа гидравлики.Это позволяет жидкостям изменять направление и пути потока. Эти клапаны отличаются своим положением и способами. Позиции – это количество дискретных конфигураций клапана. Пути – это количество портов клапана. Двухпозиционный двухходовой клапан будет использоваться для включения и выключения потока.

2 позиции, 2 пути

Трехпозиционный трехходовой клапан может использоваться для заполнения и разгрузки аккумулятора. Вы хотите, чтобы масло высокого давления заливало, а затем подключалось к каналу низкого давления для выпуска.

2 позиции, 3 пути

A двухпозиционный четырехходовой клапан может изменять направление жидкости, где вы можете изменить направление на двигателе или цилиндре. Эти клапаны могут иметь опцию плавного переключения (слева), где фантомное третье положение обеспечивает плавный переход , как показано пунктирными линиями между положениями. Это дополнительное положение связывает все порты вместе, чтобы нейтрализовать давление и минимизировать влияние импульса при реверсировании потока.

2 позиции, 4 пути 2 положения, 4 направления с плавным переходом

Трехпозиционный четырехходовой клапан обеспечивает положение выключения, чтобы система могла отдыхать.Это центральное положение может иметь множество конфигураций, которые могут удовлетворить практически любые требования. Пожалуйста, прочтите мою статью о гидрораспределителях для получения дополнительной информации.

3 позиции, 4 пути

Привод клапана

Все позиционные клапаны должны быть задействованы для выполнения определенной функции. Начнем с механических приводов. Слева направо: кнопка , механическое действие, рычаг, ножной переключатель и механический переключатель . За исключением рычага и кнопки, их становится все труднее и труднее найти.За последние двадцать лет электроника настолько улучшилась, что прокладывать провода к электрическим датчикам намного проще и дешевле, чем шланги к гидравлическим компонентам.

Нажать кнопку Рычаг срабатывания Механическое действие: ножной переключатель Механический переключатель

Управляющее давление и электрическое срабатывание являются доминирующими силами на рынке и будут в течение некоторого времени. Электронные системы управления позволяют точно применять для срабатывания пилота (слева), где низкое давление сдвигает клапан, и электропропорционального срабатывания .Правый схематический символ означает работу соленоида. Соленоид представляет собой непропорциональный сигнал, который полностью перемещает клапан. Для пропорционального управления используются другие методы, и через символ будет нарисована стрелка.

Срабатывание управляющего давления Срабатывание соленоида

Многие клапаны смещены в одном направлении или в центральное положение . Пружины – способ добиться этого. При всех этих элементах управления вам не нужно иметь срабатывание с обеих сторон.

Клапан с пружинным центрированием

Если вы не хотите, чтобы клапан двигался при отключении, вы можете добавить фиксатора (в центре и справа), чтобы клапан оставался в том же месте. Детенты обычно представляют собой подпружиненный шар (да, настоящий шар), который фиксируется в канавке на золотнике клапана.

2-позиционный фиксатор 3-позиционный фиксатор

Прочие компоненты

Есть несколько компонентов, которые не попадают ни в какие категории, и я хотел бы поделиться ими.Манометры давления P являются наиболее распространенными. Они будут давать давление линии, в которой они установлены. Помните о влиянии потока в системе. Недавно мне пришлось перенести манометр, потому что падение давления из-за потока давало мне ложные показания. Я переместил датчик на интересующий меня компонент, и ложные показания прекратились.

Манометр

Индикаторы температуры похожи на термометры. Их можно размещать по всей системе, как манометры, но многие конструкции просто контролируют температуру резервуара с помощью смотрового указателя.Смотровой указатель (не показан) покажет уровень масла и, как правило, температуру в резервуаре.

Датчик температуры

Реле давления – это переключатели, которые изменяют состояние при достижении определенного давления. Обратите внимание, что гистерезис является проблемой для них, поэтому, если переключатель установлен на 400 фунтов на квадратный дюйм при подъеме, он может не отключиться до 350 фунтов на квадратный дюйм при падении. Они могут иметь нормально открытые и нормально закрытые конфигурации, а также фиксированные и переменные настройки давления.

Реле давления

Последний символ – это ручной запорный клапан .Обычно это устройства низкого давления, которые используются на всасывающей и обратной линиях рядом с резервуаром, чтобы облегчить замену масла и фильтра. Обязательно держите их открытыми. Иначе может случиться плохое.

Ручное отключение

Ух ты, там наверняка много символов, и, как я уже сказал, этот список не исчерпывающий. Надеюсь, вы уже можете начать видеть, как некоторые из этих компонентов будут работать вместе, например, как гидрораспределитель будет управлять цилиндром.

4.Определите путь потока в обесточенном состоянии

Как я уже упоминал, я начинаю с поиска насоса (ов) на схеме. Проследите линии наружу от насоса, пока не дойдете до закрытого клапана. Повторяйте, пока не вернетесь к резервуару или не закончите путь. Затем я проверяю, есть ли в системе три других важных компонента. Убедившись, что все четыре компонента присутствуют и они исправлены, я начинаю смотреть на обесточенное состояние. Когда все компоненты деэгризованы, может ли поток вернуться в резервуар, или он создает давление в системе, или это где-то посередине? Я обычно прорисовываю это маркером.Если у меня есть насос с фиксированным рабочим объемом, я хочу, чтобы масло возвращалось в бак при почти нулевом давлении. Если у меня насос с переменным рабочим объемом, все пути потока должны быть заблокированы, а давление в нашем компенсаторе должно быть как минимум на 200 фунтов на квадратный дюйм ниже, чем в предохранительном клапане.

В Примере 1 (ниже) жидкость, протекающая через первую рабочую секцию, выходит через рабочий порт A и попадает в коллектор справа. В этот момент остановлены все семь клапанов. Он также проходит через ограничитель давления и останавливается на гидрораспределителе.Эта система позволяет полностью нарастить давление и указывает на то, что нам нужен насос с регулируемым рабочим объемом и компенсацией давления, который у нас есть.

5. Определите, что происходит при перемещении каждого клапана

Теперь, когда мы идентифицировали наше обесточенное состояние, мы должны активировать компоненты один за другим. (Иногда может присутствовать активатор, который также необходимо активировать. Это относится к примеру 2). В каждом разделе отслеживайте, что происходит с давлением и потоком и каков желаемый результат.

Пример 1

Секция 1 коллектора будет уменьшать расход (расходомер) путем активации верхнего клапана для пилотного открытия большего клапана под ним. Затем он отправит поток через порт B, но не раньше, чем он будет отправлен через клапан управления потоком.

Если мы активируем Секцию 2 для создания давления в порту A, мы должны увидеть, как верхний клапан активирует больший клапан под ним. Этот поток выйдет из порта A и создаст давление в пилотном отверстии уравновешивающего клапана. За пределами коллектора есть два клапана управления потоком, которые будут управлять движением двигателя путем дозирования жидкости.Также есть реле давления, которое укажет, остановился ли двигатель (мы ищем сигнал только тогда, когда порт B находится под напряжением). Остальные три порта клапана аналогичны, поэтому я не буду здесь вдаваться в подробности.

Два клапана справа за редукционным клапаном управляют цилиндром. Если правая катушка активирована на крайнем левом клапане, цилиндр будет медленно втягиваться под действием силы тяжести, измеряемой игольчатым клапаном. Однако, если клапан справа активирован, игольчатый клапан обходится, и цилиндр опускается намного быстрее.

Пример 2

Как уже упоминалось, на этой схеме показан поршневой насос прямого вытеснения, и для того, чтобы могло произойти какое-либо движение, необходимо закрыть разгрузочный клапан. Это делается путем подачи питания на S7, что должно происходить с любым другим соленоидом.

Если мы подадим напряжение на S1 и / или S3, мы сможем втянуть левый и / или правый цилиндр выдвижения. Однако, когда мы активируем S2 и / или S4, мы не хотим выдвигаться до того, как все цилиндры внизу будут втянуты, чтобы избежать столкновения.Для этого мы используем челночный клапан, чтобы потоки из S2 и S4 не загрязняли друг друга. Затем поток продолжает оказывать давление на уравновешивающий клапан и втягивать все цилиндры. Обратите внимание на центральное положение гидрораспределителя (3-позиционный / 4-ходовой), активируемого S5 и S6. Порты P и A заблокированы, но порты B и T подключены. Это сделано специально для того, чтобы у нас был путь для вывода масла из цилиндров. После того, как все эти цилиндры втянуты, только тогда будет достаточно давления, чтобы преодолеть клапан последовательности и выдвинуть цилиндр (ы) выдвижения.

При подаче питания на S5 все цилиндры втянуты, как это делают S2 и S4, но цилиндры выдвижения не выдвигаются из-за челночного клапана.

Когда S6 находится под напряжением, мы начнем выдвигать цилиндры предписанным образом. (Обратите внимание, что нас не волновало, как втягиваются цилиндры.) Поток будет выходить из рабочего порта B через клапан управления потоком. Поскольку у нас есть поршневой насос прямого вытеснения, мы не хотели, чтобы оставшееся масло проходило через предохранительный клапан.Мы сделали это, используя компенсированный контроль потока, чтобы наш дополнительный поток шел прямо в резервуар (порт 2) при значительно пониженном давлении. Отмеренная жидкость (порт 3) затем поступает к уравновешивающему клапану, где она свободно протекает через обратный клапан. На этом этапе активируется Группа 1. Группа 1 состоит из двух горизонтальных зажимных цилиндров и может увеличиваться до 300 фунтов на квадратный дюйм. В этот момент активируется Группа 2, в которой задействованы четыре вертикальных и два горизонтальных зажима. При 400 psi активируется Группа 3 и так далее, пока мы не перейдем к Группе 6.Когда группа 6 активирована, если соленоид S8 не активен, он выдвигает цилиндр. Если S8 активен, секция не нажимается, и это не позволяет потоку достигать других секций. S8 запускается бесконтактным переключателем, который определяет длину заготовки. Если там есть материал, S8 отключится, и секция нажмет.

6. Активируйте несколько клапанов одновременно, чтобы увидеть непреднамеренные последствия.

Непредвиденные последствия очень трудно увидеть и предсказать.Настоящая задача здесь – извлечь уроки из них, чтобы не повторить их дважды. Распространенным явлением является подача питания на обе стороны распределителя. Обычно повреждений не происходит, но ваша система управления должна быть настроена таким образом, чтобы исключить эту опасность. При использовании релейной логики у вас может быть одно реле для включения питания клапана, а другое – для выбора направления.

В примере 1 , когда я активировал Раздел 1 и порт B Раздела 2, произошли непредвиденные последствия.Сейчас он смотрит на меня, но раньше было очень трудно увидеть, пока система не была построена. На двигателе у меня есть регулирующие клапаны для управления скоростью двигателя. Однако я хочу ограничить скорость двигателя перед его остановкой (важно место остановки). Я делаю это, активируя Раздел 1 примерно за фут до точки остановки, таким образом уменьшая скорость. Однако уменьшенный расход ниже, чем у расходомера при регулировании расхода. Результатом является состояние низкого дозированного расхода, и мой двигатель переходит в положение остановки.Мы предпринимаем шаги, чтобы исправить это.

В примере 2 двухпозиционные трехходовые клапаны должны быть сконфигурированы так, чтобы их положения были противоположны друг другу. Причина в том, чтобы предотвратить повреждение машины. Если обрыв провода к одному из соленоидов, дополнительные секции будут давить и могут вызвать потенциальное повреждение машины. Чтобы свести к минимуму этот риск, мы добавили дополнительную защиту проводам, проложили провода большего сечения, чем необходимо, и добавили проверку проводов в ежемесячный контрольный список профилактического обслуживания.

Пример 1

Пример 2

Заключение

Чтение схем – очень страшная вещь, но не забудьте расслабиться, вы умны, а мама и папа вас очень любят. Ты получил это! Просто работайте над этим медленно и не спешите задавать вопрос. Выполняя подобную работу, я часто жду, пока у меня не возникнет хорошая серия вопросов, прежде чем обратиться за помощью. Таким образом, я потрачу больше времени на работу со схемой, чтобы мои вопросы были подробными и не тратили время коллеги напрасно.

Когда вы овладеете навыком чтения отпечатков, вы сможете критиковать и создавать свои собственные системы. Не забывайте использовать системный подход и всегда проверять свою работу перед покупкой компонентов. Итак, возьмите свои маркеры и найдите схемы для анализа!

Связанные

КНИГА 2, ГЛАВА 15: Насосы

Насосы

На рисунках с 15-1 по 15-5 показаны условные обозначения нескольких насосов с фиксированным рабочим объемом.Используйте насосы постоянной производительности в простых одно- или двухцилиндровых контурах, которые никогда не останавливаются под давлением. Также используйте их для цепей односкоростного двигателя или цепей, в которых несколько цилиндров работают одновременно, но никогда не останавливаются и не удерживаются при полном давлении. Насосы с постоянным рабочим объемом всегда перемещают заданный объем жидкости под давлением между давлением, определяемым сопротивлением, и максимальной настройкой предохранительного клапана. При блокировке выпускного отверстия насоса с фиксированным рабочим объемом избыточный поток через предохранительный клапан направляется в резервуар. Когда жидкость проходит через предохранительный клапан под давлением, вся входящая энергия выделяет тепло.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca5a” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика, пневматика, Com Sites, гидравлика, пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig151png 00000057122 “data-embed-src =” https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/ Hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig151png_00000057122.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}% Рис. 15-1. Символ для одиночного насоса

Насосы с фиксированным рабочим объемом могут быть шестеренчатыми, поршневыми, шестеренчатыми, поршневыми, лопастными. Типы. Наиболее распространенными являются зубчатые и лопастные. Они относительно недороги, очень надежны и при правильном использовании выделяют мало тепла.

Шестеренные и пластинчатые насосы бывают самых разных конфигураций. На рисунках с 15-1 по 15-3 показан один или несколько насосов в едином корпусе.Насосы могут иметь общий вход или несколько входов. Большинство комбинированных насосов имеют отдельные выходы для использования в разных подсхемах. Расход от каждого насоса в комбинации может быть одинаковым или различным.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca5c” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig152png 00000057123 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig152png_00000057123.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 2. Символ сдвоенного насоса

На рисунке 15-4 показан символ автономного сдвоенного насоса для контура высокого-низкого давления.Поток от обоих насосов перемещает привод на работу и обратно при низком давлении.Насос большого объема разгружается через встроенный разгрузочный клапан при рабочем контакте. Это оставляет всю мощность двигателя для привода насоса малого объема / высокого давления. Эта схема обычно потребляет меньше мощности без ущерба для времени цикла. Представленный здесь комплектный насос компактный и недорогой, но любой сдвоенный насос с подходящими клапанами может обеспечивать контур высокого-низкого давления.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca5e” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig153png 00000057124 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig153png_00000057124.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -3. Символ тройного насоса

Многие производители производят насосы с проходным приводом, подобные показанному на Рисунке 15-5. Электродвигатель с двумя валами обычно управляет обоими насосами.В случае насоса с проходным приводом второй насос привинчивается к валу первого насоса и приводится в действие им. При подключении более двух насосов рассмотрите некоторые возможные проблемы: выдержит ли вал первого насоса крутящий момент дополнительных насосов; дополнительные насосы приведут к слишком большой радиальной нагрузке от слишком большого количества насосов.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca60” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Hydraulicspneumatics Com Сайты Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig154png 00000057125 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig154png_00000057125.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -4. Символ для насосов высокого и низкого давления для контуров насосов с постоянным рабочим объемом
На рис. 15-6 показана принципиальная схема насоса фиксированного рабочего объема, работающего с одним цилиндром.В состоянии покоя насос разгружается через тандемно-центральный клапан при минимальном давлении. Когда цилиндр выдвигается, давление такое, какое требуется для его хода. Когда цилиндр соприкасается с изделием, давление увеличивается до уровня, необходимого для выполнения работы. Когда цилиндр втягивается, давление такое, какое требуется для возврата цилиндра и нагрузки. Ни при каких обстоятельствах из предохранительного клапана масло не сливается в бак. Следовательно, эта схема работает с небольшим количеством тепла и не требует теплообменника при использовании высокоэффективных деталей.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca62” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Hydraulicspneumatics Com Сайты Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig155png 00000057126 “data-embed-src =” https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/2008/ 09 / hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig155png_00000057126.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}% Рис. 15-5. Символ для проходного насоса- На рисунке 15-7 показан один способ использования фиксированного рабочего объема. насосы в многоцилиндровом контуре. Каждый из трех цилиндров в этом примере имеет отдельный насос, предохранительный клапан и направляющий клапан. Приводы перемещаются с желаемой скоростью и усилием, поскольку настройки расхода и предохранительного клапана каждого насоса соответствуют требованиям работы их цилиндра .Поскольку нет регуляторов расхода, предохранительные клапаны никогда не сбрасывают лишнюю жидкость, позволяя всей входящей энергии выполнять полезную работу. Тепло не должно быть проблемой в этой цепи.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca64” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig156png 00000057127 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig156png_00000057127.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -6. Типовая схема насоса постоянной производительности

Два насоса подают CYL3 для быстрого хода.Эта схема работает лучше всего, когда CYL2 не выполняет цикл одновременно с CYL3.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca66” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig157png 00000057128 “data-embed-src =” https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/ гидравликапневматика_ком_сайты_гидравликапневматика.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig157png_00000057128.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}

Для разработки эффективных схем требуется время, но результаты окупаются в виде экономии в будущем.Схема высокого-низкого уровня на рис. 15-8, которая включает в себя большой быстроходный цилиндр, позволяет сэкономить как на первоначальных затратах, так и на эксплуатационных расходах. Если использовался один насос на 60 галлонов в минуту, работающий при 3000 фунтов на квадратный дюйм, потребовался бы двигатель мощностью 120 л.с. Заменив двойной насос с секциями 60 и 10 галлонов в минуту, можно уменьшить размер двигателя без ущерба для времени цикла. Большая разница возникает из-за того, что для перемещения цилиндра, скажем, от 450 и 500 фунтов на квадратный дюйм требуется всего 20,4 л.с. Когда цилиндр встречает сопротивление и давление достигает примерно 500 фунтов на квадратный дюйм или выше, секция насоса 60 галлонов в минуту разгружается без давления, в то время как насос 10 галлонов в минуту выполняет свою работу.Насос на 10 галлонов в минуту при 3000 фунтов на квадратный дюйм требует 17,5 л.с. Хотя рабочая скорость ниже, время в пути меньше. Немного подумав, можно легко сэкономить на электрическом двигателе и элементах управления, а также снизить затраты на электроэнергию в течение всего срока службы машины.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca68” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig158png 00000057129 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig158png_00000057129.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -8. Типичная схема высокого-низкого давления с фиксированным рабочим объемом

На рис. 15-9 фиксированный проходной насос с большим рабочим объемом в сочетании с насосом с малым рабочим объемом и с компенсацией давления создает другой тип контура высокого-низкого давления.Этот контур обеспечивает быстрое перемещение, а затем поддерживает давление зажима в течение длительных периодов времени с небольшим тепловыделением. Принцип работы схемы такой же, как на Рисунке 15-8. Он не требует специального электрического управления, поскольку разгрузочный клапан автоматически опорожняет высокопроизводительный насос при любом давлении выше 400 фунтов на квадратный дюйм. Насос с компенсацией давления с малым рабочим объемом снижает затраты на электроэнергию и отопление. Эта конструкция насоса заменяет большой насос с компенсацией давления в определенных областях применения.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca6a” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Гидравлика, пневматика, веб-сайты, гидравлика, пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig159png 00000057130 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig159png_00000057130.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -9. Цепь насоса высокого-низкого давления для приведения в действие зажимного цилиндра

Насосы переменной производительности с компенсацией давления

Одним из способов предотвращения выделения тепла при поддержании давления является использование насосов с компенсацией давления.Поток от насосов с компенсацией давления падает почти до нуля, когда они достигают давления компенсатора. Сниженный расход снижает потребление мощности и предохраняет систему от перегрева. Обратите внимание: насосы с компенсацией давления дороже, чем насосы с фиксированным рабочим объемом, и обычно менее устойчивы к загрязнениям. Кроме того, насосы с компенсацией давления бывают только лопастными или поршневыми. Насосы других конструкций не могут работать с переменным рабочим объемом при той же скорости вращения.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca6c” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left” data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика, пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1510png 00000057131 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1510png_00000057131.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -10. Символы для насосов с компенсацией давления

На Рисунке 15-10 показаны символы насоса с компенсацией давления.Стрелка внутри круга, параллельная пути потока, указывает компенсацию давления. Полный символ показывает все рабочие функции. Упрощенный символ не учитывает некоторые детали (например, слив в корпусе) и предполагает, что человек, читающий схематическую диаграмму, знает их необходимость.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca6e” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1511png 00000057132 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1511png_00000057132.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -11. Символ насоса переменной производительности с компенсацией давления

Многие насосы с компенсацией давления включают метод регулировки максимального расхода, что делает насос более универсальным.Символ на Рисунке 15-11 обозначает насос переменной производительности с компенсацией давления. Стрелка под углом к ​​символу насоса обозначает переменный или регулируемый расход. Расход насоса с компенсацией давления автоматически уменьшается при повышении давления, но наклонная стрелка также указывает на переменный максимальный выходной объем. Насос переменной производительности может устранить необходимость в регуляторах расхода в некоторых контурах.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca70” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1512png 00000057133 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1512png_00000057133.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -12. Символ насоса переменной производительности

Насос переменной производительности, показанный на Рисунке 15-12, не имеет компенсации давления.Используйте этот тип насоса для изменения скорости привода без потери энергии. Такой способ управления скоростью дает меньше тепла. Управление насосами переменной производительности может быть ручным, гидравлическим или электрическим с сервоприводом или пропорциональными клапанами.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca72” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1513png 00000057134 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1513png_00000057134.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -13. Схема для насоса с компенсацией давления с дистанционным управлением

На Рис. 15-13 показан символ насоса с компенсацией давления с дистанционным оператором для регулировки максимального давления.Настройте компенсатор насоса на минимальное давление и отрегулируйте давление в системе удаленно. На этой схеме показан дистанционный предохранительный клапан с ручной регулировкой, установленный рядом с оператором для облегчения доступа.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca74” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1514png 00000057135 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1514png_00000057135.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -14. Насос с регулированием по нагрузке и компенсацией давления

К насосам с компенсацией давления можно добавить функцию измерения нагрузки.На Рис. 15-14 показан символ насоса для такой комбинации. Дополнительный порт в насосе измеряет давление в выкидных линиях к приводу. Измерение фактического рабочего давления заставляет насос компенсировать потребность в потоке при давлениях на 100–150 фунтов на кв. Дюйм выше рабочего давления. Определение нагрузки выгодно только в схемах, в которых расход насоса меньше максимального. В этих схемах насосы с регулированием по нагрузке более эффективны – они расходуют меньше энергии и уменьшают нагрев масла.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca76” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1515png 00000057136 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1515png_00000057136.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -15. Насос с компенсацией давления и функцией ограничения мощности

Насос на Рисунке 15-15 имеет компенсацию давления с добавленным ограничением мощности.Когда максимальная требуемая мощность насоса может превышать мощность первичного двигателя, используйте ограничитель мощности. Ограничение мощности позволяет использовать меньший бензиновый или дизельный двигатель с насосом большого объема на внедорожной технике.

Установите компенсатор на насосе ограничения мощности на максимальное давление в системе при компенсированном расходе. Поскольку давление увеличивается при высоком расходе, необходимая мощность может превышать имеющуюся. Ограничитель мощности снижает рабочий объем насоса при заданном давлении. Уменьшение рабочего объема насоса при повышении давления снижает требуемую мощность до доступной.С этой системой двигатель мощностью 20 л.с. может приводить насос на 60 галлонов в минуту до 5000 фунтов на квадратный дюйм при пониженном расходе.

Контуры насосов переменной производительности с компенсацией давления

“>

Чтобы контролировать скорость привода при небольшом или нулевом тепловыделении, попробуйте схему на Рисунке 15-16. Насос переменной производительности довольно точно регулирует скорость цилиндра при минимальной мощности. Во время хода цилиндра давление в системе – это только то, что требуется для перемещения груза.Весь поток насоса направляется в цилиндр, поэтому единственная потеря энергии связана с неэффективностью компонентов. Подобная установка работает непрерывно без теплообменника. Температура масла может повыситься на 15–25 градусов выше температуры окружающей среды только в том случае, если частота циклов превышает десять или более циклов в минуту.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca78” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1516png 00000057137 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1516png_00000057137.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -16. Цепь регулируемого насоса для регулирования скорости

Схема на Рисунке 15-17 представляет собой типичную насосную установку с компенсацией давления.Эта схема позволяет нескольким цилиндрам работать по отдельности или вместе. Когда цилиндры работают одновременно, добавьте регуляторы потока, чтобы ограничить привод, который встречает наименьшее сопротивление.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca7a” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1517png 00000057138 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1517png_00000057138.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -17. Типовая схема насоса с компенсацией давления

Нагрев масла может быть проблемой в насосных контурах с компенсацией давления.Если насос работает под высоким давлением и / или если в контуре используются регуляторы расхода, потери энергии приводят к возникновению избыточного тепла. Эффективность гидрораспределителей также является важным фактором. Поскольку система поддерживает максимальное давление большую часть времени, утечки в золотниках клапана добавляют дополнительный нагрев.

Насосы с компенсацией давления часто преждевременно выходят из строя из-за высокой продолжительности рабочего цикла привода. Высокая частота циклов быстро задействует компенсирующий механизм, и возникающие скачки давления могут привести к поломке детали. Небольшой аккумулятор на выходе из насоса сглаживает цикл переключения компенсатора, уменьшая скачки давления и продлевая срок службы компонентов.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca7c” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1518png 00000057139 “data-embed-src =” https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/ Hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1518png_00000057139.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}% Рис. 15-18. Схема насоса с измерением нагрузки

Один из способов решить проблему нагрева – использовать насос, показанный на Рисунке 15-18.Во время цикла цилиндра этот чувствительный к нагрузке насос с компенсацией давления никогда не позволяет давлению в системе превышать требуемую нагрузку более чем на 150–200 фунтов на кв. Насос постоянно определяет нагрузку и компенсирует это давление плюс жесткость пружины, чувствительной к нагрузке. Определение нагрузки обычно устраняет необходимость в теплообменнике – даже в системе с регуляторами расхода.

Проведите измерительную линию от каждого порта в цепи с несколькими исполнительными механизмами. Различные линии обратной связи соединяются в порте измерения нагрузки насоса с обратным клапаном, чтобы изолировать их друг от друга.Насос всегда видит самую высокую нагрузку в контуре и соответственно регулирует выходное давление. Контур управления расходомером – единственный способ управлять приводом. При перебегающих нагрузках используйте уравновешивающий клапан, чтобы привод не разлетелся.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca7e” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1519png 00000057140 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1519png_00000057140.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -19. Цепь насоса ограничения мощности

При приводе насоса в действие двигателем или для экономии энергии с помощью электродвигателя меньшего размера используйте схему ограничения мощности, показанную на Рисунке 15-19.Эта схема изменяет рабочий объем насоса всякий раз, когда требуемая мощность в лошадиных силах превышает требуемую настройкой пружины компенсатора. Компенсатор мощности может быть настроен на заводе или на месте. Когда давление в системе достигает значения, установленного на компенсаторе насоса, на выходе прекращается поток, как у любого насоса с компенсацией давления.

Насосы двухсторонние
Аксиально-поршневые и радиально-поршневые насосы могут откачивать жидкость из любого порта, вращаясь в одном направлении. В замкнутых контурах используется эта особенность поршневых насосов.Контур насоса с замкнутым контуром направляет жидкость к приводу, в то время как жидкость из того же устройства возвращается на вход насоса.

(Не путайте двунаправленные насосы с двухоборотными насосами. Двухоборотные насосы могут вытекать из любого порта, но только когда вращение меняется на противоположное. В двухоборотном насосе один порт подсоединен к резервуару, а другой канал подсоединен к трубопроводу Большинство двухоборотных насосов работают с гидравлическими контурами внедорожной техники, поскольку вращение приводного вала насоса отличается от одного агрегата к другому.)

Обычно двунаправленные насосы не имеют патрубка, подключенного к резервуару. Оба порта прикрепляются непосредственно к портам цилиндра или двигателя. Многие двунаправленные контуры работают с гидравлическими двигателями, потому что они принимают и возвращают примерно одинаковое количество жидкости. Наиболее распространенной системой с обратной связью является гидростатический привод, который часто используется на внедорожной технике.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca80” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1520png 00000057141 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1520png_00000057141.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -20. Символ двунаправленного насоса

На Рисунке 15-20 показано схематическое изображение двунаправленного насоса.Обратите внимание на два энергетических треугольника, показывающих, что жидкость вытекает из обоих портов. Насос выводит только из одного порта за раз, в то время как противоположный порт является входным. Когда один порт подсоединен к резервуару, а другой порт подсоединен к контуру, насос служит однонаправленным насосом переменного рабочего объема. Направление потока в подключенном таким образом двунаправленном насосе зависит от положения регулятора хода. Изменяя положение регулятора хода, любой порт может служить входом или выходом.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca82” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1521png 00000057142 “data-embed-src =” https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/ Hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1521png_00000057142.png? auto = format & fit = max & w = 1440 “data-embed-caption =” “]}% Рис. 15-21. Двунаправленный насос в замкнутом гидростатическом контуре

На рисунке 15-21 показана гидростатическая трансмиссия – обычная схема двунаправленного насоса. Небольшой насос постоянной производительности A (называемый нагнетательным насосом) компенсирует утечки в основном насосе и двигателе во время работы контура.Обратные клапаны B защищают нагнетательный насос и допускают попадание масла только в обратную сторону замкнутого контура. Клапан сброса заряда C сбрасывает избыточный поток заряда в бак под давлением от 150 до 300 фунтов на квадратный дюйм. Поток нагнетательного насоса вырабатывает тепло в гидростатических системах. Многие гидростатические системы используют жидкость нагнетательного насоса для управления насосами и / или вспомогательными контурами.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca84” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1522png 00000057143 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1522png_00000057143.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -22. Цепь двунаправленного насоса с обратной связью

Если обратный поток не равен выходному потоку, используйте схему двунаправленного насоса, показанную на Рисунке 15-22.В случае цилиндра с одинарным концом, прикрепленного к двунаправленному насосу, объем жидкости, идущей к концу крышки, когда цилиндр выдвигается, больше, чем поток, возвращающийся в насос от конца штока. Когда направление цилиндра меняется, верно обратное. Без возможности преодолеть неравномерность расхода двунаправленный насос, приводящий в действие одностержневой цилиндр, не работал бы.

Для одностержневых цилиндров добавьте в замкнутый контур обратный клапан A , предохранительный клапан низкого давления B и двухходовой клапан с пилотным управлением C .Обратный клапан A позволяет насосу забирать масло из бака, когда цилиндр выдвигается. Предохранительный клапан B и двухходовой клапан C обеспечивают путь для излишка масла в бак при втягивании цилиндра.

Часто в больших цилиндрах, работающих при высоком давлении и скорости, используются насосы с двухсторонним движением с неравномерной пропускной способностью. Эта схема очень эффективна и практически исключает гидравлический удар

Цепи двунаправленных насосов

Регулируя объем потока и его направление от двунаправленного насоса, можно заставить гидравлический двигатель вращаться в любом направлении с бесступенчато регулируемой скоростью.Контур с обратной связью тратит очень мало энергии. При запуске или изменении направления происходит минимальный удар, потому что насос запускается и проходит через непоток во время цикла. Гидравлический двигатель плавно замедляется, когда поток насоса достигает нуля, замедляя любую нагрузку, которую он перемещает.

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca86” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1523png 00000057144 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1523png_00000057144.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -23. Замкнутый двусторонний гидростатический привод; в состоянии покоя с работающим насосом

На рисунке 15-23 показаны части простой гидростатической трансмиссии, в которой используется этот тип цепи.Он состоит из двунаправленного насоса переменного рабочего объема, подключенного по трубопроводу к двунаправленному гидравлическому двигателю фиксированного рабочего объема в замкнутом контуре. Зарядный насос A , приводимый в действие двунаправленным насосом, забирает масло из бака и подает его через обратные клапаны C1 и C2 , чтобы замкнутый контур оставался заполненным. Избыточное масло из нагнетательного насоса сливается через предохранительный клапан B в бак. Челночный клапан E и предохранительный клапан D направляют поток наддува в сторону низкого давления замкнутого контура, когда гидравлический двигатель работает.Это происходит потому, что давление срабатывания предохранительного клапана D примерно на 100 фунтов на кв. Дюйм ниже, чем давление срабатывания предохранительного клапана B . Непрерывная подача холодного отфильтрованного масла защищает замкнутый контур от перегрева и загрязнения.

Перекрестные предохранительные клапаны F1 и F2 защищают насос и двигатель от избыточного давления. Когда давление в замкнутом контуре превышает настройку предохранительного клапана, масло переходит в противоположную линию. Однако из-за небольшого объема системы поток через байпас быстро нагревает воздух.Это тепло может повредить компоненты, шланги и уплотнения. В большинстве гидростатических контуров теперь используются клапаны для разрушения насоса при немного более низком давлении, чем настройка перекрестного предохранительного клапана. Этот разрушающий клапан предотвращает нагрев потока насоса, но не помогает, когда приводимый в действие гидравлический двигатель действует как насос.

(Замена замкнутого контура на 4-ходовой распределитель и насос с фиксированным рабочим объемом с регуляторами расхода для изменения скорости также может приводить в действие гидравлический двигатель в любом направлении.Эта упрощенная схема стоит примерно пятую часть стоимости гидростатической трансмиссии. Однако затраты на удар системы, нагрев масла и повреждение оборудования, вызванные более дешевой системой, намного превышают первоначальную экономию средств.)

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca88” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1524png 00000057145 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1524png_00000057145.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -24. Двунаправленный насос с замкнутым контуром выдвижной одностержневой цилиндр

Использование насоса с замкнутым контуром с одностержневым цилиндром требует дополнительной арматуры в насосе.На рисунках 15-24 и 15-25 показан контур цилиндра одностороннего действия, работающий от двунаправленного насоса с замкнутым и разомкнутым контуром. Термин закрытый-открытый контур указывает, что насос является двунаправленным, но один порт подключен к резервуару через обратный клапан A . Это предохраняет насос от голода при выдвижении цилиндра. Кроме того, предохранительный клапан низкого давления B и двухходовой клапан NC C обеспечивают путь к резервуару для избыточного потока от конца крышки цилиндра, когда он втягивается.

Когда цилиндр выдвигается, как показано на Рисунке 15-24, поток со стороны штока цилиндра не может заполнить насос.Поскольку насосу требуется больше масла, чем подает цилиндр, открывается обратный клапан A , позволяя маслу из бака поступать в насос. (Обратите внимание, что большие штоки цилиндров увеличивают потребность в потоке от нагнетательного насоса и бака.)

% {[data-embed-type = “image” data-embed-id = “5df281bef6d5f267ee43ca8a” data-embed-element = “aside” data-embed-align = “left» data-embed-alt = “Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 84825 Fig1525png 00000057146 “data-embed-src =” https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2009/09/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_84825Fig1525png_00000057146.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = “”]}% Рис. 15 -25. Двунаправленный одинарный цилиндр втягивания насоса замкнутого цикла

Когда цилиндр втягивается, как показано на Рисунке 15-25, масла из крышки цилиндра больше, чем нужно насосу.Во время этой части цикла управляющее давление открывает 2-ходовой NC-клапан C , чтобы позволить избыточному потоку цилиндра пройти через предохранительный клапан низкого давления B в резервуар. (Опять же, чем больше шток цилиндра, тем больший объем масла поступает в бак.)

Основная причина использования двунаправленных насосов – очень плавное управление приводом, который они обеспечивают. Двунаправленные насосы полностью управляют запуском, остановкой и реверсированием самых больших высокоскоростных приводов. Это практически исключает удар системы и значительно продлевает срок службы машины.

P&ID (схемы трубопроводов и КИП) и библиотека символов клапана P&ID

Схема трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID) – это графическое представление технологической системы, которая включает трубопроводы, сосуды, регулирующие клапаны, контрольно-измерительные приборы и другие технологические компоненты и оборудование в системе. P&ID – это основной схематический чертеж, используемый для размещения установки системы управления технологическим процессом. Таким образом, P&ID имеет решающее значение на всех этапах разработки и эксплуатации технологической системы.

Этапы использования P&ID:

• Устройство и компоновка технологической системы
• Спецификация компонентов
• Разработка схем системы управления
• Анализ безопасности и эксплуатации (HAZOP – исследование опасностей и работоспособности)
• Установка и / или встраивание в систему
• Схемы и процедуры пуска, выключения и эксплуатации
• Обучение сотрудников работе с технологическими системами
• Обслуживание и модификация системы

P&ID также используются в качестве основы для живого графического представления технологической системы в ее HMI (человеко-машинном интерфейсе) или другой системе управления.

Символы, используемые в P & ID

Для обозначения компонентов на этих схемах используются стандартные символы. Важно отметить, что эти символы НЕ масштабируются и НЕ точны по размерам. Они просто используются для представления определенного типа компонента. Эти символы также помечены словами, буквами и цифрами для дальнейшей идентификации и указания компонентов, которые они представляют. Еще одно важное соображение заключается в том, что диаграммы НЕ всегда представляют физическое расположение и близость каждого компонента.Цель НЕ состоит в том, чтобы служить планом этажа или картой системы, а в том, чтобы проиллюстрировать процесс работы системы.

Условные обозначения клапана для P & ID

Общий символ 2-ходового клапана – это два треугольника, указывающих друг на друга с соприкасающимися кончиками внутренних точек. Трубопроводы представлены линиями, соединяющими каждую сторону символа клапана. Для обозначения различных труб, трубок и шлангов используются различные типы линий. В этих примерах используются одиночные сплошные линии, обозначающие простые жесткие трубы или трубки.Обычно все трубы проходят вертикально или горизонтально и используют только прямые углы. Направление потока указывается стрелкой в ​​конце линии, где он встречается со следующим компонентом, а также при каждом повороте на 90 градусов.

Тип клапана

Тип клапана представлен добавлением формы к центру, где точки соприкасаются. Здесь показаны символы P&ID для наиболее распространенных типов клапанов.

Все представленные выше клапаны представляют собой 2-ходовые линейные клапаны, которые используются для управления потоком, как двухпозиционного, так и дроссельного.Для многопортовых клапанов, таких как 3-ходовые и 4-ходовые, структура символа аналогична: треугольник представляет каждый порт или «путь».

3-ходовые и 4-ходовые шаровые краны могут содержать дополнительную информацию, определяющую тип шарового сверления, которое является шаром с отверстием «T» или «L». Еще одна деталь, которая может быть представлена ​​на схеме, – это путь потока в неактивированном или обесточенном состоянии. Это показано маленькими стрелками рядом с символом, как показано ниже.

Также существует множество других типов клапанов.Вот некоторые из них.

Тип привода

Метод срабатывания определяется линией, идущей от центра клапана, с маленьким символом, часто содержащим букву, вверху линии. Вот несколько примеров шаровых кранов с разными способами срабатывания.

Положение повышенной безопасности

Когда привод находится в аварийном положении, это обозначается стрелкой на линии между клапаном и приводом. Другой метод, используемый для обозначения неисправной позиции – это две буквы «FO» или «FC».

Торцевые соединения

Торцевые соединения могут быть представлены в общем виде линиями, представляющими трубы, входящие непосредственно в клапан, как во всех приведенных выше примерах. Соединения также могут быть явно определены с использованием различных других методов. Фланцевые соединения представлены, как показано ниже, где трубы имеют перпендикулярные линии на концах, которые проходят параллельно сторонам символа клапана с небольшим промежутком между ними. Это показывает, что клапан можно снять, не разрезая трубу.Полупостоянные резьбовые соединения показаны небольшими полыми кружками в месте соединения. Вместо этого неразъемные сварные соединения представлены маленькими квадратами. Если соединение сварное, квадрат полый или незаполненный.

Стандартизация

Международное общество автоматизации (ISA: www.isa.org) определило стандарт для P&ID. Стандарт ANSI / ISA-5.1-2009 доступен на веб-сайте ISA.

Несмотря на то, что для этих символов установлен строгий набор стандартов, вы найдете различные способы представления определенных клапанов.Вы также обнаружите явные расхождения между некоторыми типами клапанов в различных библиотеках, отраслях и компаниях. Эта проблема не такая уж проблематичная, поскольку все компоненты также описываются текстом, номером детали (уникальная модель), номером тега (конкретный компонент в системе) и подробно определяются в ключе или легенде, которая сопровождает чертеж. . Пока вы сохраняете единообразие на всех своих чертежах, диаграмма P&ID будет приемлемой и понятной для всех, кто с ней работает.Мы рекомендуем вам загрузить нашу Библиотеку символов и импортировать ее в свой программный пакет для диаграмм, например, Lucid chart.

Трубы, трубки и шланги (технологические линии):

Технологические линии – это линии, по которым фактически протекает технологическая среда. Они представлены разными типами линий. В полной P&ID каждая строка будет помечена номером строки. Например: 150-67П00-2299-115101-Н. Эта метка будет либо идти параллельно линии, либо с линией выноски, указывающей на определяемую линию, если она не помещается на самой линии.На этикетке будет указана информация о размере, классе, изоляции и т. Д. Разные компании используют разные структуры для этих чисел, но все они содержат одинаковую информацию. Линии процесса более жирные, чем другие линии, например линии, представляющие электрические, пневматические или информационные сигналы.

Различные обозначения труб

Существует 2 способа проиллюстрировать, когда трубы пересекаются на чертежах, но НЕ соединены физически. Либо используйте небольшой «горб», чтобы показать, что одна линия «переходит» другую, либо сломайте одну из линий очень близко к другой, чтобы показать, что она проходит под ней.Это НЕ физическое представление реальных труб. Фактически, они могут даже не пересекаться в реальной системе. Это просто метод разделения линий, когда они должны пересекаться на чертеже.

Коммуникационные / сигнальные линии:

Системы управления технологическим процессом используют различные типы сигналов для передачи информации между компонентами, приборами и компьютерами системы управления. Каждый тип сигнала имеет свой собственный тип линии, чтобы явно идентифицировать тип сигнала, который проходит по ней.

Различные символы сигналов

Другие общие символы P&ID для основных компонентов процесса:

Суда

Насосы, вентиляторы и компрессоры

Список можно продолжать и продолжать… Буквально сотни символов обозначают все компоненты, используемые в системах управления технологическими процессами. Теплообменники, охладители, бойлеры, фильтры и др. Мы создали библиотеку символов P&ID, которая включает наиболее распространенные компоненты, используемые в схемах трубопроводов и КИПиА.

Контрольно-измерительные приборы (датчики, преобразователи, измерители и т. Д.)

Инструментарий относится к устройствам, которые определяют, измеряют, указывают, передают и / или записывают физические свойства в системе. Для этих типов компонентов существует несколько иной подход. Компоненты представлены в виде так называемого «пузыря». Пузырь имеет форму простого круга, квадрата или шестиугольника.

Все эти типы пузырьков далее определяются горизонтальной линией, линиями или отсутствием таковых.Эти линии определяют, где находится инструмент и доступен ли он для оператора.

Номера тегов

Внутри фигуры есть буквы и цифры, используемые для обозначения измеряемого свойства (например, скорости потока, давления, температуры или уровня) и функции, выполняемой с этим измерением. Типичные функции: отображение, запись, передача и управление. Ниже приведены несколько примеров, а также таблица букв и их обозначение для наиболее распространенных компонентов контрольно-измерительной аппаратуры.

Эти инструменты обозначаются до пяти букв: (минимум 2)

1-я буква – это измеряемое свойство:
F = расход, P = давление, T = температура, L = уровень

2-я буква является модификатором:
D = дифференциал, F = коэффициент. просто опустить, если не применяются модификаторы

3-й указывает на пассивную функцию / считывание:
A = аварийный сигнал, R = запись, I = индикатор, G = датчик

4-й – активная / выходная функция:
C = контроллер, T = передача, S = переключатель, V = клапан

5-й – модификатор функции:
H = высокий, L = низкий, O = открытый, C = закрытый. просто опустить, если не применяются модификаторы

см. Более полный список в Википедии

За ним следует номер цикла, который уникален для этого цикла. Например, FIC045 означает, что это F low I , указывающий на контроллер C в контуре управления 045 . Это также известно как идентификатор «тега» полевого устройства, который обычно присваивается местоположению и функциям прибора. В том же шлейфе может быть FT045 – передатчик F low T в том же шлейфе.Ниже приведены несколько примеров полных символов для нескольких инструментов в одном цикле.

Программное обеспечение для изготовления P&ID

Существует несколько различных программных пакетов, доступных для создания P&ID. Мы используем и рекомендуем диаграмму Lucid от Lucid Software Inc. Библиотеку символов P&ID, которую мы собрали, очень легко импортировать в этот пакет.

Узнайте больше и попробуйте бесплатно

Сводка

Название изделия

P&ID (схемы трубопроводов и контрольно-измерительных приборов) и библиотека символов клапана P&ID

Описание

Схема трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P&ID) – это графическое представление технологической системы, которая включает трубопроводы, сосуды, регулирующие клапаны , контрольно-измерительные приборы и другие технологические компоненты и оборудование в системе.Загружаемый PDF-файл с обозначениями клапанов, приводов и других популярных символов P&ID.

Автор

Джефф Ринкер

Имя издателя

Гарантированная автоматизация

Логотип издателя

Гидравлические символы 305 – символы контроля состояния

Символы контроля состояния являются менее известными и менее используемыми в гидравлической библиотеке. Дело не в том, что компоненты или их символы не служат полезной цели.Порядок операций при проектировании и чертеже гидравлической системы – это приводы, насос (ы), регулирующие клапаны, а затем компоненты кондиционирования.

Контрольные символы обозначают преимущества наличия компонентов, которые могут быть необязательными в предложении о пакете гидравлического управления. Таким образом, хотя манометр следует считать обязательным, возможно, он не включен в схему, исходя из предположения, что технический специалист установит его там, где это позволяет водопровод.

Конечно, есть и другая крайность, когда заказчик придерживается десятистраничного документа со спецификациями, требующего, чтобы каждый компонент мониторинга под солнцем.Это мои любимые клиенты не только из-за любви к дизайну системы, но и из-за того, что в правом нижнем поле их заказа на покупку указано большее число.

Если вы помните из «Гидравлической символики 101», многие контрольные символы начинаются с маленького кружка. На рис. 1 вы увидите три таких маленьких кружка, каждый по-своему разный. Первый символ – это общее представление для любого типа индикатора. Х в середине, кажется, привлекает ваше внимание, говоря: «Послушайте, я важен.”Круг расположен на сплошной линии, представляющей наблюдаемую жидкость. В зависимости от того, как вы рисуете круг, эта линия может исходить из любого из 360 градусов круга.

Рисунок 1. Индикаторы мониторинга состояния

Индикатор может отображать одно из многих гидравлических условий, хотя, за исключением всплывающих индикаторов перепада давления, используемых на фильтрах, его использование, на мой взгляд, является ленивым. Он может представлять давление, расход или уровень жидкости, но каждый из них имеет определенные символы, более полезные на чертеже, особенно во время диагностики или устранения неполадок.

Более лаконичный символ манометра находится рядом с индикатором, ясно показывая стрелку, представляющую стрелку и ее диагональную ориентацию, общую для всех переменных символов. Предпочтительно, чтобы символ указывал на позицию 1:30 на «часах», но переворачивание и поворот в программном обеспечении САПР иногда приводит к различной ориентации.

Обозначение расходомера легко запомнить; это похоже на бейсбольный мяч. Противоположные дуги внутри круга показывают путь уменьшенного потока, например, ограничение потока, но это ограничение существует только для измерения потока.Автономный символ может не показывать черные линии, прорастающие с обеих сторон круга, но я добавил их сюда, чтобы показать путь потока.

Контрольные символы становятся более продвинутыми, чем компонент, который они представляют. Датчик уровня / температуры входит в стандартную комплектацию, как и гидравлические резервуары. Более длинный прямоугольник, заполненный термометром, показанный на рис. , рис. 2 – довольно распространенное явление, изображающее наиболее часто встречающийся датчик уровня / температуры. Однако ниже прилагается электрический символ переключателя.Три узла представляют возможные соединения с переключателем: общий провод слева, а два «переключаемых» провода – справа.

Рис. 2. Обозначения расширенного мониторинга состояния

Понимание этой конфигурации переключателя разделяет гидравлику и электрику по разной терминологии. Нормально закрытый в гидравлической силе означает заблокированный поток жидкости в нейтральном положении. И наоборот, нормально замкнутый в электрическом смысле означает выключатель, по которому текут электроны. Нормально открытый электрический контакт означает отсутствие потока электронов в нейтральном состоянии.

В этом случае символ переключателя измеряет уровень жидкости и в настоящее время отображается как нормально открытый и нормально закрытый. Многие переключатели предлагают такую ​​гибкость, используя общий вход слева, а затем два контакта на выходной стороне. В изображенном здесь состоянии провода могут быть подключены к обоим правым контактам; верхний узел обычно открыт, а нижний узел нормально закрыт. Обычно он подключается только в одну сторону, часто по желанию проектировщика электрики. Если проводка нормально разомкнута, верхний контакт замыкается и сигнализирует ПЛК или другому устройству о низком уровне масла.

Два квадратных символа в середине рисунка 2 – это общие электрические символы, не обязательно относящиеся к гидроэнергетике. Символ переключателя потока по большей части похож на сцену, которую вы видите на фервее на вашем местном поле для гольфа, с флагом, установленным на наклонной траве вниз к отверстию справа. Флаг представляет собой поток, и он находится на разомкнутом контакте переключателя. Этот символ нарисован нормально разомкнутым, что означает отсутствие потока электронов в нейтральном состоянии. Поток, воздействующий на механическую часть устройства, закрывает контакт, позволяя выходу сигнализировать ПЛК, сигнальной лампе или другой последующей функции.

Символ переключателя температуры очень похож на реле потока, за исключением зигзагообразного символа термостата на переключателе. Этот пример почти идентичен электрическому символу той же функции. Реле температуры управляют работой функций, связанных с температурой, например, реле запуска теплообменника.

Последние несколько символов используют электрические символы, что может вызвать вопрос, почему это контрольные символы. В любом месте и в любое время, когда вы измеряете свойство жидкости, будь то визуальная, механическая, электрическая или даже гидравлическая обратная связь, можно считать это функцией мониторинга.

Последний символ – составной компонент, способный выполнять множество жизненно важных функций. Внутри верхнего круга находится термометр, показывающий, как это устройство измеряет температуру. Круг ниже показывает поплавок, плавающий над жидкостью, также сигнализируя о том, что устройство измеряет уровень жидкости. Спадающая линия показывает еще два поплавка: один внизу, а другой вверху. Наконец, с правой стороны выступают два квадрата, один со стрелкой переменной, а другой символом преобразователя (как описано в Гидравлической символике 301).

Этот цифровой датчик уровня и температуры выполняет множество полезных функций. Используемый в гидравлическом резервуаре, датчик измеряет уровень жидкости в двух дискретных точках: одна внизу, чтобы предупредить о критически низком уровне масла, а другая на верхнем пределе, чтобы подтвердить, что жидкость заполнена. Вторая функция – подавать сигнал температуры на ПЛК для управления работой теплообменника, который может либо нагревать, либо охлаждать.