Схема подключение насоса к гидроаккумулятору схема: Схема подключение и нюансы эксплуатации гидроаккумулятора: виды, устройство, схема подключения

Схема подключение и нюансы эксплуатации гидроаккумулятора: виды, устройство, схема подключения

Решая проблему водоснабжения, большинство потребителей прибегают к различному оборудованию. К их числу относится и гидроаккумулятор, который часто используется не только в бытовых условиях, но и в промышленности.

Довольно часто к нему прибегают владельцы коттеджей, дачных участков, загородных домов. Другое его название — гидробак, который содержит жидкость, находящуюся под давлением.

• Роль гидроаккумулятора в системе водопровода
• Виды гидроаккумуляторов
• Устройство гидроаккумулятора
• Принцип работы гидроаккумулятора
• Схема подключения
  • Использование погружного насоса
  • Использование поверхностного насоса
• Эксплуатация и ремонт
• Заключение

Следует заметить, что уровень давления является неизменной характеристикой, что обеспечивает нормальное функционирование всех бытовых устройств, использующих воду, включая душ, санузел, умывальник и пр. Если возникла необходимость в установке гидроаккумулятора в местах повышенной влажности, то рекомендуется останавливать выбор на моделях, изготовленных из нержавеющей стали.

Далее будет рассмотрена конструкция предлагаемых сегодня гидроаккуммуляторов, их предназначение, основные принципы работы.

Роль гидроаккумулятора в системе водопровода

Вне всяких сомнений, каждый владелец загородного участка должен позаботиться об организации бесперебойной подачи воды. Подобное решение позволит обеспечить комфортные условия вдали от цивилизации. Среди методов, позволяющих эффективно решать подобную задачу, довольно распространенным является использование гидроаккумулятора. Очень важно правильно подойти к выбору этого оборудования. В этом случае можно не сомневаться в том, что это устройство будет успешно выполнять свои функции и тогда, когда возникают перебои в подаче электроэнергии или неполадки в работе насоса.

Решение подключить к системе гидроаккумулятор позволит свести к минимуму число включений насоса, что положительным образом скажется на эксплуатационном ресурсе этого прибора. Если часто пользоваться системой водоснабжения, то можно столкнуться с таким явлением, как конденсат, который может появиться на расширительном баке. Для большинства подобное явление известно, как запотевание. Для решения подобной проблемы рекомендуется выполнить теплоизоляцию каждого соединения гидроаккумулятора.

Виды гидроаккумуляторов

Можно выделить ряд ключевых параметров, на основании которых все предлагаемые сегодня гидроаккумуляторы можно классифицировать на ряд видов:

На основании такого признака, как вариант монтажа, современные гидроаккумуляторы могут быть классифицированы на:

• горизонтальные;
• вертикальные.

В конструкционном плане подобные устройства довольно схожи. Это же можно отметить и в отношении их принципа работы. Особенностью горизонтальных моделей является наличие крепления для наружного насоса. Что же касается устройств с вертикальным методом монтажа больших объемов, то в их конструкции предусмотрен клапан, обеспечивающий удаление воздуха из системы водоснабжения. Принимать решение в пользу того или иного варианта гидроаккумулятора следует, ориентируясь на размеры помещения, которое выбрано для размещения подобного оборудования.

Исходя из метода накопления энергии, гидроаккумуляторы могут быть классифицированы на:

• модели, оснащенные пневматическим накопителем. Их действие основывается на сжатии газа под давлением воды. В рамках этих устройств можно выделить мембранные, с баллоном и поршневые. Последний тип гидроаккумуляторов отличается доступной ценой и в то же время может обрабатывать значительные объемы воды (до 600 литров). Модели мембранного типа демонстрируют большое удобство в эксплуатации, что связано с их небольшими габаритами. Если говорить про баллонную разновидность этого оборудования, то именно эти модели получили наибольшее распространение среди покупателей. Причина этого заключается в том, что при возникновении необходимости в замене емкости подобного оборудования и резиновой груши эту работу владелец может выполнить с минимальными затратами времени и не прибегая к помощи специалистов. Другим важным достоинством следует называть отсутствие проблем в эксплуатации и длительный срок службы;
• модели, оснащенные механическим накопителем. В рамках этой категории устройств можно выделить грузовые и пружинные. Действие этих аппаратов основывается на использовании кинетической энергии груза или пружины. Среди минусов, которыми обладает подобные агрегаты, следует выделить инерционность системы, громоздкость конструкции. В то же время они могут исправно выполнять свои задачи без необходимости использования внешних источников питания и зарядки;

Если исходить на основании такого признака, как объем, то все модели гидроаккумуляторов можно подразделить на устройства емкостью 2, 5, 24, 50, 80, 100, 150, 200, 300, 500 литров. Если оборудование приобретается для большого дома, то следует рассматривать модели, емкость которых составляет 80 или 100 литров. Оборудование объемом 50 литров прекрасно справится со своей задачей по поддержанию необходимого давления в системе водоснабжения стандартных квартир. Предлагаемые сегодня гидроаккумуляторы 50 литров отличаются своей стоимостью. Причем на цену оказывает влияние и производитель. Любой специализированный магазин сегодня может предложить подобное оборудование требуемой емкости;

Исходя из назначения, можно выделить следующие модели:

• для холодной воды;
• гидроаккумуляторы для горячей воды;
• расширительный бак для отопления, предназначенный для обеспечения стабильного давления в системе трубопровода.

Помните! Для нормальной работы каждая отопительная система должна предусматривать расширительный бак. Только при условии, что гидроаккумулятор будет грамотно подобран и настроен, можно гарантировать ее безаварийную работу и комфортное проживание в загородном доме.

Устройство гидроаккумулятора

Если рассматривать конструкцию гидроаккумулятора для насосной станции, то она не содержит сложных элементов: по своему исполнению она имеет вид герметичного резервуара, который содержит резиновую мембрану. Последняя выступает в роли разделителя внутреннего пространства расширительного бака, создающего две камеры, среди которых одна используется для воды, а вторая предназначена для воздуха. Пространство, образованное стенками мембранного бака, заполнено инертным газом.

Для любого гидроаккумулятора устройство обязательно включает такой узел, как фланец. Основное его предназначение заключается в обеспечении условий для установки расширительного бака в систему. Также с его помощью производится замена мембраны в ситуации, когда она лишается своей эластичности.

Принцип работы гидроаккумулятора

Если рассматривать принцип работы подобного устройства, то его суть сводится к аккумулированию гидравлической энергии, которая впоследствии расходуется для поддержания в системе водоснабжения требуемого уровня давления.

С течением времени гидроаккумулятор заполняется водой, подаваемой насосом, которая при взаимодействии с мембраной приводит к ее расширению. На фоне этого наблюдается сжатие газа, который содержится во внутренней части бака.

Со временем воздух оказывает все большее давление на мембрану, что в итоге заставляет воду выйти из системы. После этого давление возвращается к своему изначальному уровню.

Для работы гидроаккумулятора необходим насос, благодаря которому обеспечивается заполнение гидробака водой. Когда будет создано необходимое давление в гидроаккумуляторе, происходит автоматическое выключение насоса.

Помните! Наблюдаемое давление в системе до установки гидроаккумулятора должно находиться на 0,2-1 бар ниже уровня, который указан на реле для включения насоса.

Схема подключения

Если владелец решил своими силами выполнить монтаж гидроаккумулятора, то реализовать подобный замысел не всем будет под силу с первого раза правильно. Чтобы подключить оборудование в соответствии с технологией проведения подобных работ, необходимо соблюсти все условия и теоретически подготовиться монтажу.

Выполнения каких же операций требует схема водоснабжения частного дома с гидроаккумулятором? Об этом будет рассказано далее.

Чаще всего используют два метода подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения: посредством погружного и поверхностного насоса.

Использование погружного насоса

Подобное оборудование часто именуют глубинным. Чаще всего для размещения насоса этого типа отводится место в скважине, колодце или ином месте, предназначенном для забора воды. Для вывода жидкости на дачном участке с минимальными затратами времени можно использовать специальные типы погружных насосов — дренажные.

Особое внимание следует уделить соблюдению требований установки обратного клапана для подобного типа насосов. Этот элемент позволяет предотвратить отток жидкости в обратном направлении. Местом монтажа этого клапана служит скважинный насос. Затем уже переходят к подключению насосной станции с гидроаккумулятором. Завершаются же работы осмотром системы для выявления негерметичных участков.

Использование поверхностного насоса

При подобном варианте необходимо специальное приспособление — штуцер, имеющий 5 выходов. Вдобавок к этому придется приобрести реле давления и манометр. Штуцер имеет вид резьбового соединения, используемого для присоединения насоса к бачку гидроаккумулятора. После этого переходят к установке на него манометра и реле давления. Следует в обязательном порядке позаботиться об обеспечении герметичности каждого соединения на резьбе. В качестве материала, который способен решить эту задчу, используется фум лента.

Эксплуатация и ремонт

По мере проникновения внутрь гидроаккумулятора вода приносит с собой воздух. Для предотвращения подобного предлагаемые сегодня модели оснащены клапаном стравливания. Для эффективной работы от пользователя требуется время от времени открывать его.

Знакомясь с инструкцией, можно заметить, что там могут быть предусмотрены и другие действия, которые должны быть выполнены владельцем.

Явной подсказкой о том, что гидроаккумулятор вышел из строя, может выступать наличие течи в виде маленьких или прерывистых струек, а также резких перепадов в показаниях манометра. В подобных ситуациях необходимо надавить на золотник, имеющий вид клапана, который определяет направление движения воды.

Обязательно нужно удалить остатки воздуха! Если видно, что стрелка изменила свое положение на нижнее, то это указывает на то, что количество воздуха небольшое. Если из оборудования был удалён весь воздух, но течь не прекращается, то можно сделать вывод, что причина неисправности заключается в поврежденной мембране.

Чтобы аппарат смог исправно выполнять свою задачу при наличии поврежденной мембраны или каучукового баллона, необходимо приобрести новое изделие. За покупкой подобных элементов следует обратиться в специализированные магазины, занимающиеся продажей гидроаккумуляторов.

Заключение

Чтобы гидроаккумулятор смог повысить эффективность работы системы водоснабжения, необходимо столь же внимательно подойти к его выбору, как и к прочим элементам, используемым в ней. Необходимо учесть большое количество параметров, начиная вариантом установки оборудования и заканчивая емкостью. Также не помешает перед покупкой познакомиться с устройством выбираемого агрегата. Подобные знания смогут помочь в создании оптимальных условий для работы гидроаккумулятора и его ремонте.

Схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Главная » Оборудование » Схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Система водоснабжения частного дома просто обязана быть надежной и обеспечивать дом водой бесперебойно при любых климатических условиях. С горем пополам это получается у централизованной системы водоснабжения и там, где есть возможность к ней подключиться, частники обеспечены водой круглогодично. В тех же случаях, когда такой возможности нет, приходится устраивать систему водоснабжения своими руками, а схема подключения элементов системы зависит от массы факторов.

Содержание:

1. Назначение современного гидроаккумулятора
2. Виды и бренды гидроаккумуляторов
3. Функции гидроаккумулятора
4. Схема подключения гидроаккумулятора к насосам

Назначение современного гидроаккумулятора

Долговечность, экономичность и бесперебойность работы системы водоснабжения целиком зависят от схемы подключения. Одним из основных элементов системы считается гидроаккумулятор. От правильности выбора схемы его обвязки и будет зависеть работоспособность всего комплекса. Основная задача гидроаккумулятора — содействовать стабильности подачи воды, стабильности давления воды в системе и обеспечение необходимого резервного объема воды, в зависимости от модели и типа устройства.

В принципе, все гидроаккумуляторы устроены однотипно. Их работа построена на взаимодействии сжатого воздуха и воды. Сжатый воздух оказывает давление на массу воды посредством резиновой мембраны, тем самым поддерживая необходимый его уровень во всей системе. Это может пригодиться тогда, когда бывают перебои с электроэнергией или временной недееспособностью водяного насоса, когда давление в системе нестабильно.

Виды и бренды гидроаккумуляторов

Схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения напрямую зависит от типа гидроаккумулятора, поэтому мы просто обязаны рассмотреть их хотя бы схематически. Несмотря на практически одинаковый принцип действия, все гидроаккумуляторы могут иметь некоторые особенности конструкции, прямо влияющие на их физическое расположение и, как следствие, на схему подключения:

• гидроаккумуляторы, которые расположены горизонтально, в обязательном порядке оборудуются клапаном для стравливания воздуха и вентилем для слива воды;
• если гидроаккумулятор используется в отдельной схеме для обеспечения дома питьевой водой, в этом случае мембраны выполняют из химически нейтрального каучука;
• гидроаккумулятор для отопления должен быть укомплектован расширительным бачком.

А вот тип расположения гидроаккумулятора как раз непосредственно зависит от типа насоса, подающего воду. Так, горизонтальные модели в основном используются для выносных, наружных насосов, а в паре с погружными работают вертикальные гидроаккумуляторы. Из отечественных производителей гидроаккумуляторов самым востребованным, но не самым качественным считаются гидроаккумуляторы Джилекс, а из европейских брендов — Рефлекс и Цильмет.

Функции гидроаккумулятора

Необходимо коснуться также основных функций гидроаккумулятора более подробно, тогда схемы подключения и необходимость в каждой из них будут гораздо яснее.

1.  Стабилизация давления в системе водоснабжения. Давление создает насос, а гидроаккумулятор играет роль конденсатора в электрической цепи. Он накапливает воду, но выдает ее строго под указанным давлением, независимо от того, какое давление при этом создает гидронасос и какого он типа. Это продлевает ресурс дорогого насоса, потому что ему не нужно включаться и выключаться каждый раз, когда пользователь открывает кран.
2.  Аккумуляция, накопление минимального запаса воды на случай перебоев с энергопоставками. В зависимости от модели гидроаккумулятора, он может накапливать определенное количество воды и работать некоторое время в автономном режиме, без участия насоса. Минимальный объем аварийного гидроаккумулятора — 100-120литров.
3.  Опережение и демпфирование гидроудара. Очень полезная функция гидроаккумулятора. Дело в том, что при относительно нестабильном напряжении в сети, может возникнуть ситуация, когда электродвигатель насоса резко повысит давление в системе, что может привести к выходу из строя бытовых приборов, подключенных к системе водоснабжения и отопления. Гидроаккумулятор исключает скачки давления и возникновение гидроудара.

Схема подключения гидроаккумулятора к насосам

В зависимости от типа насоса, как мы уже говорили ранее, схемы подключения гидроаккумулятора к насосам могут быть разными. Кратко рассмотрим основные из них.

1. Схема подключения глубинного насоса и гидроаккумулятора предполагает установку гидроаккумулятора после насоса. При этом обязательной будет установка обратного клапана, чтобы вода под созданным в устройстве давлением, не выталкивалась обратно в скважину. Объем гидроаккумулятора вычисляется, исходя из уровня потребления воды. Среднее количество включений насоса по паспорту — около 10, поэтому опираясь на эти данные выбирают гидроаккумулятор соответствующего объема.
2.  Поверхностный насос с гидроаккумулятором подключаются несколько иначе. С точностью до наоборот. Вода, всасываемая насосом, проходит вначале через накопительную емкость, после чего подается потребителю. Такая схема подключения позволяет регулировать нижний порог давления и верхний. Чтобы их знать, нужно в каждом конкретном случае отталкиваться от среднего давления системы, которое диктуется приборами и количеством точек потребления. В этой цепи необходимо учитывать схему подключения реле давления гидроаккумулятора, на котором и выставлены пограничные параметры.
3. Кроме этих схем, существуют еще схемы подключения гидроаккумулятора в составе насосной станции, с повысительным насосом, а также схема подключения для устройства системы отопления. Различаются они незначительно, в основном наличием дополнительных элементов, таких как расширительный бак, дополнительные электронные клапаны и регуляторы.

Зная эти схемы, хотя бы в общих чертах, можно обеспечить свой дом водой круглый год и на стабильно высоком уровне. Главное, правильно выбрать хороший гидроаккумулятор.

ГЛАВА 16: Аккумуляторы | Мощность и движение

Гидропневматические аккумуляторы

Гидроаккумуляторы

Аккумуляторы позволяют хранить полезные объемы практически несжимаемой гидравлической жидкости под давлением. Символы и упрощенные виды в разрезе на рис. 16-1 показывают несколько типов аккумуляторов, используемых в промышленности. Они не являются полными представлениями, но иллюстрируют общие принципы работы.

5-галлонный контейнер, полностью заполненный гидравлическим маслом при давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм, выпустит только несколько кубических дюймов жидкости, прежде чем давление упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм. Если бы один и тот же контейнер был заполнен наполовину маслом, а наполовину газообразным азотом, он мог бы слить более 1 1/2 галлона жидкости, в то время как давление упало бы всего на 1000 фунтов на квадратный дюйм. В этом большое преимущество гидропневматических аккумуляторов.

Типы аккумуляторов

Без сепаратора : Некоторые оригинальные аккумуляторы представляли собой емкости высокого давления со смотровым стеклом, показывающим уровень жидкости. Они были примерно наполовину заполнены маслом и наполовину газообразным азотом, и между ними не было разделительного барьера. Перед остановкой насоса запорный клапан на выпускном отверстии аккумулятора был закрыт, чтобы предотвратить утечку жидкости и газа. Этот тип аккумулятора сегодня не используется в новых схемах, но многие из них все еще находятся в эксплуатации.

Газонаполненная камера : Многие аккумуляторы теперь используют резиновую камеру для разделения газа и жидкости. Тарельчатый клапан в выпускном отверстии предотвращает выдавливание баллона, когда насос выключен. Первоначальная конструкция представляла собой ремонт днища, показанный слева на рис. 16-1. Он по-прежнему предлагается большинством производителей. Верхний вид ремонта справа теперь доступен и делает замену мочевого пузыря простой и быстрой.

Газонаполненный поршень : Газонаполненный поршневой аккумулятор имеет свободно плавающий поршень с уплотнениями для разделения жидкости и газа. Он работает и работает аналогично мочевому пузырю, но имеет некоторые преимущества в определенных приложениях. Поршневой газонаполненный аккумулятор может стоить в два раза дороже баллонного аккумулятора такого же размера.

Подпружиненный поршень : Подпружиненный поршневой аккумулятор идентичен газонаполненному, за исключением того, что пружина прижимает поршень к жидкости. Его главное преимущество в том, что нет утечки газа. Основным недостатком является то, что эта конструкция не подходит для высокого давления и большого объема.

Вес с нагрузкой : Все газонаполненные аккумуляторы теряют давление по мере сброса жидкости. Это связано с тем, что газообразный азот был сжат поступающей жидкостью из насоса, и газ должен расширяться, чтобы вытолкнуть жидкость. Гидроаккумулятор на рис. 16-1 не теряет давление до тех пор, пока плунжер не достигнет нижнего предела. Таким образом, 100% жидкости используется при полном давлении в системе. Основным недостатком нагруженных аккумуляторов является их физический размер. Они занимают много места и очень тяжелые, если требуется большой объем. Они хорошо работают в центральных гидравлических системах, потому что обычно для них есть место в зоне силового агрегата. Однако центральные гидравлические системы теряют популярность, поэтому только на некоторых объектах используются гидроаккумуляторы. (Прокатные станы — это одно из приложений, где место для размещения больших предметов не является проблемой.) Обратите внимание, что для заполнения этих монстров часто требуется длительное время ожидания.

Мембранные аккумуляторы : Существуют также мембранные аккумуляторы с упругой или металлической диафрагмой. Они используются там, где хранимый объем невелик.

Рис. 16-1. Виды поперечного сечения и символы для гидроаккумуляторов

Для чего используются аккумуляторы?

Для увеличения подачи насоса: Чаще всего аккумуляторы используются для увеличения подачи насоса. В некоторых контурах требуется большой объем потока в течение короткого времени, а затем в течение длительного периода используется небольшое количество жидкости или вообще не используется. Вообще говоря, когда половина или более машинного цикла не использует подачу насоса, приложение является вероятным кандидатом на схему аккумулятора.

Схема на рис. 16-2 использует несколько аккумуляторов для пополнения потока насоса, поскольку время задержки составляет 45 секунд из 57,5-секундного времени цикла. Насос постоянного объема этого контура на 22 галлона в минуту работает под давлением в течение большей части цикла, чтобы заполнить цилиндр и аккумуляторы. Без аккумуляторов для этой схемы потребовался бы насос производительностью 100 галлонов в минуту, приводимый в движение двигателем мощностью 125 л.с. Первая стоимость меньшего насоса и мотора плюс аккумуляторы очень близка к стоимости более крупного насоса и мотора. Однако экономия энергии в течение срока службы машины делает изображенную схему гораздо более экономичной.

Рис. 16-2. Аккумуляторный контур, дополняющий подачу насоса

Одним из недостатков использования аккумуляторов для пополнения насоса является то, что контур должен работать при более высоком давлении, чем необходимо для выполнения работы. В схеме на рис. 16-2 для выполнения работы необходимо давление не менее 2000 фунтов на кв. дюйм. Это означает, что аккумуляторы должны быть заполнены до более высокого давления, чтобы они могли подавать дополнительную жидкость, не опускаясь ниже минимального давления. В этом контуре используется максимальное давление 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы хранить достаточное количество жидкости для цикла цилиндра за отведенное время и при этом иметь достаточную силу для выполнения работы. Регулирование потока в контуре необходимо, чтобы цилиндр не вращался слишком быстро. Аккумулятор выбрасывает жидкость с любой скоростью, с которой линии могут работать, при любом падении давления, когда канал потока открыт.

В контуре на рис. 16-2 используется насос фиксированного объема и клапан разгрузки и сброса аккумулятора. Клапан нагнетает поток насоса в аккумуляторы, когда давление падает примерно на 15% ниже максимального установленного давления. При установленном давлении разгрузочный клапан открывается, и весь поток насоса перетекает в резервуар при перепаде давления от 25 до 50 фунтов на квадратный дюйм. Пока насос работает в обход, обратный клапан предотвращает разгрузку аккумуляторов в резервуар. Клапан сброса (представляющий собой запорный клапан с высоким передаточным числом) удерживается закрытым за счет давления холостого хода насоса до тех пор, пока насос не отключится.

Для поддержания давления. Еще одним распространенным применением аккумуляторов является поддержание давления в контуре при разгруженном насосе. Это особенно полезно при использовании насосов с фиксированным объемом в длительных циклах выдержки. Схема ламинирующего пресса на рис. 16-3 зажимает материал и удерживает его под нагрузкой от одной до пяти минут. Если бы насос протекал через предохранительный клапан под высоким давлением в течение этого промежутка времени, было бы выделено много тепла, что привело бы к потере энергии. С насосом с компенсацией давления потери энергии будут меньше, но система все равно может перегреться за короткое время.

Рис. 16-3. Использование аккумулятора для поддержания давления и/или восполнения утечки

Добавление аккумулятора, регулятора расхода и реле давления к контуру насоса с фиксированным объемом позволяет насосу разгружаться, когда давление равно или выше минимальной настройки реле давления. Если утечка через клапан или уплотнения цилиндра приводит к падению давления примерно на 5 %, реле давления переключает ходовой распределительный клапан, чтобы создать давление на конце крышки цилиндра и восстановить давление до максимального значения. Насос загружается только тогда, когда требуется жидкость. Эта схема будет непрерывно ламинировать детали и не требует теплообменника. Регулятор потока должен быть установлен на пониженную скорость, чтобы аккумулятор не сбрасывался слишком быстро, когда клапан управления направлением смещается для втягивания плиты. Поток для восполнения утечек незначителен и не требует высокой скорости.

Клапан сброса гидроаккумулятора, показанный на рис. 16-3, представляет собой обратный клапан с высоким передаточным числом, который удерживается в закрытом состоянии за счет низкого давления, когда насос не нагружен. Он открывается для сброса накопленной энергии при отключении насоса.

Для поглощения ударов: Быстроходные гидравлические контуры могут создавать скачки давления, вызывающие удары при резком прекращении потока. Аккумуляторы могут быть установлены в таких подверженных ударам контурах, чтобы уменьшить разрушительные скачки давления и расхода до приемлемого уровня или полностью устранить их. (Аккумуляторы могут справляться с другими проблемами, связанными с скачками давления, с некоторыми дополнительными клапанами для особых случаев.)

На рис. 16-4 показан аккумулятор, установленный для устранения скачков давления, вызванных внезапным блокированием потока. Заправка азотом в этой установке должна быть на 5-10 % выше рабочего давления. Это удерживает аккумулятор вне контура, за исключением случаев скачков давления. Аккумулятор баллонного типа работает здесь лучше всего из-за его быстрой реакции на изменения давления. (Будьте осторожны, применяя аккумуляторы к ударным ситуациям. Фактически можно усилить удар, вместо того, чтобы уменьшить или устранить его.)

Рис. 16-4. Использование аккумулятора для устранения ударов, вызванных внезапной остановкой потока

В качестве аварийного источника питания: Некоторым машинам с гидравлическим приводом всегда может потребоваться остановка в открытом положении, чтобы не повредить продукт или оборудование. Когда из-за сбоя питания гидравлический насос отключается, а машина находится в каком-либо положении, кроме открытого, должен быть какой-то способ открыть ее. Резервный насос с приводом от двигателя мог бы заполнить счет, а в некоторых случаях может быть лучшим средством. Другой вариант — использовать аккумуляторы, которые заряжаются перед первым циклом и удерживаются в таком состоянии до тех пор, пока машина не выключится. Накопленная энергия готова к циклу машины в открытое положение в случае сбоя питания.

Схема, показанная на рис. 16-5, управляет шиберным затвором на бункере для отходов, который открывается гидравлически для заполнения перегрузочного грузовика. Цепь расположена в отдаленном районе, подверженном перебоям в подаче электроэнергии, поэтому она была разработана для автоматического закрытия ворот в случае отключения электроэнергии.

Рис. 16-5. Использование аккумулятора в качестве аварийного источника питания

На принципиальной схеме показан цилиндр в состоянии покоя с работающим насосом. При запуске установки на соленоиды C и C2 на нормально открытых 2-ходовых распределителях подается питание. Они остаются под напряжением, пока работает насос. Первый поток насоса проходит через обратный клапан и заполняет аккумулятор жидкостью, достаточной для выдвижения цилиндра из любого открытого положения. Когда электричество доступно, ворота можно открывать и закрывать, чтобы сбрасывать отходы в ожидающий грузовик. Если грузовик заполняется и происходит сбой питания, насос останавливается, и все соленоиды обесточиваются. В этот момент аккумулятор подключается к концу крышки цилиндра, а жидкость в конце штока цилиндра имеет свободный путь к баку.

Обратите внимание на ручной слив, подключенный к линии между обратным клапаном и аккумулятором. Этот дренаж должен быть открыт перед работой с контуром. Табличка на машине предупреждает обслуживающий персонал о потенциальной опасности, если аккумулятор не слит. Аварийные источники питания являются единственным аккумуляторным контуром, который в большинстве случаев не может быть автоматически разряжен.

Меры предосторожности при работе с аккумулятором

• Всегда принимайте меры для слива аккумулятора при выключении. (В конце этого раздела показано несколько способов автоматического слива аккумулятора. Кроме того, всегда есть старый запасной вариант — ручной слив.) Никогда не работайте с контуром с аккумулятором, пока не убедитесь, что давление в нем сброшено.
• Убедитесь, что поток аккумулятора ограничен до разумного уровня во время работы, и отключите его, чтобы избежать повреждения машины или трубопровода. Аккумуляторы будут разряжать жидкость с любой скоростью, которую позволяет путь выходного потока. Такой высокий поток длится недолго, но ущерб, который он причиняет, наносится быстро.
• Всегда изолируйте насос от аккумулятора обратным клапаном, чтобы жидкость не могла обратно течь в насос. Без обратного клапана обратный поток гидроаккумулятора может отбросить насос назад и в некоторых случаях привести к выходу из строя.
• Проверяйте давление предварительной зарядки аккумулятора при установке и не реже одного раза в день в течение первой недели эксплуатации. Если за это время заметной потери давления не наблюдается, сделайте следующую проверку через неделю. Если все в порядке, после этого проводите плановую проверку каждые три-шесть месяцев. Всякий раз, когда предварительное давление в аккумуляторе падает ниже номинального, объем доступной жидкости уменьшается, и, наконец, цикл замедляется.

Один из способов проверить предварительную заправку гидроаккумулятора — выключить насос, дать гидроаккумулятору слить все масло обратно в бак, а затем соединить элементы зарядного комплекта, рис. 16-6. Сначала снимите крышку газового клапана и установите манометр комплекта заправки, шланг и Т-образную рукоятку в сборе на газовый клапан. Затем поверните тройник, чтобы открыть клапан и считать манометрическое давление. Однако каждый раз, когда выполняется эта операция, есть вероятность, что клапан не сядет на место и начнется утечка газа.

Рис. 16-6. Зарядка аккумулятора или проверка его давления предварительной зарядки с помощью комплекта для зарядки

Во избежание возможной утечки газа на рис. 16-7 показаны два неинвазивных метода проверки предварительной зарядки. И то и другое быстро, просто и может быть выполнено практически в любое время без длительного перерыва в производстве. Любой из этих способов обеспечивает быструю и достаточно тщательную проверку без вторжения в какую-либо сантехнику. Они не на 100 % точны, но будут в пределах ± 5 % от показаний манометра — практически любой, кто их использует. Метод слева наименее точен, особенно при использовании заполненного глицерином манометра.

Метод «Только запуск насоса» слева показывает скачок давления после запуска насоса, а затем устойчивый подъем до установленного давления. Этот первый скачок представляет собой давление предварительной зарядки, а устойчивый подъем происходит во время сжатия газа в камере или за поршнем. Продолжительность времени между первым скачком давления и достижением давления в системе зависит от объема аккумулятора и производительности насоса.

Рис. 16-7. Две неинвазивные процедуры проверки давления предварительной зарядки аккумулятора

Метод отключения насоса при полном давлении является самым простым и наиболее точным, особенно если клапан сброса гидроаккумулятора управляется вручную. Жидкость можно медленно сливать с помощью ручного сброса, поэтому манометр медленно достигает давления предварительной зарядки.

При использовании этого метода система должна находиться под давлением, а аккумулятор должен быть заряжен как минимум выше давления предварительной зарядки. При отключении системы открывается либо автоматический, либо ручной дренаж, и давление начинает падать. Поскольку манометр считывает давление масла, а единственная причина, по которой существует давление, — это захваченный газ над ним, давление упадет до точки, а затем внезапно упадет до нуля. Считайте давление, когда манометр внезапно упадет до нуля, чтобы определить предварительную заправку газом.

Этот метод является наиболее точным, но не таким точным, как показания манометра, поэтому используйте его для беглой проверки так часто, как это необходимо, чтобы увидеть, держится ли заряд газа.

Предварительное давление аккумулятора

Обычно газонаполненные аккумуляторы предварительно заряжаются приблизительно до 85 % минимального рабочего давления системы. Это гарантирует, что камера или поршень не сбрасывают всю жидкость во время каждого цикла. Если вся жидкость откачивается с высокой скоростью, баллоны могут застрять в тарельчатых клапанах, а поршни могут деформироваться, когда металл соприкасается с металлом.

В некоторых приложениях этот показатель 85% может быть низким, поскольку минимальное давление в системе низкое. В таком случае используйте гидроаккумулятор поршневого типа, поскольку поршень может перемещаться по стволу почти на любое расстояние без повреждений. Баллонный аккумулятор не следует использовать, если давление предварительной зарядки составляет менее половины максимального давления. Это позволяет избежать настолько сильного сжатия мочевого пузыря, что трение о самом себе приводит к образованию в нем отверстий.

Применение аккумуляторов

Многие приложения могут использовать аккумуляторы любого типа с одинаково удовлетворительными результатами. Однако бывают случаи, когда один конкретный стиль более чувствителен или предлагает более длительный срок службы. Как упоминалось в предыдущем разделе, величина давления предварительной зарядки является одной из причин выбора баллонного или поршневого аккумулятора.

Аккумуляторы с грузом медленно реагируют на повышение давления, поэтому они плохо работают в качестве амортизаторов. Гидроаккумуляторы снижают, но не останавливают скачки давления. Поршневые аккумуляторы не так быстро, как баллонные, реагируют на быстрое повышение давления. Поэтому в таких ситуациях лучшим выбором является аккумулятор баллонного типа.

Некоторые контуры аккумуляторов устанавливаются для гашения скачков высокого давления на выходе из поршневых насосов. Поршневой аккумулятор в этом приложении не может реагировать достаточно быстро, чтобы выполнить работу. Кроме того, короткий ход поршня и уплотнений может вызвать чрезмерный износ отверстия и уплотнений. Баллонный аккумулятор лучше всего работает в этой схеме.

Размеры аккумуляторов

Большинство поставщиков аккумуляторов предлагают в своей литературе информацию о размерах аккумуляторов для любой из вышеперечисленных цепей. Многие предлагают компьютерные программы, которые требуют только ввода системных требований. Затем программа вычисляет размер аккумулятора и выводит номер детали. Одна компания предлагает формулу и программное обеспечение для использования в Интернете.

Клапаны сброса аккумулятора

Во всех вышеперечисленных случаях применения аккумулятора (кроме случая аварийного энергоснабжения) жидкость аккумулятора сливалась автоматически при отключении. Это очень важно, потому что аккумуляторы хранят энергию, которая может представлять угрозу безопасности и может привести к повреждению машины. Ниже приведены примеры различных типов клапанов и контуров сброса аккумулятора.

На рис. 16-8 показана одна часто используемая схема. Нормально открытый электромагнитный 2-ходовой регулирующий клапан вставляется в линию насоса между запорным обратным клапаном и аккумулятором. Соленоид подключен так, что на него подается питание при запуске насоса и обесточивается при остановке насоса. Отверстие перед двухходовым клапаном регулирует поток, когда аккумулятор разряжается, чтобы предотвратить повреждение клапана. Эта схема одинаково хорошо работает с насосами с постоянным рабочим объемом или с насосами с компенсацией давления.

Рис. 16-8. Цепь, использующая электромагнитный клапан для сброса аккумулятора

Предупреждение: некоторые электромагнитные клапаны, даже если они предназначены для непрерывной работы, сильно нагреваются при длительном включении. Такой перегрев может привести к образованию лаковых отложений и блокировке внутренних частей клапана в закрытом состоянии после отключения насоса. Это означает, что захваченная энергия не разряжается, и аккумулятор может причинить вред любому, кто работает с цепью.

Схема дампа на рис. 16-9только для насосов с компенсацией давления. Упакованный набор клапанов изолирует аккумулятор во время работы насоса и автоматически сбрасывает его при отключении. Комплект состоит из запорного обратного клапана, обратного клапана с пилотным управлением и дроссельной заслонки.

Рис. 16-9. Контур с гидравлическим приводом, который изолирует и опорожняет аккумулятор, питаемый насосом с компенсацией давления

При запуске насоса поток поступает в контур и аккумулятор. Давление на выходе насоса смещает пилотный обратный клапан, блокируя поток в резервуар. Когда аккумулятор заполнен, насос компенсирует отсутствие потока, и контур ожидает нового цикла. Когда давление падает, насос возвращается на ход и компенсирует поток, поступающий в контур. При остановке насоса управляющее давление на обратном клапане, закрывающем пилот, падает, и клапан смещается в открытое положение. Теперь запасённая в аккумуляторе энергия передаётся в бак через отверстие. Эта схема очень надежна, поскольку закрытие и/или открытие клапанов зависит от давления в системе или насосе.

Насос с фиксированным объемом должен подключаться к резервуару при очень низком давлении, когда его поток не выполняет работу. Общая схема разгрузки насоса фиксированного объема и сброса аккумулятора показана на рис. 16-10. Разгрузочный предохранительный клапан с внутренним управлением и встроенным обратным клапаном направляет весь поток насоса в контур и аккумулятор до тех пор, пока в системе не будет достигнуто заданное давление. Когда регулирующий шар начинает разгружаться, давление в системе давит на разгрузочный поршень и выталкивает его из седла. Это снимает все давление с верхней части тарелки предохранительного клапана. Насос разгружается в бак при давлении от 25 до 100 фунтов на квадратный дюйм, пока давление в системе не упадет примерно на 15%. После этого падения сила пружины толкает разгрузочный поршень назад, и поток насоса снова поступает в контур.

Рис. 16-10. Контур с гидравлическим приводом, который изолирует, разгружает и опорожняет гидроаккумулятор, питаемый насосом с постоянным рабочим объемом.

Клапан сброса гидроаккумулятора блокирует попадание жидкости в бак при работающем насосе и открывается для сброса накопленной энергии, когда насос отключается. Клапан сброса гидроаккумулятора представляет собой обратный клапан с высоким соотношением (до 200:1) пилот-закрытие, который удерживается в закрытом состоянии за счет разгруженного или рабочего давления насоса. При соотношении площадей тарельчатого клапана и управляющего поршня 200:1 давление 25 фунтов на квадратный дюйм в пилотном порте остановится на уровне 5000 фунтов на квадратный дюйм при закрытии тарельчатого клапана. Это удерживает жидкость в контуре гидроаккумулятора до отключения насоса. Затем вся хранящаяся под давлением жидкость быстро и безопасно перетекает в бак. (Один поставщик предлагает разгрузочный предохранительный клапан и клапан сброса аккумулятора в одном корпусе. Эта комбинация упрощает трубопровод, обеспечивая тот же эффект.)

Другие применения аккумуляторов

Аккумуляторы также используются в системах, в которых тепловое расширение может вызвать избыточное давление. Цилиндры с заблокированными отверстиями в зоне с высокой температурой окружающей среды могут работать под высоким давлением, если расширяющейся жидкости некуда идти.

Аккумуляторы также используются в качестве барьера между двумя разными жидкостями. Насос, использующий гидравлическую жидкость, поддерживает давление в контуре, в котором используется вода или другая несовместимая среда.

Один поставщик предлагает аккумуляторы низкого давления в качестве дыхательных устройств для герметичных резервуаров. Это предотвращает попадание переносимых по воздуху загрязняющих веществ в гидравлическое масло при повышении и понижении уровня жидкости.

Для получения дополнительных схем и другой информации об аккумуляторах см. готовящуюся к печати электронную книгу автора «Объяснение гидравлических цепей».

Где и как применять гидроаккумуляторы

Аккумулятор – это устройство для хранения энергии. Он накапливает потенциальную энергию за счет сжатия сухого инертного газа (обычно азота) в контейнере, открытом для относительно несжимаемой жидкости (обычно гидравлического масла). В настоящее время широко используются два типа аккумуляторов. Первый — баллонного типа (включая конструкции с диафрагмой), а второй — поршневого типа. Хотя существуют и другие типы аккумуляторов, аккумуляторы сжатого газа являются наиболее распространенными.

В баллонном типе используется сжимаемый газ, содержащийся в эластичном баллоне, установленном внутри похожей на резервуар оболочки. Оболочка действует как резервуар под давлением как для газа (в камере), так и для гидравлической жидкости. Мембрана обеспечивает барьер между инертным газом и жидкостью для предотвращения перемешивания. Поршневой тип использует цилиндр с плавающим поршнем. Цилиндр служит резервуаром под давлением как для газа, так и для жидкости, а поршень обеспечивает барьер между газом и маслом, предотвращая их смешивание. (Обратите внимание, что кислород никогда не используется, так как он может быть взрывоопасен при смешивании с маслом под высоким давлением.)

Где используются аккумуляторы?

Аккумуляторы могут творчески применяться в различных ситуациях, в том числе:

• Аварийная ситуация и безопасность: Аккумулятор, который постоянно находится под давлением, ценен в случае отключения электроэнергии, поскольку он может обеспечить поток и давление необходимо для выполнения дополнительной функции или завершения машинного цикла.
• Демпфирование ударов или пульсаций: Аккумулятор можно использовать для гашения скачков давления при внезапном закрытии клапана, пульсаций от насосов или реакции нагрузки от внезапных движений частей, соединенных с гидравлическими приводами.
• Компенсация утечек: Аккумулятор можно использовать для поддержания давления и восполнения потерь жидкости из-за внутренних утечек компонентов системы, включая цилиндры и клапаны.
• Тепловое расширение: Аккумулятор может поглощать перепады давления, вызванные колебаниями температуры в закрытой гидравлической системе.
• Энергосбережение: Аккумулятор можно использовать для дополнения работы насоса во время пиковой нагрузки, что позволяет уменьшить размеры насоса и двигателя. Аккумулятор заряжается во время сегментов низкой нагрузки во время цикла насоса, а затем разряжается во время частей контура с высокой нагрузкой.
• Шумоподавление: Аккумулятор эффективно снижает шум гидравлической системы, вызванный предохранительными клапанами, пульсациями насоса, ударами системы и другими шумами, создаваемыми контуром.
• Улучшенное время отклика: Аккумулятор (баллонного типа) имеет практически мгновенное время отклика, что позволяет очень быстро подавать жидкость на быстродействующие клапаны, такие как сервоприводы и пропорциональные клапаны, для повышения их эффективности.

Как работают аккумуляторы?

Аккумуляторы работают за счет значительной разницы в сжимаемости между газом и жидкостью. При использовании конструкции баллона азот в баллоне обладает высокой сжимаемостью, а гидравлическое масло на жидкостной стороне кожуха практически несжимаемо. Баллон, содержащийся в оболочке, предварительно наполняется газообразным азотом до давления, рассчитанного на основе параметров системы и выполняемой работы. После предварительной зарядки баллон занимает почти весь объем оболочки. Отсюда работу аккумулятора можно разбить на три основных этапа:

1. При включении гидравлического насоса в системе жидкость поступает в аккумулятор. Когда жидкость заполняет оболочку, начинается зарядка аккумулятора, поскольку азот в камере сжимается под давлением, превышающим его давление до зарядки. Это источник накопленной энергии.
2. При сжатии мочевого пузыря за счет жидкости, заполняющей оболочку, он «деформируется» по форме, занимая меньше места в оболочке, при этом давление в мочевом пузыре увеличивается. Эта «деформация» мочевого пузыря прекращается, когда давление жидкости в системе и теперь сжатого азота уравновешиваются.
3. Когда нижний контур требует потока, давление в жидкостной системе падает, и хранящаяся жидкость выталкивается из корпуса аккумулятора. Он возвращается в систему под давлением сжатого азота, давление которого теперь превышает давление жидкости. После завершения любой функции гидравлической системы, для которой был разработан аккумулятор, цикл начинается снова с первого шага.

Одним из наиболее важных соображений при использовании аккумуляторов является расчет правильного давления предварительной зарядки для типа используемого аккумулятора, выполняемой работы и рабочих параметров системы. Предварительное давление обычно составляет 80–90% от минимального рабочего давления в системе. Это гарантирует, что небольшое количество жидкости останется в аккумуляторе, чтобы предотвратить удары камеры, диафрагмы или поршня о противоположный конец сосуда под давлением, засорение выпускного клапана или блокировку каналов для жидкости. Слишком высокое или слишком низкое давление предварительной зарядки может привести к повреждению или отказу аккумулятора. И наоборот, правильно спроектированный и обслуживаемый аккумулятор должен безотказно работать долгие годы.

Что нужно знать, чтобы определить размер и выбрать аккумулятор?

В зависимости от того, что должен делать аккумулятор, существует множество вопросов, формул и диаграмм, которые учитывают фактические размеры, применение и размещение аккумуляторов. Эта статья предназначена для того, чтобы дать обзор работы и применения аккумуляторов, а не урок изотермических или адиабатических размеров. Пожалуйста, свяжитесь с вашим инженером по продажам RHM для конкретной помощи в выборе размера. При этом необходимо знать некоторые основные системные требования:

1. Общий объем жидкости, необходимый для всех компонентов системы.
2. Минимальное рабочее давление в системе.
3. Максимальное рабочее давление в системе… пиковое потребление и мгновенные «всплески».
4. Рабочая температура жидкости, включая температуру окружающей среды, минимальную и максимальную.
5. Время машинного цикла/диаграмма, включая время «работы» и «восстановления».
6. Спецификация жидкости.

С помощью этих основных параметров системы мы можем рассчитать надлежащее давление предварительной зарядки, размер аккумулятора, материал баллона, тип аккумулятора и его размещение в системе.

Вывод: Каковы же преимущества использования аккумуляторов?

Правильно спроектированный контур аккумулятора может обеспечить множество преимуществ для работы гидравлической системы. Ключевые среди них:

• Более низкая стоимость установки системы : Гидравлическая система с аккумулятором может уменьшить размер насоса и электродвигателя, что приводит к меньшему количеству используемого масла, меньшему резервуару и уменьшенной охлаждающей способности.
• Меньше утечек и затрат на обслуживание : Способность уменьшать удары системы продлит срок службы компонентов, уменьшит утечки из соединений труб и сведет к минимуму затраты на техническое обслуживание гидравлической системы.