Как поднять давление в гидроаккумуляторе: Гидроаккумулятор и реле давления. Настраиваем правильно

Содержание

Гидроаккумулятор и реле давления. Настраиваем правильно

Рис1. Гидроаккумулятор

    При сборке насосной станции важнейшим вопросом является настройка реле давления и гидроаккумулятора (Рис.1). От правильно выставленных пределов зависит не только удобство пользования системой водоснабжения, но и продолжительность эксплуатации некоторых элементов насосной станции.

    Часто возникает впечатление, что все те советы, которые можно найти в сети Интернет по настройке давлений, не просто далеки от реальности, но и вредны, так как не соответствуют действительности. Вот и приходится каждому разбираться в принципах работы и настройке самостоятельно. В данной статье приводится порядок действий по настройке давлений, следуя которым удалось отрегулировать работу насосной станции, активно эксплуатируемой уже пятый год.

Рис2. Крышка золотника

Гидроаккумулятор – не только вода. Немного теории

    Внутри металлического бака гидроаккумулятора (ГА) находится резиновая емкость (груша). Насос нагнетает воду именно в грушу. В пространство между стенками бака и емкостью через золотник закачивается воздух. Чем больше воды в груше, тем сильнее сжат воздух и тем выше его давление, стремящееся вытолкнуть воду обратно. Также существуют мембранные модели ГА, в которых металлический бак разделен пополам мембраной, с одной стороны которой находится воздух, а с другой вода.

Рис3. Проверка давления

Практика. Воздух

    Итак, вот он – купленный гидроаккумулятор. Прежде всего, необходимо определить давление воздуха в нем. Несмотря на то, что производитель, обычно, накачивает 1,5 Атмосферы, бывают случаи, когда из-за утечки к моменту продажи это значение намного ниже. Обыкновенный автомобильный золотник закрыт декоративным колпачком (Рис.2). Откручиваем его и проверяем давление в баке (Рис.3). Чем проверять? Так как погрешность даже в 0,5 атм. существенно влияет на работу всей системы, то чем выше точность используемого для проверки манометра, тем лучше. На рынке представлены три вида таких манометров: электронные, механические автомобильные (корпус металлический) и пластиковые, идущие в комплекте с некоторыми насосами. Последние дают огромную погрешность, поэтому для ГА их лучше не использовать. Обычно они китайского происхождения, в непрочном пластиковом корпусе. На показания электронных влияют температура и заряд батареи, к тому же их стоимость довольно высока. Поэтому используем обычный автомобильный манометр, желательно прошедший поверку. Чем на меньшее значение градуирована шкала, тем лучше. Например, если шкала рассчитана на 20 атм., а измерить нужно всего 1-2, то высокой точности измерения ждать не стоит.

Рис4. Реле давления

    Меньшее количество воздуха в баке означает больший запас воды, но разброс давления при закачанном и почти опустошенном баке будет довольно велик. Тут все зависит от предпочтений. Если необходимо, чтобы давление воды в водопроводе постоянно было высоким (городским), то воздуха в баке должно быть не менее 1,5 атм. Соответственно, кто-то может решить, что напор даже в одну атмосферу для бытовых нужд вполне достаточен. В первом случае ГА запасает меньше воды, что означает частое включение подкачивающего насоса и потенциальные проблемы при отсутствии электричества, так как нет запаса воды. А во втором жертвовать приходится давлением: при заполненном баке можно принять душ с массажем, а по мере уменьшения воды удобна будет только ванна.

    Определившись с желаемым режимом работы, следует либо стравить лишний воздух, либо подкачать. Не рекомендуется уменьшать давление ниже 1 атм., а также слишком перекачивать. Недостаточное количество воздуха означает, что наполненная водой груша может локально тереться о стенки бака, постепенно повреждаясь. В то же время, избыток воздуха не позволит закачать много воды, так как существенная часть объема ГА будет занята им.

Реле давления

    Открываем крышку реле давления (Рис.4). Здесь доступна настройка верхнего и нижнего пределов срабатывания, то есть, значений давления, при которых насос будет отключаться и включаться. Две гайки и две пружины: большая (P) и малая (дельта P). Большая пружина отвечает за нижний предел или за давление включения насоса, что одно и то же. Из конструкции видно, что ее действие словно помогает воде замкнуть контакты.

    Малая позволяет выставить разницу давлений. Кстати, это говорится во всех инструкциях, однако не указывается, что является точкой отсчета. Так вот, основным является нижний предел, то есть гайка пружины «P». Пружина разницы давлений, конструктивно, сопротивляется давлению воды: она отталкивает подвижную пластину вниз, от контактов.

Практика. Вода

    После выставления нужного значения давления воздуха, подключаем ГА к системе и включаем в работу, внимательно следя за водяным манометром. На каждом ГА указаны значения рабочего и предельного давлений – их превышения недопустимо. Также в техническом паспорте к насосу указывается его напор (в метрах): 10 м соответствует 1 атмосфере. Насос должен быть вручную отключен от сети при:

  • достижении рабочего давления ГА;
  • достижении предельного значения напора насоса. Это просто определить – рост давления прекращается.

    Обычно, мощности насосов не позволяют накачать бак до предела, да и необходимости в этом нет, так как снижается ресурс, как насоса, так и груши. В большинстве случае значение давления отключения выбирается на 1-2 атм. выше, чем включения.

    Например, манометр показывает 3 атм., что, по мнению владельца насосной станции, достаточно для его нужд. Отключаем насос и медленно вращаем гайку «дельта P» на уменьшение, пока механизм не сработает.

    Открываем кран и сливаем воду из системы. При этом наблюдаем за манометром и значением, при котором реле включится – это давление включения насоса (нижний предел). Оно должно быть немного больше (на 0,1-0,3 атм.) давления воздуха в пустом ГА. Благодаря этому груша прослужит дольше. Вращая «P», выставляем нижний предел, снова включаем насос в сеть и ждем, пока не будет достигнуто нужное давление. Подстраиваем гайку «дельта P». Гидроаккумулятор настроен.

    Раз в 1 — 3 месяца необходимо в обязательном порядке проверять давление воздуха. Вода из бака при этом должна быть слита (отключаем насос от сети и открываем краны).

 

Рекомендуемая продукция нами

насосы grundfos sq, grundfos sqe

Как поднять уровень давления с помощью насосной станции

Дача, коттедж или загородный дом могут быть не только местом для отдыха на природе, но и местом постоянного проживания. Естественно, в обоих случаях нужно позаботиться о комфорте, который невозможен без эффективно спроектированных и правильно смонтированных коммуникаций.

И если с электричеством все относительно просто, а от газопровода при определённых условиях можно отказаться, то без водопровода обойтись точно не получится. Так что придется обустраивать автономную систему водоснабжения, в качестве источника используя либо скважину, либо колодец.

Зачем нужно повышать давление?

Автономные системы водоснабжения работают либо на базе скважины, либо на базе колодца. В любом случае для обеспечения поступления воды к точкам потребления – кранам, смесителям, душевым кабинкам и т.д. – вода сначала откачивается с помощью насоса, а затем транспортируется по трубам к дому.

Основная сложность здесь заключается в том, чтобы обеспечить стабильный напор и необходимое давление в системе. Проще всего эта задача решается в идеальных условиях:

  • источник имеет достаточный дебит, т.е. из него можно откачать столько воды, сколько нужно для закрытия потребностей;

  • мы используем насос с достаточной производительностью – т.е. такой, который сможет откачивать воды столько же (или больше) сколько мы потребляем в данный момент.

Выполнение второго условия полностью зависит от нас: мы можем купить качественный погружной насос и тем самым полностью закрыть потребности в водоподъемной мощности. А вот с дебитом так не получится: даже если изначально источник был достаточно мощным, со временем дебит может снижаться. Потому откачка большого объема воды за короткий промежуток времени приведет к тому, что уровень ее упадет очень сильно, и сработает защита насоса от «сухого хода».

Решается эта проблема двумя способами:

  • Во-первых, можно собрать систему на базе погружного насоса и гидроаккумулятора, включив в нее блок автоматики. В такой системе насос закачивает воду не напрямую в водопроводные трубы, а в мембранный бак. Конструкция бака (наличие эластичной мембраны) обеспечивает постепенное поступление воды в трубопровод: как только давление снизится при открытии любого из кранов, часть воды из гидроаккумулятора будет вытеснена, и давление снова стабилизируется.

  • Во-вторых, вместо «сборной солянки» из насоса, гидроаккумулятора, манометров, реле, клапанов и других деталей можно приобрести устройство, которые изначально разработано для поддержания давления в водопроводных трубах на нужном уровне. К таким устройствам относятся автоматические насосные станции – помимо собственно насоса в их состав входит все необходимое для обеспечения работы автономной системы водоснабжения. Так что отдельно приобретать гидроаккумулятор, манометр или реле давления не придется.

Что следует учитывать при выборе насосной станции?

Большинство автоматических насосных станций работает на базе поверхностного насоса. Это накладывает определенные ограничения на сферу их использования: так, например, для глубокой скважины или колодца глубиной свыше 15-20 м предпочтительнее использовать погружную модель. Но в целом для обустройства бытовой системы водоснабжения вполне достаточно и поверхностного насоса.

При покупке насосной станции для дома или дачи нужно обращать внимание на такие параметры как производительность и давление:

  • Производительность определяется объемом воды, который насос может откачать из источника за единицу времени. Для небольшого дома достаточно величины в 1,5 – 2,5 м3/ч.

  • Для одной-двух точек водозабора достаточно, чтобы давление в сети было не ниже 0,5 атм. Но для получения необходимого запаса по давления, а также для снабжения двухэтажных домов с большим количеством точек потребления систему желательно настроить так, чтобы она обеспечила давление примерно на уровне 1,7 – 2 атм.

SCALA 2: эффективное устройство для систем автономного водоснабжения

Обеспечение автономного водоснабжения загородного дома – задача сама по себе достаточно затратная. Но покупка автоматической насосной станции – это как раз тот случай, когда экономить определенно не стоит. Насосная станция является центральным элементом системы, потому очень важно, чтобы этот элемент был качественным, надежным и функциональным.

В ассортименте интернет-магазина «Альфатэп» насосные станции представлены очень широко: здесь есть и недорогие, но качественные модели из бюджетного сегмента, и полнофункциональные устройства премиум-уровня от всемирно известных производителей насосной техники.

Примером насосной станции, для которой характерно оптимальное соотношение функциональности, надежности, долговечности и приемлемой цены может служить Grundfos SCALA2. Для нее характерны такие рабочие параметры:

  • Производительность – до 3 кубометров в час (т.е. больше, чем нужно – будет запас).

  • Гарантированный напор – до 45 метров.

  • «Мокрое» охлаждение двигателя – снижение температуры обеспечивается за счет перекачивания рабочей среды.

При этом автоматическая насосная станция довольно компактна: 40 см в длину и чуть больше 30 в высоту. Это, а также низкий уровень шума при работе позволяет устанавливать Grundfos SCALA2 даже подсобных помещениях небольших жилых домов и коттеджей.

К другим плюсам устройства специалисты относят:

  • Высокую энергоэффективность, которая обеспечивается за счет использования встроенного преобразователя частоты.

  • Эффективную защиту от «сухого хода».

  • Возможность установки в неотапливаемых помещениях (станция может работать при 0°С без последствий для ресурса).

  • Хорошую предварительную очистку воды, за которую отвечает внешний фильтр.

Но основное достоинство Grundfos SCALA2 – это интуитивное управление. Да, подключение станции и ее настройку лучше доверить квалифицированным специалистам, Но вот с повседневным ее использованием сложностей не возникнет ни у кого.

Впрочем, помимо Grundfos SCALA2 вы для повышения давления в системе водоснабжения вы можете выбрать и другое устройство. Здесь стоит проконсультироваться со специалистами компании «Альфатэп»: позвоните по телефону 8 (495) 109-00-95, и наши сотрудники ответят на все возникшие у вас вопросы. Кроме того, в телефонном режиме вы можете оформить заказ, а также договориться о доставке и монтаже заказанной насосной станции.

Способы увеличить давление воды в доме

Причин снижения напора в трубе несколько – сужение ее диаметра условного прохода из-за отложений на стенках, увеличение количества потребителей, износ оборудования, протечки и ряд других. И все они создают массу неудобств, связанных с перебоями в работе некоторых образцов бытовой техники (а то и срабатыванием автоматики защиты), невозможностью принять душ, организовать полив территории и так далее. Добиваться от коммунальщиков устранения данной проблемы, учитывая их нерасторопность, можно месяцами. Следовательно, решение параллельно самому принять меры по повышению давления, но не во всей магистрали, а лишь в собственном доме, вполне логично и реализуемо. Конечно, если знать, как это сделать.

Рекомендуемые способы увеличения напора

1. Установка насоса (дополнительного)

По той роли, которую они играют в схеме водоснабжения, их называют подпорными, дожимающими, проточными. Основное назначение такого перекачивающего устройства – повысить давление в системе. Оно устанавливается, как правило, на центральной «нитке», подающей в дом воду. В ряде случаев – на входе отдельных бытовых приборов, для которых в паспорте оговорен предельный минимум по напору в подводящей трубе. Как примеры – колонка газовая, некоторые модели стиральных и посудомоечных машинок.

Что учесть

  • Использование дожимного насоса позволяет поднять давление в трубе до 2 бар, не более.
  • Некоторая инерционность устройства. При снижении напора оно его повысит с задержкой в несколько секунд.
  • Дожимающий насос не является универсальным решением проблемы. Ряд модификаций машин стиральных, посудомоечных, проточных водонагревателей в такой системе работать не смогут. Причина – в их клапанах на входе, которые при скачках давления периодически станут закрываться/открываться.

Подробнее о насосах, которые могут использоваться в качестве проточных устройств, их характеристиках и стоимости можно узнать на этой странице.

2. Включение в схему гидроаккумулятора

Эти компактные резервуары в системах водоснабжения используются повсеместно. Об их устройстве, о том, какие они решают задачи, подробно изложено в этой статье. Достаточно отметить, что основная функция ГА – стабилизация давления в трубах. Поэтому его падение на входе никак не отразиться на работе бытовых приборов и напоре воды из крана.

3. Накопительная емкость

В случаях, когда объем поступающей воды снижается (причины этого – вопрос отдельный), или на время ее подача прекращается полностью, рациональное решение поддержания давления на уровне. В данном случае нехватка жидкости в трубе компенсируется ее запасом в накопительном баке. С некоторыми моделями и ценами на них можно познакомиться по этой ссылке.

4. Насосная станция

Если речь идет о монтаже системы водопровода в строящемся доме или о реконструкции (капитальном ремонте) схемы, то такие установки – неплохое решение проблемы. В отличие от насоса станция представляет собой «комплект», в который входит гидроаккумулятор и вся необходимая автоматика.

Более полная информация о таких устройствах и стоимости образцов – здесь.

Получается, что устранить проблему падения давления в системе водопровода можно несколькими способами. Каждый из них по-своему эффективен, но лишь при условии, если «диагноз» снижения напора поставлен правильный. Дело в том, что это вызывается двумя основными причинами – нехваткой жидкости в «источнике» (как пример, изменение дебита скважины), или же когда ее достаточно, но насосная группа (в той же водонапорной башне) не справляется с нагрузкой. В принципе, разобраться в этом в большинстве случаев можно и самостоятельно. Трудности возникнут потом.

  • Какой тип и модель насоса выбрать? Где его установить, как правильно подключить к автоматике? Ее грамотная регулировка с учетом характеристик дожимного устройства и особенностей схемы водопровода также представляет определенную сложность. Только по этому пункту вопросов возникает масса.

  • Гидроаккумулятор. Просто купить бак – как правило, деньги на ветер. Более того, если он большего, чем требуется, размеров, возникнет масса проблем. О них и возможных последствиях хорошо рассказывается здесь.

То же касается и насосной станции, накопительного резервуара – на какие характеристики изделий ориентироваться, где для них выбрать место в доме, как грамотно включить в схему?

Вывод – для решения проблемы недостаточного напора воды нужны точные инженерные расчеты. И здесь без услуг профессионала не обойтись. Практика показывает, что попытки самостоятельно повысить давление в трубе зачастую приводят к тому, что деньги и время потрачены, а эффект намного ниже ожидаемого.

«АЛЬФАТЕП» всегда готова оказать помощь собственникам частных строений, расположенных в Подмосковье, в плане организации водоснабжения и устранения возникших «дефектов» системы. Нужно лишь обратиться за консультацией к ее сотрудникам (номер контактного телефона 8 (499) 643-48-05, и они, после уточнения ряда деталей, дадут дельный совет. Но помощь не ограничивается только дистанционным консультированием. На складах компании есть все необходимое, а в штате – профильные специалисты. По желанию клиента мастера сами доставят нужное оборудование на место, скорректируют схему, произведут монтаж и опробование системы в работе.

Ответы на часто задаваемые вопросы

Давление воздуха в гидроаккумуляторе (гидроаккумулирующем баке) насосной станции должно соответствовать минимальному давлению (включения насоса) установленному на её реле и быть примерно на 10% ниже его. Если, например, минимальное давление 1,5 бар (атм.), то оптимальное давление воздуха в гидроаккумуляторе должно быть 1,5 — 0,15 = 1,35 бар (атм.).

Узнать минимальное давление в системе водоснабжения вашего дома, если вы его не регулировали самостоятельно, можно по показаниям манометра в момент включения насоса станции.

Для чего нужно давление воздуха в гидроаккумуляторном баке

Если давление воздуха в гидроаккумуляторе будет ниже нормы или вообще будет равно нулю, то насосная станция будет очень часто включаться. При этом, она будет включаться сразу же после каждого открывания крана  (так как жидкость не сжимается и в этом случае будет моментальное падение давления в системе) и сразу же отключаться после его закрывания. Кстати, это является одним из основных признаков, что давления воздуха нет или оно недостаточное.

Нежелательно также, чтобы давление воздуха в гидроаккумуляторном баке превышало бы давление включения насоса (минимальное), а тем более, чтобы оно превышало максимальное  в системе (выключения насоса). В первом случае бак не будет полностью заполняться водой, а во втором — он практически не будет заполняться и насос также будет часто включаться.

Как замерить и увеличить давление воздуха?

Замерить давление воздуха в гидроаккумуляторе насосной станции можно с помощью манометра, которым измеряют давление в шинах автомобиля. Для этого в баке под пластиковой крышкой имеется штуцер с золотником. Перед тем, как проверить давление необходимо обязательно сбросить давление воды в системе до нуля. Для этого достаточно отключить насосную станцию и открыть кран пока вода не перестанет течь.

Накачивать воздух в гидроаккумулятор можно автомобильным компрессором или обычным насосом (лучше всего с манометром).

Обратите внимание! Иногда, при нажатии на золотник штуцера для закачивания воздуха из него поступает вода. Это может свидетельствовать о том что нарушена герметичность или целостность резиновой мембраны бака, так называемой «груши». В этом случае её необходимо заменить.

Подробнее о насосной станции для водоснабжения дома в статьях:

Безбашенка: насосная станция для водоснабжения дома

Как выбрать насосную станцию

Безбашенка: неисправности насосной станции

Повышение давления воды в частном доме

Монтаж насосной станции это решение проблемы

Повысительный насос это хорошо, но есть у него один недостаток, который делает его бесполезным в некоторых ситуациях. Всё дело в принципе его включения. Ведь, чтобы он заработал, нужен хотя бы минимальный поток. Представим ситуацию, когда давление настолько мало, что вода есть только в подвале и не может подняться даже до 1 этажа. Тогда открыв кран, в доме никакого движения воды не будет, и повысительный насос не включится. В этом случае на помощь приходит самовсасывающая насосная станция. Она способна работать даже при нулевом давлении в системе водоснабжения, более того, этот аппарат способен высосать воду из магистрали и повысить давление в Вашей системе водоснабжения до необходимых значений.

Но есть у этого способа повышения напора и свои недостатки — прежде всего это шум при работе. Хорошо, если станция установлена в подвале, а спальня находится на втором этаже. Мало приятного просыпаться ночью от звука работающего насоса, когда кто-то из членов семьи смыл унитаз. Хотя бывают насосные станции, работающие почти бесшумно. Более подробную информацию об этом Вы можете найти перейдя на эту страницу.

Вторым недостатком использования насосных станций является необходимость защиты их от работы без воды. Да, воду могут отключить полностью, и в этом случае станция включится и не будет выключаться пока не сгорит. Для защиты насоса применяется специальное устройство, называется оно реле сухого хода. Принцип действия его прост, при падении давления ниже критического оно выключает насос (это реле может быть встроено в насосную станцию). Когда вода есть, станция поддерживает давление от 2 до 3 атмосфер, когда же её отключили, давление падает ниже 1 атмосферы и реле обесточивает станцию. Ну всё разобрались! Покупаем насосную станцию, ставим защиту от сухого хода и радуемся жизни. Но не все так просто! В такой системе возможны ложные срабатывания. Вы спокойно купаетесь в душе, жена моет посуду, а тёща решила в этот момент полить огород. Водоразбор в этом случае резко возрастёт, а давление в системе упадёт до значения срабатывания реле, которое вырубит насосную станцию. Придется перезапускать заново.

Знающие люди могут возразить. Но ведь есть более современные насосные станции без гидроаккумулятора, которые включаются по давлению, а выключаются по потоку? Например, бесшумная станция Booster Silent, в ней встроена защита от работы всухую и никаких ложных срабатываний никогда не бывает. Да, все верно, с этим тут все в порядке. Но есть одно, НО! При использовании насосных станций такого типа бывает, что давление в системе водоснабжения поднимается до недопустимо высоких значений. Пример: Для повышения напора на вводе установлен насос  Booster Silent 5м с максимальным напором 55 метров, текущее давление в системе водоснабжения 3 атмосферы, когда мы осуществляем водоразбор давление в системе падает включая насос. Теперь вопрос — после того, как мы закроем кран, когда выключиться насос? Угадайте с трех раз. Все правильно, тогда, когда накачает максимум, который сможет, а именно 5,5 атмосфер. А теперь добавим сюда еще 3 атмосферы, которые и так были в системе. Получаем 8,5 атмосферы — это недопустимо много, смесители и гибкие подводки могут не выдержать. В этом случае, давление необходимо понижать установкой еще одного устройства — редукционного клапана.

И последнее, при применении такого рода насосов есть еще и моральный аспект, о котором сказано ниже.

Система с накопительным баком решает две задачи

Конечно, установка насосной станции это решение проблемы низкого давления воды. Но стоит не забывать, что насосная станция причинит неудобство Вашим соседям. Ведь включаясь, она повышает давление у Вас, но понижает его в магистрали. Поэтому, у живущих рядом людей  и без того низкий напор может упасть до нуля. К тому же, есть вероятность того, что они тоже поставят насос мощнее Вашего. Что же делать, если не хотите причинить неудобства окружающим? А к тому же, Ваш сосед дядя Вася — милейший человек, который каждую осень помогает Вам копать картошку. Выход есть — установка накопительного бака. Ночью, когда водоразбор минимальный, вода накапливается в этой ёмкости. А летним днём, когда все пошли поливать, у Вас уже есть необходимый запас воды.

Накопительную ёмкость оборудуют системой автоматического наполнения. Для этих целей используют поплавковый клапан или соленоидный клапан в паре с поплавковым выключателем. Поплавковый клапан — это простой механический прибор, который перекрывает воду тогда, когда накопительная ёмкость наполнится. Такой же схожий по принципу механизм устанавливается и в унитазный бачок. Установка соленоидного клапана с поплавковым выключателем значительно дороже. Но эта система имеет свои преимущества. Более подробно об этом Вы можете прочитать здесь. На выходе из накопительной ёмкости ставится уже знакомая нам насосная станция, которая создаёт необходимое давление в системе водоснабжения. Следует отметить, что стоит защитить насосную станцию от работы в сухую в том случае, если бак полностью опустошится. Проще всего это сделать с помощью того же поплавкового выключателя.( Более подробно ознакомится со способами защиты насоса от сухого хода Вы можете, прочитав эту статью). Кроме того, при использовании накопительной ёмкости, есть ещё один большой плюс. Вода, хранящаяся в накопительном баке, освобождается от неприятных запахов сероводорода и аммиака, а растворённое железо, нередко содержащееся в водопроводной воде, частично окисляется и падает на дно ёмкости, превращаясь в ржавчину.

Ну, а что же недостатки. Самый главный недостаток — это громоздкость такой системы. Ведь, чтобы её установить, нужно использовать не меньше 1,5 м2 полезной площади.

И ещё, на бескрайних просторах интернета, Вы сможете найти кучу материалов, примерно с таким названием. «Как повысить давление воды без насоса» и подобных. Суть там сводится к следующему: вместо насоса в систему водоснабжения врезается гидроаккумулятор большого объёма. Не стоит этот вариант рассматривать, как серьёзный. Нужно понимать, гидроаккумулятор не способен увеличить давление, он способен только лишь накопить какое-то количество воды, находящейся под давлением. Причем, объем этот не так велик, как кажется. Например, установив гидроаккумулятор объемом в 100 литров, Вы будете иметь в запасе около 45 литров воды, помыться и то не хватит!

Надеемся эта статья была Вам полезной. Удачи и берегите себя!

Еще читайте статьи

📐 принципы и правила настройки

Для стабильной поставки воды с необходимыми значениями давления недостаточно просто купить насосную станцию. Оборудование надо еще настроить, запустить и грамотно эксплуатировать. Признайтесь, не все из нас знакомы с тонкостями настройки. А перспектива испортить приборы некорректными действиями не слишком прельщает, согласны?

Мы готовы поделиться с вами ценной информацией о том, как производится регулировка насосной станции. В нашей статье приведены приемы и правила устранения нарушений в работе, связанных с недостаточно высоким напором.

Вы узнаете о причинах падения давления и ознакомитесь с методами их устранения. Графические и фото приложения пояснят, как нужно правильно настраивать насосное оборудование.

Содержание статьи:

Особенности устройства насосной станции

Готовая, укомплектованная производителем насосная станция представляет собой механизм для принудительной подачи воды. Схема работы ее до предела проста.

Насос качает воду в эластичную емкость, расположенную внутри гидроаккумулятора, именуемого также гидробаком. При заполнении водой она растягивается и давит на ту часть гидробака, которая заполнена воздухом или газом. Давление, достигая определенного уровня, становиться причиной выключения насоса.

Во время забора воды давление в системе падает, и в определенный момент, при достижении заданных владельцем значений, насос снова начинает работать. За выключение и включение устройства отвечает реле, контроль уровня давления осуществляется с помощью манометра.

Нарушения в работе бытовой насосной станции могут стать причиной поломок сантехнического оборудования

Подробнее с принципом работы, разновидностями и проверенными на практике схемами установки ознакомит рекомендуемая нами статья.

Причины неполадок оборудования

Статистика неполадок в работе бытовых насосных станций говорит, что чаще всего проблемы возникают из-за нарушения целостности мембраны , трубопровода, утечки воды или воздуха, а также из-за различных загрязнений в системе.

Необходимость во вмешательстве в ее работу может возникать вследствие многих причин:

  • Песок и различные вещества, растворенные в воде, способны вызывать коррозию, приводят к неполадкам и снижению производительности оборудования. Для предотвращения засорения устройства необходимо использовать фильтры, очищающие воду.
  • Снижение воздушного давления в станции становится причиной частого срабатывания насоса и его преждевременного износа. Рекомендуется время от времени проводить измерение давления воздуха и регулировать его, если необходимо.
  • Отсутствие герметичности стыков всасывающего трубопровода причина того, что двигатель работает без выключения, но жидкость перекачивать не может.
  • Неправильная регулировка напора насосной станции также может стать причиной неудобств и даже поломок в системе.

Чтобы продлить срок эксплуатации станции рекомендуется периодически проводить ревизию. Любые работы по регулировке нужно начинать с отключения от электросети и слива воды.

Следует периодически проверять расход энергии и максимальный напор. Повышение расхода энергии сигнализирует о трение в насосе. Если без обнаруженных в системе протечек упал напор, то оборудование изношено

Исправление погрешности в работе

Прежде чем приступать к более серьезному вмешательству в работу оборудования необходимо принять самые простые меры — прочистить фильтры, устранить протечки. Если они не дали результатов, тогда приступают к дальнейшим шагам, пытаясь выявить первопричину.

Следующее, что необходимо предпринять — настроить давление в баке гидроаккумулятора и .

Галерея изображений

Фото из

Условия для нормальной работы насосной станции

Заполнение водой всасывающей трубы и рабочей полости

Запрет на использование без расхода воды

Исключение попадания воздуха во встасывающую трубу

Насосное оборудование в сухом подвале

Установка агрегата в подсобном помещении

Откачка из открытого водоема

Эксплуатация станции в зимний период

Ниже приводятся самые распространенные нарушения в работе бытовой насосной станции, которые пользователь может попытаться решить самостоятельно. При более серьезных проблемах необходимо обращаться в сервисный центр.

Нарушение правил эксплуатации

Если станция беспрерывно работает, не выключаясь, вероятной причиной является неправильная регулировка реле — выставлено высокое давление выключения. А также случается, что двигатель работает, но станция воду не качает.

Причина может крыться в следующем:

  • При первом запуске насос не был заполнен водой. Необходимо исправить ситуацию, залив воду через специальную воронку.
  • Нарушена целостность трубопровода или образовалась воздушная пробка в трубе или во всасывающем клапане. Для обнаружения конкретной причины необходимо убедиться, что: приемный клапан и все соединения герметичны, по всей длине всасывающей трубы нет изгибов, сужений, гидравлических затворов. Все неисправности устраняют, при необходимости заменяют поврежденные участки.
  • Оборудование работает, не имея доступа к воде (на сухую). Необходимо проверить, почему его нет или выявить и устранить иные причины.
  • Засорен трубопровод — необходимо очистить систему от загрязнений.

Бывает, что станция очень часто срабатывает и выключается. Скорее всего это происходит из-за поврежденной мембраны (тогда необходимо заменить ее), или же в системе отсутствует . В последнем случае необходимо измерять наличие воздуха, проверить бак на наличие трещин и повреждений.

Перед каждым запуском необходимо через специальную воронку залить воду в насосную станцию. Она не должна работать без воды. Если есть вероятность работы помпы без воды, следует приобретать насосы-автоматы, оборудованные контролером потока

С меньшей вероятностью, но может случиться, что открыт и заблокирован из-за попадания мусора или постороннего предмета. В такой ситуации придется разобрать трубопровод в районе возможного засорения и устранить проблему.

Неполадки в действии двигателя

Двигатель бытовой станции не работает и не издает шума, возможно, по следующим причинам:

  • Оборудование отключено от питания или отсутствует напряжение в сети. Необходимо проверить схему подключения.
  • Перегорел предохранитель. В таком случае нужно заменить элемент.
  • Если не удается провернуть крыльчатку вентилятора — значит, ее заклинило. Необходимо выяснить почему.
  • Повреждено реле. Его нужно попытаться отрегулировать или, если не удастся, заменить новым.

Неполадки в работе двигателя чаще всего вынуждают пользователя воспользоваться услугами сервисного центра.

Проблемы с напором воды в системе

Недостаточный напор воды в системе можно объяснить несколькими причинами:

  • Давление воды или воздуха в системе выставлено на недопустимо-низкое значение. Тогда необходимо настроить работу реле в соответствии с рекомендуемыми параметрами.
  • Трубопровод или рабочее колесо насоса заблокировано. Очистка элементов насосной станции от загрязнений, возможно, поможет решить проблему.
  • В трубопровод попадает воздух. Проверка элементов трубопровода и их соединений на герметичность сможет подтвердить или опровергнуть эту версию.

Плохая подача воды бывает также обусловлена тем, что происходит втягивание воздуха из-за неплотных соединений водопроводных труб или уровень воды упал настолько, что при ее заборе закачивается воздух в систему.

Плохой напор воды может создавать ощутимый дискомфорт при использовании водопроводной системы

Ревизия накопительного бака

Начиная работы по регулировке оборудования, отключают систему от сети, закрывают напорный вентиль со стороны забора воды. Откручивают кран и сливают воду, а остатки спускают через напорный рукав, отсоединив его от . Сначала проверяют воздушное давление в емкости гидроаккумулятора.

Роль гидроаккумулятора в работе системы

Мембранный бак насосной станции является, по сути, металлической емкостью с расположенной внутри резиновой грушей, которая предназначена для сбора воды.

В свободное пространство между резиновой грушей и стенками бака накачивается воздух. В некоторых моделях гидроаккумуляторов бак разделен пополам мембраной, которая размежевывает емкость на два отделения — для воды и воздуха.

Бак гидроаккумулятора поддерживает давление в системе и создает небольшой запас воды. Раз в месяц следует проводить проверку давления в гидропневматическом баке при отключенном насосе и слитой из подающей трубы воды

Чем больше воды поступает в устройство, тем больше она сжимает воздух, увеличивая его давление, которое стремится вытолкнуть воду из емкости. Это позволяет поддерживать стабильный напор воды даже во время бездействия насоса.

Гидроаккумулятор требует регулярного обслуживания, удаления из груши воздуха, который попадает в нее вместе с водой в виде маленьких пузырьков и постепенно накапливается там, уменьшая полезный объем.

Для этого сверху на больших баках предусмотрен специальный клапан. С маленькими емкостями приходится ухищряться, чтобы удалить воздух: обесточивать систему и несколько раз сливать и наполнять бак.

Подбор гидробака по объему производится с учетом наибольшего значения потребления воды для конкретного потребителя. Учитывается допустимое количество включений в час, указанное производителем, а также номинальные показатели давления включения, давления выключения и заданное пользователем давления в гидробаке

Контроль давления воздуха

Хоть производитель и проводит регулировку всех элементов насосной станции еще на этапе производства, перепроверять давление нужно даже в новом оборудовании, так как на момент продажи оно может несколько снизиться. Устройство, которое эксплуатируется, осматривают до двух раз за год.

Для измерений используют как можно более точный манометр, ведь даже небольшая погрешность в 0,5 бар может повлиять на работу оборудования. Если есть возможность воспользоваться автомобильным манометром, со шкалой, с наименьшей градуировкой — это обеспечит более достоверные результаты.

Показатель давления воздуха в мембранном баке должен соответствовать 0,9-кратному давлению включения насосной станции (выставляется с помощью реле). Для баков с различным объемом показатель может составлять от одного до двух бар. Регулировку осуществляют через ниппель, накачивая или стравливая лишний воздух.

Для нормальной работы станцию оснащают обязательными контрольно-регулирующими приборами:

Галерея изображений

Фото из

Обязательными компонентами насосной станции являются реле давления, позволяющее регулировать значения давления в системе, и манометр, необходимый для его контроля

Для настройки параметров давления в системе реле оснащено двумя пружинами, позволяющими задавать верхний и нижний пределы давления в контуре водоснабжения

Для того чтобы повысить верхний предел параметров давления, при котором автоматически прерывается работа помпы, гайку 1 вращают по часовой стрелке. При этом гайку 2, отвечающую за нижний предел, нужно поднять на такую же величину

Все действия по настройке реле давления необходимо проводить с параллельным контролем изменений манометром. Перепад верхнего и нижнего пределов давления рекомендован в интервале 1,2 — 1,6 бар

Обязательные составляющие насосной станции

Пружины для настройки реле давления

Специфика изменения давления с помощью реле

Использование манометра при настройке реле

Чем меньше воздуха закачано в систему, тем больше воды она способна аккумулировать. Напор воды будет сильным при наполненном баке, и все более ослабляться при заборе воды.

Если такие перепады являются комфортными для потребителя, то можно оставить давление на наименьшем допустимом уровне, но не меньше 1 бар. Меньшее значение может привести к трению наполненной водой груши об стенки бака и ее повреждению.

Чтобы установить в сильный напор воды, необходимо зафиксировать давление воздуха в пределах около 1,5 бар. Так, разница напора при наполненном и пустом баке будет менее ощутимой, обеспечивая ровный и сильный поток воды.

Использование реле для регулировки давления

За автоматизацию системы отвечает — прибор, который управляет насосной станцией, выполняя функцию включения и отключения устройства. Оно также предохраняет систему от создания излишнего давления.

Реле давления управляет циклами включение/выключение при достижении заданного пользователем значения рабочего давления. Работоспособность реле давления контролируется с помощью манометра

#1: Принцип работы датчика давления

Главный элемент реле — группа контактов, которая закреплена на металлическом основании и отвечает за включение и отключение устройства.

Рядом находится две пружины разных размеров для регулировки давления внутри системы. Снизу к металлическому основанию крепится крышка мембраны, под которой размещена сама мембрана и поршень из металла. Сверху все закрыто пластиковым колпаком.

Продукция разных производителей и принцип ее действия практически идентичны, отличаться могут лишь в незначительных деталях

В процессе работы действующего устройства можно выделить несколько этапов:

  1. При включении крана, вода некоторое время поступает к сантехнической точке из наполненного бака. При этом давление, присутствующее в системе, постепенно начинает падать, и мембрана перестает давить на поршень. Происходит замыкание контактов, насос включается.
  2. Насос работает, качая воду к потребителю, а когда все краны выключены, наполняет бак с водой.
  3. При постепенном наполнении бака гидроаккумулятора происходит усиление давления, и оно начинает действовать на мембрану, а та давит на поршень. В результате, происходит размыкание контактов, и работа насоса останавливается.

От того, как настроено реле, зависит частота включения станции, напор воды и даже время службы оборудования. При неправильно выставленных параметрах насос не будет срабатывать вовсе или будет работать непрерывно.

Поршень реле давления и чувствительная металлическая пластина, реагирующая на созданный мембраной гидробака напор, скрыты под корпусом — доступ к ним полностью закрыт

#2: Регулировка и расчет необходимого давления

Новое устройство уже имеет заводские настройки реле, но, все же, лучше дополнительно их проверить. Приступая к настройке, необходимо выяснить рекомендованные производителем значения для установки допустимого порога давления (для смыкания и размыкания контактов).

В случае , по причине неправильной регулировки, производитель имеет полное право отказаться от своих гарантийных обязательств.

Расчет допустимого давления, при включении-выключении устройства, производитель проводит с учетом предполагаемых особенностей эксплуатации. Они учитываются в разработке рабочих параметров для разных моделей насосных станций.

Значение включения равно сумме:

  • Необходимого давления в наиболее высокой точке водопроводной системы, где производится отбор воды;
  • Разницы, между высотой самой верхней точки отбора воды и насосом;
  • Потери в трубопроводе водного давления.

Показатель выключения рассчитывается следующим образом: к давлению выключения плюсуют один и отнимают полтора бар. При этом нельзя допускать, чтобы давление выключения превышало максимально допустимое давление, которое возникает на участке выхода трубопровода из насоса.

Нередкой ошибкой, влияющей на работу насосной станции, является не учет всей суммы горизонтальных и вертикальных участков, а также гидравлических потерь при транспортировке воды к точкам водоразбора

#3: Настройка рекомендуемых параметров

Прежде чем изменять настройки, необходимо зафиксировать прежние показатели с помощью манометра. Включив насос, записывают значения давления в момент выключения и включения. Это поможет определить, в какую сторону проводить регулировку — в сторону уменьшения или увеличения.

Необходимо помнить, что любое изменение установленного порога давления в реле требует также соответствующих изменений и в воздушном отделении гидроаккумулятора

Дальнейшие действия имеют следующую очередность:

  1. Отключают станцию от питания, спускают воду и открывают крышку реле гаечным ключом.
  2. Давление включения насоса регулируют путем вращения гайки, которая держит большую пружину (Р). Закручивая ее по направлению хода часовой стрелки, добиваются сжатия пружины и установки необходимого давления включения. В различных моделях устройства допустимые показатели могут колебаться от 1,1 до 2,2 бар.
  3. Вращением маленькой гайки (∆Р) по направлению движения часовой стрелки можно увеличить разрыв между значением давления отключения и включения устройства, который обычно равен 1 бар. Таким образом давление выключение удается зафиксировать на значениях в диапазоне от 2,2 бар до 3,3 бар.

Важным нюансом является то, что малая пружина не регулирует порог отключения, как некоторые ошибочно понимают.

Она задает именно дельту между значениями включения станции, и ее отключением. То есть, полностью ослабленная пружина не создаст разности — дельта будет равна нулю и значения включения и выключения будут одинаковыми. Но чем больше ее затягивать, тем большей будет разница между ними.

Малая пружина реле давления отличается большей чувствительностью, и сжимать ее нужно крайне осторожно

Проверяют правильность выставленных показателей с помощью манометра. Если не удалось достигнуть требуемых значений с первой попытки, регулировку продолжают.

#4: Выбор нестандартных значений давления

Можно установить иной уровень давления в приборе, отличный от рекомендаций производителя, подстроив оборудование под индивидуальные запросы пользователя. Увеличивая диапазон при включении-отключении, добиваются более редких срабатываний станции.

Это делает службу устройства продолжительней, но придает напору воды неравномерный характер. Уменьшая разницу, добиваются стабильного напора, но так насос будет срабатывать чаще.

Выводы и полезное видео по теме

Как отрегулировать давление станции, продемонстрирует видео:

Видеоролик о том, что делать, если станция часто срабатывает:

Проводя самостоятельную регулировку насосной станции, необходимо учитывать, что иногда изменения заводских рекомендаций могут ухудшить работу водопроводной системы. Насос, шланги, сантехнические приборы — все имеют предельные значения давления, нарушение которых, приведет к поломкам. Поэтому прежде, чем приступать к самостоятельным действиям, лучше попросить совета у опытного специалиста.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь личным опытом в установке и эксплуатации насосных станций, а также в выполнении их настройки. Задавайте вопросы, сообщайте о недочетах в тексте, размещайте фото по теме статьи.

〜 Как повысить давление воды на даче? • Статьи Эпицентр

Содержание:

Любимая пора всех садоводов – лето. Чтобы вырастить хороший урожай или же просто сделать свой сад лучше, чем у соседа, нужно немало усилий. А еще хорошо бы договориться с природой, чтобы дождь шел регулярно, но не слишком часто и в меру, ведь вода просто необходима растениям. Если же Вы не обладаете навыками «Заклинателя дождя», тогда воспользуйтесь центральным водопроводом, а при недостаточном давлении в сети выручают насосные станции либо насосы для повышения давления воды.

Каким должно быть давление воды

Все дачники или собственники частных домов хоть раз в жизни наблюдали спад давления в системе. В маленьких населенных пунктах это особенно заметно вечером, когда все возвращаются с работы домой и начинают мыться, стирать, а также поливать сад и огород. Разберемся, почему так происходит.

Единица измерения давления – бар. Для примера – напор в 1 бар выталкивает струю воды на высоту 10 м. Если говорить о городских сетях, то там давление 4-4,5 бар, поэтому вода без проблем достигает верхних этажей. С частными домами все сложнее, здесь нормы рассчитываются индивидуально и диапазон напора выше – 2,5-7,5 бар. Чтобы бытовая техника не выходила из строя и работала адекватно, рекомендуется не превышать отметку 6,5 бар.

Отметим, что для всех устройств требуется разное давление: 1,5 бар для душа, 2 бар для стиральной машины, 4 бар для джакузи и 4-6 бар для полива придомового участка, включая и капельный полив. В целом для дома достаточно напора 4 бар.

Как измерять давление в сети

С помощью манометра сделать это достаточно легко. Прибор устанавливается в точке поступления воды в дом – примерно там, где находится счетчик. Кстати, иногда манометры идут уже в комплекте с некоторыми бытовыми устройствами, что очень удобно. 

Причины снижения напора:

  • скважина или колодец находятся слишком далеко от дома;
  • в пик садово-огородных работ мощности базового насоса просто недостаточно;
  • сеть забита мусором.

Алгоритм действий при монтаже насоса для скважины:

  1. Перед тем, как проводить какие-то меры, убедитесь, что в системе нет засоров.  
  2. Далее следует купить насос для воды. Здесь есть важный нюанс: берите только оригинальные устройства, на которые есть официальная гарантия от производителя. Традиционно, отличные отзывы у приборов немецкого и итальянского изготовления.
  3. Водяной насос монтируется вначале домашней трубопроводной системы, где-то перед первым тройником или коллектором. С этим может справиться каждый мужчина.
  4. Перекройте воду в системе.
  5. Освободите трубы и всю водопроводную сеть от воды.
  6. Насос врезается в трубу, подающую воду в дом, поэтому часть трубы необходимо отрезать и выбросить без лишних сожалений.
  7. Установите фитинги на места стыков.
  8. Врежьте насос в домашнюю систему водопровода и все готово.

Виды нагнетательных насосов

По типу охлаждения:

  • с сухим ротором – все детали имеют водоустойчивую заслонку, поэтому необходима их ежемесячная чистка;
  • с мокрым ротором – части такого насоса смазываются водой и не требуют дополнительного ухода; такие насосы имеют небольшие размеры и не сильно шумят.

По типу управления:

  • ручные – здесь все предельно просто – если нужно повысить давление, то включаем насос, если нужно понизить, то выключаем; так как никаких автопереключателей нет, необходимо постоянно следить за тем, чтобы прибор не перегрелся, что доставляет некоторые неудобства;
  • автоматические – насос запускается автоматически при включении какого-либо бытового прибора; для этого на нем установлен специальный датчик потока; еще одно его неоспоримое преимущество – быстрое реагирование на любые изменения давления.

Принципы работы насосной станции

Они немного отличаются от обычных насосов повышения давления воды. Накопительная насосная станция представляет собой насос, который закачивает воду в бачок или гидроаккумулятор. Вода поступает до достижения давления в баке 1,5-2 бар. Специальные датчики определяют давление системы, а затем запускают или выключают насосную станцию.

Виды насосных станций по типу всасывания:

  • со съемным эжектором – эжектор вручную отправляют в скважину, в то время как бак находится дома; такой вариант идеальный, если вода в скважине находится очень глубоко; но стоит отметить, что устройство боится песка и грязи;
  • со встроенным эжектором – хороший вариант для скважин глубиной всего до 8 м; может работать даже в загрязненной воде; из-за приличного шума обычно устанавливают в специальных пристройках, например, в бойлерных, котельных.

Почему насосные станции с гидроаккумулятором лучше

Модели с накопительным баком довольно экономны, но они нагнетают слишком маленький напор. Кроме того, характеризуются большими габаритами, то есть для установки необходимо специальное помещение. Ну и главный минус – вероятность разрывов и протечек, что совсем нежелательно. Поэтому приборы с баком потихоньку становятся историей, а вот устройства с гидроаккумулятором обретают все большую популярность, ведь здесь вероятность разрыва практически исключена.

Преимущества насосной станции:

  • с ее помощью можно добиться любого желаемого давления воды в доме (даже очень высокого), а значит, можно использовать бытовые приборы, требующие высокого напора и щедро поливать сад;
  • обеспечивает бесперебойную подачу воды, даже если в системе она отсутствует (при условии наличия накопительного бака).

Надеемся, что после этой статьи вопрос, как повысить давление воды на даче, больше Вас не побеспокоит. Просто приобретите насос для нагнетания напора в системе. Это достаточно бюджетный прибор, который может позволить себе каждый. Несмотря на такую доступность, он избавит от массы неудобств, а также поможет вырастить пышный сад и огород мечты.

Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Загрузить эту статью в формате .PDF

Аккумуляторы обычно устанавливаются в гидравлических системах для хранения энергии и сглаживания пульсаций. Обычно в гидравлической системе с аккумулятором может использоваться насос меньшего размера, поскольку аккумулятор накапливает энергию от насоса в периоды низкой нагрузки. Эта энергия доступна для мгновенного использования и высвобождается по запросу со скоростью, во много раз превышающей ту, которая может быть подана одним насосом.

Рисунок 1. Поперечные сечения типичных баллонных и поршневых аккумуляторов. Нажмите на изображение для увеличения.

Аккумуляторы

также могут действовать как поглотители перенапряжения или пульсации, подобно тому как воздушный купол используется в пульсирующих поршневых или ротационных насосах. Аккумуляторы амортизируют гидравлический удар, уменьшая удары, вызванные быстрым срабатыванием или внезапным запуском и остановкой силовых цилиндров в гидравлической цепи.

Существует четыре основных типа гидроаккумуляторов: нагруженный поршневой тип, мембранный (или баллонный) тип, пружинный и гидропневматический поршневой.Первым использовался грузоподъемный тип, но он намного больше и тяжелее по своей вместимости, чем современные поршневые и баллонные типы. Как утяжеленные, так и пружинные типы сегодня встречаются нечасто. Гидропневматические аккумуляторы, рис. 1, являются наиболее часто используемым в промышленности типом.

Функции

Накопитель энергии — Гидропневматические аккумуляторы содержат газ вместе с гидравлической жидкостью. Жидкость обладает небольшими динамическими характеристиками накопления энергии; объем обычных гидравлических жидкостей может быть уменьшен примерно на 1.7% под давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм. (Однако эта относительная несжимаемость делает их идеальными для передачи мощности, обеспечивая быстрое реагирование на потребность в мощности.) Следовательно, когда высвобождается только 2% от общего содержащегося объема, давление оставшегося масла в системе падает до нуля.

С другой стороны, газ, являющийся партнером гидравлической жидкости в гидроаккумуляторе, можно сжимать до небольших объемов при высоких давлениях. В сжатом газе накапливается потенциальная энергия, которая выделяется по запросу.Такую энергию можно сравнить с энергией поднятого копра, готового передать свою огромную энергию на сваю. В гидроаккумуляторе поршневого типа энергия сжатого газа оказывает давление на поршень, разделяя газ и гидравлическую жидкость. Поршень, в свою очередь, выталкивает жидкость из цилиндра в систему и в место, где будет выполняться полезная работа.

Поглощение пульсаций — Насосы, конечно же, вырабатывают необходимую мощность для использования или хранения в гидравлической системе.Многие насосы передают эту мощность пульсирующим потоком. Поршневой насос, обычно используемый из-за того, что он способен выдерживать высокое давление, может создавать пульсации, вредные для системы высокого давления. Аккумулятор, правильно расположенный в системе, существенно смягчит эти колебания давления.

Амортизация — Во многих гидравлических системах приводной элемент гидравлической системы внезапно останавливается, создавая волну давления, которая распространяется обратно через систему. Эта ударная волна может создавать пиковое давление, в несколько раз превышающее нормальное рабочее давление.Это может вызвать нежелательный шум или даже сбой системы. Правильно расположенная в системе газовая подушка гидроаккумулятора минимизирует этот шок.

Примером этого применения является амортизация ударов, вызванных внезапной остановкой погрузочного ковша на гидравлическом фронтальном погрузчике. Без гидроаккумулятора ковш весом более 2 тонн может полностью оторвать от земли задние колеса погрузчика. Сильные удары по раме и оси трактора, а также износ оператора преодолеваются за счет добавления в гидравлическую систему соответствующего гидроаккумулятора.

Дополнительная подача насоса — Аккумулятор, способный накапливать энергию, может дополнять гидравлический насос при подаче энергии в систему. Насос накапливает потенциальную энергию в аккумуляторе во время простоев рабочего цикла. Аккумулятор передает эту резервную мощность обратно в систему, когда цикл требует аварийной или пиковой мощности. Это позволяет системе использовать насос гораздо меньшего размера, что приводит к экономии затрат и мощности.

Поддержание давления — Изменения давления происходят в гидравлической системе, когда жидкость подвергается повышению или понижению температуры.Также может быть падение давления из-за утечки гидравлической жидкости. Аккумулятор компенсирует такие изменения давления путем подачи или приема небольшого количества гидравлической жидкости. Если основной источник питания выйдет из строя или остановится, аккумулятор будет действовать как вспомогательный источник энергии, поддерживая давление в системе.

Раздача жидкости — Аккумулятор может использоваться для дозирования небольших объемов жидкостей, таких как консистентные смазки и масла, по команде.

Эксплуатация

При правильном размере и предварительной зарядке аккумуляторы обычно переключаются между ступенями (d) и (f), рисунок 2.Поршень не будет контактировать ни с одной крышкой в ​​поршневом аккумуляторе, а баллон не будет контактировать с тарельчатым клапаном или сжиматься, так что он разрушительно загибается в верхней части своего корпуса.

Производители указывают рекомендуемое давление предварительной зарядки для своих аккумуляторов. В приложениях для хранения энергии баллонный аккумулятор обычно предварительно заряжается до 80% минимального давления в гидравлической системе, а поршневой аккумулятор — до 100 фунтов на квадратный дюйм ниже минимального давления в системе. Давление предварительной зарядки определяет, сколько жидкости останется в гидроаккумуляторе при минимальном давлении в системе.

Рисунок 2. Шесть этапов работы гидроаккумуляторов: этап (а), аккумулятор пустой — газ отсутствует; стадия (б) — аккумулятор предварительно заправлен сухим азотом; стадия (c), давление в системе превышает давление предварительной зарядки, и гидравлическая жидкость течет в аккумулятор; стадия (d), пики давления в системе, максимальное количество жидкости поступило в аккумулятор, и открывается сброс системы; стадия (e), падение давления в системе, давление предварительной зарядки выталкивает жидкость из аккумулятора в систему; и на стадии (f) давление в системе достигает минимума, необходимого для выполнения работы.

Правильная предварительная заправка включает точное заполнение газовой стороны аккумулятора сухим инертным газом, например азотом, при отсутствии гидравлической жидкости на жидкостной стороне. Зарядка аккумулятора начинается тогда, когда гидравлическая жидкость попадает в жидкостную сторону, и происходит только при давлении, превышающем давление предварительной зарядки. Во время зарядки газ сжимается для хранения энергии.

Правильное давление предварительной зарядки является наиболее важным фактором продления срока службы аккумулятора. Тщательность, с которой необходимо выполнять и поддерживать предварительную зарядку, является важным фактором при выборе типа аккумулятора для приложения, при прочих равных.Если пользователь неосторожно относится к настройкам давления газа и предохранительного клапана или регулирует давление в системе без соответствующей регулировки давления предварительной зарядки, срок службы может сократиться, даже если был выбран правильный тип гидроаккумулятора. Если был выбран неправильный аккумулятор, преждевременный выход из строя почти наверняка.

Монтажное положение

Оптимальное положение для установки любого гидроаккумулятора — вертикальное с гидравлическим отверстием вниз. Поршневые модели могут быть горизонтальными, если жидкость остается чистой.Когда твердые загрязнители присутствуют или ожидаются в значительных количествах, горизонтальный монтаж может привести к неравномерному или ускоренному износу уплотнения. Максимальный срок службы может быть достигнут в горизонтальном положении с помощью нескольких поршневых уплотнений для уравновешивания параллельной поверхности поршня.

Рис. 3. Горизонтально установленный гидроаккумулятор может вызвать неравномерный износ баллона и задержать жидкость от гидравлического клапана.

Баллонный аккумулятор также можно установить горизонтально, рис. 3, но неравномерный износ баллона, когда он трется о корпус при плавании в жидкости, может сократить срок службы. Величина повреждения зависит от чистоты жидкости, частоты цикла и степени сжатия (определяемой как максимальное давление в системе / минимальное давление в системе). В крайних случаях жидкость может попасть в ловушку вдали от гидравлического конца, что снижает производительность или может удлинить баллон, чтобы заставить тарелку закрыться преждевременно.

Размеры и мощность

Доступные размеры и емкость также влияют на выбор типа аккумулятора. Поршневые аккумуляторы определенной емкости часто поставляются с различными диаметрами и длинами, таблица 1.Кроме того, поршни могут быть изготовлены по индивидуальной длине за небольшую надбавку к цене или без нее. Баллонные гидроаккумуляторы предлагаются только одного размера на каждую емкость, с меньшим объемом доступной емкости.

Таблица 1 — Относительные выходы, аккумулятор на 10 галлонов
Степень сжатия

1/2

Давление в системе, фунт / кв. Дюйм Рекомендуемая предварительная зарядка, фунт / кв. Дюйм Мощность, галлон
максимум 1 минимум 2 Мочевой пузырь 3 поршень 4 Мочевой пузырь 5 поршень 6
1.5
2,0
3 000
3 000
2 000
1 500
1,600
1,200
1 900
1,400
2,53
3,80
3,00
4,41
3,0
6,0
3 000
3 000
1 000
500
800
900
400
5,06
5,70
6,33

По своей природе более высокая мощность поршневого гидроаккумулятора может сделать его лучшей альтернативой в условиях ограниченного пространства. В таблице 1 приведены выходные данные для поршневых и баллонных аккумуляторов емкостью 10 галлонов, работающих изотермически в качестве вспомогательных источников энергии в диапазоне минимальных давлений в системе. Различия в давлении предварительной зарядки, столбцы 3 и 4 (определяемые 80% минимального давления в системе для моделей баллонов, на 100 фунтов на кв. Дюйм ниже минимального для поршня) приводят к существенной разнице в выходах, столбцы 5 и 6.

Чтобы предотвратить чрезмерную деформацию баллона и высокую температуру баллона, также обратите внимание в Таблице 1, что баллонные аккумуляторы должны иметь степень сжатия более 3: 1.

Составные части

Рис. 4. Поршневые аккумуляторы, используемые вместе с газовыми баллонами.

Хотя модели баллонов не доступны для размеров более 40 галлонов, поршневые конструкции в настоящее время поставляются на один резервуар объемом до 200 галлонов. Экономика и доступное пространство для установки побудили инженеров рассмотреть возможность установки нескольких компонентов. Два из них подходят для большинства приложений с высокой производительностью.

Установка на Рисунке 4 состоит из нескольких газовых баллонов, обслуживающих один поршневой аккумулятор через газовый коллектор.Размер аккумуляторной части должен быть таким, чтобы поршень не ударял по крышкам во время езды на велосипеде. Одним из недостатков этой конструкции является то, что выход из строя единственного уплотнения может вызвать утечку газа из системы. Поскольку газовые баллоны часто дешевле аккумуляторов, одним из преимуществ такой установки может быть более низкая стоимость.

Рис. 5. Несколько аккумуляторов могут быть объединены в коллектор для обеспечения больших системных потоков.

Несколько гидроаккумуляторов поршневой или баллонной конструкции могут быть установлены на гидравлическом коллекторе, рис. 5.При использовании поршневых аккумуляторов поршень с наименьшим трением будет двигаться первым и иногда может опускаться на гидравлический колпачок. В медленных или редко используемых системах это несущественно.

Установки для газовых баллонов

Рис. 6. Небольшой аккумулятор может выполнять свою работу, если он удаленно подключен к дополнительному газовому баллону.

Удаленное хранение газа обеспечивает гибкость в больших и малых системах, рис. 6. Концепция газового баллона обычно описывается этой простой формулой: размер аккумулятора минус необходимый выход жидкости равен размеру газового баллона.Например, приложение, в котором требуется аккумулятор на 30 галлонов, может потребовать от 8 до 10 галлонов выходной жидкости. Таким образом, это приложение может быть удовлетворено аккумулятором на 10 галлонов и газовым баллоном на 20 галлонов.

Аккумулятор, используемый с удаленным хранением газа, обычно имеет порт того же размера на стороне газа, что и на стороне гидравлики, чтобы обеспечить беспрепятственный поток газа в газовый баллон и из него. Газовый баллон имеет эквивалентный порт на одном конце и газозаправочный клапан на другом. Эти двухкомпонентные аккумуляторы могут быть сконфигурированы или изогнуты под любым углом, чтобы соответствовать доступному пространству.

Концепция газового баллона подходит как для баллонных, так и для поршневых аккумуляторов. Обратите внимание, что для баллонных аккумуляторов требуется специальное устройство, называемое перегородкой на газовой стороне, чтобы предотвратить выдавливание баллона в трубопровод газового баллона.

Опять же, размер поршневого гидроаккумулятора должен быть таким, чтобы поршень не опускался до дна в любом конце цикла. Размеры мочевого пузыря должны быть такими, чтобы не допускать наполнения более чем на 85% или опорожнения более чем на 85%. Скорость потока между переносящим барьером баллона и его газовым баллоном будет ограничиваться горловиной трубки барьерного переноса.Из-за этих недостатков баллонные аккумуляторы / баллонные аккумуляторы следует зарезервировать для специальных применений.

Расход и время отклика

Таблица 2 предлагает максимальные значения расхода для представительных размеров и типов гидроаккумуляторов. Большие стандартные конструкции баллонов ограничены до 220 галлонов в минуту, хотя скорость может быть увеличена до 600 галлонов в минуту с использованием дорогостоящего порта с высокой пропускной способностью. Тарельчатый клапан регулирует расход; чрезмерный поток приводит к преждевременному закрытию тарелки. Несколько аккумуляторов, установленных на общем коллекторе, необходимы для достижения расхода более 600 галлонов в минуту.

Таблица 2 — Максимальный рекомендуемый расход гидроаккумулятора
Поршень
, диаметр, дюйм
Емкость баллона галлонов в минуту при 3000 фунт / кв.

1 кварт
1 галлон
2½ галлона
100
400
800
60
150
220


600
7
9
12
больше 2½ галлона 1,200
2,000
3,400
220
220
220
600
600
600

Допустимые скорости потока для поршневых аккумуляторов обычно превышают значения для баллонных конструкций.Поток ограничен скоростью поршня, которая не должна превышать 10 футов / сек, чтобы избежать повреждения уплотнения поршня. В высокоскоростных приложениях высокие температуры контакта уплотнения и быстрая декомпрессия азота, проникшего в материал уплотнения, могут вызвать пузыри, трещины и ямки в резине.

Баллонные гидроаккумуляторы

быстрее реагируют на изменения давления в системе, чем поршневые, по двум причинам:

1. Резиновые баллоны не должны преодолевать статическое трение, которое должно преодолевать поршневое уплотнение, и 2. Масса поршня не требует ускорения и замедления.
Однако на практике разница в ответах может быть не такой большой, как принято считать, и, вероятно, незначительна в большинстве приложений.

Амортизатор

Рис. 7. Испытательная схема для генерации и измерения ударных волн в системе.

Тесты, проведенные в Университете Висконсина, Мэдисон, показывают, что для контроля шока не обязательно нужен аккумулятор в мочевом пузыре. При номинальном расходе системы 30 галлонов в минуту в испытательном контуре, рис. 7, направленный регулирующий клапан с внутренним управлением, расположенный на расстоянии 118 футов от насоса, закрывается, создавая удар.Когда ударная волна проходит от клапана обратно по гидравлическим линиям, огибает углы и различные ограничения, некоторая часть ее энергии расходуется при ускорении массы жидкости в линиях.

Рисунок 8. На графике показаны результаты ударно-волновых испытаний.

С 1 дюйм. трубка, установка предохранительного клапана на 2750 фунтов на квадратный дюйм и отсутствие аккумулятора в цепи, осциллограмма A , рис. 8, показывает скачок давления на 385 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана. Добавление поршневого гидроаккумулятора на 1 галлон к клапану снижает переходной режим до 100 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, график B .Замена баллонного гидроаккумулятора на 1 галлон сокращает переходной процесс до 78 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана, график C , всего на 22 фунта на квадратный дюйм лучше, чем защита поршневого типа.

Рис. 9. Результаты второго испытания с использованием трубки меньшего диаметра.

Второй аналогичный тест с 5/8 дюйм. Настройка трубопровода и предохранительного клапана на 2650 фунтов на квадратный дюйм приводит к скачку давления на 2011 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана без аккумулятора, график A, , рис. 9. Поршневой аккумулятор гасит переходный процесс до 107 фунтов на кв. , в то время как баллонный гидроаккумулятор гасит переходный процесс до 87 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана, кривая C .Разница между типами аккумуляторов в подавлении ударов снова была незначительной.

Сервооборудование

Другое распространенное заблуждение гласит, что для всех сервоприложений требуется баллонный аккумулятор. Опыт показывает, что только небольшой процент сервоприводов требует времени отклика 25 мс или меньше, область, где разница в отклике между поршневыми и баллонными гидроаккумуляторами становится существенной. Накопители мочевого пузыря должны использоваться для приложений, требующих ответа менее 25 мс, и любого типа, когда ответ 25 мс или более является адекватным.

Настройка и обслуживание: предварительная зарядка

На недавно отремонтированных баллонных гидроаккумуляторах внутренний диаметр корпуса следует смазать системной жидкостью перед предварительной заправкой. Эта жидкость действует как подушка, смазывает и защищает мочевой пузырь, когда он раскручивается и раскручивается. Когда начинается предварительная зарядка, следует медленно вводить начальные 50 фунтов на квадратный дюйм азота.

Рис. 10. Звездообразование на конце баллона (а) может указывать на потерю эластичности материала баллона из-за охрупчивания холодным газом азота во время предварительной зарядки.Если мочевой пузырь проталкивается под тарелку (b), мочевой пузырь может выдержать С-образный разрез тарелки.

Несоблюдение этих мер предосторожности может привести к немедленному отказу мочевого пузыря. Азот под высоким давлением, быстро расширяющийся и, следовательно, холодный, может направлять длину сложенного пузыря и концентрироваться на дне. Охлажденная хрупкая резина, быстро расширяющаяся, может разорваться в виде звездообразования, рис. 10 (а). Мочевой пузырь также может быть зажат под тарелкой, в результате чего на дне мочевого пузыря получится С-образный разрез, рис. 10 (b).

Сторона жидкости поршневых аккумуляторов должна быть пустой во время предварительной зарядки, чтобы объем на стороне газа был максимальным. Во время предварительной зарядки могут возникнуть небольшие повреждения, если таковые имеются.

Слишком высокое давление предварительной зарядки или снижение минимального давления в системе без соответствующего снижения давления предварительной зарядки может вызвать проблемы в работе или повреждение аккумуляторов. При чрезмерном давлении предварительной зарядки поршневой аккумулятор будет циклически переключаться между ступенями (e) и (b), рисунок 2, и поршень будет находиться слишком близко к гидравлической торцевой крышке.Поршень может упасть при минимальном давлении в системе, что приведет к снижению производительности и, в конечном итоге, к повреждению поршня и его уплотнения. Часто слышно удары поршня; звук служит предупреждением о надвигающихся проблемах.

Слишком высокий предварительная зарядка в баллоне аккумулятора может привести баллон к тарельчатому узлу при переключении между стадиями (e) и (b), рис. 2. Это может вызвать усталостное повреждение пружины и тарельчатого клапана в сборе или защемление и отрежьте мочевой пузырь, если пакет застрял под тарелкой, когда он был принудительно закрыт.Слишком высокое давление предварительной зарядки является наиболее частой причиной отказа мочевого пузыря.

Слишком низкое давление предварительной зарядки или повышение давления в системе без компенсирующего увеличения давления предварительной зарядки также могут вызвать проблемы в работе с возможным повреждением аккумулятора. Без предварительной зарядки в поршневом гидроаккумуляторе поршень, скорее всего, попадет в крышку газового конца и, вероятно, останется там. Единичный контакт вряд ли вызовет повреждение.

Для баллонных аккумуляторов слишком низкая предварительная зарядка или ее отсутствие может иметь серьезные последствия.Баллон может быть раздавлен до верхней части оболочки, затем может выдавиться в газовый клапан и быть проколот. Одного такого цикла достаточно, чтобы разрушить мочевой пузырь. Таким образом, поршневые гидроаккумуляторы более терпимы к неправильной подзарядке.

Загрузить статью в формате .PDF

Аккумуляторы повышают эффективность и обеспечивают бесперебойную работу гидравлических систем.

Рис. 1. Виды в разрезе типичных баллонных и поршневых гидропневматических аккумуляторов.

Аккумуляторы хранят давление в резервуаре, в котором гидравлическая жидкость находится под давлением от внешнего источника.Этим внешним источником может быть сжатый газ, пружина или груз. Они устанавливаются в гидравлические системы для двух основных целей: для хранения энергии и для сглаживания пульсаций.

В качестве накопителя энергии аккумуляторы обычно позволяют гидравлической системе использовать насос меньшего размера, поскольку они накапливают энергию от насоса в периоды низкой нагрузки. Эта энергия доступна для мгновенного использования и высвобождается по запросу со скоростью, во много раз превышающей ту, которая может быть подана одним насосом.В качестве демпфера пульсации или перенапряжения гидроаккумуляторы амортизируют гидравлический удар, уменьшая удары, вызванные быстрым срабатыванием или внезапным запуском и остановкой цилиндров в гидравлическом контуре.

В гидравлических системах широко используются две конструкции гидроаккумуляторов — поршневые и баллонные, рис. 1. Поршневые гидроаккумуляторы бывают нагруженного поршневого типа, пружинного типа и гидропневматического поршневого типа. Нагруженный тип был использован первым, но он очень тяжелый для своей вместимости и намного больше, чем современные поршневые и баллонные типы.Как утяжеленные, так и пружинные типы сегодня встречаются нечасто. Гидропневматические поршневые аккумуляторы в настоящее время являются наиболее часто используемым в промышленности типом.

Функциональная универсальность
Накопитель энергии
— Гидравлические аккумуляторы содержат газ вместе с гидравлической жидкостью. Жидкость обладает небольшими динамическими характеристиками накопления энергии; Типичные гидравлические жидкости могут быть уменьшены в объеме только примерно на 1,7% под давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм. (Однако эта относительная несжимаемость делает их идеальными для передачи энергии, обеспечивая быстрое реагирование на потребность в мощности.) Следовательно, когда высвобождается только 2% от общего объема, давление оставшегося масла в системе падает до нуля.

С другой стороны, газ можно сжимать до небольших объемов при высоком давлении. В сжатом газе накапливается потенциальная энергия, которая выделяется по запросу. Такую энергию можно сравнить с энергией поднятого копра, готового передать свою огромную энергию на сваю. В гидроаккумуляторе поршневого типа энергия сжатого газа оказывает давление на поршень, разделяя газ и гидравлическую жидкость.Поршень, в свою очередь, выталкивает жидкость из цилиндра в систему и в место, где будет выполняться полезная работа.

Поглощение пульсаций — Насосы вырабатывают энергию, необходимую для использования или хранения в гидравлической системе. Многие насосы передают эту мощность пульсирующим потоком. Поршневой насос, обычно используемый из-за того, что он способен выдерживать высокое давление, может создавать пульсации, вредные для системы высокого давления. Аккумулятор, правильно расположенный в системе, существенно смягчит эти колебания давления.

Амортизация — Во многих случаях приводной элемент гидравлической системы внезапно останавливается, создавая волну давления, которая распространяется обратно через систему. Эта ударная волна может создавать пиковое давление, в несколько раз превышающее нормальное рабочее давление. Это может вызвать нежелательный шум или сбой системы. Правильно расположенная в системе газовая подушка аккумулятора минимизирует этот шок.

Примером этого применения является амортизация ударов, вызванных внезапной остановкой погрузочного ковша на фронтальном погрузчике с гидравлическим приводом. Без гидроаккумулятора ковш весом более 2 тонн может полностью оторвать от земли задние колеса погрузчика. Сильные удары по раме и оси трактора, а также износ оператора уменьшаются за счет добавления гидроаккумулятора в гидравлическую систему.

Дополнительный поток насоса — Аккумулятор, сконфигурированный для хранения энергии, может дополнять гидравлический насос при подаче энергии в систему. Насос накапливает потенциальную энергию в аккумуляторе во время простоев рабочего цикла.Аккумулятор передает эту резервную мощность обратно в систему, когда цикл требует аварийной или пиковой мощности. Это позволяет системе использовать насос гораздо меньшего размера, что приводит к экономии затрат и мощности.

Поддержание давления — Изменение давления в гидравлической системе происходит при повышении или понижении температуры жидкости. Также может быть падение давления из-за утечки гидравлической жидкости. Аккумулятор компенсирует такие изменения давления путем подачи или приема небольшого количества жидкости.Если основной источник питания выйдет из строя или остановится, аккумулятор будет действовать как вспомогательный источник энергии, поддерживая давление в системе.

Распределение жидкости — Аккумулятор может использоваться для подачи небольших объемов жидкостей, таких как консистентные смазки и масла, по команде.

Эксплуатация

При правильном размере и предварительной зарядке поршень не будет контактировать ни с одной торцевой крышкой в ​​поршневом аккумуляторе, а баллон не будет контактировать с тарельчатым клапаном и не будет сжиматься настолько, чтобы сложиться в верхней части своего корпуса.

Производители рекомендуют для своих аккумуляторов давление предварительной зарядки. В приложениях для хранения энергии баллонный аккумулятор обычно предварительно заряжается до 80% минимального давления в гидравлической системе, а поршневой аккумулятор — до 100 фунтов на квадратный дюйм ниже минимального давления в системе. Давление предварительной зарядки определяет, сколько жидкости останется в гидроаккумуляторе при минимальном давлении в системе.

Правильная предварительная заправка включает точное заполнение газовой стороны аккумулятора сухим инертным газом, например азотом, при отсутствии гидравлической жидкости на жидкостной стороне.Зарядка аккумулятора начинается тогда, когда гидравлическая жидкость попадает в жидкостную сторону, и происходит только при давлении, превышающем давление предварительной зарядки. Во время зарядки газ сжимается для хранения энергии.

Рис. 2. Горизонтально установленный гидроаккумулятор может вызвать неравномерный износ баллона и задержать жидкость вдали от клапана.

Правильное давление предварительной зарядки — самый важный фактор в продлении срока службы аккумулятора. При выборе типа аккумулятора для приложения следует учитывать осторожность, с которой необходимо выполнять и поддерживать предварительную зарядку.Если пользователь не заботится о настройках давления газа и предохранительного клапана или регулирует давление в системе, не внося соответствующих корректировок в давление предварительной зарядки, срок службы может сократиться, даже если был выбран правильный тип гидроаккумулятора. Если был выбран неправильный аккумулятор, преждевременный выход из строя почти наверняка.

Монтажное положение

Оптимальное положение для установки любого гидроаккумулятора — вертикальное с гидравлическим отверстием вниз. Поршневые модели могут быть горизонтальными, если жидкость остается чистой.Когда твердые загрязнители присутствуют или ожидаются в значительных количествах, горизонтальный монтаж может привести к неравномерному или ускоренному износу уплотнения. Максимальный срок службы может быть достигнут в горизонтальном положении с помощью нескольких поршневых уплотнений для уравновешивания параллельной поверхности поршня.

Баллонный аккумулятор также можно установить горизонтально, рис. 2, но неравномерный износ баллона, когда он трется о корпус при плавании в жидкости, может сократить срок службы. Величина повреждения зависит от чистоты жидкости, частоты цикла и степени сжатия (определяемой как максимальное давление в системе / минимальное давление в системе).В крайних случаях жидкость может попасть в ловушку вдали от гидравлического конца, что снижает производительность или может удлинить баллон, чтобы заставить тарелку закрыться преждевременно.

Размеры и мощность
Доступные размеры и емкость также влияют на выбор типа аккумулятора. Поршневые гидроаккумуляторы определенной емкости часто поставляются с выбором диаметра и длины, таблица 1. Кроме того, поршневые гидроаккумуляторы могут быть изготовлены по индивидуальной длине с небольшой надбавкой к цене или без нее.Баллонные гидроаккумуляторы предлагаются только одного размера на каждую емкость, с меньшим объемом доступной емкости.

По своей сути более высокая мощность поршневого аккумулятора может сделать его лучшей альтернативой в условиях ограниченного пространства. В таблице 1 приведены выходные данные для поршневых и баллонных аккумуляторов емкостью 10 галлонов, работающих изотермически в качестве вспомогательных источников энергии в диапазоне минимальных давлений в системе. Различия в давлении предварительной зарядки, столбцы 3 и 4 (определяемые 80% минимального давления в системе для моделей баллонов, на 100 фунтов на кв. Дюйм ниже минимального для поршня) приводят к существенной разнице в выходах, столбцы 5 и 6.

Чтобы предотвратить чрезмерную деформацию мочевого пузыря и высокие температуры, также обратите внимание в Таблице 1, что баллонные гидроаккумуляторы должны иметь степень сжатия более 3: 1.

Составные части
Хотя модели баллонов не доступны для размеров более 40 галлонов, поршневые конструкции в настоящее время поставляются на один резервуар объемом до 200 галлонов. Экономика и доступное пространство для установки побудили инженеров рассмотреть возможность установки нескольких компонентов.Два из них подходят для большинства приложений с высокой производительностью.

Рисунок 3. Поршневые аккумуляторы, используемые в сочетании с газовыми баллонами.

Установка на Рисунке 3 состоит из нескольких газовых камер (часто называемых баллонами), обслуживающих один поршневой аккумулятор через газовый коллектор. Размер аккумуляторной части должен быть таким, чтобы поршень не ударял по крышкам во время езды на велосипеде. Одним из недостатков этой конструкции является то, что выход из строя единственного уплотнения может вызвать утечку газа из системы. Поскольку газовые баллоны часто дешевле аккумуляторов, одним из преимуществ такой установки может быть более низкая стоимость.

Несколько гидроаккумуляторов поршневой или баллонной конструкции могут быть установлены на гидравлический коллектор, рис. 4. При использовании поршневых аккумуляторов поршень с наименьшим трением будет двигаться первым и иногда может опускаться на гидравлический колпачок. В медленных или редко используемых системах это несущественно.

Установки для газовых баллонов

Рисунок 4. Несколько аккумуляторов могут быть объединены в коллекторы для обеспечения больших потоков в системе.

Удаленное хранение газа обеспечивает гибкость в больших и малых системах, рисунок 5.Концепция газового баллона часто описывается следующей формулой: размер аккумулятора минус требуемый выход жидкости равняется размеру газового баллона. Например, приложение, в котором требуется аккумулятор на 30 галлонов, может потребовать от 8 до 10 галлонов жидкости на выходе. Таким образом, это приложение может быть удовлетворено аккумулятором на 10 галлонов и газовым баллоном на 20 галлонов.

Рис. 5. Небольшой аккумулятор может выполнять эту работу, если он удаленно подключен к дополнительному газовому баллону.

Аккумулятор, используемый с удаленным хранением газа, обычно имеет порт того же размера на стороне газа, что и на стороне гидравлики, чтобы обеспечить беспрепятственный поток газа в газовый баллон и из него.Газовый баллон имеет эквивалентный порт на одном конце и газозаправочный клапан на другом. Эти двухкомпонентные аккумуляторы могут быть сконфигурированы или изогнуты под любым углом, чтобы соответствовать доступному пространству.

Концепция газового баллона подходит для баллонных и поршневых аккумуляторов. Для баллонных аккумуляторов требуется специальное устройство, называемое перегородкой на конце газа, чтобы предотвратить выдавливание баллона в трубопровод газового баллона.

Опять же, размер поршневого гидроаккумулятора должен быть таким, чтобы поршень не опускался на дно в любом конце цикла.Размеры мочевого пузыря должны быть такими, чтобы не допускать наполнения более чем на 85% или опорожнения более чем на 85%. Скорость потока между переносящим барьером баллона и его газовым баллоном будет ограничиваться горловиной трубки барьерного переноса. Из-за этих недостатков баллонные аккумуляторы / баллонные аккумуляторы следует зарезервировать для специальных применений.

Эта статья была взята из Справочника и справочника Fluid Power 2010-2011 и обновлена ​​Бонни Троубридж из Lightning Hybrids.Свяжитесь с ней в bonnie @ lightninghybrids. com или (303) 519-4144 или посетите www.lightninghybrids.com.

Чтобы получить дополнительную информацию об аккумуляторах, посетите наши технические зоны по адресу http://bit.ly/HPAccumulators, а также нашу электронную книгу Fluid Power Basics и нашу электронную книгу Fluid Power Circuits Explained в главах, посвященных аккумуляторам.

Какое давление заряда лучше всего подходит для моего аккумулятора? — Инженер-наставник

Аккумуляторы — замечательные устройства, выполняющие множество функций. Одна из функций — свести к минимуму скачки давления в результате гидроудара.У многих из нас может быть аккумулятор, прикрепленный к системе водоснабжения вашего дома, чтобы предотвратить «удары» при отключении воды.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Для удержания нагрузки требуются более высокие давления наддува, а приложения с низкими рабочими циклами будут работать при среднем давлении.

Энди Кинг50 [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Амортизация

В приведенной выше ситуации используется аккумулятор, иногда называемый расширительным баком с водяными системами, для поглощения ударов.Этот тип гидроаккумулятора может справиться с большими изменениями объема по сравнению с низкими изменениями давления. Учет большого изменения громкости сведет к минимуму удары по системе.

Аккумуляторы для удержания груза

Еще одно преимущество аккумулятора заключается в том, что он сохраняет энергию для будущего использования. Возможно, вам нужно подавать давление в баллон в течение длительного периода времени, но вы не хотите, чтобы ваш насос работал на холостом ходу. Многие статические тесты похожи на это. Вы прикладываете нагрузку и оставляете ее там на часы или дни.

Добавление гидроаккумулятора позволит вам накапливать жидкость под давлением, а затем отключать насос. Вы также можете запрограммировать насос на повторное включение при слишком низком давлении в гидроаккумуляторе. Как только он зарядится, выключите его снова.

Аккумуляторы для малотоннажной техники

Наконец, вы можете использовать гидроаккумуляторы, чтобы уменьшить размер вашей гидравлической системы за счет использования преимущества малого рабочего цикла. Многие американские горки используют гидравлику для линейного ускорения, что требует высокого давления и расхода для их работы.

Традиционное решение — подобрать систему для давления и расхода, необходимых при запуске. Допустим, нам нужно 400 галлонов в минуту при 1500 фунтах на квадратный дюйм в течение 10 секунд. То есть 350 л.с.! И очень большая гидравлическая система.

При такой скорости потока и времени запуска нам нужно 67 галлонов на запуск. (Не беспокойтесь о математике или числах.)

Поскольку между запусками есть 2–3 минуты, мы можем использовать это время для накопления жидкости под давлением в аккумуляторе. Если мы планируем запускать 10 секунд каждые две минуты (130 с), мы можем снизить скорость потока до 31 галлона в минуту с упомянутых ранее 400 галлонов в минуту.Однако для того, чтобы вся нагнетаемая жидкость была выше 1500 фунтов на квадратный дюйм, нам нужно будет запустить насос до 2000 фунтов на квадратный дюйм. Тем не менее, это снижает мощность до 36 л.с.

Компоненты на этом этапе будут намного меньше, и с ними будет легче работать. Только шланги между гидроаккумуляторами и тягачом будут большими.

Как работает аккумулятор

Аккумулятор представляет собой стальной сосуд высокого давления с двумя камерами. Одна камера присоединена к водопроводу или шлангу гидравлического масла, а другая находится под давлением газа.

Секции разделены гибкой резиновой диафрагмой или поршнем, который скользит подобно гидравлическому цилиндру.

Для работы системы необходимо заправить камеру под давлением газа. Давление, до которого он заряжается, называется «давлением наддува».

Когда гидравлическое масло входит, другая сторона баллона или поршня будет двигаться к противоположной стороне, сжимая газ. Это движение не является линейным по мере увеличения давления, потому что газ сжимается.

Чем заряжать аккумулятор?

Большинство расширительных баков низкого давления, используемых в бытовых системах водоснабжения, заполнены сжатым воздухом. Это сделано потому, что сжатый воздух легко доступен в большинстве домашних хозяйств, а его давление относительно низкое, от 20 до 60 фунтов на квадратный дюйм (от 138 до 414 кПа).

Сжатый воздух — не лучший газ для этого применения, азот — это! Азот является наиболее распространенным компонентом нашей атмосферы, поэтому его легко усвоить. Он инертен, и это здорово, потому что он не взрывается, как кислород.Если он вытечет наружу, то для людей нет такого риска, как угарный газ или углекислый газ.

Азот также не содержит водяного пара. Стандартный воздух будет содержать пары воды и кислород. Это с комбинацией любой плесени или бактерий в воздухе (которые есть) запустит красивую чашку Петри в вашем аккумуляторе. Никто этого не хочет.

Кроме того, при колебаниях температуры водяной пар может конденсироваться, что приводит к непредсказуемой работе при более высоких давлениях.

По этим причинам гидроаккумуляторы заряжены азотом.

Определение давления наддува

Определение давления заряда аккумулятора — самая сложная часть использования аккумулятора. Скажу честно, потому что я тоже борюсь с этим.

Поскольку мы имеем дело со сжимаемым неидеальным газом, приведенный ниже расчет основан на эмпирических данных и не является точным. 95%, использованные в уравнении, — это рейтинг эффективности.

Уравнение аккумулятора

Где:

  • D — объем нагнетания
  • P 1 — давление заряда аккумулятора
  • P 2 — давление нагнетания
  • P 3 — давление в системе или максимальное давление, до которого заряжен аккумулятор, и
  • V — общий полезный объем аккумулятора.

Поскольку уравнение является эмпирическим, вы всегда должны проектировать с большей емкостью аккумулятора, чем требуется. По крайней мере, вы сможете немного увеличить давление в системе.

Степень сжатия

Накопитель имеет предел сжатия, основанный на физических ограничениях конструкции. Это называется степенью сжатия и определяется как давление в системе / давление наддува.

Для баллонных аккумуляторов это соотношение составляет 4: 1.Для поршневых аккумуляторов соотношение выше 6: 1. В случае превышения это может привести к разрыву поршня цилиндра или баллона

.

Минимальное давление

Чтобы предотвратить повреждение гидроаккумулятора, нам необходимо поддерживать минимальное давление на уровне давления наддува или выше. Благодаря этому в гидроаккумуляторе всегда остается немного масла, чтобы баллон или поршень не касались внутренних упоров. Это может быть или не быть требованием в зависимости от требований конкретного производителя.

Установка аккумулятора на стороне давления с компенсацией давления насоса является хорошим способом для поддержания минимального давления на аккумуляторе.

Это требование минимального давления предназначено только для нормального использования. Аккумулятор может работать без давления в целях транспортировки и технического обслуживания.

Раз уж мы затронули эту тему, я должен также упомянуть, что должен быть безопасный способ опорожнить гидроаккумуляторы от всего гидравлического давления для обслуживания. Это не должно быть ослабление штуцера и сбор масла в поддон.(Это опасно)

Хорошо, глубокий вдох. Мы пойдем немного глубже, чтобы лучше это понять.

Давайте посмотрим на график, чтобы дать визуальное представление о том, как аккумулятор ведет себя при нескольких давлениях заряда. Каждая линия имеет разное давление заряда, и все они перекрываются давлением заряда аккумулятора. Я выбрал аккумулятор емкостью 1 галлон, поэтому, если позже вам понадобится больший объем разряда, вы можете просто масштабировать размер аккумулятора.

Обратите внимание, что все линии сходятся при максимальном давлении системы (3000 фунтов на кв. Дюйм).Это потому, что в уравнении P 2 равно P 3 , и члены сокращаются.

Кривая — это то место, где существует сложность выбора давления наддува, чтобы сделать это простым способом с примерами.

Давление наддува расширительного бака

В случае, если мы защищаем систему от гидроудара, мы можем добавить к рассматриваемой линии расширительный бак (небольшой аккумулятор).

Наше желание — добиться значительного изменения объема при очень небольшом изменении давления.Это будет почти вертикальная линия на графике, и очевидным выбором будет давление заряда 250 фунтов на квадратный дюйм.

Мы можем даже захотеть пойти с меньшим давлением, но если у вас нет заряда, объем может расшириться при слишком низком давлении и не будет работать по назначению. Другая опасность заключается в том, что вы нарушите степень сжатия 4: 1 или 6: 1.

Давление наддува для удержания груза

Приложения

для удержания нагрузки довольно распространены и обычно не требуют большого потока, поскольку положение не меняется.Большая часть потери жидкости будет из-за внутренней утечки в распределительные клапаны.

Для этого типа системы потребуется высокое давление наддува . Скажем, наше приложение зарядит аккумулятор до 2500 фунтов на квадратный дюйм и отключит насос. Наша нагрузка должна удерживаться на уровне 2500 фунтов на квадратный дюйм. (Нам понадобится редукционный клапан для поддержания необходимого давления.)

На приведенном выше графике, если я использую давление наддува 500 фунтов на квадратный дюйм, я могу хранить только около 7 в 3 жидкости между 2500 фунтов на квадратный дюйм и 3000 фунтов на квадратный дюйм.Не достаточно близко для большинства требований.

Однако, если я изменю давление наддува на 2500 фунтов на квадратный дюйм, теперь я могу хранить около 37 в 3 ; невероятная разница.

Теперь, если мы немного изменим наши требования, мы сможем получить больше преимуществ. Я хочу, чтобы моя нагрузка составляла 2000 фунтов на квадратный дюйм. Если давление заряда моего аккумулятора по-прежнему составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм, но я подаю на аккумулятор только 2500 фунтов на квадратный дюйм, я увеличиваю объем нагнетания.

Чтобы рассчитать это, нам нужно увидеть, какой объем доступен при каждом давлении.При 2000 фунтах на квадратный дюйм в 3 73,2; у 2500, у 3 29,3. Доступный разряд составляет 43,9 дюйма 3 (73,2 — 29,3).

Определение давления наддува для гидроаккумуляторов с малым рабочим циклом

В приведенном выше примере линейного ускорения американских горок мы продемонстрировали, как длительные периоды отдыха можно использовать для постоянного хранения жидкости для внезапного выброса. Основным преимуществом этого было меньшее количество компонентов и более высокий уровень загрузки системы.

Чтобы эти приложения были успешными, вы хотите, чтобы ваша функция работала при более низком давлении. Я рекомендую проектировать вашу систему так, чтобы давление в ней составляло менее 50%. Это будет не более 1500 фунтов на квадратный дюйм для системы 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Для этого приложения вы также хотите, чтобы давление наддува соответствовало расчетному давлению функций. В примере с линейным ускорением аккумулятор должен быть заряжен до 1500 фунтов на квадратный дюйм, чтобы обеспечить наилучшую производительность.

Как давление в системе влияет на объем

В системе, которой требуется 67 галлонов для выполнения определенной функции, давление в системе перед сбросом зависит от размера необходимого аккумулятора.При давлении 1500 фунтов на квадратный дюйм доступно 109,7 дюйма из 3 .

В таблице ниже показано, каким будет разряд для аккумулятора, заряженного до 1500 фунтов на кв. Дюйм при различных рабочих давлениях.

Давление
(фунт / кв. Дюйм)
Напор
(дюйм 3 )
Доступный напор
(дюйм 3 )
Необходимый размер
(галлон)
2000 54,9 54,8

282
2500 21.9 87,8 176
3000 0 109,7 141

На первый взгляд кажется, что рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм имеет наибольший смысл, потому что дополнительное давление 1000 фунтов на квадратный дюйм , Я могу уменьшить размер аккумулятора вдвое. Довольно мило.

В небольших системах, вероятно, имеет смысл использовать более высокое давление. Однако в больших системах работа при более высоком давлении может быть нерентабельной из-за затрат на электроэнергию и компоненты.

Могу ли я заряжаться до давления выше, чем давление в моей системе?

Короткий ответ — нет. Как упоминалось ранее, гидравлическое давление всегда должно быть не ниже давления наддува. Это необходимо для предотвращения внутреннего повреждения поршня или баллона.

Так как это относится к минимальному рабочему давлению, оно должно быть таким же для максимального рабочего давления.

Заключение

Проанализировав три случая использования аккумулятора, мы определили, что давление заряда аккумулятора различно для каждого использования.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Более высокие давления наддува необходимы для ситуаций с удержанием нагрузки, а приложения с низкими рабочими циклами будут работать при среднем давлении.

Связанные

Руководство по пониманию и обслуживанию гидроаккумуляторов

Гидравлические аккумуляторы есть почти на каждом промышленном предприятии. В большинстве заведений их несколько, но их часто неправильно понимают.Аккумуляторы могут быть самыми опасными гидравлическими компонентами мельницы не потому, что они опасны по своей природе, а из-за отсутствия понимания. Все гидроаккумуляторы, независимо от их назначения, накапливают энергию, поэтому к ним следует относиться с уважением.


Зарядная установка должна быть
используется для предварительной зарядки аккумулятора.

Функции аккумулятора

Гидравлический аккумулятор используется для одной из двух целей: либо для очень быстрого увеличения объема системы, либо для поглощения ударов.Какую функцию он будет выполнять, зависит от его предварительной зарядки. Если гидроаккумулятор будет использоваться для увеличения объема системы, его предварительная зарядка должна быть несколько ниже максимального давления в системе, чтобы в него могло попасть масло. Если гидроаккумулятор будет использоваться для амортизации ударов, его необходимо предварительно зарядить до максимального давления в системе, чтобы в нем было мало или совсем не было масла.

Предварительная зарядка аккумулятора

Аккумулятор обычно предварительно заряжается сухим азотом. Азот не вступает в неблагоприятную реакцию с гидравлическим маслом под давлением, и, поскольку он составляет почти 78 процентов атмосферы Земли, это самый дешевый газ, который можно безопасно использовать.Следующим по количеству инертным газом является аргон, который составляет менее 1 процента земной атмосферы.

Ни при каких обстоятельствах нельзя предварительно заряжать аккумулятор кислородом или воздухом. Если сжатый кислород или воздух встречает даже небольшое количество любого углеводорода, он может бурно отреагировать, что приведет к взрыву, пожару, травмам персонала и материальному ущербу. На аккумуляторе должна быть наклейка с предупреждением о недопустимости предварительной зарядки любым газом, кроме азота. Новые аккумуляторы идут с такими наклейками, но они часто соцарапаны или закрашены.

Для предварительной зарядки аккумулятора следует использовать зарядную установку. Предварительная зарядка должна выполняться без масла в гидроаккумуляторе. Сбросьте давление на входе в гидроаккумулятор. У большинства гидроаккумуляторов есть сливной клапан, который можно открыть для слива масла в бак. Навинтите зарядную установку на клапан Шредера гидроаккумулятора и поверните рукоятку газового патрона по часовой стрелке, чтобы нажать на штифт. Текущая предварительная зарядка может быть считана на зарядном устройстве.


Если предварительная зарядка слишком высока,
Баллон в баллонном аккумуляторе
может ударить по тарельчатому клапану,
в результате чего порезался мочевой пузырь
или чрезмерный износ
тарельчатая пружина.

Если предварительная зарядка слишком высока, спускной клапан на зарядной установке может быть открыт для выпуска азота в атмосферу до тех пор, пока предварительная зарядка не упадет до рекомендованного уровня. Если предварительная зарядка слишком низкая, зарядная установка поставляется со шлангом для подсоединения ее к баллону с азотом. Подключив баллон с азотом, откройте клапан на баллоне и медленно добавляйте азот, пока предварительная зарядка не достигнет желаемого уровня.

Правильная предварительная зарядка зависит от области применения и типа аккумулятора.Большинство гидроаккумуляторов бывают баллонного, поршневого или диафрагменного типа. Следуйте всем рекомендациям производителя оригинального оборудования (OEM), если они доступны. В противном случае можно оценить правильную предварительную зарядку.

Когда гидроаккумулятор используется для измерения объема, например, для включения тормоза в случае сбоя питания, для увеличения производительности насоса или для поддержания постоянного давления в системе, большинство производителей рекомендуют предварительно заряжать баллонный аккумулятор. 80 процентов минимально допустимого давления и поршневой аккумулятор на 100 фунтов на квадратный дюйм (psi) ниже минимального давления.К сожалению, во многих случаях заводское давление предварительной зарядки недоступно, а минимально допустимое давление неизвестно. В этом случае предварительная зарядка до 50 процентов максимального давления в системе обычно дает приемлемый результат.


Если баллонный аккумулятор теряет заряд,
мочевой пузырь можно протолкнуть к
верх оболочки и становится
разорванный
Узел клапана Шредера.

Самая частая причина выхода из строя аккумулятора — слишком высокая предварительная зарядка.Если предварительный заряд выше, чем должен быть, баллон в баллонном аккумуляторе будет ударять по узлу тарелки клапана во время каждого цикла, вызывая либо разрезание баллона, либо чрезмерный износ пружины в тарелке. В поршневых гидроаккумуляторах слишком высокая предварительная зарядка может повредить поршень и помешать ему удариться о дно в каждом цикле. Слишком низкая предварительная зарядка (или увеличение давления в системе без компенсирующего увеличения предварительной зарядки) также может привести к рабочим проблемам, таким как снижение скорости и сваливание.Это может даже привести к повреждению аккумулятора.

В общем, лучше занижать, чем завышать. Однако баллонный аккумулятор, который потерял весь или большую часть своего заряда, может быть раздавлен в верхней части корпуса и разорван клапаном Шредера в сборе.

Добавление объема

В объемных гидроаккумуляторах есть сбросная линия для сброса давления при отключении системы. Предварительную зарядку можно проверить без зарядного устройства, наблюдая за падением манометра, когда система выключена и разгрузочная линия открыта.Датчик будет медленно опускаться, потому что линия разгрузки обычно уменьшена, чтобы избежать турбулентности в резервуаре. Когда манометр достигнет текущего значения предварительного заряда аккумулятора, он сразу упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм.

Это также хороший способ узнать, открылся ли автоматический сбросной клапан должным образом. Когда система выключена, если манометр сразу упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм без постепенного падения сначала, вполне вероятно, что манометр изолирован от аккумулятора, и будет ли происходить разгрузка аккумулятора, будет неизвестно.


Масло проходит мимо
поршневые уплотнения
в поршневом гидроаккумуляторе,
вытесняя азот.

Амортизация

Когда аккумулятор используется для амортизации, нежелательно, чтобы в аккумуляторе было много масла, если оно вообще было во время работы. Аккумулятор будет быстрее реагировать на скачки давления, если процесс сжатия уже начался. По этой причине обычно рекомендуется предварительно заряжать гидроаккумуляторы примерно на 100 фунтов на кв. Дюйм ниже максимального давления нагрузки привода, который он защищает.

Не рекомендуется использовать поршневой аккумулятор для амортизации ударов. Баллонные и диафрагменные гидроаккумуляторы более отзывчивы, потому что им не нужно преодолевать статическое трение поршневого уплотнения, а масса поршня не требует ускорения или замедления.


Горизонтальная установка поршневого гидроаккумулятора
вызывают более быстрый износ поршневых уплотнений.

Поршневой гидроаккумулятор похож на гидроцилиндр без штока.Он предварительно заправлен азотом и не содержит масла на дне. Когда система находится под давлением, азот сжимается, так как нижняя часть аккумулятора заполняется маслом. Давление азота соответствует давлению в системе, поэтому при любом снижении давления в системе гидроаккумулятор будет сливать масло в систему. Таким образом, гидроаккумулятор будет дополнять насос во время частей цикла, когда системе требуется больший поток, чем может обеспечить насос.

Со временем масло будет проходить через уплотнения поршня, вытесняя азот вверху.Первым признаком этого является увеличение давления предварительной зарядки, когда азот не добавляется. Из-за обводимого сверху масла ход поршня уменьшается. Давление в системе падает, могут наблюдаться срывы, а поршень может быть поврежден из-за многократных ударов по дну гидроаккумулятора.

Масло можно удалить из верхней части аккумулятора, прикрепив заправочную установку и открыв спускной клапан, когда система находится под давлением, удалив весь азот и масло. Когда масло перестает выходить, поршень находится вверху.Затем система может быть отключена, сливной клапан открыт для слива масла снизу, и предварительная зарядка восстановлена, восстанавливая уменьшенную емкость аккумулятора. Если масло не перестает выходить из спускного клапана, поршень сильно изношен и его необходимо заменить.


Если баллонный аккумулятор установлен горизонтально,
между мочевым пузырем и оболочкой может образоваться полость,
в результате чего жидкость может попасть в ловушку.

Монтаж аккумулятора

Как правило, аккумуляторы лучше всего устанавливать в вертикальном положении с помощью монтажного кронштейна примерно на две трети высоты корпуса.Установка поршневого гидроаккумулятора в горизонтальном направлении приведет к более быстрому износу поршневых уплотнений. Баллонные гидроаккумуляторы также могут быть повреждены, если они установлены горизонтально. Помимо неравномерного износа баллона, жидкость может задерживаться вдали от выпускного отверстия, если между баллоном и оболочкой образуется полость. Мембранные аккумуляторы обычно можно устанавливать в любом положении.

Проверка аккумуляторов

Гидравлические аккумуляторы следует тщательно проверять визуально не реже одного раза в год, чаще в средах, неблагоприятных для стали.Убедитесь, что на краске нет пятен ржавчины или трещин. Ищите незакрепленные точки крепления, изношенную резину и любые признаки движения во время работы. Проверить герметичность всей арматуры. Не реже одного раза в пять лет аккумулятор следует выводить из эксплуатации и проводить гидроиспытания. Наконец, никогда не пытайтесь ремонтировать корпус аккумулятора. Если есть какие-либо нарушения, оболочку следует выбросить и заменить.

3 способа уменьшения гидравлического удара

Гидравлический удар возникает, когда масло быстро начинает или перестает течь в гидравлической системе.Расход масла в напорном трубопроводе систем ниже 3000 фунтов на квадратный дюйм, как правило, 15-20 футов в секунду. В системах с давлением выше 3000 фунтов на квадратный дюйм скорость потока может достигать 30 футов в секунду. Удар также может возникать при воздействии внешней силы на гидроцилиндр или двигатель.

В отличие от воздуха гидравлическое масло обычно считается несжимаемым. Масло сжимается только на половину процента при давлении 1000 фунтов на квадратный дюйм. Когда в системе происходит скачок давления, давление может увеличиваться в четыре или пять раз по сравнению с нормальным рабочим давлением.Поскольку средняя продолжительность скачка разряда составляет 25 миллисекунд, манометр не может среагировать достаточно быстро, чтобы дать точные показания. Датчики давления обычно используются для регистрации скачков давления.

Скачки удара, которые не были должным образом демпфированы или поглощены, могут привести к утечке и повреждению линий и компонентов в системе. В этой статье будут рассмотрены три способа уменьшения гидравлического удара.


Рисунок 1. Баллонный аккумулятор

Установить аккумулятор

Гидроаккумулятор предварительно заряжен сухим азотом.Разделительное устройство определенного типа, такое как поршень, баллон или диафрагма, используется для отделения азота от гидравлического масла внутри гидроаккумулятора. Для поглощения ударов рекомендуется использовать баллонный (рис. 1) или диафрагменный тип. Оба этих аккумулятора содержат резиновые элементы, которые будут сжиматься, когда гидравлическое давление поднимется выше уровня предварительной заправки сухим азотом. В зависимости от системы, гидроаккумулятор должен быть предварительно заряжен от 100 фунтов на квадратный дюйм ниже до 200 фунтов на квадратный дюйм выше максимального рабочего давления в системе.Аккумуляторы, которые используются для разряда, могут быть небольшого размера, обычно от одной кварты до одного галлона.

Аккумулятор следует устанавливать как можно ближе к месту возникновения скачка удара. Например, если скачок давления происходит, когда цилиндр полностью выдвигается, аккумулятор следует устанавливать рядом с отверстием, соединенным со стороной полного поршня цилиндра.

Аккумуляторы часто используются для поглощения больших скачков потока в обратных линиях. В этом случае предварительная зарядка должна быть ниже, чем максимальное номинальное давление любых обратных фильтров или теплообменников, расположенных ниже по потоку.Каждый раз, когда аккумулятор используется в напорной линии, автоматический и / или ручного клапана сброса давления должен быть установлен, чтобы удалить воздух из гидравлического давления вниз до нуля, когда система выключена.


Рисунок 2. Двухступенчатый распределитель

Добавить дроссели с направляющим клапаном

Типичный двухступенчатый гидрораспределитель с электромагнитным управлением показан на рис. 2. Клапан содержит пилотные дроссели, которые расположены в блоке между пилотным клапаном вверху и главным золотником внизу.Блок включает в себя два регулятора расхода, соединенных по принципу дозирования, и два перепускных обратных клапана. Когда один из соленоидов пилотного клапана находится под напряжением, управляющее давление передается через один из внутренних обратных клапанов на одну сторону главного золотника.

Когда золотник перемещается, масло в пилотной полости на противоположной стороне течет через регулятор потока и обратно в резервуар через пилотный клапан. Настройка регулятора потока определяет скорость смещения главного золотника.Позволяя золотнику постепенно перемещаться, объем насоса постепенно передается через клапан в систему.

Несколько лет назад меня попросили проконсультироваться с заводом по производству ориентированно-стружечных плит в Миннесоте по поводу снижения ударов при горячем прессе. Линии неоднократно приваривались из-за утечки, возникшей из-за скачков давления. В прессе использовалось восемь лопастных насосов производительностью 109 галлонов в минуту для подачи большого количества масла для закрытия пресса. Направляющие клапаны, подобные показанному на рисунке 2, использовались для направления объема насосов обратно в резервуар, когда он находится в режиме холостого хода и когда в гидроцилиндрах больше нет необходимости.

Когда была дана команда закрыть пресс, это прозвучало так, будто восемь кувалд ударили по резервуару. После закрытия пресса и обесточивания соленоидов в линиях возникла огромная вибрация и сотрясения. Это произошло из-за быстрой смены направления потока от насосов. Объем насосов вместо того, чтобы попасть в пресс, быстро менял направление и возвращался в резервуар через клапаны сброса. На регулировку пилотных заслонок всех восьми насосов ушел целый день.В конце дня насосы плавно входили и разгружались.

Пилотные дроссели считаются дополнительным оборудованием на распределителях. На клапанах, у которых их нет, после подачи питания на соленоид пилотного клапана давление в пилотном клапане будет перенесено для смещения главного золотника с очень высокой скоростью. Это позволяет насосу немедленно проходить через клапан, что вызывает скачок удара. Пилотные дроссели можно легко добавить к существующим клапанам, используя более длинные болты для крепления пилотного клапана и блока к корпусу главного золотника.

Используйте предохранительные клапаны Crossport

Перекрестные предохранительные клапаны обычно используются с гидравлическими двигателями, когда необходимо относительно быстро остановить груз. Основные проблемы с перекрестными предохранительными клапанами заключаются в том, что они обычно не входят в систему, устанавливаются слишком высоко или устанавливаются слишком далеко от двигателя. На рисунке 3 показана типичная схема с направленным клапаном с закрытым центром, двумя перекрестными предохранительными клапанами и гидравлическим двигателем.

Перепускные клапаны с поперечным сечением выполняют две функции в гидравлической системе: они поглощают первоначальный скачок удара, который возникает, когда масло впервые подается для приведения в действие двигателя, и останавливают двигатель, когда направляющий клапан обесточен.

Перекрестные предохранительные клапаны должны быть настроены на 200-400 фунтов на квадратный дюйм выше максимального давления, необходимого для привода двигателя. На рис. 4 соленоид «A» распределительного клапана находится под напряжением, чтобы направить объем насоса к двигателю. Как только давление на мгновение повысится до настройки клапана «2А», золотник откроется и направит жидкость под давлением через направляющий клапан обратно в резервуар. Когда давление упадет ниже значения «2A», золотник клапана закроется, и двигатель начнет вращаться.

Когда соленоид направляющего клапана обесточен, чтобы остановить двигатель, золотник клапана переместится в закрытое центральное положение (Рисунок 5). Двигатель будет продолжать вращаться из-за инерции движущейся нагрузки и на мгновение превратится в гидравлический насос, подающий масло к выходному отверстию. Давление будет расти до тех пор, пока не будет достигнуто значение перекрестного предохранительного клапана «2B». Затем клапан «2B» откроется и направит поток масла обратно во впускное отверстие двигателя. Настройка пружины «2B» определяет, насколько быстро двигатель остановится.

Если вы испытываете проблемы с ударами и утечками в контурах гидравлического двигателя, сначала убедитесь, что кросс-портальные предохранительные клапаны расположены в системе. Я видел некоторые системы, в которых они не использовались, что позволяло снимать ударную нагрузку в линиях, шлангах и фитингах, что приводило к утечке. Во-вторых, убедитесь, что перекрестные предохранительные клапаны правильно настроены. Когда возникает проблема в гидравлической системе, обычно первым делом нужно увеличить давление. В-третьих, перекрестные предохранительные клапаны должны располагаться как можно ближе к гидромотору.

На фанерном заводе в Северной Каролине возникла проблема с отсоединением вала двигателя от гидравлического двигателя вращающегося бревна. Когда бревна спускались по конвейеру, двигатель вращался и отбрасывал бревна с конвейера на подающий конвейер к токарному станку. При осмотре перекрестные предохранительные клапаны были обнаружены в блоке под направляющим клапаном, который был установлен на расстоянии 30 футов от двигателя. Рядом с двигателем был установлен дополнительный комплект крестовых предохранительных клапанов, что исключало срезание валов двигателя.

Точно так же, используя эти три средства, вы можете значительно уменьшить гидравлический удар в ваших системах и помочь устранить утечку масла на вашем предприятии.

ловушек, которых следует избегать при использовании гидроаккумулятора в гидравлическом коллекторе

Гидравлические аккумуляторы широко используются в мобильных системах в баллонном, диафрагменном и поршневом форматах.Применения для управления подвеской и плавностью хода привели к увеличению количества небольших аккумуляторов, устанавливаемых непосредственно на подсистемы коллектора картриджей. Их многочисленные применения включают аварийное хранение, компенсацию утечек, амортизацию и снижение шума. Хотя всегда рекомендуется проконсультироваться с производителем при интеграции гидроаккумулятора в коллектор, но принятие во внимание следующих параметров может помочь вам избежать системных проблем.

Учет высоких температур

Влияние высоких температур и рабочего цикла в некоторых мобильных приложениях легко не заметить.В то время как OEM обычно берет на себя ответственность за выбор гидроаккумулятора, проектировщик гидравлической подсистемы может быть первым портом, когда что-то пойдет не так. Так что лучше быть вооруженным.

Есть несколько причин, по которым нормальная температура газа недооценена. На температуру газа влияют окружающий воздух, окружающая среда и скорость заряда / разряда. Следовательно, игнорирование любого из этих факторов увеличит ваши шансы на сбой системы:

  • Окружающая среда поршневого аккумулятора может быть больше связана с атмосферной температурой

  • Окружающая среда в баллоне или мембранном гидроаккумуляторе может больше зависеть от температуры жидкости

  • Жидкость на мембране гидроаккумулятора может плохо циркулировать в системе, что еще больше увеличивает температуру.

  • При быстрой зарядке температура газа повышается. Через некоторое время температура стабилизируется, но это зависит от того, насколько быстрой была скорость зарядки и как скоро начнется следующий цикл.

  • Местоположение аккумулятора также может быть невинно изменено после завершения испытаний машины.

Первое общее правило при установке гидроаккумулятора в a — давление предварительной зарядки должно быть на 10% ниже минимального рабочего давления. Не надейся на это.

Производитель гидроаккумулятора обычно устанавливает это давление на уровне 20 ° C, если не указано иное. Имейте это в виду для мобильных приложений, где автомобили могут находиться при высоких температурах окружающей среды, при высокой температуре жидкости или где аккумулятор находится рядом с моторным отсеком или выхлопной системой.

Высокая предварительная зарядка лучше всего подходит для оптимального хранения, но при повышении температуры это давление (P0) может превысить минимальное рабочее давление P1.

Результат:

  • Расчетный хранимый объем значительно уменьшен

  • Увеличивается частота цикла перезарядки, что приводит к дальнейшему повышению температуры и, следовательно, «фиксации» режима отказа

  • Разгрузочный клапан выходит из строя из-за чрезмерного цикла.

  • Повреждение может произойти, если баллон неоднократно ударяет по отверстию порта. (LS10-41 может использоваться для защиты от таких сбоев в критических приложениях)

Типовой мембранный гидроаккумулятор

Расчеты:

Отношение P * V / T может быть использовано, чтобы показать это, где V является постоянным (объем предварительной зарядки всегда является объемом аккумулятора). Помните, что T — это градусы Кельвина, поэтому 20 c = 293 градуса K.

Например, если температура газа повышается до 60 ° C, давление предварительной зарядки повышается на 333/293, то есть на 13,65%. Это нарушает зону минимального рабочего давления, поэтому система выйдет из строя, если предварительная зарядка была произвольно установлена ​​на 10% ниже минимального рабочего давления. Поэтому предварительную зарядку следует указывать при более высокой температуре или уменьшать для компенсации повышения температуры. Используйте это соотношение как быструю проверку (Множитель предварительной зарядки = (максимальная температура, градус Цельсия +273) / (20 градусов Цельсия +273)

Следовательно, отклонение больше при более высоких температурах газа.На всякий случай легко установить более низкую предварительную зарядку, но это значительно уменьшает доступный хранимый объем. Схема ниже показывает практический пример, в котором может потребоваться ряд операций разблокирующего цилиндра 1 и 2 в случае отказа насоса / двигателя. В боковых обозначениях показаны все расчеты, в том числе с учетом повышения температуры. Электромагнитные клапаны с малой утечкой, такие как SV38-38, и тарельчатые клапаны с измерением нагрузки типа SVCL идеально подходят для этих целей, чтобы минимизировать утечку.

Цепь аккумулятора низкой утечки (чтобы загрузить эту схему, нажмите здесь.)

Разгрузочный клапан UP10-31 имеет дополнительные соотношения нагрузка / разгрузка 60%, 70% и 80%, что обеспечивает универсальность для коррекции неожиданных экстремальных температур, когда фиксированные реле перепада давления могут привести к более частой цикличности.

Рабочий цикл и увеличение дифференциала от P3 до P2:

Не забывайте учитывать срок службы аккумуляторных батарей. Легко недооценить, насколько быстро можно выполнить 100 000 циклов.Это может произойти намного раньше, чем предполагалось, из-за неправильного расчета, если не было учтено повышение температуры или если внутренние утечки могут увеличиваться с возрастом системы. Различные передаточные числа клапана UP10-31 позволяют оптимизировать систему для минимального количества циклов. Реле фиксированного перепада давления могут привести к увеличению продолжительности цикла.

Обратный клапан выдержки и температура установления:

Хороший обратный клапан с малой утечкой, такой как CVXX-20, важен для увеличения времени цикла.Когда система заряжается достаточно быстро, температура газа повышается, а затем экспоненциально возвращается к температуре окружающей среды (если оставить ее достаточно долго). Таким образом, в течение этого периода удерживаемое давление будет падать (без утечки в системе). Этот эффект часто упускается из виду, и удерживающий обратный клапан может быть неправильно диагностирован как негерметичный. Уменьшение скорости заряда облегчает этот симптом и дольше удерживает более высокое давление.

Обсуждаемые выше концепции никоим образом не являются единственными вещами, которые следует учитывать при применении аккумуляторов в коллекторе, но они являются хорошей отправной точкой.

Об авторе:

Джим Итон (Jim Eaton) — инженер по применению в HydraForce LTD в Великобритании. Он занимается проектированием гидравлических систем более 30 лет.

Гидравлические основы, поиск и устранение неисправностей, фильтры и аккумуляторы

Общее, что нужно запомнить

  1. Закон Паскаля — Давление, оказываемое на одну точку или область жидкого тела, немедленно распространяется на все части тела и действует с одинаковой интенсивностью.
  2. Давление всегда стремится переместить жидкость из точки высокого давления в точку низкого давления.
  3. Давление, действующее на область, становится силой. Равные силы, действующие в прямом противодействии друг другу, нейтрализуют или нейтрализуют друг друга.
  4. Падение давления на отверстии необходимо, чтобы вызвать поток. Нет падения давления = нет потока. Насосы не создают давления, только поток. Ограничения потока создают давление. Масло течет по пути наименьшего ограничения.
  5. Гидравлическое масло практически не сжимается — 0,4% при 1000 фунт / кв. Дюйм, 1,1% при 3000 фунт / кв. Дюйм по объему.
  6. Масло, необходимое для перемещения цилиндра — Площадь поршня x ход.
  7. 231 дюйм3 = 1 галлон
  8. 2,5 фута масла = 1 фунт / кв. Дюйм

Информация по поиску и устранению неисправностей

Причины негерметичности штока цилиндра:
  • чистота при установке
  • зазубрины и порезы на стержне
  • неправильная смазка
  • перетяжка сальника
  • перевернутое уплотнение
  • Загрязнение, особенно во время втягивания штока (требуется сильфон в грязной среде)
  • химическая и тепловая деструкция
Эффекты высокого содержания воздуха в гидравлическом масле:
  • губчатый ответ
  • повышенная тепловая нагрузка (при сжатии температура воздуха увеличивается)
  • окисление и термическое разложение масла
  • пониженная вязкость масла
  • кавитационная коррозия
  • высокий уровень шума
  • снижение КПД

Масляная фильтрация

  • Необходимо отфильтровать масло прямо из новой бочки для использования с пропорциональными клапанами, так как оно недостаточно чистое.
  • Используйте фильтры 6–12 микрон на стороне подачи масла к пропорциональным клапанам.
  • Используйте фильтры 25 микрон на обратном трубопроводе в резервуар.
  • Фильтры с аварийной сигнализацией должны срабатывать, когда на фильтрах падает 90% нормального падения давления. Если перепад давления слишком велик, масло будет проходить в обход фильтра и загрязнять всю систему.
  • При вводе новых фильтров в эксплуатацию всегда стравливайте воздух перед установкой крышки.
  • Использование нескольких фильтров при последовательном уменьшении размера фильтра значительно увеличивает общий срок службы фильтра.

Основы аккумулятора

Аккумуляторы в гидравлических контурах используются для нескольких целей — для гашения гидравлических пульсаций, ударов и шума и / или для создания резервуара для сбора воды, когда движения привода превышают производительность насоса или системы подачи. Типы аккумуляторов включают баллонную, мембранную и поршневую.

Аккумуляторы часто упускаются из виду при обычном техническом обслуживании. Их следует проверять не реже одного раза в год. Чтобы проверить давление наддува гидроаккумулятора, необходимо отключить подающий насос и сбросить давление в системе на гидроаккумуляторе.

Специальное соединение расположено в верхней части гидроаккумулятора (гидроаккумуляторы всегда должны устанавливаться вертикально, чтобы уменьшить износ баллона).

Давление в гидроаккумуляторе зависит от его функции во время работы. Для уменьшения вибрации / ударов давление в гидроаккумуляторе должно составлять примерно 60% минимального рабочего давления. В целях резервного расхода давление приближается к 90% минимального рабочего давления. Чем меньше заряд аккумулятора, тем больше в нем свободного масла.

Аккумуляторы заправлены азотом. Никогда не используйте воздух или кислород для зарядки аккумуляторов любого типа, так как они могут создать взрывоопасную атмосферу под давлением.

Наконец, быстрый способ проверить заряд аккумулятора — отключить подающий насос. Если гидроаккумулятор остается заряженным, медленно откройте сливной клапан и наблюдайте за скоростью снижения давления. Когда давление внезапно падает до нуля, это предварительная зарядка аккумулятора.

Для получения дополнительной информации об улучшении работы ваших гидравлических систем свяжитесь с вашим представителем Valmet.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.