Гидравлическая стрелка принцип работы: Гидравлическая стрелка — для чего нужна и как работает

Содержание

Гидрострелки для систем отопления. Принцип работы

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

Назначение гидрострелки, зачем нужна гидрострелка

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

Рисунок 1

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

Конструктивная схема и принцип работы гидрострелки

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

Рисунок 2

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

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

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

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

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

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

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

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

Описание процессов происходящих в гидравлическом разделителе (гидрострелке).

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

Т1 – температура подачи от котла,

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

Т3 – температура подачи в систему отопления,

Т4 – температура возврата из системы отопления,

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

Вариант 1

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

Qp=Qs тогда Т13; Т24

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

Вариант 2

Qp<Qs тогда T1>T3; T2=T4

Производительность котлового насоса меньше, чем суммарная производительность насосов в системе отопления (работающих одновременно). Система отопления потребляет теплоносителя больше, чем может «предложить» котловой насос, в результате происходит захват дополнительной жидкости в систему отопления из ее же возвратной магистрали, то есть уже с низкой температурой. В котел возвращается теплоноситель той же температуры, как в «обратке» системы отопления (T

2=T4). Такой режим работы в максимальной мере использует мощность котла (котел работает на максимуме своей мощности), а здание «недополучает» требуемое тепло. К тому же может возникнуть большая разница температуры между подачей и «обраткой» котла (T1 и T2), что негативно сказывается на ресурсе его работы.

Вариант 3

Qp>Qs тогда T1=T3; T2>T4

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

Что такое гидрострелкаМастер водовед

05 октября 2013г.

Нередко, на страницах интернет-ресурсов, можно встретить очень сжатое, написанное только техническими терминами, описание гидрострелки. Мы в этой статье постараемся раскрыть, что такое гидрострелка и зачем она нужна.

Гидрострелка — применяется для гидравлического разделения потоков. Таким образом, гидравлический разделитель это некий канал между контурами, который позволяет сделать динамически независимые контуры для передачи движения от теплоносителя. Чаще в интернете используют официальное название:

гидрострелка гидравлический разделитель.

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления

В системе отопления, гидрострелка — это связующее звено между двумя отдельными контурами по передаче тепла и она полностью нейтрализует динамическое влияние между контурами. У нее есть два назначения:

  • первое — она исключает гидродинамическое влияние, при отключении и включении некоторых контуров в системе отопления, на весь гидродинамический баланс. Например, при использовании радиаторного отопления, теплых полов и нагрева бойлера, имеет смысл разделять каждый поток на отдельный контур, для исключения влияния друг на друга.(смотрите)
  • второе — при небольшом расходе теплоносителя — она должна получить большой расход для второго, искусственно созданного контура. Например, при использовании котла с расходом 40 л/мин, система отопления получается по расходу больше в 2-3 раза (расходует 120 л/мин). В таком случае целесообразно первый контур установить контуром котла и систему развязки отопления установить вторым контуром. Вообще, разгонять котел больше чем предусматривается производителем котла экономически нецелесообразно, в таком случае увеличивается и гидравлическое сопротивление, оно либо не дает необходимый расход, либо увеличивает нагрузку движения жидкости, это приводит к повышенному энергопотребления насоса.

По какому принципу работает гидрострелка

Циркуляция теплоносителя в первом контуре создается при помощи первого насоса. Вторым насосом создается циркуляция через гидрострелку во втором контуре. Таким образом теплоноситель перемешивается в гидрострелке. Если расход в обоих контурах у нас одинаковый, то теплоноситель беспрепятственно проникает из контура в контур, создавая как бы единый, общий контур. В таком случае не создается вертикального движения в гидрострелке или это движение приближено к нулю. Если расход во втором контуре больше чем в первом, то в гидрострелке происходит движение теплоносителя снизу вверх и при увеличенном расходе в первом контуре — сверху вниз.

Рассчитывая и настраивая гидрострелку, нужно добиться минимального вертикального движения. Экономический расчет показывает, что это движение не должно превышать 0.1 м/с.

Зачем снижать вертикальную скорость в гидрострелке? 

Гидрострелка служит и как отстойник мусора в системе, при малых вертикальных скоростях мусор постепенно оседает в гидрострелке, выводясь из системы отопления.

Создание естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке, таким образом холодный теплоноситель уходит вниз, а горячий устремляется вверх. Таким образом создается необходимый температурный напор. При использовании теплого пола, можно в второстепенном контуре получить пониженную температуру теплоносителя, а для бойлера более высокую, обеспечив быстрый нагрев воды.

Уменьшение гидравлического сопротивления в гидрострелке,

Выделение из теплоносителя микроскопических пузырьков воздуха, тем самым выводя его из системы отопления через автовоздушник.

Как узнать, что нужна гидрострелка

Как правило, гидрострелку ставят в домах, площадь которых более 200 кв.м., в тех домах где сложная система отопления. Там где используется распределение теплоносителя на несколько контуров. Такие контура желательно делать независимыми от других в общей системе отопления. Гидрострелка позволяет создать идеально стабильную систему отопления и распространять тепло по дому в нужных пропорциях. При использовании такой системы распределение тепла по контурам становится точным и отклонения от настроенных параметров исключены.

Преимущества использования гидрострелок.

Защита чугунных теплообменников исключая тепловой удар. В обычной системе, без использования гидрострелки, создается резкое повышение температуры, при отключении некоторых веток и последующий приход уже холодного теплоносителя. Гидравлическая стрелка дает постоянный расход котла, уменьшая разницу температур между подачей и обраткой.

Повышается долговечность и надежность котельного оборудования за счет стабильной работы без перепадов температуры.

Отсутствие разбалансированности и создание гидравлической устойчивости системы отопления. Именно гидрострелка позволяет увеличить дополнительный расход теплоносителя, что очень трудно добиться установкой дополнительных насосов.

Принцип работы гидравлической стрелки видео 

принцип работы в системе и назначение

Сложные системы отопления дома требуют тщательной регулировки общей сети и отдельных приборов. Для объединения узловых соединений в одну магистраль, обеспечения правильного режима работы применяется гидрострелка для отопления. Устройство используется в частных домах, имеет особенности и определенные характеристики. Рассмотрим нюансы применения, способы совмещения с коллекторами, возможность изготовления гидравлического разделителя собственными руками.

Что представляет собой гидрострелка для отопления?

Теперь чтобы скачать приложение от 1xBet на свой Андроид телефон достаточно перейти по ссылке и скачать APK файл. Больше нет необходимости искать официальный сайт букмекерской конторы.

Система отопления многоэтажного дома, схема с удаленными радиаторами оснащается насосами повышенной мощности и другими приборами, однако далеко не каждый насос справится с поддержанием циркуляции теплоносителя в нужном режиме. Недостаточность напора снижает функциональность котла, всех элементов сети, приводит к поломкам.

Наладить работу схемы монтажом циркуляционного насоса для каждого контура не получится, поскольку параметры давления и скорости циркуляции будут различаться. В итоге система потеряет баланс, прогрев в помещениях снизится. Для решения задачи котел должен выдавать необходимый объем теплоносителя, а каждый контур забирать воды только в требуемом объеме, коллектор в этом случае служит разделителем гидросистем. Для выделения из общего контура «малого котлового» потока и устанавливается гидравлическая стрелка (ГС) или гидроразделитель.

Важно! Гидрострелка разделяет поток теплоносителя, перенаправляет жидкость в нужные контуры. Устройство выглядит как резервуар круглой, прямоугольной формы с торцевыми заглушками. Гидравлический разделитель для отопления оснащен врезными патрубками, подключается к котлу.

Принцип работы гидрострелки

Принцип работы гидравлического разделителя в системе отопления основан на сохранении тепловой энергии за счет поддержания скорости потока. Проходя через устройство, теплоноситель не встречает сопротивления внутри корпуса, потому скорость остается прежней, теплопотери сведены к нулю.

На заметку! Буферная зона служит разделителем потребительской цепи и котла, что придает работе каждого насоса автономность без нарушения гидравлического баланса.

Поток жидкости проходит сквозь гидрострелку со скоростью 0,1–0,3 м/сек., насос придает теплоносителю скорость в 0,7– 0,9 м/сек. Интенсивность циркуляции гасится изменением направления и объема проходящей воды без снижения тепловых потерь в сети.

Рекомендуем к прочтению:

Режим работы

Гидравлическая стрелка для систем отопления может функционировать в трех режимах:

  1. Первый режим – создание условий равновесия. В этом случае расход котлового контура не различается от расхода всех контуров системы, подключенных к разделителю и коллектору. Вода не задерживается в буферной зоне, движение теплоносителя горизонтальное, температурный режим в патрубках подачи и обратки одинаковый. Режим применяется редко, ГС в работе практически не участвует.
  2. Второй необходим в случае превышения расхода теплоносителя во всех контурах общей производительности котла, сеть может разбалансироваться. Встречается такое при одновременном максимальном расходе воды в контурах, когда спрос на горячую воду превышает возможности нагревательного оборудования. Тут как раз поможет гидравлическая стрелка, принцип работы которой заключается в формировании вертикального восходящего потока. Свойство обеспечит подмес горячей воды из малого контура, что сохранит баланс системы.
  3. Третий режим работы самый востребованный, используется при повышенном расходе теплоносителя в малом контуре относительно суммарного расхода на коллекторе. Предложение превышает спрос по всем контурам, а чтобы сеть не разбалансировалась, ГС образует нисходящий вертикальный поток для сброса избытка объема в трубопровод обратной подачи воды.

На заметку! При установке автономных систем отопления и обустройстве контуров теплых полов в доме гидрострелка является обязательным элементом схемы.

Дополнительные возможности гидроразделителя

ГС обладает рядом дополнительных возможностей:

  • Сниженная скорость потока при проходе буферной зоны приводит к оседанию на дно частиц и взвесей. Чтобы своевременно прочистить сеть, на корпус устройства устанавливается кран.
  • Верхнюю часть прибора оснащают воздухоспускным клапаном. Прибор нужен для сброса пузырьков газа, скапливающихся при циркуляции теплоносителя через ГС. При уменьшенной скорости воздух из потока выделяется особенно интенсивно, поэтому его своевременное устранение – обязательный нюанс для увеличения срока службы всех элементов сети. Особенно при нагревании теплоносителя до высоких температур, при которых процесс газообразования становится интенсивнее.

Если в доме установлен чугунный котел, гидроразделитель в системе отопления становится одной из важнейших деталей, – при отсутствии ГС и подключении котла напрямую к коллектору холодная жидкость вызовет негативные деформации в теплообменнике. От холодной воды чугун лопается, покрывается трещинами, оборудование быстро придет в негодность.

Устройство гидравлического разделителя

Конструктивно устройство гидрострелки не отличается сложностью. Изделия могут быть разного размера, формы, но все исполняют роль буфера для разделения теплового потока. Выглядит прибор как герметичный цилиндр, оснащенный патрубками. Стандартное расположение вертикальное, но можно сделать горизонтальную гидрострелку, объединить в одном устройстве разделитель и коллектор – тут все на усмотрение мастера.

На заметку! При вертикальном расположении быстрее стравливается воздух, оседают тонкие и тяжелые примеси.

Материалом изготовления модели может быть металл, полипропилен или медные трубы. При сборке конструкции важно соблюсти правило «трех диаметров» – это габариты внутреннего туннеля без толщины стенок.

Правила расчета гидроразделителя для системы отопления

Чтобы самостоятельно просчитать гидрострелку для сети отопления, в учет принимается расход теплоносителя, определяемый потребностями в тепловой мощности. Предварительно проводятся замеры температурных показателей воды в трубопроводах подачи и обратки, теплоемкость носителя.

Рекомендуем к прочтению:

Формула для расчетов:

Совет! Все данные есть в техническом паспорте котла, радиаторов. Температурные показатели замеряются термометром. Если расчет гидрострелки для отопления вызывает затруднения, пользователю проще взять замеры, сравнить их с показателями в паспорте заводского изделия.

Технология совмещения коллектора и гидрострелки

Стоит знать, что установка гидрострелки в системе отопления с насосом требуется только при подключении вторичных контуров. Для домов площадью от 150 м2 присоединение контуров допустимо только гребенкой, поскольку гидравлический разделитель будет отличаться внушительными размерами. Распределительный коллектор подключается сразу за ГС. Устройство состоит из двух частей, соединенных перемычками. Количество парных патрубков равно количеству контуров – для каждого контура предназначаются по два патрубка.

Достоинств применения устройства немало – упрощается ремонт, эксплуатация сети, поскольку вся запорная и регулирующая арматура располагается в одной зоне. Повышенный диаметр коллектора подает равное количество воды в каждый контур, из-за чего теплопотери сети сведены к минимуму.

На заметку! Разделитель и коллектор формируют гидравлический модуль компактного размера, что крайне важно для небольших котельных.

Монтажные выпуски для обвязки размещены так:

  • радиаторный высоконапорный контур располагается сверху;
  • низконапорный контур теплых полов подключается снизу;
  • теплообменник располагается с другой стороны от гидрострелки сбоку.

Совет! Для равномерности балансировки и формирования нужного напора к дальним контурам в систему между коллекторами подачи и обратного тока воды монтируются балансировочные краны. Регулирующая арматура обеспечит максимальную силу потока для каждого контура.

Термострелка на отопление – это устройство, требующее точных расчетов и знания правил монтажа. Если работы непосильны для домашнего мастера, следует поручить дело специалисту, который выполнит монтаж с учетом особенностей автономной тепловой системы и потребностей пользователя.

Гидравлическая стрелка — определение и как она устроена?

Гидравлическая стрелка – это устройство, представляющее собой компенсационную камеру, предназначенную для увязки контуров котла с системой обогревания в целом. Используется данный механизм в системах бытового и промышленного отопления. Гидравлическая стрелка нормализует разницу температур между двумя контурами для одного потока.

Назначение и функции

Чаще всего данный инструмент монтируется в системах каскадного подключения котлов. Данный механизм позволяет снизить риск возникновения колебаний в потоке контура от теплового носителя. Таким образом, устройство гидравлической стрелки позволяет ей взаимно влиять на два потока соседних контуров воды. Устанавливается она в разных направлениях – горизонтальном и вертикальном. В некоторых случаях данный инструмент используется в качестве сепаратора воздуха и шламоотделителей. В системе отопления и охлаждения она также используется для выравнивания потоков гидросистемы. При удалении различных пузырьков последняя работает весьма стабильно и качественно.

Чем еще особенна гидравлическая стрелка? Принцип работы данного устройства заключается в нескольких моментах. Во-первых, данный механизм создает равновесие в гидравлической системе. А во-вторых, гидравлическая стрелка удаляет из системы водоснабжения различные пузырьки и шлам, тем самым не давая образовываться отложениям в устройстве. Все это положительным образом сказывается на работе котла и отопительных батарей в целом.

Устройство гидравлической стрелки

Данная деталь изготавливается из специальной низкоуглеродистой стали, на нее устанавливаются 4 штуцера, гильза для измерения температуры и перфорированная перегородка. В системе имеется по два впускных и выпускных штуцера. Первый из них выполняет функцию подключения котельного контура, а второй обслуживает греющий механизм. Перфорированная перегородка и гильза для измерения температуры монтируются в резервуаре гидрострелки. Благодаря наличию первого инструмента в системе исключается прямая циркуляция теплоносителя котельного контура в отопительный. Перегородки, установленные в нижней части гидравлической стрелки, усиливают процесс отмуливания, а штуцер вентиля очищает устройство от загрязнений.

В каких случаях она устанавливается?

Гидравлическая стрелка монтируется в тех случаях, когда насос первого контура взаимодействует с одним или несколькими устройствами второго в одной и той же системе. Вследствие этого повышается риск возникновения колебаний потока в контурах теплоносителя. А благодаря такому устройству, как гидрострелка, данные воздействия нормализируются до стабильных значений, тем самым исключая возможность негативного влияния насосов друг на друга. Таким образом данный инструмент обеспечивает поступление воды одинакового давления во все контуры системы. При этом скорость потока в системе равна 0,1-0,2 метра в секунду.

Гидравлический разделитель стрелка, принцип работы

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

Назначение гидрострелки для систем отопления :

Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя – большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется котёл с расходом – 40,0 литров в минуту /2,4 м3/час/, а система отопления получилась в два-три раза больше по расходу – это к примеру, расход = 120,0 литров в минуту /7,2 м3/час/. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет – система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла – до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет – к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.

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

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

Система отопления современного жилого дома многофункциональна. В функции системы могут входить: приготовление горячей воды, подогрев бассейна, тёплые полы, радиаторное отопление, подогрев воздуха в системах вентиляции и т.д. И все эти функции должны осуществляться независимо друг от друга по времени, расходу теплоносителя и разнице давления производимому насосами каждой отдельной подсистемы.

Проектирование инженерных систем
Тюмень +7-932-2000-535
Исправляем ситуацию

Например, для быстрого приготовления горячей воды требуется подать на теплообменник максимальную мощность /максимальные параметры температуры и расхода теплоносителя/ в тоже время теплые полы наоборот требуют пониженной мощности и всё это может произойти в один интервал времени.

Так как подсистемы выполняющие разные функции работают из одного источника /теплоноситель поступает из одного источника/ то по правилам гидравлики они становятся зависимыми по показателям разницы давления, расхода и температуры теплоносителя. В результате в общей системе и подсистемах появляются нежелательные эффекты. Паразитирующие неконтролируемые потоки теплоносителя. Возрастает нагрузка на насосы подсистем в следствии одновременной работы насосов разных подсистем в один и тот же интервал времени вплоть до полного падения мощности насосов. Появляются нежелательные шумы. Происходит полная либо частичная разбалансировка системы. Для того чтобы это предотвратить существует понятие гидравлической развязки системы. И функцию гидравлической развязки выполняет гидравлический разделитель.

Гидравлический разделитель образует два основных контура. Контур теплогенератора /котловой контур/ и общий контур подсистем системы отопления. Котловой контур позволяет исключить влияние работы общего контура подсистем на теплогенераторы и исключает влияние самого котлового контура на общий контур подсистем. Подсистемы в общем контуре подсистем в свою очередь также гидравлически развязаны. Влияние подсистем друг на друга сводится к минимуму.

Что представляет из себя гидравлический разделитель

Традиционный гидравлический разделитель представляет собой трубу с вваренными в него четырьмя патрубками. В зависимости от изготовителя разделитель может дополнительно комплектоваться сепаратором воздуха, который совместно с автоматическим воздухотводчиком позволяет выделять и удалять воздух из теплоносителя. Также комплект может содержать кран для слива теплоносителя из гидравлического разделителя и съёмную теплоизоляцию корпуса. Есть ещё одно немаловажное для нормальной работы системы преимущество  это шламоулавливатель который позволяет отделять и выводить из системы шлам образующийся в системы отопления в процессе эксплуатации. То есть гидравлический разделитель может также выполнять функции грязевика. Конкретную комплектацию и конструкцию изделия можно уточнить у производителя.

Монтаж гидравлического разделителя в основном производят на линиях подачи и обратки перед распределительными гребёнками системы отопления непосредственно после котла /-ов/. Гидравлическую развязку можно осуществить и без применения гидравлического разделителя. Например, применить вариант указанный на рисунке. В таком варианте трубопроводы распределительных гребёнок подачи и обратки образуют котловой контур. Окончательная конфигурация гидравлической развязки зависит от особенностей и конфигурации системы отопления в каждом конкретном случае.

Расчёт гидравлического разделителя

Гидравлический разделитель можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется расчёт.

Основным расчётным размером гидравлического разделителя является внутренний диаметр корпуса. Внутренний диаметр должен пропускать максимально возможный в системе расход теплоносителя с минимальной скоростью. Рекомендуемая максимальная скорость теплоносителя должна быть не более – 0,2 м/сек.

Внутренний диаметр рассчитывается по формуле:

Dразд = 1 000 х , из выражения (4 х Gмакс) / (3,14 х 3 600 х W)

где :

– корень квадратный ;

Dразд – внутренний диаметр гидравлического разделителя, мм;

Gмакс – максимальный расход теплоносителя, через поперечное сечение разделителя, м3/час. При определении требуется сравнить расход в котловом контуре и расход в отопительном контуре. Для расчёта использовать большее значение ;

W – максимальная скорость движения теплоносителя, через поперечное сечение гидравлического разделителя, м/сек.

Гидравлические разделители заводского исполнения, подбираются согласно – техническим характеристиками, которые можно взять у каждого производителя / Майбес; Ловато; Gidruss; Comparato и т.д. /.

Отопление и водоснабжение – многогранный инженерный процесс,

требующий знаний и умений ПРОФЕССИОНАЛА.

Проясним Вашу ситуацию и ответим на вопросы бесплатно +7-932-2000-535

Сантехнические работы Тюмень

принцип работы, назначение и расчеты, монтаж

Владельцам индивидуальных домов при организации системы теплоснабжения знакомо понятие разбалансировки после присоединения контуров к котлу. Для выравнивания давления и уменьшения его на котельное оборудование устанавливается гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты мы разберем в сегодняшнем обзоре.

Гидроразделитель в системе теплоснабжения

Читайте в статье

Понятие гидрострелки

В профессиональной среде можно встретить иные названия гидрострелки:

  • гидравлический или термогидравлическийразделитель;
  • анулоид.

Применение гидрострелки рекомендовано преимущественно для котельного оборудования из серии долгого горения на твердом топливе, нежели для газовых.

Основное назначение работы разделителя гидравлического (это официальное название гидрострелки) – разделение гидравлических потоков. Контуры разделяются каналом, делая их независимыми и автономными при передаче носителя тепла по отопительной системе. При этом тепло хорошо передается от одного контура к другому.

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Важно! При наличии контура теплогенератора снижается или исключается влияние контура общей системы на теплогенератор.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

  • потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
  • поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
  • поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Устройство гидрострелки

Термогидравлический разделитель – это труба, дополненная вваренными в корпус 4-мя патрубками. Это наиболее распространенная модель. Количество патрубков может быть увеличено в зависимости от оснащения системы отопления.

Гидравлический разделитель может быть круглой или прямоугольной формы. Принцип работы практически не отличается между собой. Прямоугольная форма выглядит лучше. Круглая — больше подойдет с точки зрения организации гидравлики. Но в основном, форма практически не влияет на организацию функционирования системы.

Дополнительно, в состав гидрострелки могут быть включены:

  • фильтры;
  • сепараторы воздуха с отведением воздушных масс;
  • краны;
  • трехходовые клапаны с элементами терморегулирования, которые препятствуют попаданию холодной воды в обратку контура котла;
  • дополнительная теплоизоляция;
  • шламоуловитель;
  • термометр;
  • манометр.

Корпус гидравлического разделителя может быть выполнен из низкоуглеродистой, нержавеющей стали или меди. Выпускают также гидрострелку из полипропилена. Дополнительно ее обрабатывают специальными антикоррозийными составами и теплоизолируют при необходимости.

Это следует знать! Гидроразделители из полимера можно использовать для отопительной системы, которую обслуживает котельное оборудование мощностью 13-35 кВт. Их нельзя применять для оборудования, работающего на твердых видах топлива.

Устройство гидрострелки

Принцип работы гидравлического разделителя

Устройство анулоида предельно просто. Это небольшая часть трубы, на срезе имеющая вид квадрата.Система теплоснабжения распределяется на большой и малый контуры. В составе малого контура – котельное оборудование и гидроразделитель. В состав большого включается потребитель – система теплоснабжения.

Когда потребление тепла в котельном оборудовании равно его генерации, в гидрострелке направление жидкости идет по горизонтали. В случае отклонения в генерации/расходе, теплоноситель попадает в малый контур, что увеличивает температуру перед котельным оборудованием. Котел автоматически отключается, при этом теплоноситель продолжает движение до снижения температуры. После чего котельное оборудование включается вновь.

Теперь мы знаем, что такое гидрострелка в системе отопления. Она обеспечивает равномерность теплопотоков в контурах, гарантируя их независимое функционирование.

Принцип подключения контуров через гидрострелку

Конструкции гидрострелок

В конструкции нет ничего сложного. Однако, определенные правила должны быть соблюдены. Производители предлагают модели различной конфигурации и размеров. Можно без труда подобрать необходимое изделие по своим характеристикам. Встречаются гидрострелки для отопления, в которых совмещена работа разделителя и коллектора для подключения контура.

Высокая стоимость заводского производства наталкивает на мысль о самостоятельном изготовлении гидрострелки. Для этого необходимо иметь начальные навыки сварочных и слесарных работ. Основное – это соблюдение размеров для обеспечения бесперебойной работы изделия.

Рассмотрим основные конструкции гидравлических разделителей:

ФотоТипы конструкций
Классический – функционирует по правилу«3D» (трех диаметров). На схеме указаны внутренние диаметры и проход, не зависимо от толщины стенок корпуса.
Чередующиеся патрубки. Принято считать, что расположение в виде ступеньки вниз улучшает сепарацию газов, при этом ступенька вверх улучшает отделение твердых взвесей.
Горизонтальный вариант расположения гидрострелки с разным расположением патрубков.
Гидрострелка в виде решетки. В быту можно встретить конструкцию из секций радиатора отопления. Такая система нуждается в дополнительном утеплении во избежание теплопотерь.

Гидрострелка для нескольких контуров

Использование гидрострелки необходимо при наличии нескольких контуров.Это может быть одним из обязательных условий производителя для предоставления гарантийных обязательств на котельную установку и монтажные работы.

В частных домах площадью более 200 кв.м, в которых налажено функционирование нескольких контуров (теплые полы, ванные комнаты, кухня), использование гидравлического разделителя увеличит срок эксплуатации котельного и насосного оборудования. Кроме того, сделает их функционирование более плавным, а значит экономичным.

Гидрострелка для системы из трех контуров

Расчет гидрострелки для отопления

Производители выпускают гидроразделители, рассчитанные на конкретную мощность системы теплоснабжения. Для самостоятельного изготовления несложного устройства необходимо рассчитать основные значения и составить своими руками чертежи гидрострелки.

Методика расчета по мощности котла

Для расчета потребуется единственное значение – диаметр патрубка или разделителя. Все остальные параметры отталкиваются от этого значения.

Произведем расчет для гидрострелкипо правилутрех диаметров. Данные необходимо брать из паспорта на котельное оборудование.

π – 3,14.

ПараметрХарактеристикаЕдиница измерения
Dдиаметр разделителямм
dдиаметр патрубкамм
Gпропускная способность гидроразделителя в системе отопления за один часм³/час
Ωскорость потока(максимальная величина) через гидроразвязкум/с
Qрасход (максимальный ) в контуре теплосистемы потребителям³/час

Для облегчения расчетов нашей командой был разработан специальный калькулятор.

Калькулятор расчета гидрострелки по мощности котла

 

Методика расчета по производительности насосов

Можно выполнить расчет исходя из производительности насосного оборудования. Для данного метода исходные параметры насосов в контурах котельного оборудования и всей отопительной системы.

Расчет необходимо выполнить для того, чтобы не перегрузить насосное оборудование котельной установки при обеспечении необходимого расхода потоков по всем контурам. Иными словами, общая производительность всех насосов системы выше показателя насосного оборудования, обеспечивающего движение теплоносителя через отельное оборудование.

D=2×√ ((∑Qот–Qкот) / (π×V)), где

ПараметрХарактеристикаЕдиница измерения
Qотпроизводительность насосного оборудования на всех контурах системы теплоснабжениям³/час
Qкотпроизводительность насосного оборудования  в малом контурем³/час
Vскорость теплоносителям/с

Для этого варианта также предусмотрен свой калькулятор.

Калькулятор расчета гидрострелки по мощности котла

 

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

Для обогрева домов с небольшой площадью используют котел со встроенным насосным оборудованием. Контуры отопительной системы подключаются через гидравлическую стрелку.

В домах с площадью от 150 квадратных метров подключение контуров производится через гребенку, которая обеспечивает техобслуживание и эксплуатацию систем.

Монтаж коллектора производится после емкостного гидравлического разделителя. Распределительный коллектор состоит из 2 независимых друг от друга частей, которые объединены перемычками. Патрубки врезаются попарно исходя из количества вторичных контурных систем.

Все запорные и регулирующие элементы отопительной системе устанавливаются в 1 месте. Благодаря увеличенному диаметру распределительного коллектора, обеспечивается равномерный расход теплоносителя между всеми контурами.

Коллектор совместно с гидроразделителем образует единую гидравлическую систему-модуль.

Важно! Регулирующая арматура полностью обеспечивает максимальный поток и напор теплоносителя на всех контурах. Балансировка помогает добиваться расчетных показателей движения потока.

Стандартный коллектор с гидроразделителем

Где можно купить гидрострелку для отопления: производители и цены

Чтобы определиться, покупать гидрострелку с коллектором или изготовить гидроразделитель своими руками, предлагаем небольшой обзор производителей и ориентировочные цены на рынке аналогичных товаров России.

ФотоНаименование гидрострелкиПроизво дитель/ торговая маркаОсновные преимуществаСредняя цена (по состоянию на декабрь 2017), руб
Гирострелка «ST-35»ООО «2Б-Групп» / «Sintek»Для оборудования мощностью до 35 кВт и домов площадью не более 300 кв.м2 700
Гидрострелка с коллектором «STK-3»Для объектов площадью до 500 м² с распределением на 3 контура6 700
Распределительный модуль «ЕСО 3 DN20»Германия / «Huch EnTEC»Для оборудования мощностью до 55 кВт, с распределением на 3 контура13 154
Гидрострелка «МНК 32»Германия / «Meibes»3 м³/час, 85 кВт, Ду 32, сепарация воздуха,шламоуловитель, опционально — магнитные уловители металлических частиц.13 595
Гидроразделитель с коллектором в системе теплоснабжения жилого дома

Схема изготовления гидрострелки для отопления своими руками

Самостоятельно изготовить гидрострелку непросто. Сначала следует составить схему и предварительные расчеты. Кроме того, необходимо владеть навыками сварочных и слесарных работ.

Пошаговый процесс изготовления разделителя на 6 выходов поможет в данном вопросе:

ФотоОписание работ
Перед началом работы нужно подготовить следующие материалы и инструменты: 2 дюймовые резьбы для основного контура и 6 резьб на ¾ для контура отопительной системы, профильную трубу 80 с толщиной стенки 3 мм, дюймовую трубу 25, профильную трубу 20×20, 2 квадратные шайбы на торцы, 2 стальные резьбы, сварочный аппарат с электродами,  болгарку, 2 металлические коронки 25 и 29 диаметра, сверло 8,5 мм, быстро сохнущую грунтовку и молотковую краску.
Отрезаем кусок трубы квадратного сечения размером 900 мм.
Сверлим предварительные отверстия многоступенчатым сверлом по заранее нанесенным отметкам. На одной стороне расстояние от края 50×150×150×200×150×150×50, на противоположной стороне 325×250×325. Этого достаточно для котла, работающего на твердом топливе.
Отверстия расширяем коронкой 25 диаметра. Аналогично выполнятся отверстия коронкой 29 диаметра.
Готовые отверстия в трубе.
Привариваем стальные муфты к шайбам
На данном этапе муфты с заглушками необходимо зачистить.
Шайбы к торцам привариваются в 2 этапа. Сначала прихватываются в нескольких точках, затем выполняется основной сварочный шов. После чего все необходимо зачистить.
К выполненным отверстиям на трубе аналогичным образом привариваются резьбы, после чего трубу необходимо зачистить.
По окончанию процесса необходимо провести испытание. Для этого на все резьбы накручиваются заглушки, и система подключается к насосу с показаниями манометра 7,2 атмосферы.
После проведенных испытаний, гидрострелку необходимо прогрунтовать и покрасить. Пока сохнет краска, можно приготовить крепления для разделителя.

Данный процесс наглядно можно посмотреть на мастер-классе профессионального специалиста:

Изготовить гидрострелку из полипропилена своими руками еще проще. Для этого необходимы специальные инструменты для резки пластика и специальный аппарат для сварки.

Схема гидравлического разделителя

Особенности монтажа гидрострелки

Гидрострелку устанавливают за котлом, при наличии коллектора – перед ним. Патрубки подключают при помощи фланцев или резьб в следующем порядке: на одной стороне разделителя их подсоединяют к выходам в порядке 1, 2, 3, на противоположной стороне в зеркальном порядке 3, 2, 1. Это не догма, в зависимости от условий расположение трубной развязки может меняться.

Наиболее часто применяется вертикальный распределитель. Это наиболее удачное расположение для отсеивания водных потоков от взвесей. Если требуют условия, его расположить можно и горизонтально.

Для крепления небольших моделей могут использоваться кронштейны. Гидрострелки с большим весом размешают на полу или подставке, чтобы не перегружать систему трубопровода.

Монтаж гидроразделителя в частном доме

Заключение

Итак, теперь вы знаете, что это такое: гидравлическая стрелка. В подведении итогов, можно отметить основные ее достоинства. Она надежно защищает теплообменник из чугуна от тепловых и гидроударов, упрощается подбор насосного оборудования, все оборудование работает в штатном режиме. Система отопления сбалансирована, работа контуров не влияет друг на друга.

И напоследок посмотрите видеообзоры устройства, назначения и функционирования гидрострелки:

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Гидравлический разделитель / гидравлическая стрелка. Задачи, принцип работы, особенности расчета.

Одно из устройств, которое может значительно улучшить работу системы отопления, а при мощности котлов более 35 кВт является обязательным к установке, — гидравлическая стрелка. Другие названия этого оборудования «гидравлический разделитель». Многие монтажные и проектные фирмы часто забывают о его применении. И напрасно. Ведь только с установкой гидравлической стрелки можно добиться стабильной работы отопительной системы с несколькими насосами.

  1. Суть проблемы

    В современных системах отопления теплоноситель циркулирует принудительно. Насос прокачивает его через теплообменник котла откуда по подающим трубопроводам он перемещается к отопительным приборам, отдает тепло и по обратке возвращается назад. Если отапливаемая площадь небольшая, циркуляционный насос один и его производительности достаточно для стабильной подачи теплоносителя, никаких проблем не возникает. Другое дело, если система состоит из нескольких отопительных контуров (зон) на каждом из которых установлен отдельный циркуляционный насос. В этом случае возникает ряд проблем

    • не достигается нужная, проектная производительность насосов ввиду их взаимного влияния друг на друга

    • повышенный износ насосного оборудования из-за постоянной работы в неоптимальном режиме

    • возникновение паразитных течений и, как следствие, ненужный прогрев радиаторов отопления сложности в подборе оборудования и гидравлической балансировке системы

  2. Конструкция и принцип работы гидравлической стрелки

    Гидравлический разделитель устроен достаточно просто и представляет собой трубу с четырьмя патрубками и дополнительными присоединениями для воздухоотводчика, слива грязи, контрольных приборов и т. п. Два патрубка предназначены для входа/выхода теплоносителя котлового контура, вторые два для отопительного. Гидравлические стрелки известных производителей, типа AFRISO, DANFOSS, GIACOMINI, TIEMME, MEIBES и других комплектуются теплоизоляцией, хотя это и не обязательно. Диаметр гидравлической стрелки и размещение патрубков специально рассчитывается и зависит от мощности котла и требуемого протока.

    Главная задача гидравлической стрелки — разделение котлового и отопительного контуров. Как видно на рисунке ниже, в системе отопления без гидравлической стрелки давление между

    подающим и возвратным коллекторами меняется в зависимости от количества работающих насосов. В то время, как с гидравлическим разделителем давление практически постоянно равно нулю независимо от работы насосного оборудования. Его значение определяется гидравлическим сопротивлением стрелки и является очень малой (до 0,5 м.вод.ст.), постоянной величиной. В такой схеме, котловой и отопительный контуры работают независимо, а циркуляционные насосы отдельных отопительных зон, независимо от того какие из них в работе, не оказывают негативного влияния на общую функциональность системы. Проще говоря, каждый насос обслуживает только свой контур и не «продавливает» теплоноситель на другие.
  3. Подбор и расчет гидравлической стрелки

    Гидравлический разделитель может работать в нескольких режимах. Наиболее распространенный, соответствующий традиционной отопительной системе, когда выходная

    температура первичного (котлового) контура равна входной температуре вторичного (отопительного) контура. При этом суммарная производительность циркуляционных насосов отопительных контуров должна быть не выше производительности котлового насоса. Использование гидравлической стрелки в таком варианте не оказывает влияния на расчет системы отопления. Радиаторы, конвекторы, теплый пол рассчитываются традиционным способом по температуре теплоносителя от котла, без учета корректировок на работу гидравлического разделителя.
    Для самостоятельного изготовления или заказа гидравлической стрелки потребуется определить единственный размер — диаметр входного/выходного патрубка (d). Конструкцию гидравлических разделителей по методу трех диаметров и чередующихся патрубков можно посмотреть на рисунке ниже.

    Основные параметры, которые влияют на расчет гидравлической стрелки это максимальная скорость движения теплоносителя через поперечное сечение и максимального протока в системе отопления. Максимальную скорость движения через сечение гидравлической стрелки рекомендуется принимать 0,2 м/сек.

    Расчет диаметра гидравлического разделителя, опустив предварительные математические выкладки, можно выполнить двумя способами:

    1. По максимальному протоку теплоносителя в отопительной системе
      D — диаметр гидравлической стрелки, мм
      G — максимальный проток через разделитель, куб. м./час
      w — максимальная скорость движения теплоносителя через сечение гидравлической стрелки, рекомендуется 0,2 м/сек
    2. По максимальной мощности котельного оборудования при разнице температур подачи и обратки 10 град. С
      D — диаметр гидравлической стрелки, мм
      P — максимальная мощность отопительного котла/котлов, кВт
      ∆T — разница температур подающего и возвратного теплоносителя, град. С

      Например, если мощность котла 50 кВт и система рассчитана под радиаторный обогрев с режимом 75/65 (∆T=10град. С.), то диаметр гидравлической стрелки будет равен
      D = 87 мм

  4. Готовые гидравлические стрелки

    Готовый гидравлический разделитель сегодня присутствует в ассортименте практически каждого производителя котельного оборудования и комплектующих для устройства систем отопления. Готовые гидравлические разделители поставляются в теплоизоляции. Часто с уже вмонтированным воздухоотводчиком и сепаратором шлама. К наиболее известным производителям гидравлических стрелок можно отнести: MEIBES, GIACOMINI, BAXI, VAILLANT и много других. Подбираются они по мощности котла.

Гидравлическая символика 203 — напорные клапаны

В «Гидравлической символике 101» (сначала прочтите ее здесь) я рассмотрел основной квадрат, используемый для напорных клапанов, а также показал наиболее урезанные версии двух наиболее часто используемых символов напорных клапанов, разгрузочного клапан и редукционный клапан. В этом выпуске «Гидравлической символики» я собираюсь рассказать о четырех первичных клапанах давления; предохранительный клапан, клапан управления движением, клапан последовательности и редукционный клапан. Каждый основан на одном и том же квадратном символе, но используется совершенно по-разному как в схемах, так и в реальной жизни.

Ниже показаны квартеты, рассматриваемые под одинаковым углом друг к другу. На каждом изображен основной квадрат с вертикальной стрелкой рядом с пилотной линией слева и пружиной справа. Пунктирная линия обозначает пилотный сигнал, который представляет собой столб жидкости давления энергии, используемый для толкания или воздействия на другие внутренние компоненты клапана. Предохранительный клапан нормально закрыт (непроточный). При повышении давления в нижнем порте энергия перемещается к пилотной линии слева, но клапан все еще закрыт.По мере того, как давление продолжает увеличиваться, сила, давящая на левую сторону стрелки, начинает преодолевать силу пружины, приложенную справа. Когда управляющее давление создает достаточную силу, он может преодолеть давление пружины и медленно открыть клапан.

Пружины изображены для обозначения силы, приложенной внутрь, и в случае этих символов сила находится слева. Пружину предохранительного клапана можно настроить как слабую или сильную в допустимом диапазоне, ослабив или затянув регулировочный винт.Чем слабее сжатие пружины, тем легче управляющее давление может заставить клапан открыть. Как упоминалось ранее, диагональная стрелка обозначает возможность регулировки, и большинство клапанов давления регулируются.

В приведенном ниже примере показана схема со всеми четырьмя типами клапанов давления. Похоже, много чего происходит, но я собираюсь разбить их все по одному, чтобы они имели смысл. Предохранительный клапан входит в правую часть после всасывания насоса так же, как и предохранительный клапан выше, и работает по тому же принципу.Пружина закрывает клапан с усилием 3000 фунтов на квадратный дюйм, и в этом контуре она действует как максимальное предельное давление насоса, которого может достичь перед тем, как его выбросить в резервуар.

Последовательные клапаны мало чем отличаются от предохранительных клапанов, что сразу видно по их внешнему виду. Этот клапан последовательности после насоса точно такой же, как предохранительный, за исключением дренажной линии и настройки пониженного давления. Клапан последовательности предназначен для обеспечения вторичного пути потока, который происходит последовательно с параллельной функцией.Другими словами, когда цилиндр в этом приложении выдвигается до конца хода, давление немедленно повышается. Когда давление достигает 2000 фунтов на квадратный дюйм, наш клапан последовательности открывается, отклоняя весь поток насоса для вращения двигателя, в то время как цилиндр остается заблокированным и пока его направляющий клапан остается под напряжением.

Дренажная линия клапана последовательности требуется для поддержания стабильной работы клапана. Поскольку клапан последовательности испытывает давление на оба порта, внутренняя утечка позволяет создавать давление внутри камеры пружины, которое является добавкой к давлению пружины.Без слива давление может повыситься, а клапан может даже заблокироваться. Ключевым различием между клапаном последовательности и предохранительным клапаном является наличие этого слива. Фактически, клапан последовательности представляет собой выдающийся предохранительный клапан.

Редукционный клапан подсоединяется по трубопроводу сразу за направляющим клапаном в отверстии B. Вы сразу заметите, насколько этот клапан отличается от других, и даже самые проницательные люди заметят два различия. Пилотная линия нарисована иначе, на этот раз показывая сигнал давления, исходящий от клапана.Этот важный контраст позволяет клапану снизить давление на выходе, чтобы защитить привод или подсхему за его пределами.

Редукционный клапан также отличается тем, что обычно течет в нейтральном состоянии. Жидкость свободно проходит и позволяет двигателю вращаться, и только после того, как давление на выходе из двигателя поднимется выше уставки 1700 фунтов на квадратный дюйм клапана, он не начнет закрываться. Пилотная линия определяет давление ниже по потоку и начинает перемещать стрелку вправо, перекрывая поток в двигатель.Этот уменьшенный поток также снижает давление, но делает это плавно и с небольшим падением скорости. В результате давление на выходе просто снижается.

В этом примере вы заметите, что есть также обратный клапан, позволяющий потоку полностью обходить редукционный клапан. Это гарантирует, что двигатель не будет испытывать противодавления или будет испытывать небольшое противодавление, когда он вращается в противоположном направлении. Иногда обратный клапан не требуется, но это хорошая практика.

Последний клапан давления, который будет обсуждаться сегодня, — это клапан управления движением, который в моем примере разбит на тормозной клапан и уравновешивающий клапан.Тормозной клапан используется в двигателях, как показано выше. Клапан также очень похож на предохранительный клапан по конструкции и фактически может использоваться как один (как в случае со всеми клапанами давления, кроме редукционного клапана). Обратный клапан обратного потока обеспечивает свободный поток в двигатель, позволяя ему свободно вращаться по часовой стрелке, когда направляющий клапан остается в его текущем фиксированном положении.

Однако при реверсировании направляющего клапана обратный клапан блокирует свободный поток, и теперь масло должно проходить через тормозной клапан.Как вы заметите, у этого клапана две отдельные пилотные линии, соединяющиеся в одной точке на клапане. Он имеет такую ​​же пилотную линию прямого действия, которая огибает угол, но есть дополнительный пилотный источник, тянущийся из противоположного порта двигателя. Эти двойные пилотные источники добавляют интересную функциональность тормозному клапану, поскольку он управляется как изнутри, так и извне.

Внутренний сигнал прямого действия гарантирует, что двигатель не будет двигаться, пока комбинация нагрузки и давления насоса не протолкнет двигатель до уровня 3000 фунтов на квадратный дюйм.Это позволяет двигателю оставаться «заторможенным» при отсутствии потока насоса. Однако клапан управления тормозом прямого действия — неэффективный метод управления движением.

У этого клапана есть хитрость в его рукаве — площадь поверхности, с которой работает внешний пилот, больше, чем площадь стороны прямого действия. Соотношение площадей часто составляет 4: 1, но может быть больше 8: 1. В результате управляющее давление должно составлять четверть рабочего давления, что снижает потери энергии в тормозном клапане. Тормозной клапан по существу тормозит до уровня 3000 фунтов на квадратный дюйм, но открывается, чтобы обеспечить поток, когда противоположный порт достигает 375-750 фунтов на квадратный дюйм.Клапан использует управляющее давление как разрешение открываться и пропускать поток, предотвращая непреднамеренное движение двигателя.

Наконец, мы подошли к клапану управления движением, обозначенному как уравновешивающий клапан. Обычно он такой же, как тормозной клапан, но используется в цилиндрах. В этом примере показан предохранительный клапан, установленный на 2800 фунтов на квадратный дюйм и подсоединенный к отверстию крышки цилиндра. Обратный клапан обратного потока гарантирует, что цилиндр будет выдвигаться с небольшим перепадом давления, но когда направляющий клапан возвращается в нейтральное положение, уравновешивающий клапан остается закрытым, поэтому цилиндр не может случайно втянуться.

Уравновешивающий клапан также имеет передаточное число пилота, позволяющее клапану открываться, когда он воспринимает энергию пилота от порта штока, предотвращая случайное втягивание. Уравновешивающие клапаны также хорошо работают на отверстии для штока цилиндра, что предотвращает перегрузку, когда цилиндр перемещается «над центром», что является условием тягового усилия на штоке.

Оба примера этих клапанов управления движением можно было использовать со сливными отверстиями камеры пружины, как и с клапаном последовательности.Дренаж защищает камеру пружины от дополнительного давления, но в случае этого контура достаточно открытого трубопровода к резервуару через направляющие клапаны, чтобы предотвратить чрезмерное давление. Когда оба порта клапана давления находятся под постоянным давлением, дренаж или вентиляция абсолютно необходимы.

Есть много вариантов напорных клапанов, которые здесь не описаны, но они будут обсуждены в более позднем выпуске. В «Гидравлической символике 204» я расскажу об основных элементах клапанов управления потоком, в том числе о том, как они нарисованы и где они используются.


Раздел: Основы гидравлической энергии, клапаны и коллекторы


2.9: Гидравлические схемы — рабочая сила LibreTexts

Элемент YouTube был исключен из этой версии текста. Вы можете просмотреть его здесь: https://openoregon.pressbooks.pub/hydraulics/?p=68

Обсудите преимущества и недостатки представления гидравлических компонентов с помощью графических, вырезанных и схематических символов.

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

Различение схематически подключенных и неподключенных проводников жидкости

Опишите корпус и схематическое его изображение.

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

Красный

Синий

Желтый

Оранжевый (2)

Зеленый (2)

фиолетовый

Определите назначение этих общих форм на гидравлической схеме:

Круг

Площадь

Бриллиант

Косая стрела

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

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

Определите назначение слива корпуса и начертите условное обозначение.

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

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

Определите гидравлический двигатель. Нарисуйте схематический символ.

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

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

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

Определите назначение клапана сброса давления и нарисуйте схематический символ.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пилотная линия

Деактивировано

Обратный клапан перепускной

Внутренний и внешний сток

Местоположение и воспринимаемая функция

Определите назначение и общий принцип действия аккумулятора и нарисуйте схематический символ заряженного газом аккумулятора, подпружиненного аккумулятора и взвешенного аккумулятора.Обсудите все меры безопасности, касающиеся аккумуляторов.

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

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

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

Поиск и устранение неисправностей гидравлических пропорциональных клапанов

Стоимость пропорционального клапана может достигать 50 процентов от стоимости сервоклапана того же размера. Однако сервоклапаны по-прежнему используются там, где требуется точное позиционирование или регулирование скорости в самолетах, авиакосмической отрасли и турбогенераторах.

Пропорциональные клапаны можно использовать в качестве регуляторов расхода и давления, но чаще всего они используются в качестве направляющих клапанов. Хотя конструкция пропорциональных распределителей может варьироваться от одного производителя к другому, все они, по сути, выполняют одну и ту же функцию: управляют направлением и скоростью гидравлического цилиндра или двигателя. Используя устройства обратной связи, такие как датчики линейного перемещения или угловые энкодеры, можно точно контролировать положение привода.


Рисунок 1.Пропорциональный клапан прямого действия


Рисунок 2. Компоненты пропорционального клапана


Рисунок 3. Золотник клапана в положении «отказоустойчивый»


Рисунок 4. Золотник клапана в электрически закрытом положении


Рис. 5. Линейный позиционер переместился на 12 дюймов


Рисунок 6. Внешний усилитель


Рисунок 7.Указан хороший блок питания
на 24 вольта на усилителе.


Рисунок 8. Тестер пропорционального клапана

Пропорциональные клапаны прямого действия

Пропорциональные клапаны прямого действия используются, когда поток через клапан составляет примерно 25 галлонов в минуту (галлонов в минуту) или меньше. Двухступенчатые клапаны, в состав которых входят пилотный клапан и главный золотник, используются, когда требуются более высокие скорости потока.

Чтобы найти и устранить неисправность клапана и системы, вы должны уметь читать гидравлические символы.На рисунке 1 показан символ пропорционального клапана прямого действия. Обратите внимание на четыре квадрата в символе. Они представляют количество положений, в которые может быть перемещен золотник клапана. Когда на катушку клапана не подается питание, пружина перемещает золотник в положение, показанное слева. Это положение известно как «отказоустойчивое» положение. В этом состоянии через клапан блокируется весь поток.

Символ соленоида указывает на то, что клапан работает от переменного электрического сигнала.Обычно это 0-10 вольт или в некоторых случаях 4-20 миллиампер. Символ «S / U» на клапане представляет собой линейный регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT), который используется для электрического определения положения золотника клапана. Обратная связь от LVDT обычно представляет собой сигнал напряжения постоянного тока (DC). Фактические компоненты пропорционального клапана можно увидеть в разрезе клапана на Рисунке 2.

Для работы клапана требуются усилитель и блок питания. Источник питания обычно составляет 24 В и используется для питания усилителя.Командное напряжение поступает от программируемого логического контроллера (ПЛК) и определяет положение золотника клапана. «Разрешить» — это реле от ПЛК, которое необходимо заставить отправлять токовый сигнал на катушку пропорционального клапана. В некоторых случаях разрешающий сигнал не используется.

Когда источник питания включен, а реле включения не включено, LVDT отправит обратно на усилитель примерно минус 12 вольт, что означает, что катушка находится в безопасном положении (рисунок 3).Как только реле включения замкнется, на соленоид будет послан токовый сигнал.

Ток создает магнетизм в катушке, который втягивает поршень, чтобы сдвинуть катушку. Поскольку командное напряжение равно нулю вольт, золотник будет продолжать сдвигаться до тех пор, пока LVDT не покажет, что обратно подается нулевое напряжение. Затем золотник будет переведен в положение «электрически закрыто» (Рисунок 4). Чтобы перевести золотник в электрически закрытое положение, требуется приблизительно 1,35 ампер тока.

Чтобы переместить линейный позиционер на 12 дюймов (Рисунок 5), в ПЛК вводится командное напряжение. Усилитель преобразует командное напряжение в токовый сигнал, который подается на катушку клапана. На усилитель подается командное напряжение 6 вольт. Затем усилитель будет передавать более высокий ток (2,16 А) на катушку клапана.

При этом золотник клапана переместится в положение, указанное стрелками. Эту позицию обычно называют позицией «А». Повышенный ток заставляет золотник клапана смещаться до тех пор, пока LVDT не подаст обратную связь минус 6 вольт.После этого катушка перестанет перемещаться и сохранит свое положение. Затем масло направляется через золотник клапана в сторону полного поршня линейного позиционера.

Скорость, с которой перемещается позиционер, определяется величиной смещения золотника. В этом примере, если клапан имеет максимальный расход 10 галлонов в минуту, то 6 галлонов в минуту будет проходить через золотник при переключении с командным напряжением 6 вольт.

По мере движения цилиндра датчик линейного перемещения отправляет аналоговый или цифровой сигнал обратно на ПЛК.Например, если один цифровой импульс отправляется обратно в ПЛК на каждые 0,001 дюйма перемещения, шток позиционера будет перемещаться до тех пор, пока обратно не будет подано 12000 импульсов, сигнализируя о том, что позиционер переместился на 12 дюймов.

Затем командное напряжение упадет до нуля, и золотник пропорционального клапана снова перейдет в положение «электрически закрыто». Цилиндр будет удерживать свое положение до тех пор, пока не поступит команда перейти на другой ход.

Поиск и устранение неисправностей в системе

Если используется внешний усилитель (Рисунок 6), индикаторы на передней панели будут указывать на неисправность в системе.Когда источник питания включен и получен разрешающий сигнал, индикатор «Вкл» загорится зеленым. Разрешающее напряжение может находиться в диапазоне 8,5-40 вольт, хотя обычно 10 вольт.

Если лампочка не горит, проверьте напряжение включения и питания на разъемах усилителя. Если напряжение включения входа отсутствует, проводку и выходной сигнал следует проверить с помощью ПЛК.

Если напряжение питания упадет ниже 21 вольт, загорится красный индикатор «UB».Обычно это означает, что источник питания или проводка плохие. При хорошем питании (рисунок 7) на усилителе должно быть указано 24 вольта.

Желтый свет в нижней части лицевой панели усилителя используется для индикации неисправности LVDT или неисправности соединительных кабелей. При выходе из строя любого из этих элементов индикатор загорится желтым. Самый простой способ определить, где происходит сбой, — это отсоединить кабель LVDT от существующего клапана и подключить его к новому клапану.

Для этого испытания нет необходимости устанавливать новый клапан. Если желтый свет гаснет, LVDT на старом клапане вышел из строя, и на машине следует установить новый клапан. Если индикатор продолжает гореть при подключении к новому клапану, проблема связана с кабелем или соединениями. Следует проверить целостность кабеля. Если индикатор мигает во время работы машины, это обычно указывает на слабые соединения.

Регулировка нуля находится на передней панели усилителя.Эту регулировку следует производить в том случае, если цилиндр движется при нулевом командном сигнале, поступающем в усилитель клапана. Если груз движется, катушка не находится в закрытом положении. Обычно это вызвано неправильным положением LVDT. Поворачивайте регулировку нуля до тех пор, пока линейный позиционер не перестанет дрейфовать или колебаться.

Если возникают проблемы со скоростью или позиционированием, необходимо проверить командные сигналы и сигналы LVDT на соответствующих соединениях на усилителе. Если они отображаются правильно, проблема, скорее всего, в гидравлической системе или линейном позиционере.

Клапаны с бортовой электроникой

В последнее время появилась тенденция устанавливать усилитель на пропорциональный клапан. Это обычно называют бортовой электроникой (OBE). Клапан работает так же, как описано с внешним усилителем. Самый распространенный тип клапана OBE использует семиконтактный разъем. Электропитание подается на контакты «A» и «B» клапана.

Командное напряжение поступает в усилитель через контакты «D» и «E». Для проверки этих напряжений можно использовать мультитестер, вставив красный и черный провода в соответствующие разъемы на кабеле.Чтобы проверить источник питания, вставьте красный провод в «A», а черный провод в «B».

Должно быть указано двадцать четыре вольта. Чтобы проверить командное напряжение от ПЛК, вставьте красный провод в «D», а черный провод в «E». Должен отображаться сигнал 0-10 В в зависимости от командного сигнала от ПЛК.

Испытательный бокс (рис. 8) также можно использовать для проверки правильности работы клапана. Кабель от ПЛК должен быть подключен к коробке, а кабель от коробки к пропорциональному клапану.

Когда система включена и работает, будут отображаться напряжение питания, командное напряжение и напряжение LVDT. Клапан также можно приводить в действие с помощью тестового блока, переместив переключатель «выбора команды» во внутреннее положение. Затем клапан может приводиться в действие с помощью регулировки «привода» коробки.

Если линейный позиционер дрейфует, возможно, LVDT находится в неправильном положении. Чтобы обнулить клапан, необходимо снять крышку доступа LVDT. Затем регулятор центрирования LVDT следует медленно поворачивать до тех пор, пока смещение не прекратится.

Чистота масла

Пропорциональные клапаны имеют очень жесткие допуски между золотником и корпусом. Эти допуски обычно составляют от 0,0001 до 0,0003 дюйма. Важно, чтобы масло, поступающее в клапан, соответствовало стандарту, установленному производителем. Уровень чистоты определяется кодом ISO 4406 для конкретного клапана.

Например, код ISO для конкретного клапана может быть 17/15/12. Три числа соответствуют 4-, 6- и 14-микронным частицам в 1-миллилитровой пробе, взятой из системы.Цифра 17 означает, что в системе содержится от 640 до 1300 частиц размером 4 микрона и больше. Цифра 15 означает от 160 до 320 частиц размером от 6 микрон. «12» означает, что образец содержит от 20 до 40 частиц размером 14 микрон и более.

Для достижения этого уровня необходимо использовать 3-микронный фильтр с бета-рейтингом 75 или выше. Необходимо регулярно отбирать пробы масла, чтобы убедиться, что система соответствует этому стандарту. Более высокий код ISO может означать, что фильтры меняются недостаточно часто, фильтры не имеют надлежащего микронного и бета-рейтинга, или может потребоваться добавление дополнительных фильтров в систему.Взгляните на Как определить и добиться чистоты гидравлической жидкости.

В заключение, с помощью систем поиска и устранения неисправностей, в которых используются пропорциональные клапаны, вы можете избежать потери производственного времени, а также ненужных расходов на отправку исправных клапанов на ремонт. Замена деталей, которые не нуждаются в замене, также может привести к загрязнению системы, что может привести к еще более серьезным проблемам. Обязательно выполните действия, описанные в этой статье, прежде чем снимать любые пропорциональные клапаны из ваших гидравлических систем.

Подробнее о передовых методах гидравлики:

Семь самых распространенных ошибок гидравлического оборудования

Отрицательные эффекты фильтрации линии всасывания

Проведение эффективного ремонта гидроцилиндров

В чем преимущества гидравлического крана?

Гидравлические системы позволяют кранам быть легкими и простыми в эксплуатации.Постоянное давление позволяет гидравлическим кранам поднимать и перемещать значительный вес. Помимо кранов, гидравлические системы можно найти в различной технике, включая мусоровозы, бульдозеры и экскаваторы. Давайте посмотрим, как работают гидравлические системы, и рассмотрим некоторые преимущества использования гидравлического крана для выполнения ваших подъемных и транспортных задач.

Мощная система

Гидравлика работает, приводя в действие большое промышленное оборудование и заканчивая небольшими водяными пистолетами, путем добавления давления к жидкости для создания силы.Для водяного пистолета жидкость вытесняется нажатием на спусковой крючок. В тяжелой технике жидкость — обычно масло — содержится и находится под постоянным давлением во время использования. Прокачивая масло через систему поршней, шлангов и насосов, гидравлические краны могут производить огромную мощность. Чем больше сила, тем больше грузоподъемность. Когда в системе создается полное давление, поршни перемещают масло вперед и назад для выработки энергии.

Компактный и универсальный

Гидравлические краны могут генерировать невероятную мощность, что позволяет им работать более маневренно, чем обычные краны.Эти краны не требуют громоздких шкивов и шестерен, что упрощает их обслуживание. Гидравлические краны особенно хорошо работают в промышленных зданиях и на небольших площадях, поскольку операторы могут легко ими маневрировать.

Достижение ваших целей в области подъема и транспортировки

Гидравлические краны благодаря своей эффективности и мощности идеально подходят для строительных или транспортных проектов. Они могут работать как на открытом воздухе, так и на производственных объектах и ​​промышленных объектах. Их универсальность позволяет им найти неоценимое применение в проектах, требующих постоянного подъема тяжелых грузов.Гидравлические краны часто используются на погрузочных площадках, они легко поднимают предметы в ожидающий грузовик. Какими бы ни были ваши конкретные потребности в подъеме или транспортировке, гидравлические краны готовы упростить этот процесс.

Ваш предстоящий проект связан с подъемом тяжестей? Позвоните в портлендский офис компании NessCambell Crane + Rigging по телефону (503) 283-3111, чтобы обсудить варианты аренды крановой системы, подходящей для вашей работы.

Все о гидравлике — Как работают гидравлические краны

Если вы читали, как работают гидравлические машины, вы знаете, что гидравлический кран основан на простой концепции — передаче силы от точки к точке через жидкость.В большинстве гидравлических машин используется какая-то несжимаемая жидкость , жидкость максимальной плотности. Масло — это наиболее часто используемая несжимаемая жидкость для гидравлических машин, в том числе для гидравлических кранов. В простой гидравлической системе, когда поршень давит на масло, масло передает всю первоначальную силу другому поршню, который движется вверх.

В простой гидравлической системе, когда один поршень толкается вниз, другой поршень толкается вверх. Щелкните стрелку для демонстрации.

Гидравлический насос создает давление, которое перемещает поршни. Давление в гидравлической системе создается одним из двух типов гидравлических насосов:

  • Насос переменной производительности — Щелкните здесь, чтобы узнать больше о насосах переменной производительности.
  • Шестеренчатый насос

В большинстве автокранов с гидравлическим приводом используются двухступенчатые насосы , которые имеют пару зацепляющихся шестерен для создания давления в гидравлическом масле. Когда давление необходимо увеличить, оператор нажимает педаль газа, чтобы насос работал быстрее.В шестеренчатом насосе единственный способ получить высокое давление — это запустить двигатель на полную мощность.

В 70-тонном автокране с гидравлическим приводом используется дизельный двигатель объемом 12,7 л, развивающий до 365 лошадиных сил. Двигатель соединен с тремя двухступенчатыми насосами, в том числе:

  • Главный насос — Этот насос приводит в действие поршневой шток , который поднимает и опускает стрелу , а также гидравлические телескопические секции, которые выдвигают стрелу. Главный насос способен создавать давление 3500 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм).Он создает большее давление, чем два других насоса, потому что он отвечает за перемещение гораздо большего веса.
  • Пилотный насос противовеса давления — В гидравлическом автокране используются противовесы на задней части кабины для предотвращения ее опрокидывания. Они добавляются и удаляются гидравлическим подъемником с собственным насосом. Шестеренчатый насос противовеса может создавать давление 1400 фунтов на квадратный дюйм.
  • Насос рулевого управления / выносных опор — Один насос управляет рулевым управлением и выносными опорами. Выносные опоры используются для стабилизации грузовика во время подъемных операций.Поскольку рулевое управление и выносные опоры не выполняются одновременно, они работают от одного и того же насоса. Этот насос создает давление 1600 фунтов на квадратный дюйм.

В следующем разделе вы увидите, как гидравлическая система действует на другие части гидравлического автокрана.

Интернет-курсов PDH. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии

курсов. «

Рассел Бейли, П.E.

Нью-Йорк

«Он укрепил мои текущие знания и научил меня еще нескольким новым вещам

, чтобы познакомить меня с новыми источниками

информации »

Стивен Дедак, П.Е.

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

.

очень быстро отвечает на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использовать

снова. Спасибо. «

Blair Hayward, P.E.

Альберта, Канада

«Простой в использовании веб-сайт. Хорошо организованный. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.

проеду по вашей компании

имя другим на работе «

Roy Pfleiderer, P.E.

Нью-Йорк

«Справочные материалы были превосходными, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что я уже знаком.

с деталями Канзас

Авария City Hyatt.»

Майкл Морган, P.E.

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс

.

информативно и полезно

на моей работе »

Вильям Сенкевич, П.Е.

Флорида

«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы

— лучшее, что я нашел ».

Russell Smith, P.E.

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на изучение

материал «

Jesus Sierra, P.E.

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от отказов »

John Scondras, P.E.

Пенсильвания

«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.

способ обучения »

Джек Лундберг, P.E.

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя

студент для ознакомления с курсом

материалов до оплаты и

получает викторину «

Арвин Свангер, П.Е.

Вирджиния

«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и

получил огромное удовольствие «

Mehdi Rahimi, P.E.

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.

в режиме онлайн

курсов.»

Уильям Валериоти, P.E.

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о

.

обсуждаемых тем ».

Майкл Райан, P.E.

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, П.Е.

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было

информативно, выгодно и экономично.

Я очень рекомендую

всем инженерам »

Джеймс Шурелл, П.Е.

Огайо

«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и

не на основе какой-то неясной раздела

законов, которые не применяются

до «нормальная» практика.»

Марк Каноник, П.Е.

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор.

организация «

Иван Харлан, П.Е.

Теннесси

«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».

Юджин Бойл, П.E.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,

а онлайн формат был очень

доступный и простой

использовать. Большое спасибо. «

Патрисия Адамс, P.E.

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»

Joseph Frissora, P.E.

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает напечатанная викторина во время

обзор текстового материала. Я

также оценил просмотр

Предоставлено фактических случаев »

Жаклин Брукс, П.Е.

Флорида

«Документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «очень полезен.Модель

испытание потребовало исследований в

документ но ответов

в наличии »

Гарольд Катлер, П.Е.

Массачусетс

«Я эффективно использовал свое время. Спасибо за широкий выбор вариантов.

в транспортной инженерии, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификат ВОМ.»

Джозеф Гилрой, P.E.

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для моих требований PG в Делавэре».

Ричард Роудс, P.E.

Мэриленд

«Я многому научился с защитным заземлением. До сих пор все курсы, которые я прошел, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсов со скидкой.»

Кристина Николас, П.Е.

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду возможности сдать еще

курсов. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

приходится путешествовать. «

Деннис Мейер, P.E.

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для Professional

.

Инженеры получат блоки PDH

в любое время.Очень удобно »

Пол Абелла, P.E.

Аризона

«Пока все отлично! Поскольку я мать двоих детей на полную ставку, у меня мало

пора искать где найти

получить мои кредиты от «

Кристен Фаррелл, P.E.

Висконсин

«Это было очень познавательно и познавательно.Легко для понимания с иллюстрациями

и графики; определенно делает это

проще поглотить все

теорий. «

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов работы с полупроводниками. Мне понравилось пройти курс на

.

мой собственный темп во время моего утро

на метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, П.Е.

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и взять

викторина. Я бы очень рекомендовал

вам на любой PE, требующий

CE единиц. «

Марк Хардкасл, П.Е.

Миссури

«Очень хороший выбор тем из многих областей техники.»

Randall Dreiling, P.E.

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад оказать финансовую помощь

от ваш промо-адрес который

пониженная цена

на 40% «

Конрадо Казем, П.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Воспользуюсь вашими услугами в будущем».

Charles Fleischer, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест и фактически подтвердил, что я прочитал профессиональную этику

кодов и Нью-Мексико

правил. «

Брун Гильберт, П.E.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили потраченного времени и усилий».

Дэвид Рейнольдс, P.E.

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Буду использовать CEDengineerng

.

при необходимости дополнительных

Сертификация . «

Томас Каппеллин, П.E.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все же выполнили свое обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

оценено! «

Джефф Ханслик, P.E.

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы.

для инженера »

Майк Зайдл, П.E.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

в хорошем состоянии »

Glen Schwartz, P.E.

Нью-Джерси

«Вопросы подходили для уроков, а материал урока —

.

хороший справочный материал

для деревянного дизайна »

Брайан Адамс, П.E.

Миннесота

«Отлично, я смог получить полезные рекомендации по простому телефонному звонку.»

Роберт Велнер, P.E.

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт работы в прибрежном строительстве — проектирование

Building курс и

очень рекомендую

Денис Солано, P.E.

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики Нью-Джерси были очень хорошими

хорошо подготовлены. »

Юджин Брэкбилл, P.E.

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

.

обзор везде и

всякий раз, когда.»

Тим Чиддикс, P.E.

Колорадо

«Отлично! Сохраняю широкий выбор тем».

Уильям Бараттино, P.E.

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой ерунды. Хороший опыт».

Тайрон Бааш, П.E.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были зондирующими и продемонстрировали понимание

материала. Полная

и комплексное »

Майкл Тобин, P.E.

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что мне предложили курс

поможет по моей линии

работ.»

Рики Хефлин, П.Е.

Оклахома

«Очень быстро и легко ориентироваться. Я определенно буду использовать этот сайт снова».

Анджела Уотсон, П.Е.

Монтана

«Легко выполнить. Никакой путаницы при прохождении теста или записи сертификата».

Кеннет Пейдж, П.E.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о солнечном нагреве воды. Информативный

и отличное освежение ».

Luan Mane, P.E.

Conneticut

«Мне нравится подход к регистрации и возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

Вернись, чтобы пройти викторину «

Алекс Млсна, П.E.

Индиана

«Я оценил объем информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях »

Натали Дерингер, P.E.

Южная Дакота

«Обзорные материалы и образец теста были достаточно подробными, чтобы позволить мне

успешно завершено

курс.»

Ира Бродский, П.Е.

Нью-Джерси

«Веб-сайтом легко пользоваться, вы можете скачать материал для изучения, а потом вернуться

и пройдите викторину. Очень

удобно а на моем

собственный график «

Майкл Глэдд, P.E.

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

Деннис Фундзак, П.Е.

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

Сертификат

. Спасибо за изготовление

процесс простой ».

Fred Schaejbe, P.E.

Висконсин

«Опыт положительный.Быстро нашел курс, который соответствовал моим потребностям, и закончил

один час PDH в

один час «

Стив Торкильдсон, P.E.

Южная Каролина

«Мне понравилось загружать документы для проверки содержания

и пригодность, до

имея для оплаты

материал

Ричард Вимеленберг, P.E.

Мэриленд

«Это хорошее напоминание об ЭЭ для инженеров, не являющихся электротехниками».

Дуглас Стаффорд, П.Е.

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, требующий

улучшение.»

Thomas Stalcup, P.E.

Арканзас

«Мне очень нравится удобство участия в онлайн-викторине и получение сразу

сертификат. «

Марлен Делани, П.Е.

Иллинойс

«Учебные модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по

.

много разные технические зоны за пределами

по своей специализации без

надо ехать.»

Гектор Герреро, П.Е.

Грузия

Одна новая гидравлическая приводная система для экзоскелета нижней части тела | Китайский журнал машиностроения

Обзор HAS для экзоскелета

На рисунке 1 показана новая гидравлическая система экзоскелета [24], которая приводится в действие четырьмя HAS для четырех активных суставов, заменяющих централизованную гидравлическую систему. Каждый HAS имеет свой собственный двигатель и насос, реализующий регулировку объема, повышая энергоэффективность.По сравнению с экзоскелетом XOS2 [5] и экзоскелетом нижних конечностей Беркли [6] экзоскелет, управляемый HAS, выглядит более компактным.

Рисунок 1

Схема экзоскелета, управляемого четырьмя HAS

Принцип работы

Каждый HAS имеет схожий принцип работы. В качестве примера для детального анализа взят HAS тазобедренного сустава. На рисунке 2 показана предлагаемая гидравлическая схема HAS, которая объединяет следующие компоненты: электрический серводвигатель (ESM) (a), двунаправленный поршневой насос (b), клапан согласования расхода (FMV) (e), направленный регулирующий клапан (DCV) (c ), предохранительный клапан (d), эластичный резервуар (f) и цилиндр (g).

Рисунок 2

Гидравлическая схема бедра HAS

Бесштоковая и штоковая камеры цилиндра соединены как с DCV (c), так и с предохранительным клапаном (d). Положение золотника FMV (e) зависит от разницы давлений между впускным и выпускным патрубками насоса. FMV (e) осуществляет переключение подачи масла в систему. Движение расширения цилиндра происходит, когда жидкость передается в бесштоковую камеру через DCV (c). Жидкость из камеры стержня возвращается в резервуар через DCV (c), а любой избыток жидкости возвращается в резервуар.Направление движения цилиндра изменяется путем переключения направления вращения ESM (a). Как только ESM (a) останавливается, цилиндр освобождается и приводится в движение внешней силой.

Ключевые компоненты

Micro Pump

Для HAS разработан семипоршневой двухсторонний поршневой насос с фиксированным рабочим объемом с высокой удельной мощностью, показанный на рис. 3. Специальная гофрированная пружина используется для уменьшения пространства для размещения возвратного поршня. механизм. А сферический контакт между блоком цилиндров и распределительной пластиной, который уменьшает внутреннюю утечку, увеличивает объемный КПД [25].Его рабочий объем составляет 0,4 мл / об, максимальное рабочее давление может достигать 18 МПа, а требуемая скорость вращения — до 4000 об / мин. Насос весит 200 г, а его размеры составляют всего 59 мм × 59 мм × 92 мм.

Рисунок 3
Особый резервуар

Для уменьшения объема HAS разработан негерметичный и компактный резервуар, конструкция которого показана на рисунке 4. Масло заливается в камеру между корпусом. и мягкая резиновая кожа. Мягкая резиновая оболочка изолирует внешнюю среду.В верхней части бака есть шесть вентиляционных отверстий, поэтому форма мягкой резиновой пленки меняется в зависимости от объема масла. Входное и выходное отверстия расположены на дне резервуара.

Рисунок 4

Структурная схема резервуара

Блок клапанов

Блок клапанов HAS включает FMV (e), DCV (c) и предохранительный клапан (d). На рисунке 5 показан один из режимов работы FMV (e). Клапан симметричен, и два порта соответственно соединены с входом и выходом насоса.Когда порт 2 соединен с выпускным отверстием насоса, масло под высоким давлением будет впрыскиваться в правую полость клапана (показано красной стрелкой). Золотники клапана (L1) и (L2) будут толкаться золотником клапана (R2), и правая камера клапана будет закрыта золотником клапана (R2). Масло из впускного отверстия бака будет поступать во впускное отверстие насоса через порт 1 (показано синей стрелкой). FMV (e) решает проблему согласования асимметричного потока и весит всего 22 г.

Рисунок 5

Чтобы уменьшить объем и вес, DCV (c) и предохранительный клапан (d) интегрированы в один компактный клапан, как показано на рисунке 6.Выпускной порт 1 соединен с камерой цилиндра, выпускной порт 2 соединен с резервуаром, а входной порт соединен с выпускным отверстием насоса. Компактный клапан имеет три рабочих режима для достижения трех рабочих состояний экзоскелета.

Рисунок 6

Структурная схема компактного клапана

(I) Когда ESM (a) останавливается, в контуре отсутствует давление, выпускной порт 1 соединен с выпускным отверстием 2. В это время масло между цилиндром и резервуаром циркулирует свободно (показано на рисунке 6 (а)), и цилиндр может свободно перемещаться.(II) Когда давление в системе устанавливается, золотник 1 клапана и золотник 2 сдвигаются вместе. Коническая поверхность (a) является уплотнительным контактом с корпусом клапана (b). Масло течет от впускного отверстия к выпускному отверстию 1 компактного клапана, цилиндра в режиме поддержки (показано на Рисунке 6 (b)). (III) Когда давление в системе превышает требуемое, толкается только золотник клапана 2, и давление сбрасывается через проточный канал золотника клапана 2.

Компактный клапан сочетает в себе функции переключения проточного канала и сброс давления, который имеет высокую степень интеграции и весит всего около 28 г.Более подробно о блоке клапанов было рассказано в Refs. [26, 27].

Ключевые параметры

Учитывая, что HAS используется для срабатывания сустава, его параметры должны соответствовать требованиям к характеристикам экзоскелета.

На рис. 7 (а) показана структура тазобедренного сустава, а на рис. 7 (б) показан его механизм. Где O — центр вращения тазобедренного сустава, ab — длина цилиндра, ac , bd , oc и od — длина рычажного механизма тазобедренного сустава, \ (r_ {i} \) — это расстояние от концов цилиндра до O , а \ (\ theta_ {i} \) — угол между рычажным механизмом и \ (r_ {i} \).{2}} \), \ (\ theta_ {1} = \ arctan \ frac {ac} {{co}}, \) \ (\ theta_ {2} = \ arctan \ frac {bd} {{od}} \).

Рисунок 7

Тазобедренный сустав, приводимый в движение HAS

Угловой диапазон тазобедренного сустава определяется данными клинического анализа походки (CGA) [28]. Диапазон длин цилиндра может быть получен путем подстановки углового диапазона в уравнение. (1). Как видно на Рисунке 8, для гидроцилиндра требуется максимальный ход 58 мм в цикле ходьбы и минимальный ход 4 мм при приседании.

Рисунок 8

Диапазон хода в циклах ходьбы и приседания

Кроме того, дифференцируя кривую линейного смещения, можно получить максимальную скорость цилиндра 140 мм / с (качание без нагрузки), что является важным параметром для интегрированный ESM и помпа. По результатам моделирования максимальная скорость вращения ЭСМ определена как 4000 об / мин.

Путем виртуального моделирования ходьбы и приседания экзоскелета оценивается максимальное усилие, необходимое для тазобедренного сустава, и необходимое давление для гидравлической системы также определяется как 18 МПа.Моделирование ходьбы и приседания выполняется под нагрузкой 50 кг, а данные моделирования по осевой нагрузке показаны на рисунке 9. Из-за того, что в режиме ходьбы требуется одна нога для поддержки веса всего тела, а для противодействия внешнему удару гидравлический цилиндр достигает максимальной тяги 1770 Н.