Какое давление качать в гидроаккумулятор: Давление в гидроаккумуляторе: советы экспертов

69759

Если просмотреть переписку на тему автономного водоснабжения на различных строительных порталах и форумах, то один из часто встречающихся вопросов – почему в бак вместо обозначенной в его паспорте емкости (к примеру) 50 л заливается всего 30 – 35? Как результат – устройство работает не совсем корректно. Основная причина – неправильно выставленное давление в гидроаккумуляторе. А каким оно должно быть в гидроаккумуляторе – это и интересует многих пользователей.

О назначении и устройстве ГА подробно рассказывается здесь. Чтобы не повторяться, достаточно лишь отметить, что в баке изначально есть воздух. Он закачивается в него еще на производстве, и давление составляет (для подавляющего большинства моделей) 1,5 атмосферы. Если изделие от известной компании-изготовителя, то небольшую утечку (за предпродажный период) в расчет можно не брать – качественные гидроаккумуляторы не «травят».

Не все пользователи учитывают, что ГА функционирует в системе водоснабжения только совместно с реле давления, иначе теряется сам смысл установки бака. Именно эти два элемента автоматики и обеспечивают стабильность давления в контуре и регулируют интервал между пуском в работу и остановкой насоса.

Но есть и еще ряд нюансов, которые правильно оценить может лишь профильный специалист. Например, как рассматривать следующую рекомендацию, размещенную на одном из форумов – взять разницу высот (в м) между ГА и верхней точкой водоразбора (H) и разделить эту цифру (число) на 10. Частное – это и есть рекомендуемое давление в баке (в атм). У человека, хоть немного понимающего, как организуется схема водоснабжения, неминуемо возникнут хотя бы такие элементарные вопросы.

• В любом доме есть много бытовой техники, присоединяемой к водопроводу. Для каждого изделия – свой нижний порог давления, при котором оно может нормально функционировать. Как это учесть?
• Трубы в жилых строениях прокладываются по-разному. На это влияют этажность здания, внутренняя планировка и так далее. Каждый поворот «нитки», отвод от нее, фитинги – это некоторая потеря давления. Есть ли поправочные коэффициенты для всех подобных случаев?

Существует главное правило настройки гидроаккумулятора – давление в нем должно быть на 10% ниже минимального (для включения перекачивающего устройства), установленного при регулировке срабатывания реле. Но это типовая рекомендация, которой следует придерживаться. В принципе, можно взять разницу и в 12, а то и 15%. Но точно определить ее способен лишь специалист, с учетом всех нюансов системы.

Наиболее вероятные последствия неправильной настройки гидроаккумулятора

• Некорректная работа бытовой техники, присоединенной к контуру водоснабжения. Например, периодические сбои в функционировании котельного оборудования, а то и аварийная остановка агрегата.
• Снижение ресурса насоса по причине повышенного износа.
• Проблемы с напором из кранов на последних этажах дома.

Производители прилагают к каждому гидроаккумулятору инструкцию, в которой расписан порядок его настройки. В чем сложность? Сортамент реле давлений значительный, и у каждой модели – свои характеристики.

Одна из основных – так называемая «дельта», то есть разница между Pmin (для пуска насоса) и Pmax (для его отключения). Применительно к большинству этих приборов она равна 1 (иногда 1,5). Но ни одно руководство не в состоянии учесть всех особенностей конкретной системы, самого строения, его «наполнения» техническими устройствами, способов их подключения и так далее.

Вывод

Он напрашивается сам собой. Несмотря на кажущуюся простоту настройки давления в гидроаккумуляторе, данную технологическую операцию целесообразнее доверить профессионалу. Логика достаточно проста – лучше оплатить его услуги «здесь и сейчас», чем не в такой уж далекой перспективе тратить деньги за визиты различных мастеров (по ремонту котла, посудомоечной машинки, того же насоса и так далее). Однозначно – в совокупности обойдется значительно дороже. А если учесть еще и неудобства, нервы, время, то решение более чем рациональное.

Компания «АЛЬФАТЕП» всегда окажет проживающим в Подмосковье практическую помощь в выборе оптимальной модели гидроаккумулятора и его настройке. Достаточно лишь позвонить на номер ее контактного телефона 8 (495) 109-00-95, и сотрудники подробно проконсультируют по любому вопросу, касающемуся организации водоснабжения, подберут требуемый для системы ГА, сами его установят и настроят по давлению его и реле. По желанию клиента, возьмут все оборудование на сервисное обслуживание.

Гидроаккумуляторы

Емкости для воды

Расширительные баки

Мембраны

Самые популярные товары раздела :

Все товары раздела

• 22. 02.2017 Встраиваемые конвекторы для квартиры с панорамными окнами
• Признаки проблем со станцией био очистки 27.02.2017

Похожие статьи:

Разница между гидроаккумулятором для отопления и водоснабжения

Мембранный бак Wester: отзывы и советы экспертов по эксплуатации

Гидроаккумуляторы для водоснабжения: нержавеющая стать против эмали

Гидроаккумуляторы: отличия дорогих и дешевых моделей

Гидроаккумуляторы для водоснабжения

Применение и устройство расширительного бака

Мембраны Unipump для гидроаккумуляторов и расширительных баков

Самые популярные статьи

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе

Какие обогреватели не сжигают кислород и не сушат воздух?

Винтовой или центробежный? Какой выбрать?

Накопительные баки для воды

Как очистить воду на даче: выбираем лучший фильтр для воды из колодца

Автоматика управления насосами – обзор реле давлений

Какое оптимальное давление заряда для моего аккумулятора?

Аккумуляторы — замечательные устройства, выполняющие множество функций. Одной из функций является минимизация скачков давления из-за эффекта гидравлического удара. У многих из нас может быть аккумулятор, подключенный к системе водоснабжения вашего дома, чтобы предотвратить «стук» при отключении воды.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Для удержания нагрузки требуется более высокое давление заряда, а приложения с низким рабочим циклом будут работать при среднем давлении.

Амортизация

В приведенной выше ситуации используется аккумулятор, иногда называемый расширительным баком с водяными системами, для поглощения шок. Аккумулятор этого типа может выдерживать большие изменения объема по сравнению с низкими изменениями давления. Приспособление к большому изменению объема сведет к минимуму удары по системе.

Аккумуляторы для удержания груза

Еще одним преимуществом аккумуляторов является то, что они сохраняют энергию для будущего использования. Возможно, вам нужно подавать давление в цилиндр в течение длительного периода времени, но вы не хотите, чтобы насос работал на холостом ходу. Многие статические тесты похожи на это. Вы прикладываете нагрузку и оставляете ее там на часы или дни.

Добавление аккумулятора позволит вам накапливать жидкость под давлением, а затем отключать насос. Вы также можете запрограммировать насос на обратное включение, когда давление в гидроаккумуляторе слишком низкое. Как только он зарядится, выключите его.

Аккумуляторы для машин с низким рабочим циклом

Наконец, вы можете использовать аккумуляторы, чтобы уменьшить размер вашей гидравлической системы, воспользовавшись преимуществами низкого рабочего цикла. Многие американские горки используют гидравлику для обеспечения линейного ускорения, что требует высокого давления и скорости потока, чтобы заставить их работать.

Традиционное решение состоит в том, чтобы подобрать размер системы для давления и расхода, необходимых при запуске. Допустим, нам нужно 400 галлонов в минуту при 1500 фунтов на квадратный дюйм в течение 10 секунд. Это 350 л.с.! И очень большая гидравлическая система.

При таком расходе и времени пуска нам нужно 67 галлонов на пуск. (Здесь не беспокойтесь о математике или числах.)

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

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

Как работает аккумулятор

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

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

Камера, находящаяся под давлением газа, должна быть заправлена, чтобы система работала. Давление, до которого он заряжается, называется «давлением наддува».

Когда гидравлическое масло попадает на другую сторону камеры, поршень будет двигаться в противоположную сторону, сжимая газ. Это движение нелинейно, так как давление увеличивается, потому что газ сжимаем.

Чем заряжать аккумулятор?

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

Сжатый воздух не лучший газ для этого применения, азот! Азот является наиболее распространенным компонентом нашей атмосферы, поэтому его легко усваивать. Он инертен, и это здорово, потому что он не взорвется, как кислород. Если он просочится наружу, для человека не будет такой опасности, как угарный газ или углекислый газ.

Азот также не содержит водяного пара. Стандартный воздух будет содержать как водяной пар, так и кислород. Это, в сочетании с любой плесенью или бактериями в воздухе (которые есть), создаст в вашем аккумуляторе прекрасную чашку Петри. Никто этого не хочет.

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

По этим причинам гидроаккумуляторы заправлены газообразным азотом.

Определение давления заряда

Определение давления заряда аккумулятора является наиболее сложной частью использования аккумулятора. Я буду честен, потому что я тоже борюсь с этим.

Поскольку мы имеем дело со сжимаемым неидеальным газом, нижеприведенный расчет основан на эмпирических данных, а не на точных. 95%, используемые в уравнении, являются рейтингом эффективности.

Где:

• D – объем нагнетания
• P ₁ – давление зарядки аккумулятора
• P ₂ – давление нагнетания
• или максимальное давление в системе 7 – давление в системе 6 заряжается до и
• В — общий полезный объем аккумулятора.

Так как уравнение является эмпирическим, вы всегда должны проектировать большую емкость аккумулятора, чем необходимо. По крайней мере, вы должны быть в состоянии немного увеличить давление в системе.

Коэффициент сжатия

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

Для баллонных аккумуляторов это соотношение составляет 4:1. Для поршневых аккумуляторов это соотношение выше и составляет 6:1. Превышение этого значения может привести к разрыву поршня цилиндра или баллона.

Минимальное давление

Чтобы предотвратить повреждение аккумулятора, нам необходимо поддерживать минимальное давление на уровне или выше давления наддува. При этом всегда остается немного масла в аккумуляторе, чтобы камера или поршень не упирались во внутренние упоры. Это может быть или не быть требованием, основанным на требованиях конкретного производителя.

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

Это требование минимального давления предназначено только для нормального использования. Аккумулятор может работать без давления при транспортировке и техническом обслуживании.

Раз уж мы затронули эту тему, я должен также упомянуть, что должен быть безопасный способ опорожнения аккумуляторов от всего гидравлического давления для обслуживания. Это не должно быть ослабление фитинга и сбор масла в поддоне. (это опасно)

Хорошо, глубокий вдох.

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

Обратите внимание, что все линии сходятся при максимальном давлении в системе (3000 фунтов на кв. дюйм). Это потому, что в уравнении P ₂ равно P ₃ , и условия отменяются.

На кривой существует сложность выбора давления наддува, давайте сделаем это простым способом на примерах.

Расширительный бак Давление подпитки

В случае, когда мы защищаем систему от эффекта гидравлического удара, мы можем добавить к рассматриваемой линии расширительный бак (маленький аккумулятор).

Мы хотим иметь большое изменение объема с очень небольшим изменением давления. Это будет почти вертикальная линия на графике, и очевидным выбором будет давление наддува 250 фунтов на квадратный дюйм.

Мы можем даже захотеть использовать меньшее давление, но если у вас нет заряда, объем может увеличиться при слишком низком давлении и не выполнить намеченную задачу. Другая опасность заключается в том, что вы нарушите коэффициент сжатия 4:1 или 6:1.

Давление подпитки для удержания груза

Применения для удержания груза довольно распространены и, как правило, не требуют большого расхода, поскольку положение не меняется. Большая часть ваших потерь жидкости будет происходить из-за внутренних утечек в направляющие клапаны.

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

На графике выше, если я использую давление нагнетания 500 фунтов на квадратный дюйм, я могу хранить только около 7 дюймов ³ жидкости между 2500 и 3000 фунтов на квадратный дюйм. Нигде не достаточно близко для большинства требований.

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

Теперь, если мы немного изменим наши требования, мы сможем получить больше преимуществ. Я хочу удерживать свою нагрузку на уровне 2000 фунтов на квадратный дюйм. Если давление зарядки моего аккумулятора по-прежнему составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм, но я подаю к аккумулятору только 2500 фунтов на квадратный дюйм гидравлической жидкости, я увеличиваю объем нагнетания.

Чтобы вычислить это, нам нужно будет увидеть, какой объем доступен при каждом давлении. При 2000 фунтов на квадратный дюйм 73,2 на ³ ; в 2500 есть 29,3 в ³ . Доступный разряд 43,9 в ³ (73,2 – 29,3).

Определение давления заряда для аккумуляторов с малым рабочим циклом

В приведенном выше примере с линейным ускорением на американских горках мы продемонстрировали, как можно использовать длительные периоды отдыха для непрерывного хранения жидкости для внезапного высвобождения. Основным преимуществом этого были меньшие компоненты и более ровная загрузка системы.

Чтобы эти приложения были успешными, вам нужно, чтобы ваша функция работала при более низком давлении. Я рекомендую спроектировать вашу систему так, чтобы давление в системе было менее 50%. Это будет не более 1500 фунтов на квадратный дюйм в системе на 3000 фунтов на квадратный дюйм.

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

Как давление в системе влияет на объем

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

В таблице ниже показано, какой будет разрядка аккумулятора, заряженного до 1500 фунтов на квадратный дюйм при различных рабочих давлениях.

На поверхности, он выглядит как на 3000 пс. в половине. Довольно мило.

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

Могу ли я произвести заправку до давления, превышающего давление в моей системе?

Краткий ответ: нет. Как упоминалось ранее, гидравлическое давление всегда должно быть не ниже давления наддува. Это необходимо для предотвращения внутренних повреждений поршня или камеры.

Так как это относится к минимальному рабочему давлению, оно должно быть таким же и к максимальному рабочему давлению.

Заключение

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

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Более высокое давление наддува требуется для ситуаций с удержанием нагрузки, а приложения с низким рабочим циклом будут работать при среднем давлении.

ГЛАВА 16: Аккумуляторы | Мощность и движение

Гидропневматические аккумуляторы

Гидроаккумуляторы

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

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

Типы аккумуляторов

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

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

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

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

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

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

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

Для чего используются аккумуляторы?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Меры предосторожности при работе с аккумуляторами

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

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

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

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

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

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

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

Предварительное давление аккумулятора

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

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

Применение аккумуляторов

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

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

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

Размеры аккумуляторов

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

Клапаны сброса аккумулятора

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

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

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

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

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

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

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

Другие области применения аккумуляторов

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

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

Один поставщик предлагает аккумуляторы низкого давления в качестве дыхательных устройств для герметичных резервуаров.