Термогидравлический распределитель принцип работы: Термогидравлические разделители для систем отопления. Назначение, конструкция и принцип работы

Содержание

Термогидравлические разделители для систем отопления. Назначение, конструкция и принцип работы

Назначение гидрострелки, зачем нужна гидрострелка.

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. 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.

  

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).

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 ИСАН предлагает своим покупателям различные варианты гидравлических стрелок и коллекторов для котельной. Наши специалисты помогут Вам не только профессионально подобрать котельное оборудование, но и выполнить его монтаж.

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 (T2=T4). Такой режим работы в максимальной мере использует мощность котла (котел работает на максимуме своей мощности), а здание «недополучает» требуемое тепло.

К тому же может возникнуть большая разница температуры между подачей и «обраткой» котла (T1 и T2), что негативно сказывается на ресурсе его работы.

Вариант 3.

Qp>Qs тогда T1=T3; T2>T4

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


Гидрострелки и коллекторы для котельных на нашем сайте


Принцип работы гидрораспределителя | Гидротехтрейд

Гидравлический распределитель используется для перенаправления потоков рабочей жидкости.

Если следовать простейшей гидросхеме, показанной на рисунке, то гидравлическая жидкость поступает в распределитель через насос (Н) и направляется в цилиндр (Ц). В зависимости от стороны смещения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), жидкость транспортируется в левую (1) или правую (2) полость цилиндра, в результате чего данный узел перемещается в разные стороны.

На рисунке гидрораспределитель (Р) находится в нейтральном положении, поэтому в данном случае цилиндр не двигается. В конструкции каждого устройства присутствует предохранительный клапан, блокирующий работу узла при достижении допустимого предела давления. При активации КП гидравлическая жидкость направляется в гидробак, минуя все компоненты распределителя.

Разновидности гидрораспределителей

По типу запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), распределители делятся на:

  1. Золотниковые. ЗРЭ (золотник) смещается по оси. Такие распределители применяются в гидросистемах, работающих под давлением до 32 МПа: бульдозеры, экскаваторы и др.
  2. Клапанные. Потоки жидкостей перенаправляются при открытии и закрытии клапанов, выполненных в конусной, шариковой и других формах. Клапанные распределители выдерживают давление более 80 МПа, герметичны, но имеют тяжелый вес в сравнении с другим оборудованием.
  3. Крановые. Гидравлическая жидкость направляется при повороте пробки крана, которая может быть выполнена в виде конуса, сферы или цилиндра. Устройства имеют невысокую пропускную способность (8-10 л/мин), поэтому используется как помощники клапанных или золотниковых распределителей.

Затрудняетесь с выбором гидрораспределителя для вашей техники? Обращайтесь за помощью в компанию «Гидротехтрейд».

Горячая линия (ремонт, комплектующие): +7 (495) 660-04-23

← Предыдущая статья Следующая статья →

РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ
ЛЮБОЙ ГИДРАВЛИКИ

Гидравлический распределитель: устройство, принцип работы, типы

Гидравлический распределитель – специальное устройство, применяемое в производственных механизмах, которое позволяет менять направление движения жидкости. Он необходим для контроля точности смены потоков, которые должны сменяться в определенной последовательности для включения механизмов. Распределитель может монтироваться к основному механизму с помощью различных креплений. Чаще всего применяется резьбовое, фланцевое и стыковое крепление. Для высокой точности работы обычно применяются электрогидравлические распределители, которые управляются электромагнитами.

Устройство и принцип работы

Гидрораспределители могут применяться при работе с различными типами жидкостей. Но чаще всего такой механизм можно встретить в гидравлических системах, для регулировки потока, уровня и давления масла.

Схема гидрораспределителя зависит от типа механизма и целей его использования. Чаще всего он состоит из корпуса, распределительных каналов, клапанов различных видов, регулировочных механизмов, фиксаторов, в некоторых случаях электромагнитов и других деталей.

Принцип работы электрораспределителя такой:

  1. На корпусе установлен электромагнит постоянного тока, который при включении воздействует на палец и толкатель, к которому крепится с помощью рычага.
  2. Толкатель воздействует на шариковый клапан, прижимая его к седлу;
  3. Такое положение позволяет гидродвигателю включиться в работу, вытесняя жидкость из рабочей емкости в сливную магистраль.
  4. Когда на электромагнит не поступает электричество, шариковый клапан прижимается к седлу.
  5. Из-за этого с рабочей емкостью соединяется с нагнетательной полостью, что приводит к обратному движению жидкости, которая возвращается в полость двигателя.
  6. Рабочая емкость закрывается обратным клапаном, который не позволяет жидкости двигаться в системе.
  7. Для работы распределителя не требуется большой мощности, так как вся система уравновешена. Усилие пружины, которая воздействует на шариковый клапан, примерно равняется давлению со стороны толкателя, в полость которого нагнетается рабочая жидкость. Из-за этого даже малейшего усилия электромагнита достаточно для изменения направления и распределения потоков жидкости.

Практически все модели распределителей работают по одному принципу. Отличия могут быть незначительные и зависят от конструкционных особенностей.

Типы гидрораспределителей

На сегодняшний день существует несколько классификаций гидрораспределителей. Наиболее распространенная выделяет три типа – золотниковые, крановые и клапанные, отличие которых заключается в разной схеме запорно-регулирующего элемента.

Но также стоит выделить несколько других принципов классификации:

  1. В зависимости от числа внешних гидролиний:
  • двухлинейные;
  • трехлинейные.
  1. Зависимо от числа позиций запорного механизма – двух- и трехпозиционные;
  2. Исходя из вида управления бывают:
  • с ручным управлением;
  • с электрическим;
  • с механическим;
  • с гидравлическим.
  1. Зависимо от количества запорных элементов бывают одно- и двухступенчатые.

Золотниковые

Один из наиболее популярных типов. Устройство золотникового распределителя простое, его отличие от остальных заключается в особом строении распределителя. В его качестве выступает цилиндрический золотник. Его движение провоцирует изменение направления жидкости. В спокойном положении он перекрывает каналы, но при смещении влево или вправо, происходит движение жидкости из рабочей полости, под давлением от насоса, или обратно в полость.

Такой тип распределителя обычно применяется для поршневых систем. Движение золотника провоцирует выдвижение поршня и его обратное втягивание. Среди золотниковых распределителей можно выделить двухходовые, трехходовые и многоходовые.

Управляться такой распределитель может вручную, гидравликой, электромагнитом или смешанной системой управления (электрогидравлической). Ручное управление применяется в простых механизмах и может выполняться с помощью рычага, педали, кнопки, рукоятки или другого простого привода. Механическое управление более сложное, в нем участвует пружина, толкатель или ролик.

В зависимости от сложности конструкции и целей использования, механизм может иметь несколько золотников. Исходя из этого распределители делят на секционные и моноблочные. Секционные обычно соединяются между собой с помощью болтов. Для моделей такого типа разработано несколько запорно-регулирующего механизма:

  1. С положительным осевым перекрытием – позволяет фиксировать поршень в нужном положении, но точность фиксации небольшая из-за наличия области нечувствительности.
  2. С нулевым перекрытием – более совершенный тип, которой не имеет подобной области, но отличается довольно высокой стоимостью, связанной со сложным процессом производства.
  3. С минимальным – имеет небольшую зону нечувствительности, приемлемую стоимость, но надежность конструкции ниже из-за меньшей жесткости.

Крановые

В основу этой модели заложена крановая пробка. С ее помощью происходит распределение потоков, путем поворота пробки. Чаще всего такие изделия имеют коническую форму, или форму цилиндра, но также можно встретить плоские и сферические модели. Чтобы подобный механизм работал эффективно, должна соблюдаться герметичность. За этим обязательно нужно следить, так как во время эксплуатации вследствие износа между пробкой и корпусом может увеличиться зазор. Из-за этого герметичность теряется и происходит утечка жидкости.

Чаще всего проблемы с герметичностью возникают в моделях с цилиндрической пробкой. Чтобы механизм работал исправно, зазор не должен превышать 0,02 мм. Со временем зазор увеличиваются и происходит утечка жидкости. При этом в некоторых случаях, несмотря на потери, можно продолжать эксплуатацию распределителя. К сожалению, избавиться от утечки можно только с помощью покупки нового устройства. Поэтому все более популярными становятся модели гидравлических распределителей с конической пробкой, в которых проблема с герметичностью отсутствует.

Клапанные

В основе конструкции таких распределителей лежит клапан, который более надежен, чем золотник, и позволяет работать при высоком давлении жидкости. Обычно клапанные распределители способны работать при давлении в три раза превышающим возможности золотниковых. Надежность работы достигается путем использования нескольких проходных клапанов, которые поочередно открываются и закрываются.

Закрытия и открытия клапанов происходит за счет движения стержня, на котором установлены выступы. В зависимости от направления стержня, открывается нужная пара клапанов и жидкость сливается в рабочую емкость или гидродвигатель.

При производстве распределителей могут использоваться клапаны различной формы. Чаще всего применяются конусы и шарики.

Управление подобными распределителями может выполняться вручную, механическим или электрическим способом.

К недостаткам таких моделей можно отнести большие габариты. Это связанно с необходимостью обеспечения высокой надежности. При этом пропускная возможность клапанных распределителей может равняться показателям золотниковых, размером практически в два раза меньше. На срок эксплуатации такого распределителя может негативно повлиять гидравлический удар, возникающий во время посадки клапана на седло.

Область применения

Область применения гидрораспределителей не ограничивается отдельными сферами деятельности. Практически в каждой гидравлической системе используется такой механизм. Наиболее распространенными являются золотниковые модели. Это связано с тем, что они простые в использовании, относительно дешевые и имеют небольшие размеры. С помощью таких распределителей обычно происходит управление движением компонентов двигателей.

Обычно встретить такие гидравлические распределители можно на:

  • станках:
  • крановых установках, подъемниках и манипуляторах;
  • грузовых автомобилях;
  • сельскохозяйственной технике;
  • специальной технике, применяемой в строительстве и горнодобывающей промышленности.

Сфера применения таких моделей ограничивается лишь уровнем давления рабочей жидкости. При превышении дозволенных показателей система может не выдержать и выйти из строя из-за потери жидкости. При больших нагрузках стоит отдавать предпочтение клапанным устройствам.

Крановые модели редко применяются из-за небольшой пропускной способности. Они часто встречаются в комплексе с золотниковыми и клапанными устройствами в качестве дополнительного механизма.

При покупке распределителя следует изучить технические характеристики каждой модели. Иногда лучше всего посоветоваться со специалистом. От распределителя напрямую зависит надежность работы гидросистемы. Стоит отметить, что даже если правильно подобрать устройство, могут возникнуть проблемы, если неправильно его установить. Поэтому к такому важному этапу также стоит отнестись с особым вниманием.

Устройство и виды гидрораспределителей

Гидрораспределители - востребованные устройства в самых разных сферах деятельности, связанной с водной средой, от систем очистки до отопительных систем. Рассмотрим разновидности устройств, принцип работы и на чем основан выбор той или иной модели гидрораспределителя.

Устройства изготавливаются из высококачественных стальных сплавов, чугунных заготовок, а также есть варианты из бронзовых слитков. Для дополнительной закалки сырья его подвергают воздействию азота, цементируют. Их вес и размеры зависят от масштабов пропускаемой жидкости. Чем крупнее габариты распределителя, тем выше пропускная способность.

Принцип работы

Устройство гидрораспределителя выглядит следующим образом (см. схему):

В начале рабочего цикла жидкая масса сразу не поступает внутрь гидравлического цилиндра из заборного насоса. Для этого оператором смещается запорная арматура в нужное положение – и вода проходит в цилиндрическую полость. Поршни приходят в движение, вытесняют жидкость – она спускается в специальный бак. Затем цикл завершается возвращением механизма к исходной позиции.

Гидрораспределители работают на двух принципах: направляющем и дросселирующем. Направляющий принцип действует в отношении закрывания и открывания прохода для жидкой массы. Дросселирующие варианты механизмов могут регулировать мощность потока, сокращать или увеличивать его объем. Здесь можно открывать канал частично или полностью на усмотрение оператора.

Преимущество гидроусилителя на дросселирующей основе – нет резкой тряски в момент запуска механизмов или при отключении, малая вероятность поломки.

Классификация гидротехники

Разделяют эти устройства, основываясь на типологии запорных конструкций. Гидрораспределители, типы устройств которых отличаются между собой по функционалу, делятся на следующие разновидности:

  • золотники;
  • крановые распределители;
  • с клапаном;
  • струйные;
  • с регулирующим элементом типа «сопло-заслонка».

Очень распространенными являются золотниковые разновидности распределителей. Они просто изготавливаются, компактны и надежны в эксплуатации. Выдерживают повышенное давление до 32 Мпа и активный расход, в отличие от кранового типа.

Крановый распределитель также достаточно широко распространен. Его конструкция запорной арматуры основана на цилиндрической форме пробки поворотного крана. Но кран также может иметь и шарообразную, коническую форму, а также бывает плоским. Разнообразие типов запорных элементов делает этот тип устройств очень удобным и востребованным.

Устройства на основе клапанов дают возможность избежать утечки рабочей среды, что часто встречается в случае золотниковых гидрораспределителей. При превышении давления более 32 Мпа сложно удержать в неподвижном положении сам гидродвигатель, здесь требуется позиционное переключение. В данном случае актуален клапанный распределитель, который отличается увеличенной массой и размерами, полностью герметизирует всю гидролинию. Такой тип распределителей актуален там, где нужна высокая герметичность. Запорная конструкция, как правило, изготавливается в виде клапана-конуса или шара.

Тип устройства «сопло-заслонка» работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды.

Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве.

Применение

Гидрораспределители используют на гидростанциях, в тепловых сетях, на водоканалах, заводских линиях, где используется водная среда в качестве очистного ресурса, в канализационных системах.

Наиболее популярны на рынке устройства золотникового типа. Они просты в применении и часто востребованы в системах, где давление не превышает критических значений. Золотники помогают управлять валами и штоками на сельхозтехнике для сбора урожая, в конструкции экскаваторов или бульдозеров, грейдеров.

Распределители встречаются также в конструкции грузовых машин, встраиваются в станки и подъемники разных типов, манипуляторы кранового типа.

Основной критерий выбора механизма – это его способность справиться с давлением, которое должно соответствовать возможностям распределителя. При нагрузке выше 32 МПа сразу необходимо сделать выбор в пользу клапанного варианта, так как эти распределители спокойно работают при уровне давления до 80 МПа с соблюдением герметичности системы.

Низкая пропускная способность крановых типов распределителей не является их преимуществом, но они востребованы в системах, где требуется стабильная и качественная очистка до 10 литров в минуту. Они служат в качестве вспомогательных устройств, поддерживающих работу золотника или клапанного гидрораспределителя. В данном случае крановый прибор подает сигнал, управляющий рабочими процедурами.

Тип устройства «сопло-заслонка» встречается гораздо реже, он работает на принципах гидравлического делителя давления и качественно распределяет нагрузку в ходе поступления рабочей среды, но применение их слишком специфично. Струйные варианты отличаются пониженной чувствительностью к загрязнениям, это обеспечивается полным отсутствием подвижных элементов в устройстве, они необходимы для очистных станций.

Обслуживание гидрораспределителей

Наша компания предоставляет такие услуги, как ремонт гидрораспределителей и любых гидравлических устройств в Новочеркасске, Ростове-на-Дону, Батайске, Азове, Аксае и иных городах Ростовской области. Вы можете отправить заявку на ремонт и обслуживание вашей спецтехники прямой насайте или позвонить по указанному номеру телефона. Дежурный специалист ответит на все вопросы и рассчитает стоимость услуг. Мы обеспечиваем бесперебойную работу гидравлической спецтехники всех наших нынешних клиентов и всегда рады новым.

схема, устройство, чертежи, типы, виды, принцип работы, распределитель гидравлический

Гидрораспределитель — это гидроаппарат, обеспечивающий изменение направления потока рабочей жидкости в двух или более гидролиниях при наличии внешнего управляющего воздействия.

Гидрораспределители бывают направляющими и дросселирующими.Направляющим называется гидрораспределитель, обеспечивающий перекрытие или изменение направления потока жидкости за счет полного открытия или полного перекрытия соответствующих проходных сечений.

Гидрораспределители типы конструкция работа маркировка

   Гидрораспределители подразделяются:
по конструкции запорно-регулирующего элемента — на золотниковые, крановые и клапанные;
числу внешних гидролиний — на двухлинейные, трехлинейные и т.д.;
числу характерных позиций запорно-регулирующего элемента — на двухпозиционные, трехпозиционные и т.д.;
виду управления — на распределители с ручным, механическим, электрическим и гидравлическим управлением;
числу запорно-регулирующих элементов — на одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.

В условном обозначении гидрораспределителя (рис. 1) указывают число его позиций (I, II), внешние гидролинии (А, Д Р, Т7), подводимые к распределителю, их соединение, а также способ управления (ГОСТ 2.871-68*).
   Число позиций изображают соответствующим числом квадратов (прямоугольников). Проходы изображают прямыми линиями со стрелками, показывающими направление потоков рабочей жидкости в каждой позиции, а места соединений проходов выделяют точками; закрытый проход изображают тупиковой линией с поперечной черточкой. Внешние гйдролинии подводят только к исходной позиции. Способ управления распределителем указывают знаками, примыкающими к торцам обозначения распределителя.

   Чтобы представить работу гидрораспределителя в некоторой рабочей позиции, необходимо мысленно передвинуть соответствующий этой позиции квадрат обозначения на место квадрата исходной позиции, оставляя линии связи в прежнем положении. Тогда истинные направления потока рабочей жидкости укажут стрелки, имеющиеся в этом квадрате.

   Условные обозначения едины для золотниковых, крановых и клапанных гидрораспределителей, т.е. условное обозначение не отражает конструкцию их запорно-регулирующих элементов.

   Кроме графических обозначений гидрораспределителей, приводят также их цифровые обозначения в виде дроби: в числителе указывают число подведенных к гидрораспределителю внешних гидролиний, в знаменателе — число его рабочих (характерных) позиций. Например, четырехлинейный трехпозиционный гидрораспределитель обозначают дробью 4/3 (см. рис. 1, г).

   Запорно-регулирующие элементы (золотник, кран, клапан) в направляющих гидрораспределителях всегда занимают фиксированные позиции по принципу «полностью открыто» или «полностью закрыто». Поэтому направляющий гидрораспределитель практически не влияет на давление и расход потока рабочей жидкости, проходящей через него.

Виды распределителей

   На рис. 2, а показана конструктивная схема золотникового гидрораспределителя 4/3 типа ПГ74-24М с ручным управлением.    Распределитель состоит из корпуса 7, цилиндрического золотника 8, рукоятки 4 с осью 3 и пальцем 2, крышек 1 и 9 и уплотнений. В центральном отверстии корпуса 8 выполнены пять кольцевых расточек, образующих полости Т1 А, Р, В и Т2 которые сообщаются каналами с входными отверстиями. Полости Т1 и Т2 (сливные) соединены каналом Д. Золотник 8, располагающийся в центральном отверстии корпуса 7, имеет три цилиндрических пояска, которые перекрывают соответствующие цилиндрические расточки корпуса. Каналами, выполненными в корпусе 7 и крышках 1 и 9, торцовые полости распределителя соединены с дренажной гидролинией. Шарик 5 пружиной б прижимается к втулке 10, обеспечивая фиксацию золотника в рабочих позициях.

   Принцип работы распределителя следующий. В исходной позиции (ей соответствует средний квадрат условного обозначения, показанного на рис. 2, в) все проходные сечения в гидрораспределителе перекрыты. При смещении золотника, например вправо (рис. 2, б) в позицию I (при этом левый квадрат на рис. 2, в как бы передвигается на место среднего), напорная полость Р распределителя соединяется с полостью А и поток жидкости под давлением поступает на выход распределителя и далее, например, в левую полость гидроцилиндра Ц (см. рис. 2, в). При этом полость В распределителя, а значит, и правая полость гидроцилиндра Ц, через золотник соединяется с полостью Т2, т.е. со сливом. При смещении золотника из нейтральной позиции влево, т.е. при переключении гидрораспределителя в позицию II (см. рис. 2, в), направление потока жидкости изменяется: полость Р (см. рис. 2, а) соединяется с полостью В, а полость А — с полостью Т1.

   Основным недостатком гидрораспределителя цилиндрическим золотником является наличие утечек жидкости через диаметральный зазор между корпусом (гильзой) и золотником.


Дросселирующим называется гидрораспределитель, обеспечивающий изменение как направления движения жидкости в нескольких гидролиниях одновременно, так и расхода в них в соответствии с внешним управляющим воздействием.

   В отличие от направляющего гидрораспределителя запорно-регулирующий элемент дросселирующего гидрораспределителя может занимать бесконечное множество промежуточных "рабочих положений". При этом он одновременно работает и как запорно-регулирующий элемент регулируемого гидродросселя, создавая сопротивление прохождению потока рабочей жидкости. Обычно площадь проходного сечения в дросселирующем гидрораспределителе зависит от величины управляющего сигнала.

   Таким образом, дросселирующий гидрораспределитель является комбинацией направляющего гидрораспределителя и регулируемых гидродросселей с совмещенным управлением.
   На рис. 3, а показана конструктивная схема дросселирующего золотникового гидрораспределителя 4/3 с цилиндрическим золотником 2, положение которого относительно корпуса 1 может
изменяться в зависимости от мощности электрического сигнала управления, поступающего на два электромагнита ЭМ1 и ЭМ2. В корпусе 1 распределителя имеются пять цилиндрических расточек с острыми кромками. Эти расточки внутренними каналами соединены по схеме: центральная — с напорной гидролинией Р, две крайние — со сливом Т. Две рабочие расточки А и В предназначены для подключения к распределителю потребителя жидкости, например гидроцилиндра. Золотник 2 имеет три цилиндрических пояска и расположен внутри корпуса 1 с радиальным зазором 4..10 мкм, Рабочие проходные сечения (дросселирующие щели) в распределителе возникают (при осевом перемещении золотника) между кромками цилиндрических расточек корпуса 1 и кромками цилиндрических поясков золотника 2.

   При отсутствии сигнала на электромагнитах золотник 2 распределителя находится в исходной (нейтральной) позиции. При этом все проходные сечения в распределителе перекрыты.

   При подаче управляющего сигнала на один из электромагнитов, например ЭМ1, золотник перемещается вправо в позицию I (рис. 3, б, в) и рабочая жидкость поступает из гидролинии Р в гидролинию А через дросселирующую щель 3, расход рабочей жидкости через которую зависит от мощности поданного управляющего сигнала. От гидрораспределителя жидкость направляется в левую полость гидроцилиндра Ц, а жидкость, вытесняемая из правой полости гидроцилиндра Ц, поступает по гидролинии В в гидрораспределитель. Здесь она проходит через вторую дросселирующую щель 4 и поступает через гидролинию на слив Т.

  Аналогично работает гидрораспределитель и при условии подачи управляющего сигнала на электромагнит ЭМ2. Отличие заключается только в том, что золотник при этом смещается влево.

   Обычно в системах управления один из управляющих сигналов, поступающих на электромагнит ЭМ1 или ЭМ2, принимается положительным, а другой — отрицательным. Таким образом, гидрораспределитель в зависимости от знака управляющего сигнала обеспечивает необходимое направление движения поршня гидроцилиндра, а в зависимости от мощности управляющего сигнала — требуемую скорость его перемещения.

   Основные правила построения условных обозначений направляющих гидрораспределителей, распространяются и на дросселирующие гидрораспределители. Признаком дросселирующего гидрораспределителя в его условном обозначении является наличие двух дополнительных параллельных линий (над обозначением и под ним) (см. рис. 3, в). При этом квадраты в обозначении соответствуют характерным позициям гидрораспределителя.

   Основными преимуществами золотниковых гидрораспределителей являются их компактность и разгруженность от осевых сил, что значительно уменьшает усилие, необходимое для управления золотником.

   Существенным недостатком дросселирующих гидрораспределителей является возможность загрязнения зазоров между золотником и корпусом. Поэтому в системах автоматического управления для устранения отмеченного явления золотникам сообщают поворотные или возвратно-поступательные колебания высокой частоты (более 50 Гц) и небольшой амплитуды (10... 100 мкм). Обеспечивается это с помощью механических вибраторов или электромеханических средств.

   Кроме золотниковых, к дросселирующим гидрораспределителям относятся струйные гидрораспределители. Такие гидрораспределители часто используются как предварительная ступень гидравлического управления в гидрораспределителях с многоступенчатым управлением.


Гидрораспределители с электрическим управлением. Электрическое управление в гидрораспределителях применяется при условных проходах Dy < 10 мм, так как у управляющих электромагнитов обычно ограничены тяговое усилие и ход. Для больших условных проходов такие гидрораспределители делают двухступенчатыми, причем первая из ступеней является гидравлическим устройством предварительного усиления мощности входного управляющего сигнала. Эти гидрораспределители называются еще гидрораспределителями с электрогидравлическим управлением, а если гидрораспределитель дросселирующий — электрогидравлическими усилителями (ЭГУ). Для такого устройства входным является электрический сигнал, а выходным — некоторый поток рабочей жидкости с параметром (расходом или давлением), пропорциональным мощности входного сигнала. Направление потока
и знак перепада давления при этом соответствуют знаку входного электрического сигнала.

   ЭГУ состоит из электромеханического преобразователя, в котором электрический сигнал преобразуется в некоторое механическое перемещение (поворот вала или перемещение толкателя электромагнита), и гидравлического усилителя мощности.
   На рис. 4, а в качестве примера изображен двухступенчатый гидрораспределитель, в состав которого входят два золотниковых гидрораспределителя: распределитель первой ступени, состоящий из корпуса 2, золотника 1 и двух центрирующих пружин 3, с управлением от двух электромагнитов ЭМ1 и ЭМ2; гидрораспределитель второй ступени, состоящий из корпуса 4, золотника 5 и двух центрирующих пружин 6, с гидравлическим управлением. Гидрораспределитель имеет присоединительные отверстия Р, Т, А, В. Торцевые полости распределителя второй ступени соединены с выходными отверстиями распределителя первой ступени каналами Х и Y.

   При отсутствии электрического управляющего сигнала золотники обоих распределителей под действием пружин находятся в средних (нейтральных) позициях. При этом золотник 1 соединяет торцевые полости распределителя второй ступени со сливом, а золотник 5 перекрывает все проходные сечения (см. рис. 4, а, б).

   При поступлении сигнала, например на электромагнит ЭМ1, золотник 1 смещается до упора вправо, т. е. распределитель первой ступени переключается в позицию I (см. рис. 4, б). При этом по каналу X поток жидкости под давлением поступает в левую торцевую полость гидрораспределителя второй ступени, а его правая торцевая полость через канал Y соединяется со сливом. На торцах золотника 5 возникает перепад давлений, под действием которого он смещается вправо, т.е. основной гидрораспределитель переключается в позицию I. При этом соединяются гидролинии Р с А и В с Т.

   При поступлении управляющего сигнала на вход электромагнита ЭМ2 золотники 7 и 5 перемещаются влево, т. е. гидрораспределитель переключается в позицию II. При этом соединяются гидролинии Р с В и А с Т.

   На практике наиболее широкое распространение получили двух-дроссельные (по числу регулируемых гидродросселей) гидроусилители типе «сопло — заслонка» (рис. 5, а). Этот гидроусилитель состоит из двух регулируемых гидродросселей типа «сопло — заслонка» и двух постоянных (балансных) гидродросселей 1 и 6. Важный элемент этого устройства — подпружиненный центрирующими пружинами 8 золотник 7 дросселирующего гидрораспределителя, который является гидроусилителем второго каскада усиления ЭГУ.

   Рассматриваемый электрогидравлический усилитель можно представить в виде блок-схемы (рис. 5, б). В соответствии с ней электрический сигнал управления i поступает на электромеханический преобразователь 3, который поворачивает заслонку 4 на некоторый угол ?, пропорциональный сигналу (силе электрического тока) i. При этом гидравлическое сопротивление одного из регулируемых дросселей типа «сопло—заслонка» (с соплом 2 или 5) возрастает, а другого — уменьшается. В результате образуется перепад давления ?р = р1 - р2, пропорциональный углу ?. Таким образом, для гидроусилителя типа «сопло —заслонка» входным сигналом служит угол поворота а заслонки, а выходным — перепад давления ?р. Гидроусилитель типа «сопло—заслонка» является гидроусилителем первого каскада.

   Так как давления р1 и р2 подводятся к торцевым полостям дросселирующего гидрораспределителя, то образовавшийся перепад давления ?р создает соответствующее усилие, действующее на золотник 7. Это приводит к тому, что золотник 7 смещается из нейтрального положения на некоторое расстояние х. Это смещение определяется жесткостью центрирующих пружин 8 золотника 7, а значит, пропорционально перепаду давления ?р на его торцах, т.е. центрирующие пружины 8 и торцевые поверхности золотника 7 выполняют роль гидромеханического преобразователя, который преобразует возникший перепад давления ?р на торцах золотника 7 в его смещение х.

   Смещение золотника 7 из нейтрального положения на расстояние х приводит к тому, что открываются соответствующие проходные сечения дросселирующего гидрораспределителя. Например, если золотник 7 сместится вправо, то гидролиния А соединится с напорным трубопроводом, а гидролиния В — со сливным. Через открывшиеся дросселирующие окна гидрораспределителя начнется движение рабочей жидкости с расходом Q, пропорциональным смещению золотника х. Таким образом, для дросселирующего гидрораспределителя, являющегося гидроусилителем второго каскада, входным сигналом управления служит смещение золотника х а выходным — расход рабочей жидкости Q, поступающей к потребителю.

Разделитель гидравлический: описание, назначение | Отопление дома и квартиры

 

Вступление

Если вас интересует, и вы ищете информацию про разделитель гидравлический, назначение, принцип работы разделителя, то эта статья для вас.

Разделитель гидравлический - назначение

Разделитель гидравлический он же анулоид, он же гидрострелка, он же термостатический разделитель предназначен для гидравлического разделения двух контуров движения теплоносителя в системах отопления.   

Сразу пример. В доме установлен котел отопления с расходом 30 л/мин. Расход же системы отопления рассчитан, как 100 л/мин. Чтобы  не «напрягать» котел до 100 литров, создают две петли для котла и для отопления, которые разделяют анулоидом (разделителем).

Устройство классического разделителя отопительных контуров

В устройстве гидравлического разделителя нет ничего сложного. По сути, это цилиндрическая или прямоугольная камера с подходящими к ней четырьмя трубами.

Горячий теплоноситель двигается по верхним трубам, остывший теплоноситель по нижним трубам.

Принцип работы гидравлического разделителя

В гидравлическом разделителе происходят два физических процесса из двух разделов физики. Гидравлика помогает понять, как движется вода в разделителе, а теплотехника, позволяет понять, как в разделителе смешиваются холодный и горячий потоки.

Начнем с гидравлики. Имеем два контура движения теплоносителя. Контур К1 (контур котла отопления) и контур К2 (контур системы отопления) для обеспечения движения теплоносителя в каждый контур ставится циркуляционный насос. Принято ставить насосы на холодные ветки контуров. Хотя установка насосов на горячие ветки увеличивает скорость движения теплоносителя из-за малой вязкости горячей жидкости.

Итак, в гидрострелке двигаются два динамически независимых потока контуров К1 и К2. Скорость движения этих потоков не должна превышать 0,1 м/сек. Поясню почему.

Маленькая скорость движения теплоносителя в гидравлическом разделителе нужна по четырем причинам:

  1. При малой скорости движения жидкости в разделителе осаждаются песок, шлам и другой водяной мусор.
  2.  При малой скорости холодный теплоноситель движется вниз, а горячий поднимается вверх. Такая естественная циркуляция позволяет создавать температурные градиенты в петлях отопления. Можно получить контур отопления с повышенной или пониженной температурой. Обычно пониженную температуру создают  разделителем в системе теплый пол, а повышенную в контуре косвенного нагрева с бойлером.
  3. Из гидрострелки можно сделать смесительный узел. Это полезно если в доме один отопительный контур. Уменьшив диаметр разделителя, вы увеличите скорость движения воды и температуры обоих петель (котла и отопления) выровняются. Это значительно экономит материал и снижает расходы.
  4.  Маленькая скорость воды в разделителе, выводит из воды воздух, который не нужен в системе отопления. Воздух выводится через автоматический воздушник.

Промежуточный итог

Разделитель гидравлический позволяет разделить два контура теплоносителя различного расхода. Циркуляционные насосы в обоих контурах и диаметр разделителя,  выбираются такой мощности, чтобы скорость движения теплоносителя в разделителе не превышала 0, 1 м/сек.    

Гидравлический разделитель – как работает

Разделитель разделяет систему отопления как минимум на две части. Одна петля относится к котлу отопления, вторая петля объединяет разводку отопления дома. В каждой петле установлен циркуляционный насос. 

Как работает разделитель

Имеем две петли (контура) отопления. Петля К1 с насосом N1 и петля К2 с насосом N2. Расход в петле К1 равен W1, а расход в петле К2 равен W2.

  1. Если W1=W2, то в разделителе контура смешиваются, образуя единую систему отопления, без разделения по контурам;
  2. Если W1<W2, то теплоноситель в разделителе движется снизу на вверх;
  3. Если W1>W2, то теплоноситель двигается сверху вниз.   

Насос N1 создает расход в первом петле равный W1. Насос N2 создает расход во второй петле равный W2.

Где используется гидравлический разделитель

Разделитель гидравлический не является обязательным устройством для любой системы отопления. Его применение нужно в больших домах (от 200 метров) и с несколькими контурами отопления и ГВС. Из-за больших колебаний температуры в системе,  разделитель необходим во всех системах с отопительным котлом, работающим на древесине или пеллетах.

Размеры гидравлического разделителя

Высота гидравлического разделителя может быть любой. Зависит от места под монтаж. Минимальный диаметр гидравлического разделителя определяется по формуле:

Согласно формуле все очень просто:

  • Скорость движения жидкости в разделителе: 0,1м/с;
  • Расход W это разница между контуром отопительного котла и контуром системы отопления. Считаем расходы по максимальным расходам насосов согласно паспарту.

Пример.

  • Расход контура котла 30 л/мин;
  • Расход контура отопления 80 л/мин.
  • Разница расходов W: 80-30=50 л/мин.
  • Пи = 3,14;
  • Скорость V=0,1 метр\секунду.

Считаем:

50 литров÷60 секунд=0,833 л/ сек;

  • 1 литр=0,001 м3;
  • 0,833 литра/сек=0,000833 м. куб/сек;
  • D=0,102 мерта=102 мм.

Итак, получили, что диаметр разделителя не должен быть менее 102 мм.

Расчет гидравлического разделителя

Есть два типа разделителей, на фото они хорошо видны. Но расчет для них один.

Как видите, все расчеты привязаны к строгому соответствию конструкции разделителя к значению диаметра d.

Другие формы гидравлических разделителей

Рассмотренные разделители отопительной системы являются классическими, и они наиболее часто монтируются в системах. Но гидравлики утверждают, что и ниже приведенные разделители имеют право на существования.

Повороты в монтаже

При монтаже разделителей, да и все отопительной системы в целом, есть золотое правило: чем меньше поворотов, тем лучше. В завершении приведу пример, как избавится от лишних «коленцах» в монтаже гидравлического разделителя.

©Obotoplenii.ru

Другие статьи раздела Монтаж отопления

 

 

Как принцип работы гидрораспределителя

Гидравлический распределитель используется для запуска, остановки и перенаправления потоков рабочей жидкости. Также с помощью данного механизма осуществляется регулировка расхода масла и давления в гидросистеме.

Принцип работы следующий:

  • Электромагнит постоянного тока, крепящийся к кожуху при включении воздействует на палец и через рычаг на толкатель, прижимая шариковый клапан к седлу;
  • В этом положении полость гидродвигателя, сообщенная с каналом распределителя, оказывается сообщённой со сливной магистралью и под действием внешнего усилия гидродвигатель начинает осуществлять движение, вытесняя жидкость на слив;
  • При отключении электромагнита шариковый клапан под действием пружины прижимается к седлу, в этом положении нагнетательная магистраль соединяется с полостью гидродвигателя, который осуществляет движение в противоположном направлении;
  • Полость гидродвигателя запирается с помощью обратного клапана в нагнетательной магистрали, удерживая подвижные массы машины в верхнем положении;
  • Усилие, действующее на шариковый клапан гидрораспределителя и усилие пружины, уравновешиваются усилием со стороны толкателя, благодаря подводу жидкости в полость толкателя, ограниченную уплотнениями;
  • Уравновешивание и соотношение рычага позволяет использовать электромагниты гидрораспределителя с небольшими усилиями.

Согласно упрощённой схеме (см. схема 1), гидравлическая жидкость поступает в распределитель через насос (Н) и направляется в цилиндр (Ц). В зависимости от стороны смещения запорно-регулирующего элемента (ЗРЭ), жидкость транспортируется в левую (1) или правую (2) полость цилиндра, в результате чего данный узел перемещается в разные стороны.

Схема 1.

На рисунке гидрораспределитель (Р) находится в нейтральном положении, поэтому в данном случае цилиндр статичен. Каждое устройство имеет свой предохранительный клапан, блокирующий работу узла при достижении допустимого предела давления. При активации КП жидкость направляется в гидравлический бак, минуя все компоненты.

Как подключается

Принцип подключения оборудования зависит от задач, технических характеристик и сферы применения. В целом последовательность следующая:

  1. Глушится перепускной клапан.
  2. С помощью перепускного клапана соединяются каналы управления.
  3. Открываются новые каналы по оси.

Подключение может быть осуществлено параллельным или последовательным методом. Отличаются они друг от друга особенностями заглушки клапана и соединения канала.

При подключении следует учитывать ряд факторов:

  • Соблюдать герметичность соединительной арматуры;
  • Заглушить все отверстия перед покраской устройства;
  • Отказаться от мойки высокого давления во избежание попадания воды в корпус;
  • Подключать распределитель с помощью монтажных отверстий;

Также перед соединением с гидросистемой следует демонтировать пластмассовые или резиновые пробки, использующиеся для заглушки отверстий в корпусе. Клапан может устанавливаться в любом положении.

Разновидности гидрораспределителей

По типу запорно-регулирующего элемента распределители бывают следующих типов:

  • Золотниковыми - ЗРЭ смещается по оси, применяются в гидросистемах, работающих под давлением до 32 МПа: на бульдозерах, экскаваторах и т. д.
  • Клапанными - потоки жидкостей перенаправляются при открытии и закрытии клапанов, выполненных в конусной, шариковой и других формах, способны выдержать давление более 80 МПа, герметичны, но обладают большим весом.
  • Крановыми - гидравлическая жидкость направляется при повороте пробки крана, имеющими невысокую пропускную способность (8-10 л/мин), поэтому их применяют в качестве вспомогательных в сочетании с клапанными или золотниковыми распределителями.

Компания «Гидроник» осуществляет ремонт гидрораспределителей любых типов. У нас можно получить рекомендации и консультации по поводу установки и эксплуатации компонентов гидравлической системы. Мы также можем помочь подобрать модель в соответствии с вашими требованиями и условиями использования.

Инновационный

ремонт гидравлики

все виды
работ

Термостатические клапаны Принцип работы | Инструментальные средства

Термостатические клапаны используются для бесконечного пропорционального регулирования количества потока в зависимости от настройки и температуры датчика. Клапаны являются самодействующими, т.е. они работают без подачи дополнительной энергии, такой как электричество или сжатый воздух.

Термостатические клапаны

Поскольку клапаны постоянно подбирают количество потока в соответствии с потребностями, они особенно подходят для регулирования температуры.Требуемая температура поддерживается постоянной без перерасхода:

  • охлаждающая вода в системах охлаждения,
  • горячая вода или пар в системах отопления.

Операционная экономичность и эффективность максимальны.

Термостатические клапаны состоят из трех основных элементов:

1. Секция настройки с ручкой, контрольной пружиной и шкалой настройки.

2. Корпус клапана с отверстием, запорным конусом и уплотнительными элементами.

3. Герметичный термостатический элемент с датчиком, сильфоном и зарядом.

Как это работает?

Когда три элемента собраны вместе, клапан установлен, а датчик расположен в точке, где должна регулироваться температура, последовательность действий следующая:

1. Давление паров наддува, зависящее от температуры, накапливается в датчике.

2. Это давление передается на клапан через капиллярную трубку и сильфон и действует как открывающая или закрывающая сила.

3. Ручка на секции настройки и пружина создают силу, которая действует против сильфона.

4. Когда создается баланс между двумя противодействующими силами, шпиндель клапана остается в своем положении.

5. Если температура датчика - или настройки - изменяются, точка баланса смещается, и шпиндель клапана перемещается до тех пор, пока баланс не будет восстановлен или клапан не будет полностью открыт или закрыт.

6. При изменении температуры датчика изменение расхода примерно пропорционально.

Термостатические клапаны широко используются для регулирования температуры во многих различных машинах и установках, где требуется охлаждение.Термостатический клапан всегда открывается, пропуская поток при повышении температуры датчика. Клапан может быть установлен либо в линии подачи охлаждающей воды, либо в обратной линии.

статей, которые могут вам понравиться:
Клапаны ОВК
Регулирующий клапан Cv или Kv
Привод электродвигателя
Вопросы по регулирующим клапанам
Амортизаторы и жалюзи

Основы инженерного искусства: клапаны регулирования давления | Гидравлика и пневматика

Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

Клапаны регулирования давления можно найти практически в каждой гидравлической системе, и они помогают выполнять множество функций, от безопасного удержания давления в системе ниже желаемого верхнего предела до поддержания установленного давления в части контура. Типы включают разгрузку, уменьшение, последовательность, уравновешивание и разгрузку. Все это нормально закрытые клапаны, за исключением редукционных клапанов, которые обычно открыты. Для большинства этих клапанов необходимо ограничение для обеспечения требуемого регулирования давления.Единственным исключением является разгрузочный клапан с внешним управлением, срабатывание которого зависит от внешнего сигнала.

Предохранительные клапаны

Большинство гидравлических систем рассчитаны на работу в заданном диапазоне давлений. Этот диапазон является функцией сил, которые исполнительные механизмы в системе должны создавать для выполнения требуемой работы. Без контроля или ограничения этих сил гидравлические компоненты (и дорогостоящее оборудование) могут быть повреждены. Предохранительные клапаны предотвращают эту опасность.Это средства защиты, которые ограничивают максимальное давление в системе, отводя избыточное масло, когда давление становится слишком высоким.

Давление открытия и блокировка давления - Давление, при котором предохранительный клапан впервые открывается, чтобы позволить жидкости протекать, известно как давление открытия . Когда клапан обходит свой полный номинальный поток, он находится в состоянии давления полного потока . Разница между давлением полного потока и давлением открытия иногда называется перепадом давления , также известна как коррекция давления .

В некоторых случаях это изменение давления не вызывает возражений. Однако это может быть недостатком, если он тратит впустую мощность (из-за потери жидкости через клапан до достижения максимальной настройки). Это также может позволить максимальному давлению в системе превысить номинальные значения других компонентов. (Чтобы минимизировать блокировку, используйте предохранительный клапан с пилотным управлением.)

Предохранительные клапаны бывают прямого или пилотного действия.


Рис. 1. Простой предохранительный клапан прямого действия не имеет регулировочного винта и поэтому открывается при фиксированном, предварительно установленном давлении, которое регулируется настройкой пружины сжатия.

Клапан прямого действия может состоять из тарельчатого клапана или шара, которые с одной стороны подвергаются давлению системы, а с другой - пружине с заданной силой. В фиксированном, нерегулируемом, нормально закрытом предохранительном клапане (рис. 1) сила, оказываемая пружиной сжатия, превышает силу, оказываемую давлением системы, действующим на шар или тарельчатый клапан. Пружина плотно удерживает шар или тарелку. Порт резервуара на стороне пружины клапана возвращает утечку жидкости в резервуар.

Когда давление в системе начинает превышать настройку пружины клапана, жидкость вытесняет шар или тарелку, позволяя контролируемому количеству жидкости проходить в резервуар, поддерживая давление в системе на уровне настройки клапана.Пружина повторно устанавливает шар или тарелку, когда выпускается (обходится) достаточное количество жидкости для падения давления в системе ниже настройки пружины клапана.

Поскольку полезность фиксированного предохранительного клапана ограничивается одной настройкой его пружины, большинство предохранительных клапанов можно регулировать. Обычно это достигается с помощью регулировочного винта, действующего на пружину, рис. 2. Вкручивая или выкручивая винт, оператор сжимает или разжимает пружину соответственно. Клапан можно настроить так, чтобы он открывался при любом давлении в желаемом диапазоне.Помимо регулируемой функции, этот клапан работает так же, как фиксированный клапан на Рисунке 1.

Подпружиненные тарельчатые клапаны обычно используются для малых потоков. Они не протекают ниже давления открытия и быстро реагируют, что делает их идеальными для снятия ударного давления. Они часто используются в качестве предохранительных клапанов для предотвращения повреждения компонентов из-за высоких скачков давления или для сброса давления, вызванного тепловым расширением в заблокированных цилиндрах. Разница между давлением срабатывания и давлением полного открытия на подпружиненных тарельчатых предохранительных клапанах высока.По этой причине они не рекомендуются для точного контроля давления.


Рис. 2. Регулируемые блоки предохранительного клапана прямого действия проходят через клапан до тех пор, пока сила давления системы на тарельчатый клапан не превысит регулируемое усилие пружины и давление на выходе.

Предохранительные клапаны также предназначены для сброса потока в любом направлении. Давление жидкости в другом порте воздействует на плечо плунжера, открывая клапан. Другой тип предохранительного клапана прямого действия имеет управляемый поршень.В этом клапане скользящий поршень вместо тарельчатого клапана соединяет порты давления и резервуара. Давление системы действует на поршень и перемещает его против силы пружины. По мере движения поршень открывает отверстие резервуара в корпусе клапана.

Эти клапаны быстро срабатывают, но могут дребезжать. Их можно приглушить, чтобы исключить дребезжание, но это также замедлит их реакцию. Они надежны и могут работать с хорошей повторяющейся точностью, если расход не меняется в широких пределах. Клапаны с поршнями и втулками из закаленной стали имеют очень долгий срок службы.Они могут протекать немного ниже давления открытия, если поршни не герметизированы.

Предохранительные клапаны с направляющими поршнями обычно используются для давлений ниже 800 фунтов на квадратный дюйм, хотя они могут быть изготовлены с более тяжелыми пружинами для более высоких давлений. Более тяжелые пружины дают клапану больший дифференциал и, следовательно, увеличивают размер клапана.

Разновидностью предохранительного клапана с управляемым поршнем является предохранительный клапан с дифференциальным поршнем . Здесь давление действует на кольцевой участок (разницу между двумя участками поршня).Эта кольцевая площадь меньше площади седла клапана. Это позволяет использовать более легкую пружину, чем было бы необходимо, если бы давление действовало на всю площадь сиденья. Эти клапаны имеют меньший перепад давления, чем тарельчатые или предохранительные клапаны с управляемым поршнем.


Рис. 3. Предохранительный клапан с пилотным управлением имеет отверстие, проходящее через поршень, который удерживается закрытым за счет легкой пружины и давления системы, действующего на большую площадь поршня на конце пружины.

Для приложений, требующих клапанов, которые должны сбрасывать большие потоки с небольшим перепадом давления, часто используются предохранительные клапаны с пилотным управлением, рис. 3.Пилотный предохранительный клапан работает в два этапа. Пилотная ступень, которая состоит из небольшого подпружиненного предохранительного клапана (обычно встроенного в главный предохранительный клапан), действует как спусковой механизм для управления главным предохранительным клапаном. Однако пилот также может быть расположен удаленно и соединен с главным клапаном с помощью трубы или трубопровода.

Главный предохранительный клапан обычно закрыт, когда давление на входе ниже настройки пружины главного клапана. Отверстие B в главном клапане, рис. 3, позволяет жидкости, находящейся под давлением в системе, воздействовать на большую площадь со стороны пружины тарелки, так что сумма этой силы и силы основной пружины удерживает тарелку в седле.В это время пилотный клапан также закрыт. Давление в канале B такое же, как давление в системе, и меньше значения, установленного пружиной пилотного клапана.

По мере увеличения давления в системе давление в канале B также повышается, и, когда оно достигает настройки пилотного клапана, пилотный клапан открывается. Масло выпускается за основным клапаном по каналу B через сливное отверстие. Возникающее в результате падение давления на отверстии A в главном предохранительном клапане открывает его, и избыточное масло течет в резервуар, предотвращая дальнейшее повышение давления на входе.Клапаны снова закрываются, когда давление масла на входе падает ниже заданного значения клапана. Предохранительные клапаны с пилотным управлением имеют меньшую блокировку давления, чем предохранительные клапаны прямого действия, как показано на Рисунке 2.


Рисунок 4. Сравнение работы предохранительных клапанов при открытии давления и давлении полного потока.

Поскольку эти клапаны не начинают открываться, пока система не достигнет 90% от полного давления, эффективность системы защищена, поскольку выделяется меньше масла. Эти клапаны лучше всего подходят для приложений с высоким давлением и большими объемами.Хотя их работа медленнее, чем у предохранительных клапанов прямого действия, предохранительные клапаны с пилотным управлением поддерживают в системе более постоянное давление при сбросе давления. На рисунке 4 показаны рабочие характеристики предохранительных клапанов прямого действия и с пилотным управлением.

Редукционные клапаны

Наиболее практичными компонентами для поддержания вторичного, более низкого давления в гидравлической системе являются редукционные клапаны. Редукционные клапаны представляют собой нормально открытые двухходовые клапаны, которые закрываются при наличии достаточного давления на выходе.Есть два типа: прямого действия и с пилотным управлением.

Прямое действие - Редукционный клапан ограничивает максимальное давление во вторичном контуре независимо от изменений давления в основном контуре. Это предполагает, что рабочая нагрузка не создает обратного потока в порт редукционного клапана, и в этом случае клапан закроется, рис. 5. Сигнал измерения давления поступает со стороны выхода (вторичный контур). Этот клапан, по сути, работает в обратном направлении от предохранительного клапана (который измеряет давление на входе и обычно закрыт).

При повышении давления во вторичном контуре (рис. 5) гидравлическое усилие действует на область A, клапана, частично закрывая его. Сила пружины противодействует гидравлической силе, так что через клапан проходит только масло, достаточное для подачи во вторичный контур требуемого давления. Регулировка пружины регулируется.

Когда давление на выходе достигает заданного значения клапана, клапан закрывается, за исключением небольшого количества масла, которое стекает со стороны низкого давления клапана, обычно через отверстие в золотнике, через камеру пружины в резервуар.


Рис. 5. Редукционный клапан прямого действия удерживается в открытом положении силой пружины. Повышение давления на выпускном отверстии перемещает золотник вправо, закрывая клапан.

Если клапан полностью закрывается, утечка через золотник может вызвать повышение давления во вторичном контуре. Чтобы избежать этого, выпускной канал в резервуар держит его слегка открытым, предотвращая повышение давления на выходе выше заданного значения клапана. Дренажный канал возвращает утечку в бак. (Клапаны со встроенной функцией сброса также доступны, чтобы исключить необходимость в этом отверстии.)

Постоянное и фиксированное снижение давления -

Редукционные клапаны постоянного давления обеспечивают заданное давление независимо от давления в основном контуре, если давление в основном контуре на выше , чем во вторичном. Эти клапаны уравновешивают давление во вторичном контуре с усилием регулируемой пружины, которое пытается открыть клапан. Когда давление во вторичном контуре падает, сила пружины открывает клапан, достаточный для увеличения давления и поддержания постоянного пониженного давления во вторичном контуре.

Редукционные клапаны с фиксированным давлением обеспечивают фиксированное снижение давления независимо от давления в главном контуре. Например, предположим, что клапан настроен на снижение давления на 250 фунтов на квадратный дюйм. Если давление в основной системе составляет 2750 фунтов на квадратный дюйм, пониженное давление будет 2500 фунтов на квадратный дюйм; если основное давление составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм, пониженное давление будет 1750 фунтов на квадратный дюйм.

Этот клапан работает, уравновешивая силу, оказываемую давлением в основном контуре, с суммой сил, прилагаемых давлением вторичного контура и пружиной.Поскольку площади под давлением по обеим сторонам тарелки равны, фиксированное уменьшение осуществляется пружиной.


Рис. 6. Редукционный клапан с пилотным управлением снижает давление на обоих концах золотника. Легкая пружина удерживает катушку в открытом состоянии.

Золотник в редукционном клапане с пилотным управлением гидравлически уравновешивается давлением на выходе с обоих концов, рис. 6. Легкая пружина удерживает клапан в открытом положении. Небольшой пилотный предохранительный клапан, обычно встроенный в корпус основного клапана, сбрасывает жидкость в резервуар, когда пониженное давление достигает настройки пружины пилотного клапана.Этот поток жидкости вызывает падение давления на золотнике. Затем перепад давления сдвигает золотник в закрытое положение, преодолевая легкое усилие пружины.

Управляющий клапан сбрасывает жидкость, достаточную только для того, чтобы установить золотник или тарелку главного клапана так, чтобы поток через главный клапан соответствовал требованиям к потоку контура пониженного давления. Если поток в контуре низкого давления не требуется во время части цикла, главный клапан закрывается. Утечка жидкости под высоким давлением в секцию пониженного давления клапана затем возвращается в резервуар через предохранительный клапан с пилотным управлением.

Редукционные клапаны с пилотным управлением обычно имеют более широкий диапазон регулировки пружины, чем клапаны прямого действия, и обеспечивают лучшую повторяемость. Однако масляное загрязнение может заблокировать поток к пилотному клапану, и главный клапан не сможет должным образом закрываться. Также доступны пилотные клапаны со встроенной системой сброса пониженного давления.

Последовательные клапаны

В схемах с более чем одним исполнительным механизмом часто необходимо приводить в действие исполнительные механизмы, такие как цилиндры, в определенном порядке или последовательности.Один из способов сделать это - использовать концевые выключатели, таймеры или другие электрические устройства управления.

Иногда этого результата также можно достичь путем определения размеров цилиндров в соответствии с нагрузкой, которую они должны перемещать. Цилиндр, требующий наименьшего давления для перемещения груза, выдвигается первым. В конце своего хода давление в системе увеличивается и второй цилиндр выдвигается. Это продолжается до тех пор, пока не будут задействованы все цилиндры.


Рис. 7. Последовательный клапан представляет собой 2-ходовой клапан, закрытый регулируемой пружиной и открываемый давлением на впускном отверстии, действующем слева от золотника.

Однако во многих установках размер цилиндра, необходимый для выполнения работы, определяется ограничением пространства и требованиями к усилию. В этом случае можно использовать клапаны последовательности для приведения в действие цилиндров в требуемом порядке.

Последовательные клапаны - это нормально закрытые двухходовые клапаны. Они регулируют последовательность, в которой выполняются различные функции в контуре, рис. 7. Они напоминают предохранительные клапаны прямого действия, за исключением того, что их пружинные камеры обычно дренируются извне в резервуар, а не изнутри в выходной порт, как в предохранительном клапане.

Последовательный клапан обычно позволяет текучей среде под давлением течь ко второй функции только после того, как предыдущая приоритетная функция была завершена и удовлетворена. В нормально закрытом состоянии клапан последовательности позволяет жидкости свободно течь в первичный контур для выполнения своей первой функции до тех пор, пока не будет достигнуто давление, заданное для клапана.

Когда основная функция выполняется, давление в первичном контуре повышается и измеряется в канале измерения давления A . Это создает давление на катушку и преодолевает силу пружины.Пружина сжимается, золотник клапана смещается, и масло поступает во вторичный контур.

Последовательные клапаны иногда имеют обратные клапаны, которые обеспечивают обратный поток из вторичного контура в первичный. Однако действие последовательности обеспечивается только тогда, когда поток идет от первичного контура ко вторичному.

В некоторых приложениях блокировка может предотвратить выполнение последовательности, пока основной привод не достигнет определенного положения. Это делается с помощью удаленных операций.

Уравновешивающие клапаны

Эти нормально закрытые клапаны в основном используются для поддержания заданного давления в части контура, обычно для уравновешивания веса или внешней силы или противодействия весу, например, плите или прессу, и предотвращения его свободного падения.Первичный порт клапана соединен с концом штока цилиндра, а вторичный порт - с направленным регулирующим клапаном, рис. 8. Настройка давления немного выше, чем требуется для предотвращения свободного падения груза.


Рис. 8. Уравновешивающий клапан останавливает поток от впускного порта к выпускному до тех пор, пока давление на впускном отверстии не превысит регулирующую силу пружины.

Когда жидкость под давлением течет к торцу крышки цилиндра, цилиндр расширяется, увеличивая давление в конце штока и сдвигая главный золотник в уравновешивающем клапане.Это создает путь, по которому жидкость может проходить через вторичный порт к гидрораспределителю и в резервуар. Когда груз поднимается, встроенный обратный клапан открывается, позволяя цилиндру свободно втягиваться.

Если необходимо сбросить противодавление в цилиндре и увеличить усилие в нижней части хода, уравновешивающим клапаном можно управлять дистанционно.

Уравновешивающие клапаны обычно имеют внутренний слив. Когда цилиндр выдвигается, клапан должен открываться, и его вторичный порт соединяется с резервуаром.Когда цилиндр втягивается, не имеет значения, что давление нагрузки ощущается в сливном канале, потому что обратный клапан обходит золотник клапана.

Центровые клапаны

Сверхцентровые клапаны напоминают уравновешивающие клапаны в том смысле, что их назначение - поддерживать установленное давление напротив нагрузки, чтобы предотвратить ее свободное падение. Основное отличие состоит в том, что клапан сверхцентра использует управляющий сигнал, обычно поступающий от впускного отверстия привода, чтобы помочь открыть золотник. Эта вспомогательная система управления повышает эффективность клапана центрирования, снижает потребность в мощности и тепловыделение в системе.


Рисунок 9. Разгрузочный клапан подпружинен в закрытом положении. Когда давление в системе превышает силу регулируемой пружины, клапан открывается.

По мере того, как насосы и приводы становятся более совершенными, с функциями измерения отрицательной или положительной нагрузки и разгрузки, а также по мере того, как гидрораспределители становятся все более сложными, плавное управление нагрузкой с помощью сверхцентровых клапанов, в свою очередь, становится все более сложной задачей. Новые достижения в технологии сверхцентровых клапанов упрощают управление.

Клапаны разгрузочные

Эти клапаны обычно используются для разгрузки насосов. Они направляют выходной поток насоса (часто выход одного из насосов в многонасосной системе) непосредственно в резервуар при низком давлении , после достижения давления в системе .

Усилие, прикладываемое пружиной, удерживает клапан в закрытом состоянии, Рис. 9. Когда внешний управляющий сигнал, действующий на противоположный конец золотника клапана, оказывает силу, достаточно большую, чтобы превысить силу, оказываемую пружиной, золотник клапана смещается, изменяя производительность насоса. в пласт при низком давлении.


Рисунок 10. Управляемый разгрузочный клапан имеет поршень с давлением насоса на обоих концах.

Контуры высокого и низкого давления, в которых используются два насоса для перемещения и скорости или зажима, зависят от разгрузочных клапанов для повышения эффективности. Мощность обоих насосов нужна только для быстрого хода. Во время подачи или зажима выход из большого насоса выгружается в резервуар при низком давлении.

Управляемые разгрузочные клапаны - Разгрузочные клапаны также выполнены с пилотом для управления главным клапаном, рис. 10.Порт, проходящий через плунжер главного клапана, позволяет системному давлению воздействовать на оба конца плунжера. Легкая пружина плюс давление системы, действующее на большую площадь на конце пружины плунжера, удерживает клапан в закрытом состоянии. Встроенный обратный клапан поддерживает давление в системе. Когда давление в системе падает до заданного значения, пилотный клапан закрывается. Поток насоса через порт в золотнике главного клапана закрывает клапан.

Загрузить статью в формате .PDF

Дополнительную информацию о регулирующих клапанах можно найти в главах электронной книги по этой теме:
Fluid Power Basics, Ch.9: Предохранительные и разгрузочные клапаны
Fluid Power Basics, Ch. 14: Клапаны регулирования давления (кроме предохранительных и разгрузочных клапанов)
Fluid Power Circuits, Ch. 16: Редукционные клапаны
Fluid Power Circuits, Ch. 18: Клапаны сброса давления
Fluid Power Circuits, Ch. 20: Последовательные клапаны

Тепловой байпасный клапан | 3-ходовой термостатический клапан

Термобайпасный клапан необходим в гидравлических контурах, где требуется быстрый прогрев, контролируемая температура жидкости и низкое противодавление в обратной линии.Контроль температуры - ключевой элемент оптимальной работы системы. Слишком горячие жидкости могут вызвать снижение вязкости жидкости, внутреннюю утечку, кавитацию насоса и, в конечном итоге, выход из строя компонентов. Слишком холодные жидкости увеличивают вязкость жидкости, что приводит к сильной нагрузке на компоненты системы. Правильный контроль температуры жидкости гарантирует, что механические компоненты должным образом смазаны и работают с максимальной эффективностью.

ThermOmegaTech 3-ходовые термобайпасные клапаны (TBV) обеспечивают надежный контроль температуры жидкости в двигателях, компрессорах, системах охлаждения смазочного масла, контурах гидростатического привода, радиаторах, гидравлических силовых агрегатах, управлении технологическими процессами и других промышленных приложениях, где необходимо отводить жидкости в зависимости от их температуры.

Эти самодействующие термобайпасные клапаны контролируют входной поток и автоматически отводят жидкость в зависимости от температуры в одно из двух выходных отверстий. Жидкость ниже заданной температуры клапана отводится в резервуар или байпасный контур, в то время как жидкость при заданной температуре или выше отводится в охладитель системы.

Эти термостатические клапаны автоматически регулируют температуру жидкости, чтобы поддерживать работу системы при оптимальной температуре, чтобы снизить износ системы и исключить чрезмерное тепловое повреждение.В байпасном режиме TBV модулирует температуру жидкости, смещая обратный поток через охладитель / теплообменник или направляя его напрямую в резервуар. В режиме смешивания TBV регулирует поток через порты «B» и «C», чтобы обеспечить желаемую температуру на выходе из порта «A».

Тепловой байпас необходим для поддержания контроля температуры жидкости в гидравлических и смазочных системах, используемых в промышленных, мобильных и аэрокосмических приложениях. TBV от ThermOmegaTech обеспечивают точное термостатическое регулирование теплообменников и охладителей жидкого топлива в десятках применений, как правило, в военных самолетах.

ThermOmegaTech самостоятельно разрабатывает и производит все термоприводы для своих клапанов, что дает нам уникальную возможность адаптировать их под нужды вашего проекта. Можно настроить температуру открытия / закрытия, материал, размер клапана, скорость потока, количество входов / выходов и другие дополнительные функции, такие как корректировки.

Если один из наших стандартных продуктов не соответствует требованиям вашей системы, свяжитесь с одним из наших специалистов по продукту, чтобы обсудить требования вашего проекта.

Что такое электромагнитный клапан и как он работает?

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости. Они все в большей степени используются в самых разных типах установок и оборудования. Разнообразие доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретным применением.

ОБЩЕЕ

Электромагнитные клапаны используются везде, где требуется автоматическое регулирование потока жидкости.Они все в большей степени используются в самых разных типах установок и оборудования. Разнообразие доступных конструкций позволяет выбрать клапан в соответствии с конкретным применением.

СТРОИТЕЛЬСТВО

Электромагнитные клапаны - это блоки управления, которые при включении или отключении электропитания либо перекрывают, либо пропускают поток жидкости. Привод выполнен в виде электромагнита. При подаче напряжения создается магнитное поле, которое натягивает плунжер или поворотный якорь против действия пружины.В обесточенном состоянии плунжер или поворотный якорь возвращается в исходное положение под действием пружины.

РАБОТА КЛАПАНА

По режиму срабатывания различают клапаны прямого действия, клапаны с внутренним управлением и клапаны с внешним управлением. Еще одна отличительная особенность - это количество подключений к портам или количество потоковых трактов («путей»).

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

В соленоидном клапане прямого действия уплотнение седла прикреплено к сердечнику соленоида.В обесточенном состоянии отверстие седла закрыто, которое открывается, когда клапан находится под напряжением.

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 2-ХОДОВЫЕ

Двухходовые клапаны - это запорные клапаны с одним входным и одним выходным отверстиями (рис. 1). В обесточенном состоянии пружина сердечника при помощи давления жидкости удерживает уплотнение клапана на седле клапана, перекрывая поток. При подаче напряжения сердечник и уплотнение втягиваются в катушку соленоида, и клапан открывается. Электромагнитная сила больше, чем объединенная сила пружины и силы статического и динамического давления среды.

фигура 1

КЛАПАНЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 3-ХОДОВЫЕ

Трехходовые клапаны имеют три штуцера и два седла клапана. Одно уплотнение клапана всегда остается открытым, а другое закрытым в обесточенном режиме. Когда катушка находится под напряжением, режим меняется на противоположный. Трехходовой клапан, показанный на рис. 2, выполнен с сердечником плунжерного типа. Различные операции клапана могут быть получены в зависимости от того, как текучая среда соединена с рабочими портами на рис. 2. Давление текучей среды нарастает под седлом клапана.Когда катушка обесточена, коническая пружина плотно прижимает нижнее уплотнение сердечника к седлу клапана и перекрывает поток жидкости. Порт A выпускается через R. Когда катушка находится под напряжением, сердечник втягивается, седло клапана в Порте R закрывается подпружиненным верхним уплотнением сердечника. Текучая среда теперь течет от P к A.

фигура 2 В отличие от версий с сердечником плунжерного типа, клапаны с поворотным якорем имеют все портовые соединения в корпусе клапана. Изолирующая диафрагма предотвращает контакт текучей среды с камерой змеевика.Клапаны с поворотным якорем могут использоваться для управления любым трехходовым клапаном. Основной принцип конструкции показан на рис. 3. Клапаны с поворотным якорем стандартно оснащены ручным дублером.

фигура 3

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

В клапанах прямого действия силы статического давления увеличиваются с увеличением диаметра отверстия, что означает, что магнитные силы, необходимые для преодоления сил давления, соответственно становятся больше.Поэтому электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются для переключения более высоких давлений в сочетании с отверстиями большего размера; в этом случае перепад давления жидкости выполняет основную работу по открытию и закрытию клапана.

КЛАПАНЫ 2-ХОДОВЫЕ С ВНУТРЕННИМ ПИЛОТОМ

Электромагнитные клапаны с внутренним управлением оснащены 2- или 3-ходовым пилотным соленоидным клапаном. Мембрана или поршень обеспечивают уплотнение для седла главного клапана. Работа такого клапана показана на рис.4. Когда пилотный клапан закрыт, давление жидкости увеличивается с обеих сторон диафрагмы через выпускное отверстие. Пока существует разница давлений между впускным и выпускным портами, запорная сила доступна за счет большей эффективной площади в верхней части диафрагмы. Когда пилотный клапан открыт, давление сбрасывается с верхней стороны диафрагмы. Большая эффективная сила чистого давления снизу поднимает диафрагму и открывает клапан. Как правило, клапаны с внутренним управлением требуют минимального перепада давления для обеспечения удовлетворительного открытия и закрытия.Omega также предлагает клапаны с внутренним управлением, спроектированные с соединенным сердечником и диафрагмой, которые работают при нулевом перепаде давления (рис. 5).

фигура 4

МНОГООБХОДИМЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КЛАПАНЫ С ВНУТРЕННИМ НАПРАВЛЕНИЕМ

4-ходовые электромагнитные клапаны с внутренним управлением используются в основном в гидравлических и пневматических системах для приведения в действие цилиндров двустороннего действия. Эти клапаны имеют четыре патрубка: впуск давления P, два патрубка A и B цилиндра и один патрубок выпуска R.4/2-ходовой тарельчатый клапан с внутренним управлением показан на рис. 6. В обесточенном состоянии пилотный клапан открывается на соединении между входом давления и пилотным каналом. Обе тарелки главного клапана теперь находятся под давлением и переключаются. Теперь соединение порта P подключено к A, а B может выходить через второй ограничитель через R.

цифра 5

КЛАПАНЫ С НАРУЖНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

В этих типах для приведения в действие клапана используется независимая управляющая среда.На рис. 7 показан поршневой клапан с угловым седлом и закрывающей пружиной. В безнапорном состоянии седло клапана закрыто. Трехходовой электромагнитный клапан, который может быть установлен на приводе, управляет независимой управляющей средой. Когда электромагнитный клапан находится под напряжением, поршень поднимается против действия пружины, и клапан открывается. Версия с нормально открытым клапаном может быть получена, если пружина расположена на противоположной стороне поршня привода. В этих случаях независимая управляющая среда подключается к верхней части привода.Версии двойного действия, управляемые 4/2-ходовыми клапанами, не содержат пружины.

фигура 6

МАТЕРИАЛЫ

Все материалы, из которых изготовлены клапаны, тщательно отбираются в соответствии с различными типами применения. Материал корпуса, материала уплотнения и материала соленоида выбирается для оптимизации функциональной надежности, совместимости с жидкостями, срока службы и стоимости.

КУЗОВ

Корпуса клапанов нейтральной жидкости изготовлены из латуни и бронзы.Для жидкостей с высокими температурами, например пара, доступна коррозионно-стойкая сталь. Кроме того, полиамидный материал используется по экономическим причинам в различных пластиковых клапанах.

СОЛЕНОИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Все части электромагнитного привода, контактирующие с жидкостью, изготовлены из аустенитной коррозионно-стойкой стали. Таким образом обеспечивается устойчивость к коррозионному воздействию нейтральных или умеренно агрессивных сред.

МАТЕРИАЛЫ УПЛОТНЕНИЯ

Конкретные механические, термические и химические условия в приложении влияют на выбор материала уплотнения.Стандартным материалом для нейтральных жидкостей при температурах до 194 ° F обычно является FKM. Для более высоких температур используются EPDM и PTFE. Материал PTFE универсально устойчив практически ко всем техническим жидкостям.

НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ - ДИАПАЗОН ДАВЛЕНИЯ

Все значения давления, приведенные в этом разделе, представляют собой манометрическое давление. Номинальное давление указано в фунтах на квадратный дюйм. Клапаны надежно работают в заданных диапазонах давления. Наши цифры действительны для диапазона пониженного напряжения от 15% до перенапряжения 10%.Если 3/2-ходовые клапаны используются в другом режиме, допустимый диапазон давления изменяется. Более подробная информация содержится в наших технических паспортах.

В случае работы в вакууме необходимо следить за тем, чтобы вакуум был на стороне выхода (A или B), в то время как более высокое давление, то есть атмосферное давление, подключено к входному отверстию P.

ЗНАЧЕНИЯ РАСХОДА

Скорость потока через клапан определяется конструкцией и типом потока.Размер клапана, требуемый для конкретного применения, обычно определяется номиналом Cv. Этот показатель разработан для стандартных единиц и условий, то есть расхода в галлонах в минуту и ​​использования воды с температурой от 40 ° F до 86 ° F при перепаде давления 1 фунт / кв. Дюйм. Приведены значения Cv для каждого клапана. Стандартизированная система значений расхода также используется для пневматики. В этом случае воздушный поток в SCFM вверх по потоку и падение давления 15 фунтов на квадратный дюйм при температуре 68 ° F.

СОЛЕНОИДНЫЙ ПРИВОД

Общей чертой всех соленоидных клапанов Omega является система соленоидов с эпоксидной изоляцией.В этой системе вся магнитная цепь - катушка, соединения, ярмо и направляющая трубка сердечника - объединены в один компактный блок. Это приводит к тому, что высокая магнитная сила удерживается в минимальном пространстве, обеспечивая первоклассную электрическую изоляцию и защиту от вибрации, а также внешних коррозионных воздействий.

КАТУШКИ

Катушки Omega доступны для всех обычно используемых напряжений переменного и постоянного тока. Низкое энергопотребление, особенно в случае соленоидных систем меньшего размера, означает, что возможно управление через полупроводниковую схему.

рисунок 7 Доступная магнитная сила увеличивается по мере того, как воздушный зазор между сердечником и гайкой заглушки уменьшается, независимо от того, идет ли речь о переменном или постоянном токе. Электромагнитная система переменного тока имеет большую магнитную силу, доступную при большем ходе, чем сопоставимая соленоидная система постоянного тока. Графики характеристического хода в зависимости от силы, показанные на рис. 8, иллюстрируют эту взаимосвязь.

Ток, потребляемый соленоидом переменного тока, определяется индуктивностью. С увеличением хода индуктивное сопротивление уменьшается и вызывает увеличение потребления тока.Это означает, что в момент обесточивания ток достигает максимального значения. Противоположная ситуация применима к соленоиду постоянного тока, где потребление тока зависит только от сопротивления обмоток. Сравнение во времени характеристик включения соленоидов переменного и постоянного тока показано на рис. 9. В момент подачи питания, то есть когда воздушный зазор максимален, электромагнитные клапаны потребляют гораздо более высокие токи, чем когда сердечник полностью заполнен. втянут, т. е. воздушный зазор закрыт.Это приводит к высокой производительности и расширенному диапазону давления. В системах постоянного тока после включения тока поток увеличивается относительно медленно, пока не будет достигнут постоянный ток удержания. Таким образом, эти клапаны могут управлять только более низким давлением, чем клапаны переменного тока, при тех же размерах отверстий. Более высокие давления могут быть получены только за счет уменьшения размера отверстия и, следовательно, пропускной способности.

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ

Когда на катушку соленоида подано напряжение, всегда выделяется определенное количество тепла.Стандартная версия электромагнитных клапанов имеет относительно небольшой подъем температуры. Они предназначены для достижения максимального повышения температуры 144 ° F в условиях непрерывной работы (100%) и при 10% перенапряжении. Кроме того, обычно допустима максимальная температура окружающей среды 130 ° F. Максимально допустимые температуры жидкости зависят от конкретных материалов уплотнения и корпуса. Эти цифры можно получить из технических данных.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ (VDE0580) ВРЕМЯ ОТВЕТА

Небольшие объемы и относительно высокие магнитные силы, связанные с электромагнитными клапанами, позволяют получить быстрое время отклика.Для специальных применений доступны клапаны с разным временем отклика. Время реакции определяется как время между подачей сигнала переключения и завершением механического открытия или закрытия.

ПО ПЕРИОДУ

Период включения определяется как время между включением и выключением тока соленоида.

ПЕРИОД ЦИКЛА

Общее время включенного и выключенного периодов - это период цикла. Предпочтительный период цикла: 2, 5, 10 или 30 минут.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ЦИКЛ

Относительный рабочий цикл (%) - это процентное отношение периода под напряжением к общему периоду цикла. Непрерывная работа (100% рабочий цикл) определяется как непрерывная работа до достижения установившейся температуры.

РАБОТА КЛАПАНА

Кодировка клапана всегда состоит из заглавной буквы. Сводка слева подробно описывает коды различных операций клапана и указывает соответствующие стандартные символы цепи.

ВЯЗКОСТЬ

Технические данные действительны для вязкости до указанного значения.Допускается более высокая вязкость, но в этих случаях диапазон допуска напряжения уменьшается, а время отклика увеличивается.

ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР

Температурные пределы для текучей среды всегда подробно описаны. Различные факторы, например Однако условия окружающей среды, цикличность, скорость, допуск напряжения, детали установки и т. д. могут влиять на температурные характеристики. Поэтому приведенные здесь значения следует использовать только в качестве общего руководства. В случаях, когда речь идет о работе при экстремальных температурах, вам следует обратиться за советом в технический отдел Omega.

Техническое обучение Заявление Регулирующие клапаны

и принципы их работы

Почему используются регулирующие клапаны?

Технологические установки состоят из сотен или даже тысяч контуров управления, объединенных в сеть для производства продукта, который будет выставлен на продажу.Каждый из этих контуров управления предназначен для поддержания некоторых важных переменных процесса, таких как давление, расход, уровень, температура и т. Д., В требуемом рабочем диапазоне для обеспечения качества конечного продукта. Каждый из этих контуров принимает и внутренне создает помехи, которые пагубно влияют на переменную процесса, а взаимодействие со стороны других контуров в сети создает помехи, которые влияют на переменную процесса.

Чтобы уменьшить влияние этих возмущений нагрузки, датчики и преобразователи собирают информацию о технологической переменной и ее отношении к некоторой желаемой уставке.Затем контроллер обрабатывает эту информацию и решает, что нужно сделать, чтобы вернуть переменную процесса туда, где она должна быть после нарушения нагрузки. Когда все измерения, сравнения и вычисления выполнены, какой-либо тип конечного элемента управления должен реализовывать стратегию, выбранную контроллером.

Принципы работы

Наиболее распространенным конечным элементом управления в отраслях управления технологическими процессами является регулирующий клапан. Регулирующий клапан управляет текучей средой, такой как газ, пар, вода или химические соединения, чтобы компенсировать возмущение нагрузки и поддерживать регулируемый параметр процесса как можно ближе к желаемой уставке.

Регулирующие клапаны могут быть самой важной, но иногда самой игнорируемой частью контура управления. Причина, как правило, заключается в незнании инженером КИП многих аспектов, терминологии и областей инженерных дисциплин, таких как механика жидкости, металлургия, контроль шума, а также проектирование трубопроводов и сосудов, которые могут быть задействованы в зависимости от серьезности условий эксплуатации.

Любой контур управления обычно состоит из датчика состояния процесса, преобразователя и контроллера, который сравнивает «переменную процесса», полученную от преобразователя, с «уставкой», т.е.е., желаемые условия процесса. Контроллер, в свою очередь, отправляет корректирующий сигнал на «конечный элемент управления», последнюю часть контура и «мускул» системы управления технологическим процессом. Если датчиками переменных процесса являются глаза, а контроллером - мозг, то конечным элементом управления являются руки контура управления. Это делает его наиболее важной, а иногда и наименее понятной частью системы автоматического управления. Частично это происходит из-за нашей сильной привязанности к электронным системам и компьютерам, что приводит к некоторому пренебрежению к правильному пониманию и правильному использованию всего важного оборудования.

Что такое регулирующий клапан?

Регулирующие клапаны автоматически регулируют давление и / или расход и доступны для любого давления. Если разные системы завода работают до и при комбинациях давления / температуры, для которых требуются клапаны класса 300, иногда (если позволяет конструкция), все выбранные регулирующие клапаны будут соответствовать классу 300 для взаимозаменяемости. Однако, если ни одна из систем не превышает номинальные значения для клапанов класса 150, в этом нет необходимости.

Проходные клапаны обычно используются для управления, и их концы обычно имеют фланцы для облегчения обслуживания.В зависимости от типа питания диск приводится в движение гидравлическим, пневматическим, электрическим или механическим приводом. Клапан регулирует поток за счет движения плунжера клапана относительно порта (ов), расположенного внутри корпуса клапана. Плунжер клапана прикреплен к штоку клапана, который, в свою очередь, соединен с приводом.

Расположение регулирующего клапана

На изображении ниже показано, как регулирующий клапан можно использовать для управления скоростью потока в линии. «Контроллер» принимает сигналы давления, сравнивает их с падением давления для желаемого потока и, если фактический поток отличается, регулирует регулирующий клапан для увеличения или уменьшения потока.

Можно разработать сопоставимые устройства для управления любой из многочисленных переменных процесса. Температура, давление, уровень и скорость потока являются наиболее распространенными контролируемыми переменными.

Изображение взято с http://www.steamline.com/

Типы клапанов и типовые области применения

Тип клапана Обслуживание и функции
IoS ТН ПР постоянного тока
Ворота ДА НЕТ НЕТ НЕТ
Глобус ДА ДА НЕТ ДА (примечание 1)
Чек (примечание 2) НЕТ НЕТ НЕТ
Остановить проверку ДА НЕТ НЕТ НЕТ
Бабочка ДА ДА НЕТ НЕТ
Мяч ДА (примечание 3) НЕТ ДА (примечание 4)
Заглушка ДА (примечание 3) НЕТ ДА (примечание 4)
Мембрана ДА НЕТ НЕТ НЕТ
Предохранитель НЕТ НЕТ ДА НЕТ

Условные обозначения:

  • DC = изменение направления
  • IoS = Изоляция или остановка
  • PR = Сброс давления
  • TH = дросселирование

Примечания:

  1. Для изменения направления потока на 90 градусов можно использовать только угловые шаровые краны.
  2. Обратные клапаны (кроме запорных) останавливают поток только в одном (обратном) направлении. Запорные клапаны могут использоваться и используются в качестве запорных, запорных или стопорных клапанов в дополнение к использованию в качестве обратного клапана.
  3. Некоторые конструкции шаровых кранов (обратитесь к производителю клапана) подходят для дросселирования.
  4. Многопортовые шаровые краны используются для изменения направления потока и смешивания потоков.

Гидравлические системы и выбор жидкости

Так продолжалось до начала промышленной революции, когда британский механик по имени Джозеф Брама применил принцип закона Паскаля при разработке первого гидравлического пресса.В 1795 году он запатентовал свой гидравлический пресс, известный как пресс Брама. Брама полагал, что если небольшая сила на небольшой площади создаст пропорционально большую силу на большей площади, единственный предел силы, которую может проявить машина, - это область, к которой прилагается давление.

Что такое гидравлическая система?

Сегодня гидравлические системы можно найти в самых разных сферах применения: от небольших сборочных процессов до интегрированных сталелитейных и бумажных комбинатов.Гидравлика позволяет оператору выполнять значительную работу (подъем тяжелых грузов, вращение вала, сверление прецизионных отверстий и т. Д.) С минимальными затратами на механическое соединение благодаря применению закона Паскаля, который гласит:

«Давление, приложенное к замкнутой жидкости в любой точке, передается в неизменном виде по жидкости во всех направлениях и действует на каждую часть ограничивающего сосуда под прямым углом к ​​его внутренним поверхностям и одинаково на равных площадях (рис. 1).”

Рисунок 1 - Закон Паскаля

Применив закон Паскаля и его применение Брахмой, очевидно, что входная сила в 100 фунтов на 10 квадратных дюймов создаст давление 10 фунтов на квадратный дюйм во всем замкнутом сосуде. Это давление будет поддерживать груз в 1000 фунтов, если площадь груза составляет 100 квадратных дюймов.

Принцип закона Паскаля реализуется в гидравлической системе гидравлической жидкостью, которая используется для передачи энергии из одной точки в другую. Поскольку гидравлическая жидкость почти несжимаема, она способна мгновенно передавать мощность.

Компоненты гидравлической системы

Основными компонентами, составляющими гидравлическую систему, являются резервуар, насос, клапан (ы) и привод (ы) (двигатель, цилиндр и т. Д.).

Резервуар
Гидравлический резервуар предназначен для удержания определенного объема жидкости, передачи тепла от системы, обеспечения возможности осаждения твердых загрязнений и облегчения выхода воздуха и влаги из жидкости.

Насос
Гидравлический насос преобразует механическую энергию в гидравлическую. Это достигается за счет движения жидкости, которая является передающей средой. Есть несколько типов гидравлических насосов, включая шестеренчатые, лопастные и поршневые. Все эти насосы имеют разные подтипы, предназначенные для конкретных применений, таких как поршневой насос с изогнутой осью или лопастной насос с регулируемой производительностью. Все гидравлические насосы работают по одному и тому же принципу, который заключается в перемещении объема жидкости против сопротивления нагрузки или давления.

Клапаны
Гидравлические клапаны используются в системе для запуска, остановки и направления потока жидкости. Гидравлические клапаны состоят из тарелок или золотников и могут приводиться в действие с помощью пневматических, гидравлических, электрических, ручных или механических средств.

Приводы
Гидравлические приводы - это конечный результат закона Паскаля. Здесь гидравлическая энергия преобразуется обратно в механическую. Это может быть сделано с помощью гидравлического цилиндра, который преобразует гидравлическую энергию в поступательное движение и работу, или гидравлического двигателя, который преобразует гидравлическую энергию во вращательное движение и работу.Как и в случае с гидравлическими насосами, гидроцилиндры и гидромоторы имеют несколько различных подтипов, каждый из которых предназначен для конкретных конструктивных приложений.

Основные смазываемые гидравлические компоненты

В гидравлической системе есть несколько компонентов, которые считаются жизненно важными из-за стоимости ремонта или критичности миссии, включая насосы и клапаны. Несколько различных конфигураций насосов необходимо рассматривать индивидуально с точки зрения смазки. Однако, независимо от конфигурации насоса, выбранный смазочный материал должен препятствовать коррозии, соответствовать требованиям к вязкости, обладать термической стабильностью и легко распознаваемым (в случае утечки).

Пластинчатые насосы
У разных производителей существует множество вариаций пластинчатых насосов. Все они работают по схожим принципам дизайна. Ротор с прорезями соединен с приводным валом и вращается внутри кулачкового кольца, которое смещено или эксцентрично относительно приводного вала. Лопатки вставляются в пазы ротора и следуют по внутренней поверхности кулачкового кольца при вращении ротора.

Лопатки и внутренняя поверхность кулачковых колец всегда соприкасаются и подвержены сильному износу.По мере износа двух поверхностей лопатки все больше выходят из паза. Пластинчатые насосы обеспечивают стабильный поток при высокой стоимости. Пластинчатые насосы работают в нормальном диапазоне вязкости от 14 до 160 сСт при рабочей температуре. Пластинчатые насосы могут не подходить для критических гидравлических систем высокого давления, где трудно контролировать загрязнение и качество жидкости. Эффективность противоизносной присадки в жидкости обычно очень важна для пластинчатых насосов.

Поршневые насосы
Как и все гидравлические насосы, поршневые насосы доступны в исполнении с фиксированным и регулируемым рабочим объемом.Поршневые насосы, как правило, являются наиболее универсальными и прочными типами насосов и предлагают ряд опций для любого типа системы. Поршневые насосы могут работать при давлении выше 6000 фунтов на квадратный дюйм, они очень эффективны и производят сравнительно небольшой шум. Многие конструкции поршневых насосов также имеют тенденцию противостоять износу лучше, чем другие типы насосов. Поршневые насосы работают при нормальном диапазоне вязкости жидкости от 10 до 160 сСт.

Шестеренные насосы
Есть два распространенных типа шестеренчатых насосов: внутренний и внешний.У каждого типа есть множество подтипов, но все они развивают поток, перемещая жидкость между зубьями зубчатой ​​передачи. Хотя шестеренчатые насосы обычно менее эффективны, чем лопастные и поршневые насосы, они часто более устойчивы к загрязнению жидкостью.

  1. Насосы с внутренним зацеплением производят давление от 3000 до 3500 фунтов на квадратный дюйм. Эти типы насосов имеют широкий диапазон вязкости до 2200 сСт в зависимости от расхода и, как правило, малошумны. Насосы с внутренним зацеплением также обладают высоким КПД даже при низкой вязкости жидкости.

  2. Шестеренные насосы с внешним зацеплением широко распространены и могут выдерживать давление от 3000 до 3500 фунтов на квадратный дюйм. Эти шестеренчатые насосы обеспечивают недорогую подачу в систему с фиксированным расходом среднего давления и среднего объема. Диапазон вязкости для этих типов насосов ограничен до менее 300 сСт.

Гидравлические жидкости
Современные гидравлические жидкости служат нескольким целям. Основная функция гидравлической жидкости - обеспечить передачу энергии через систему, что позволяет совершать работу и движение.Гидравлические жидкости также отвечают за смазку, теплопередачу и контроль загрязнения. При выборе смазки учитывайте вязкость, совместимость с уплотнениями, базовый компонент и пакет присадок. Сегодня на рынке представлены три распространенных разновидности гидравлических жидкостей: на нефтяной основе, на водной основе и на синтетической основе.

  1. Жидкости на нефтяной или минеральной основе сегодня являются наиболее широко используемыми жидкостями. Эти жидкости предлагают недорогой, высококачественный и легкодоступный выбор.Свойства жидкости на минеральной основе зависят от используемых присадок, качества исходной сырой нефти и процесса очистки. Добавки в жидкости на минеральной основе обладают рядом специфических рабочих характеристик. Обычные присадки к гидравлическим жидкостям включают ингибиторы ржавчины и окисления (R&O), антикоррозионные агенты, деэмульгаторы, противоизносные (AW) и противозадирные (EP) агенты, улучшители вязкости и пеногасители. Кроме того, некоторые из этих смазочных материалов содержат цветные красители, позволяющие легко обнаружить утечки.Поскольку гидравлические утечки являются дорогостоящими (и распространенными), эта незначительная характеристика играет огромную роль в продлении срока службы вашего оборудования и экономии средств и ресурсов вашего предприятия.

  2. Жидкости на водной основе используются для обеспечения огнестойкости из-за высокого содержания воды. Они доступны в виде эмульсий типа «масло в воде», эмульсий типа «вода в масле» (инвертированных) и смесей водного гликоля. Жидкости на водной основе могут обеспечивать подходящие смазочные характеристики, но их необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать проблем.Поскольку жидкости на водной основе используются там, где требуется огнестойкость, эти системы и атмосфера вокруг них могут быть горячими.

    Повышенные температуры вызывают испарение воды в жидкостях, что приводит к увеличению вязкости. Иногда в систему необходимо добавлять дистиллированную воду для корректировки баланса жидкости. Каждый раз, когда используются эти жидкости, необходимо проверить совместимость нескольких компонентов системы, включая насосы, фильтры, водопровод, фитинги и уплотнительные материалы.

    Жидкости на водной основе могут быть более дорогими, чем обычные жидкости на нефтяной основе, и иметь другие недостатки (например, более низкую износостойкость), которые необходимо сопоставить с преимуществом огнестойкости.

  3. Синтетические жидкости - это искусственные смазочные материалы, и многие из них обладают превосходными смазочными характеристиками в системах высокого давления и высоких температур. Некоторые из преимуществ синтетических жидкостей могут включать огнестойкость (сложные эфиры фосфорной кислоты), меньшее трение, естественные моющие свойства (органические сложные эфиры и синтетические углеводородные жидкости с повышенным содержанием сложных эфиров) и термическую стабильность.

    Недостатком этих типов жидкостей является то, что они обычно дороже, чем обычные жидкости, они могут быть немного токсичными и требовать специальной утилизации, и они часто несовместимы со стандартными материалами уплотнений.

Свойства жидкости
При выборе гидравлической жидкости учитывайте следующие характеристики: вязкость, индекс вязкости, устойчивость к окислению и износостойкость. Эти характеристики будут определять, как ваша жидкость работает в вашей системе.Тестирование свойств жидкости проводится в соответствии с Американским обществом испытаний и материалов (ASTM) или другими признанными организациями по стандартизации.

  1. Вязкость (ASTM D445-97) - это мера сопротивления жидкости течению и сдвигу. Жидкость с более высокой вязкостью будет течь с более высоким сопротивлением по сравнению с текучей средой с низкой вязкостью. Чрезмерно высокая вязкость может способствовать высокой температуре жидкости и большему потреблению энергии. Слишком высокая или слишком низкая вязкость может повредить систему и, следовательно, является ключевым фактором при выборе гидравлической жидкости.

  2. Индекс вязкости (ASTM D2270) - это то, как вязкость жидкости изменяется при изменении температуры. Жидкость с высоким индексом вязкости будет сохранять свою вязкость в более широком диапазоне температур, чем жидкость с низким индексом вязкости того же веса. Жидкости с высоким индексом вязкости используются там, где ожидаются экстремальные температуры. Это особенно важно для гидравлических систем, работающих на открытом воздухе.

  3. Окислительная стабильность (ASTM D2272 и др.) - это устойчивость жидкости к термической деградации, вызванной химической реакцией с кислородом.Окисление значительно сокращает срок службы жидкости, оставляя побочные продукты, такие как шлам и лак. Лак мешает работе клапана и может ограничивать проходы потока.

  4. Износостойкость (ASTM D2266 и другие) - это способность смазки снижать скорость износа фрикционных граничных контактов. Это достигается, когда жидкость образует защитную пленку на металлических поверхностях для предотвращения истирания, истирания и контактной усталости на поверхностях компонентов.

Помимо этих основных характеристик, следует учитывать еще одно свойство - видимость. Если когда-либо возникнет утечка в гидравлической системе, вы должны устранить ее как можно раньше, чтобы не повредить свое оборудование. Выбор окрашенной смазки может помочь вам быстро обнаружить утечки, эффективно спасая ваш завод от поломки машины.

Десять шагов для проверки оптимального диапазона вязкости

При выборе смазочных материалов убедитесь, что они эффективно работают при рабочих параметрах насоса или двигателя системы.Полезно иметь определенную процедуру для выполнения процесса. Рассмотрим простую систему с шестеренчатым насосом фиксированного рабочего объема, который приводит в движение цилиндр (рис. 2).

  1. Соберите все необходимые данные для насоса. Это включает в себя сбор всех конструктивных ограничений и оптимальных рабочих характеристик от производителя. Вам нужен оптимальный диапазон рабочей вязкости для рассматриваемого насоса. Минимальная вязкость составляет 13 сСт, максимальная вязкость - 54 сСт, а оптимальная вязкость - 23 сСт.

  2. Проверьте фактические рабочие температурные условия насоса при нормальной работе. Этот шаг чрезвычайно важен, потому что он дает точку отсчета для сравнения различных жидкостей во время работы. Насос обычно работает при 92ºC.

  3. Соберите температурно-вязкостные характеристики используемого смазочного материала. Рекомендуется система оценки вязкости по ISO (сСт при 40ºC и 100ºC). Вязкость 32 сСт при 40ºC и 5.1 сСт при 100ºC.

  4. Получите стандартную диаграмму вязкости-температуры ASTM D341 для жидких нефтепродуктов. Эта таблица довольно распространена и может быть найдена в большинстве руководств по промышленным смазочным материалам (рис. 3) или у поставщиков смазочных материалов.

  5. Используя характеристики вязкости смазки, полученные на шаге 3, начните с оси температуры (ось x) диаграммы и прокрутите ее, пока не найдете линию с температурой 40 градусов C.На линии 40 ° C двигайтесь вверх, пока не найдете линию, соответствующую вязкости смазочного материала при 40 ° C, опубликованной производителем смазочного материала. Когда вы найдете соответствующую линию, сделайте небольшую отметку на пересечении двух линий (красные линии, рисунок 5).

  6. Повторите шаг 5 для свойств смазки при 100 ° C и отметьте точку пересечения (темно-синяя линия, Рисунок 5).

  7. Соедините отметки, проведя через них прямую линию (желтая линия, рисунок 5).Эта линия отображает вязкость смазочного материала при различных температурах.

  8. Используя данные производителя для оптимальной рабочей вязкости насоса, найдите значение на вертикальной оси вязкости диаграммы. Проведите горизонтальную линию поперек страницы, пока она не совпадет с желтой линией зависимости вязкости от температуры смазочного материала. Теперь проведите вертикальную линию (зеленая линия, рис. 5) в нижней части диаграммы от желтой линии зависимости вязкости от температуры, где она пересекается с горизонтальной линией оптимальной вязкости.Там, где эта линия пересекается, на оси температур отложена оптимальная рабочая температура насоса для данного смазочного материала (69 ° C).

  9. Повторите шаг 8 для максимальной продолжительной и минимальной продолжительной вязкости насоса (коричневые линии, рисунок 5). Область между минимальной и максимальной температурами - это минимальная и максимальная допустимая рабочая температура насоса для выбранного смазочного продукта.

  10. Найдите на диаграмме нормальную рабочую температуру насоса, используя сканирование с помощью теплового пистолета, выполненное на шаге 2.Если значение находится в пределах минимальной и максимальной температуры, указанной в таблице, жидкость подходит для использования в системе. Если это не так, вы должны соответственно заменить жидкость на более высокую или более низкую степень вязкости. Как показано на диаграмме, нормальные рабочие условия насоса выходят за пределы допустимого диапазона (коричневая область, Рисунок 5) для нашего конкретного смазочного материала и должны быть изменены.

Гидравлические жидкости для уплотнения

Целью консолидации гидравлической жидкости является снижение сложности и уменьшения количества складских запасов.Необходимо соблюдать осторожность при рассмотрении всех критических характеристик жидкости, необходимых для каждой системы. Следовательно, уплотнение жидкости необходимо начинать на системном уровне. При объединении жидкостей учитывайте следующее:

  • Определите конкретные требования к каждой единице оборудования. Учитывайте все нормальные пределы эксплуатации вашего оборудования.

  • Поговорите с представителем предпочитаемого вами смазочного материала. Вы можете собрать и передать важную информацию о потребностях вашего оборудования в смазке.Это гарантирует, что у вашего поставщика есть все необходимые вам продукты. Не жертвуйте системными требованиями ради консолидации.

Также соблюдайте следующие методы управления гидравлической жидкостью.

  • Внедрите процедуру маркировки всех поступающих смазочных материалов и маркировки всех резервуаров. Это сведет к минимуму перекрестное загрязнение и обеспечит выполнение критических требований к рабочим характеристикам.

  • Используйте метод «первым пришел - первым ушел» (FIFO) на вашем складе смазочных материалов.Правильно выполненная система FIFO сокращает путаницу и отказ смазки, вызванный хранением.

Гидравлические системы - это сложные жидкостные системы для передачи энергии и преобразования этой энергии в полезную работу. Успешные гидравлические операции требуют тщательного выбора гидравлических жидкостей, отвечающих требованиям системы. Выбор вязкости имеет решающее значение для правильного выбора жидкости.

Также необходимо учитывать другие важные параметры, в том числе индекс вязкости, износостойкость и стойкость к окислению.Жидкости часто можно объединить, чтобы снизить сложность и стоимость хранения материалов. Следует проявлять осторожность, чтобы не жертвовать рабочими характеристиками жидкости в попытке достичь консолидации жидкости.

Подробнее о том, как повысить надежность гидравлики:

Как узнать, правильно ли вы используете гидравлическое масло?

Преимущества гидравлических жидкостей с максимальным КПД

Семь самых распространенных ошибок гидравлического оборудования

Симптомы общих гидравлических проблем и их первопричины

Как работает термостатический клапан ~ Изучение контрольно-измерительной техники

Клапан контроля температуры такой же, как и любой другой регулирующий клапан.Единственное отличие состоит в том, что регулирующий клапан помогает поддерживать температуру желаемого процесса на определенном уровне. На большинстве технологических чертежей и P&ID он часто обозначается аббревиатурой TCV - Температурный регулирующий клапан.

Схемы контроля температуры
Существуют две популярные схемы контроля температуры с использованием клапанов контроля температуры:
(1) Смешивание холодной технологической жидкости с горячей технологической жидкостью для контроля температуры горячей технологической жидкости.
(2) Обмен тепла между горячей технологической жидкостью и холодной технологической жидкостью в теплообменниках.Однако технологические жидкости не смешиваются.

Смешивание холодных и горячих технологических жидкостей
В приложениях с терморегулирующими клапанами в его самой основной форме используются две основные технологические жидкости:

(a) Холодная технологическая жидкость при температуре T1
(b) Горячая технологическая жидкость, подаваемая холодной технологической жидкостью, для поддержания заданной температуры T2

Как показано выше, термостатический клапан обычно располагается или устанавливается таким образом, чтобы он мог пропускать холодную технологическую текучую среду для смешивания с горячей технологической текучей средой, тем самым контролируя температуру горячей технологической текучей среды.. Следует отметить, что перемешивание при этом типе контроля температуры в основном является физическим и не должно приводить к химической реакции, чтобы регулирование было плавным и предсказуемым.

Принципы управления температурой
Для управления температурой горячей технологической жидкости с помощью температуры холодной технологической жидкости в горячей технологической жидкости устанавливается датчик / преобразователь температуры. Этот датчик измеряет и передает температуру горячей технологической жидкости на контроллер TC (см. Диаграмму выше), который имеет заданное значение T2 .
Когда температура горячей технологической жидкости выходит за пределы T2 , контроллер через сигнал датчика температуры TT определяет ее и отправляет сигнал на TCV , чтобы открыть больше, чтобы холодная технологическая жидкость могла смешаться с горячая технологическая жидкость, тем самым снижая ее температуру. Пока температура горячей технологической жидкости выше T2 , TCV будет продолжать открываться и вводить больше холодной жидкости с горячей жидкостью до тех пор, пока не будет достигнута заданная температура T2 .
Чтобы эта схема контроля температуры была эффективной, температура горячей технологической жидкости всегда должна быть выше уставки T2 , чтобы TCV всегда был открыт. Существуют и другие схемы контроля температуры с использованием клапанов контроля температуры, но этот метод очень популярен на большинстве технологических установок.

Обмен теплом между горячей технологической текучей средой и холодной технологической текучей средой
В схеме теплообменника для регулирования температуры смешение не происходит, но происходит передача энергии между холодной и горячей текучей средой.Горячая жидкость проходит через кожух теплообменника, а холодная жидкость проходит через трубку. Горячая технологическая жидкость передает тепловую энергию холодной технологической жидкости, тем самым повышая ее температуру. Однако повышенная температура холодной жидкости контролируется контроллером TC .

Как показано выше, здесь применяется та же философия регулирования температуры, когда датчик температуры TT определяет температуру холодной жидкости и передает ее на контроллер температуры TC .