Подключение гидробака в систему водоснабжения своими: Подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения своими руками

Подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения своими руками

Автономная система водоснабжения — сложное техническое сооружение, требующее использования внушительного ряда технических средств. Чтобы автоматизировать работу насосного оборудования и подачу воды в краны, понадобится установка гидробака. Согласитесь, не каждый домовладелец знает, как его устанавливать, да и вообще, что это за устройство.

Мы подробно расскажем, как производится подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения. Детально разберем, что необходимо для его монтажа, в каких независимых водопроводных сетях он используется, с каким оборудованием и как может эксплуатироваться.

Осуществленная согласно нашим рекомендациям установка гидравлического бака предотвратит множество вероятных проблем: защитит бытовую технику, минимизирует действие гидроудара. Для оптимизации восприятия представленную информацию дополняют фото, схемы и видео.

Содержание статьи:

• Устройство и назначение гидробака
• Принцип работы гидроаккумулятора
• Роль в водопроводной сети
• Варианты мембранных замкнутых емкостей
• Схемы подключения гидроаккумулятора
  • Стандартный вариант с поверхностным насосом
  • Использование с повысительной насосной станцией
  • Применение в схемах с погружным насосом
• Выбор мембранного бака со знанием дела
• Подключение гидроаккумулятора к контуру водоснабжения
• Правильная настройка нового устройства
• Оптимальное давление воздуха
• Выводы и полезное видео по теме

Устройство и назначение гидробака

Гидроаккумулятор, который иначе называют гидробаком или мембранным баком, — это герметичная металлическая ёмкость, в которую помещена частично заполненная водой эластичная мембрана грушевидной формы. По сути, мембрана, помещенная в корпус гидробака и прикрепленная к его корпусу фланцем с патрубком, разделяет его ёмкость на две части: водную и воздушную.

При увеличении объема воды в гидробаке естественным образом уменьшается объем воздуха. В результате повышается давление в поставляющей воду системе. При достижении заданных пользователем параметров давления оно , которое планомерно подает команду на отключение насоса.

Галерея изображений

Фото из

Гидроаккумулятор — металлический бак, внутрь которого помещена эластичная мембрана в форме колбы, заполняемая водой. Остаток пространства между колбой и корпусом занимает газ или воздух

Изменение объема воды в колбе и воздуха в корпусе фиксируется автоматикой, которая контролирует циклы включения/отключения насоса

Гидробаки используются как в составе систем с погружным насосом, так и в паре с поверхностным. В обоих случаях они требуются для автоматизации работы системы

Гидроаккумуляторы устанавливают либо на входе водопровода в дом, либо возле водозаборной скважины непосредственно в кессоне

На входном патрубке в гидробак устанавливается обратный клапан, предотвращающий отток воды обратно в выработку после остановки насоса

Оптимальным местом для установки манометра считается выход из гидроаккумулятора, требующийся для контроля параметров давления в системе

В обустройства дач и небольших загородных домов используются гидробаки емкостью от 12 до 24 л. Для работы в паре с погружными насосами объем берут больше, рассчитывают исходя из технических характеристик конкретного агрегата

Если для нормальной работы автономной системы требуется резерв воды в 300 — 500л, то схему с гидробаком дополняют большим гидроаккумулятором, готовым или самодельным накопителем

Компоненты системы водоснабжения с гидробаком

Гидоаккумулятор в составе насосной станции

Установка гидроаккумулятора в кессоне

Гидроаккумулятор на вводе водопровода в дом

Расположение обратного клапана

Место установки манометра

Стандарты объема гидроаккумулятора

Система для резервного запаса воды

Корпус бака выполнен из металла, но вода не контактирует с ним: она заключена внутрь камеры-мембраны, которую производят из прочного резинового бутила.

Этот стойкий к воздействию бактерий материал помогает воде не терять тех качеств, которые предъявляются к ней санитарными и гигиеническими нормами. Питьевая вода при взаимодействии с резиной сохраняет все свои замечательные свойства.

Вода в попадает через присоединительный патрубок, снабженный резьбовым соединением. Напорный патрубок и выход соединительного водопровода должны, в идеале, иметь одинаковые диаметры. Это условие позволяет избегать дополнительных гидравлических потерь внутри трубопровода системы.

В тех гидроаккумуляторах, которые входят в состав бытовых систем водоснажбения, используется воздух. Если же это устройство предназначено для производственного применения, в него закачивают газ

Чтобы регулировать давление внутри устройства, в воздушной камере предусмотрен специальный пневмоклапан. Воздух накачивается в отведенный для него отсек через обычный автомобильный ниппель. Кстати, через него можно не только докачать воздух, но, при необходимости, и стравить его излишки.

Закачивают воздух внутрь мембранного бака, используя для этой цели компактный автомобильный или простой велосипедный насос. При поступлении воды в резиновую грушу сжатый воздух оказывает её напору сопротивление, не позволяя мембране прорваться. Давление внутри гидроаккумулятора тоже регулируется с помощью сжатого воздуха.

Гидроаккумулятор состоит из следующих элементов: 1 – металлический корпус, 2 — резиновая мембрана, 3 – фланец, снабженный клапаном, 4 – ниппель, через который можно закачать воздух, 5 – воздух под давлением, 6 – ножки, 7 – установочная платформа для насоса

Принцип работы гидроаккумулятора

Если система только что смонтирована, большую часть внутреннего объёма гидроаккумулятора занимает та камера, которая предназначена для воздуха.

Поступая в грушевидную мембрану через патрубок, вода сжимает воздух. Это происходит вплоть до той поры, пока не будет достигнуто предусмотренное давление. Затем реле отключает насос. Работу реле можно отрегулировать.

Когда мы открываем вентиль и используем воду для своих нужд, происходит разгерметизация системы. Воздух, надавливая на мембрану, помогает воде выйти из ёмкости. Этот процесс будет происходить, пока давление в системе не снизится до установленного минимума -1,5 атм. В этот момент должен заработать насос, нагнетающий в бак воду.

Как известно, в воде тоже есть растворенный воздух. Когда он скапливается внутри мембранного мешка, работа гидроаккумулятора ухудшается, поэтому его необходимо стравить. На некоторых моделях для этой цели имеется специальный клапан. Если клапана нет, нужно раз в 1-3 месяца устраивать мембранному баку профилактику.

Важно правильно вмонтировать . Тогда при его поломке или при проведении на нем профилактических работ, устройство можно будет легко разобрать так, чтобы не пришлось полностью сливать воду из всей системы.

При открывании любого водопроводного крана системы объем воды в баке уменьшается, как следствие падает давление. Падение давления до заданного значения фиксирует реле, которое запускает в работу насос (+)

Роль в водопроводной сети

Казалось бы, устройство просто пропускает через себя воду. Можно было бы обойтись и без него? На самом деле именно с помощью гидробака в системе водопровода сохраняется стабильное давление.

Водяной насос при его наличии включается не так часто, что позволяет экономно использовать его эксплуатационный ресурс. Кроме того, система извлечения и транспортировки воды надежно защищена от гидроударов.

Если по какой-либо причине напряжение в электросети пропадёт, небольшой «аварийный» запас воды в баке поможет решить первоочередные хозяйственные задачи.

Уточним перечень преимуществ, которые обеспечивает это довольно простое устройство:

• Преждевременный износ насоса. В мембранном баке имеется некоторый запас воды. Она удовлетворяет первоочередные потребности владельцев коттеджа. И только тогда, когда запас иссякнет, включится насос. Следует отметить, что все насосы имеют норму включений на протяжении часа. При наличии гидроаккумулятора этот показатель не будет превышен, и агрегат прослужит дольше.
• Стабилизация давления в системе. Если одновременно включить два крана, например, в ванной комнате и на кухне, перепады напора могут повлиять на температуру воды. Это очень неприятно, особенно для тех домочадцев, которые в этот момент принимают душ. Благодаря гидроаккумулятору таких недоразумений можно избежать.
• Гидроудары. Эти явления, которые способны навредить трубопроводу, могут возникать в момент включения насоса. С гидробаком риск возникновения гидроудара практически исключен.
• Запас воды. В загородном доме проблема водоснабжения стоит особенно остро. Если произошло внезапное отключение электричества, и насос не может выполнять свои функции, то для решения неотложных проблем больше не надо хранить запас воды в ведре или другом резервуаре. В ёмкости гидроаккумулятора она имеется и регулярно обновляется.

Очевидно, что наличие этого устройства в независимой от централизованных сетей системе водоснабжения не случайно. Оно необходимо и полезно.

Гидроаккумулятор в контуре водоснабжения выполняет ряд значимых функций: защищает технику от гидроударов, обеспечивает запас воды, формирует условия для автоматизации ее забора

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

• Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
• Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
• Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Гидроаккумуляторы, предназначенные для включения в систему водоснабжения, окрашивают в синий цвет, а те, которые работают в отопительной схеме, — красные. Эти два вида мембранных баков имеют и некоторые конструктивные отличительные особенности, что хорошо видно на представленной схеме (+)

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Кроме конструкционных особенностей и разного предназначения, баки могут отличаться ещё и своей ёмкостью: на этом фото представлены гидроаккумуляторы различных объёмов, конструкций и предназначения

Схемы подключения гидроаккумулятора

Это устройство может быть подключено к системе водопровода разными способами. Выбор схемы подключения гидроаккумулятора зависит от того, в каком качестве он будет использован, и какие функции на него предполагается возложить. Рассмотрим те схемы подключения, которые наиболее популярны.

Стандартный вариант с поверхностным насосом

Самым распространенным вариантом автономного водоснабжения с гидроаккумулятором является тандем с поверхностным насосом. В этом случае гидробак может быть частью , собранного производителем в заводских условиях, или отдельной составляющей, размещенной рядом с насосом в кессоне или в отапливаемом подсобном помещении.

Перед гидроаккумулятором ставят обратный клапан, чтобы исключить изменение направление потока, после него располагают реле давления, реагирующее на изменение напора, и манометр для отслеживания рабочих параметров.

Для нормального подключения к водопроводному контуру гидробак обычно оснащают угловым патрубком, который подсоединяется к фланцу:

Галерея изображений

Фото из

Подготовка гидробака к подключению

Установка уголка на выходной патрубок

Накрученный на патрубок фитинг

Устанавливаемые на выходе устройства

Использование с повысительной насосной станцией

Насосный агрегат повысительного типа используется для постоянного поддержания и регулирования давления в трубопроводах с активным водопотреблением. Обычно на таких станциях имеется насос, который работает в постоянном режиме.

Если возникает потребность в подключении дополнительных насосов, гидроаккумулятор помогает компенсировать возникающие при этом в системе скачки давления.

В составе системы водоснабжения повысительной насосной станции гидроаккумулятор исполняет функцию аварийного источника водоснабжения и своеобразного демпфера, предотвращающего гидроудары в случае подключения дополнительных мощностей

Такая же схема используется, если подача электроэнергии на повысительные насосы в системе нестабильна, а водоснабжение, тем не менее, должно быть бесперебойным. В период отключения электричества используется тот запас воды, который содержится внутри гидроаккумулятора. По сути, мембранный бак играет в этот период роль запасного источника водоснабжения.

Чем мощнее насосная станция, тем масштабнее задачи, которые на неё возлагаются. Она должна поддерживать , большим должен быть и объём её гидроаккумулятора.

Применение в схемах с погружным насосом

Чтобы максимально продлить срок службы погружного насосного агрегата, количество его включений в течение часа должно соответствовать заявленным техническим характеристикам прибора. Обычно этот показатель порядка 5-20 раз.

Если давление в водопроводной сети падает, при достижении им минимального значения срабатывает реле, включающее насос, подающий воду. При максимальных значениях давления реле отключается, подача воды прекращается.

Если в схеме водоснабжения присутствует погружной насос, то гидроаккумулятор продлит срок его службы, поскольку ему не придется включаться и отключаться, если затраты потребителей воды будут незначительными

Если система водоснабжения автономная и маленькая, даже небольшой объём водопотребления может запустить насос. В этом случае эксплуатация насоса будет малоэффективной. А сам прибор прослужит не так долго, как хотелось бы его владельцу.

Тот запас воды, который содержится в мембранном баке, спасет ситуацию. Кроме того, он не допустит скачка давления в тот момент, когда начнет свою работу погружной насос.

Чтобы выбрать гидробак подходящего объёма, нужно знать следующие характеристики: мощность и частоту включения насоса, предполагаемый расход воды в час и высоту установки устройства.

Если в схеме подключения фигурирует , то гидроаккумулятор выполняет в ней функции расширительного бака. Если воду нагреть, то её объём увеличиться. Она расширится. Для замкнутого пространства, каким и является система водоснабжения, такой процесс мог бы привести к разрушительным последствиям, если бы не гидробак.

В схеме с накопительным водонагревателем гидроаккумулятор используется в качестве расширительного бачка, спасающего систему от разрывов, поскольку несжимающаяся вода отлично расширяется при нагревании

Для включения в эту схему необходимо выбирать гидроаккумулятор, учитывая следующие его характеристики: предельная температура нагреваемой воды и максимально допустимое давление в водопроводной системе.

Выбор мембранного бака со знанием дела

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

Особое внимание при выборе устройства стоит сосредоточить на фланце, который, как правило, изготавливают из оцинкованного металла. Толщина этого металла очень важна. При его толщине всего в 1 мм срок эксплуатации изделия составит не больше 1,5 года, так как в металле фланца непременно образуется прореха, которая выведет из строя всё устройство.

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Подключение гидроаккумулятора к контуру водоснабжения

Как стало понятно из всего написанного выше, мембранный бак – это не просто ёмкость с водой. Это специальное устройство, вовлеченное в непрерывный рабочий процесс. Поэтому и процедура его установки совсем не так проста, как это может показаться. Закреплять его следует очень тщательно, учитывая факторы вибрации и шума.

Необходимо закреплять гидроаккумулятор на поверхности с помощью резиновых прокладок, чтобы уменьшить уровень шума при его работе и сократить влияние вибраций на само устройство

К полу его крепят с применение резиновых прокладок, а к трубопроводу — с помощью переходников из резины. И ещё следует учесть, что диаметр подводки не может уменьшаться на выходе гидросистемы.

С новым баком следует обращаться особенно осторожно, заполняя его водой под слабым напором. Мембрана от долгого хранения могла слежаться. Резкая струя воды может её повредить и даже полностью вывести из строя. Правильнее удалить из груши мембраны весь воздух до того, как вы приступите к заполнению её водой. Место для установки гидроаккумулятора должно быть выбрано с учетом его доступности.

Процесс подключения гидроаккумулятора производится в стандартной последовательности:

Галерея изображений

Фото из

Для подключения наружной ветки водопровода к внутренней части труба вводится в дом через фундамент или цоколь

Вместе с трубой подачи в дом вводим питающий кабель насоса. К электрокабелю подсоединяем конденсаторную коробку

Завершив сборку автономного водопровода, выполняем настройку гидроаккумулятора и реле давления

К пластиковому уголку, подсоединенному заранее к расположенному в днище гидробака патрубку, прикручиваем отвод водопровода с автоматическим клапаном

Если кроме линии водопровода, поставляющей воду в дом, предполагается еще одна ветка для полива огорода автоматическим дождеванием, в кессон ставим еще один гидробак

Дополнительную водопроводную ветку с собственным гидроаккумулятором оснащаем манометром на выходе и шаровыми кранами для труб

В водопроводную линию перед гидроаккумулятором включаем обратный клапан, перекрывающий путь воде после отключения электронасоса

Обе водопроводные линии как на ввод в дом, так и на полив оборудуются сливными кранами, требующимися для проведения консервации автономной системы

Шаг 1: Ввод водопровода через цоколь или фундамент

Шаг 2: Ввод силового кабеля погружного электронасоса

Шаг 3: Настройка гидроаккумулятора после сборки линии

Шаг 4: Подсоединение гидробака к системе водоснабжения

Шаг 5: Расположение второго гидробака в кессоне

Шаг 6: Установка манометра для второго гидроаккумулятора

Шаг 7: Обратный клапан гидробака для ветки на полив

Шаг 8: Сливной кран водопроводной линии для полива

Правильная настройка нового устройства

Новый гидробак следует проверить на то, каков уровень его внутреннего давления. Предполагается, что он должен составлять 1,5 атм. Но в процессе транспортировки изделия от места производства до склада и во время хранения могла произойти утечка, снизившая на момент продажи этот важный показатель. Проверить давление можно, сняв колпачок на золотнике и выполнив замеры.

Для измерения давления можно использовать манометры разных видов:

• Электронные. Это дорогие приборы. На результат их работы может оказать влияние температура и заряд батареи.
• Механические. Выпускаются в корпусе из металла, называемые по-другому автомобильными. Если этот прибор успешно прошел проверку, то лучше него не найти. Чтобы получить наиболее точное значение, поскольку измерять нужно будет всего-то 1-2 атм., лучше купить прибор с большим количеством делений на измерительной шкале.

Недорогие насосные станции и насосы-автоматы чаще всего укомплектовываются манометрами в пластиковом корпусе. Погрешность в показаниях таких китайских моделей слишком велика.

Если в баке будет меньший объём воздуха, чем нужно, его место займет вода. Это повлияет на напор воды в водопроводе. При высоком давлении и напор постоянно будет высоким. Большее давление обеспечит меньший запас воды в мембранной груше, поэтому насосу придется чаще включаться. Если света не будет, запаса воды может не хватить на все нужды.

Поэтому-то иногда разумнее будет пожертвовать давлением для достижения других важных целей. Впрочем, ниже рекомендованных значений давление лучше не снижать, как и не превышать предельных характеристик. Недостаток давления может привести к контакту поверхности груши с корпусом бака, что нежелательно.

Для измерения давления можно использовать разные устройства, но оптимальным является относительно недорогой автомобильный манометр с корпусом из металла и достаточно развернутой шкалой результатов замеров

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на , которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя.

Если говорить о упрощенно, то её составными элементами являются:

• насос,
• гидроаккумулятор,
• реле давления,
• обратный клапан,
• манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

Как видите, именно на этой схеме манометр не отображен, но это не значит, что он вообще не нужен. Просто его включат в момент выполнения контрольных замеров

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

• один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
• к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
• остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К тем частям, которые заканчиваются муфтами, будут присоединяться труба от насоса и разводка водопровода, которая пойдет к потребителям воды

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Выводы и полезное видео по теме

Если после прочтения текста вам всё ещё непонятно, как именно следует подключать гидроаккумулятор, посмотрите это видео, в котором коротко, но предельно ясно отображены все нюансы этой процедуры.

Гидробак является важным составным элементом водопроводной системы. С его помощью решается целый комплекс задач. А выполнить своими руками грамотное подключение гидроаккумулятора, как оказалось, совсем не сложно. Зато преимущества от его использования бесспорны.

Появились вопросы во время ознакомления с представленной информацией? Есть полезные сведения или личный опыт, которым хотелось бы поделиться с нами и с посетителями сайта? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном под статьей блоке.

схема по шагам ➣ Первая вода

• org/ListItem»>Фильтры для воды
• Как подключить гидроаккумулятор к погружному насосу: схема по шагам

Для непрерывной, качественной работы часто на дачах и в частных домах без централизованного водопровода используют гидроаккумуляторы с погружными насосами. Для распознавания гидроаккумуляторы имеют разную окрасу: красные предназначены под отопление; синие – для холодного и горячего водоснабжения.

Конструктивные особенности гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор представляет собой металлическую емкость разделенную на две условные части мембраной: диафрагмой или баллоном.

Гидробаки с диафрагменной мембраной состоят из:

• камеры для воды;
• диафрагменной мембраны, которая установлена поперек бака; газовой камеры;
• гнезда с клапаном;
• патрубка подсоединения к системе.

Различают горизонтальные и вертикальные гидроаккумуляторы.

Чаще для загородных домов используют гидробаки вертикальные. У них имеются ножки, а также специальное крепление на корпусе для подвешивания на стену. Занимают мало место.

Нужен ли гидроаккумулятор для погружного насоса?

• Гидроаккумулятор предназначен для защиты насоса, т.к. в нем накапливается небольшое количество воды, которое будет использоваться при открытом кране.
• При установке гидроаккумулятора дополнительно устанавливаются следующие устройства: манометр, воздухоотводчик и реле давления.
• Гидроаккумулятор устанавливается в доме, в специальном помещении или в приямке, защищенной от поступления осадков.

Если гидроаккумулятор не установлен, то насос будет включаться постоянно, как только будет открываться кран. В связи с этим, возрастает вероятность гидроудара. Гидроудар образуется при скачкообразном повышении давления, которое появляется из-за частых включений. Поэтому важность гидроаккумулятора очевидна.

Схема подключения гидроаккумулятора

Система водоснабжения включает в себя: насос, гидроаккумулятор, реле давления, обратный клапан, запарную арматуру, манометр, трубопровод, ну и, конечно же, электрическое питание.

Гидроаккумулятор устанавливается рядом с наружным насосом в приямке или же в помещении в доме, смотря где выделено место. Все устройства, которые необходимы для подключения всего оборудования, присоединяются с помощью 5-выводного штуцера. 5-выводной штуцер располагает выходами разного диаметра, что идеально подходит при подключении схемы для обвязки гидроаккумулятора. Поэтому данный элемент является основой в схеме обвязки как погружного, так и поверхностного насоса с гидроаккумулятором.  Сначала штуцер прикрепляется к гидробаку, потом к нему подключаются манометр, реле давления. Последними подключениями к пятивыводному штуцеру является насосная труба и разводка к водоснабжению дома. Обратный клапан позволяет накопить воду в гидробаке от погружного насоса.

Устанавливается на насос до подключения всей схемы гидроаккумулятора в следующей последовательности:

• Опускаем насос в скважину;
• Необходимо закрепить страховочный трос, который удерживает насос;
• Подсоединяем все элементы схемы при помощи пятивыводного штуцера;
• Необходимо произвести настройку реле давления.

Реле давления

Реле давления играет важную роль в работе гидроаккумулятора, а также всей домашней системы. Для эффективности и правильность работы реле необходимо настроить.

Для этого необходимо:

• Первым дело необходимо избавиться от воды в системе водоснабжения, для этого нужно открыть кран, который расположен внизу;
• Открывается крышка реле и включается насос для заполнения системы водой.
• После отключения насоса необходимо запомнить показания манометра, который показывает давление в системе;
• Опять спускается небольшое количество воды, чтобы запустить насос. Также записываются показания манометра. Дальше производится математический расчет: от наибольшего числа вычитаем наименьшее. От получившего числа происходят дальнейшие действия. Если значение меньше, чем 1,4 бар, то гайку малой пружины на реле необходимо затянуть. Если значение больше, чем 1,4 бар, то ослабить.
• Гайкой на большой пружине в реле можно регулировать напор воды. Действия абсолютно аналогичные. Больший напор – затягивается, поменьше – ослабляется.
• Все настройки должны проводиться при выключенном насосном оборудовании.
• После всех пройденных этапов нужно запустить систему и проверить как она работает. Настраивать можно бесконечное количество раз, до того момента, пока все не устроит.

Схема водоснабжения с погружным насосом и гидроаккумулятором после подключения работает так:

1. Погружной насос перекачивает воду из скважины в гидробак;
2. По мере заполнения воды в гидроаккумуляторе происходит повышение давления воздуха. Когда будет достигнута точка максимума на реле, насосное оборудование отключится;
3. Запас воды, скопившейся в гидробаке, позволит пользоваться водой определенное количество времени. Когда количество воды будет уменьшаться в мембране гидробака, давление будет снижаться до минимума на реле, контакты замкнуться и насос включиться. И так по кругу.

Как часто будет включаться Ваш насос напрямую зависит от объема гидроаккумулятора. Не забудьте учитывать это при выборе емкости.

Схема подключения реле давления PM /5 к насосу

Рассмотрим схему подключения механического реле давления PM /5 к сети и насосу. Давайте сначала посмотрим на схему. Когда вы открутите верхнюю крышку, то увидите следующее. Во-первых, большой винт с пружиной для регулировки давления. Он обозначен большой буквой «P”. Второе, это малый винт с пружиной для регулировки разницы этого параметра в режиме включения и выключения. Он имеет наименование «дельта P”. Дальше идут две клеммы для подключения электропровода, названные словом «motor”. Две — «line». Внизу — две для подсоединения заземления. Такой вид имеет PM/5 внутри.

2011 — 2021 © Компания «Первая вода».

Использование материалов сайта возможно только с письменного согласия руководства

Основы гидравлических резервуаров | Power & Motion

Загрузите эту статью в формате . PDF

Резервуар, рис. жидкость в окружающую среду

На рис. 1 в разрезе показаны основные особенности традиционного прямоугольного резервуара. перегородка отделяет возвращающуюся жидкость от всасываемой в насос. Нажмите на изображение для увеличения.

Это традиционные роли резервуаров; новые тенденции могут представлять отклонения от нормы. Например, в новых конструкциях гидравлических систем часто требуются резервуары гораздо меньшего размера, чем те, которые основаны на традиционных эмпирических правилах. Поскольку большинство систем требуют особого внимания, важно ознакомиться с отраслевыми стандартами для получения минимальных рекомендаций. Рекомендуемая практика NFPA/T3.16.2* касается основных минимальных проектных и строительных характеристик резервуаров.

Размер резервуара

Хотя только что обсуждавшиеся соображения могут быть важными, первая переменная, которую необходимо решить, это действительно объем резервуара. Эмпирическое правило для определения размера гидравлического резервуара предполагает, что его объем должен в три раза превышать номинальную производительность насоса с постоянным рабочим объемом системы или средний расход его насоса с переменным рабочим объемом. Это означает, что система, использующая насос на 5 галлонов в минуту, должна иметь резервуар на 15 галлонов. Правило предполагает достаточный объем, чтобы позволить жидкости отдыхать между рабочими циклами для отвода тепла, осаждения загрязняющих веществ и деаэрации. Имейте в виду, что это всего лишь эмпирическое правило для начального размера. На самом деле, в «Рекомендуемой практике» NFPA говорится: «Ранее рекомендовалась трехкратная производительность насоса. Из-за современных системных технологий цели проектирования изменились по экономическим причинам, таким как экономия места, минимизация использования масла и общее снижение стоимости системы».

Независимо от того, решите ли вы придерживаться традиционного эмпирического правила или следовать тенденции создания резервуаров меньшего размера, помните о параметрах, которые могут повлиять на требуемый размер резервуара. Например, некоторые компоненты контура, такие как большие аккумуляторы или цилиндры, могут содержать большие объемы жидкости. Поэтому, возможно, потребуется указать резервуар большего размера, чтобы уровень жидкости не опускался ниже входного отверстия насоса независимо от расхода насоса.

Для систем, подверженных воздействию высоких температур окружающей среды, требуется резервуар большего размера, если они не включают теплообменник. Обязательно учитывайте значительное количество тепла, которое может выделяться в гидравлической системе. Это тепло вырабатывается, когда гидравлическая система производит больше энергии, чем потребляет нагрузка. Распространенным примером является система, работающая в течение значительных периодов времени, когда жидкость под давлением проходит через предохранительный клапан.

Таким образом, размер резервуара часто определяется прежде всего сочетанием самой высокой температуры жидкости и самой высокой температуры окружающей среды. При прочих равных, чем меньше разница температур между ними, тем больше площадь поверхности (и, следовательно, объем), необходимая для рассеивания тепла от жидкости в окружающую среду. Конечно, если температура окружающей среды превышает температуру жидкости, для охлаждения жидкости потребуется теплообменник с водяным охлаждением или удаленный теплообменник. Фактически, для применений, где важна экономия места, теплообменники могут значительно уменьшить размер резервуара (и стоимость). Имейте в виду, что резервуар может быть не всегда полным, поэтому он может не рассеивать тепло по всей площади своей поверхности.

В резервуаре должно быть дополнительное пространство, равное не менее 10% его емкости для жидкости. Это позволяет тепловому расширению жидкости и обратному дренажу во время останова, но при этом обеспечивает свободную поверхность жидкости для деаэрации. В любом случае, NFPA/T3.16.2 требует, чтобы максимальная вместимость резервуара была постоянно отмечена на его верхней пластине.

Тенденция к указанию резервуаров меньшего размера возникла как средство получения экономических выгод. Резервуар меньшего размера легче, компактнее и дешевле в производстве и обслуживании, чем резервуар традиционного размера. Кроме того, меньший резервуар уменьшает общее количество жидкости, которая может вытечь из системы, что важно с точки зрения защиты окружающей среды.

Но указание резервуара меньшего размера для системы должно сопровождаться модификациями, компенсирующими меньший объем жидкости, содержащейся в резервуаре. Например, поскольку резервуар меньшего размера имеет меньшую площадь поверхности для теплопередачи, может потребоваться теплообменник для поддержания температуры жидкости в пределах требований. Кроме того, у загрязняющих веществ не будет такой большой возможности для осаждения, поэтому потребуются фильтры большой емкости для улавливания загрязняющих веществ, которые в противном случае оседали бы в отстойнике резервуара.

Возможно, самая большая проблема при использовании резервуара меньшего размера заключается в удалении воздуха из жидкости. Традиционный резервуар обеспечивает возможность выхода воздуха из жидкости до того, как она попадет во впускное отверстие насоса. Использование слишком маленького резервуара может привести к попаданию аэрированной жидкости в насос. Это может вызвать кавитацию и возможное повреждение или отказ насоса. При выборе небольшого резервуара рассмотрите возможность установки диффузора потока, который снижает скорость возвратной жидкости (обычно до 1 фута в секунду), помогает предотвратить пенообразование и перемешивание, а также уменьшает возможную кавитацию насоса из-за возмущений потока на входе. Другой метод заключается в установке экрана под углом в резервуаре. Экран собирает маленькие пузырьки, которые соединяются с другими, образуя большие пузырьки, которые легко поднимаются на поверхность жидкости.

Возможно, лучший способ предотвратить попадание аэрированной жидкости в насос — это в первую очередь предотвратить аэрацию жидкости, уделяя особое внимание путям потока жидкости, скорости и давлению при проектировании гидравлической системы.

Варианты конструкции

Рис. 2. Этот модульный силовой агрегат демонстрирует тенденцию в дизайне: установка электродвигателя вертикально с погружением насоса в гидравлическую жидкость. Этот метод уменьшает утечку, шум и необходимую площадь пола.

Традиционно насос, электродвигатель и другие компоненты гидравлической силовой установки устанавливаются наверху прямоугольного резервуара. Поэтому верхняя часть резервуара должна быть конструктивно достаточно жесткой, чтобы поддерживать эти компоненты, поддерживать выравнивание и минимизировать вибрацию. Для достижения этих целей на верхней части резервуара может быть установлена ​​дополнительная пластина. Большим преимуществом этой конфигурации является то, что она обеспечивает легкий доступ к насосу, двигателю и аксессуарам.

В настоящее время электродвигатель устанавливается вертикально, а насос погружается в гидравлическую жидкость, рис. 2. Это экономит место, поскольку резервуар может быть сделан глубже и занимать меньше места, чем резервуар с традиционными пропорциями «ванны». Конструкция погружного насоса также исключает утечку из насоса, поскольку любая жидкость, вытекающая из насоса, поступает непосредственно в резервуар. Кроме того, силовой агрегат работает тише, потому что гидравлическая жидкость имеет свойство гасить шум насоса.

В альтернативной конфигурации резервуар располагается над насосом и электродвигателем, рис. 3. Эта верхняя конфигурация обеспечивает преимущество сочетания атмосферного давления и веса столба жидкости для заполнения (нагнетания жидкости) входного отверстия насоса, что помогает предотвратить кавитацию. Верхнюю крышку резервуара можно снять для обслуживания внутренних компонентов, не нарушая работу насоса и двигателя.

Рисунок 3. Эта промышленная гидравлическая силовая установка состоит из пяти насосно-двигательных агрегатов, питаемых от верхнего резервуара. Верхний монтаж обеспечивает подачу жидкости под давлением на вход каждого насоса, а монтаж узлов насос-двигатель со смещением от резервуара обеспечивает доступ для подъема узлов насос-двигатель сверху.

Верхний резервуар может вызвать проблемы с самотечными сливными линиями, поэтому может потребоваться вспомогательный насос для подачи жидкости в резервуар. Когда шум является проблемой, верхние баки представляют собой наиболее удобный способ заключить насос и электродвигатель в камеру шумоподавления.

Во многих случаях используются резервуары, которые сочетают в себе характеристики различных конфигураций. Например, Г-образный резервуар, рис. 4, сочетает в себе преимущества верхних и нижних резервуаров — затопленный вход насоса и легкий доступ к компонентам.

Рис. 4. L-образный резервуар сочетает в себе преимущества резервуаров, устанавливаемых на основании и сверху, обеспечивая не только легкий доступ к насосу, двигателю и другим компонентам, но и затопленный вход насоса.

Резервуары также могут находиться под давлением для затопления насоса. Это давление может исходить от внешнего источника или от захваченного воздуха и теплового расширения жидкости. Клапан регулирования давления позволяет отфильтрованному воздуху поступать в резервуар, когда жидкость охлаждается, но предотвращает его выпуск, пока воздух внутри не достигнет порогового давления.

Форма и конструкция

Стандартной формы резервуара не существует. Геометрически квадратная или прямоугольная призма имеет наибольшую поверхность теплопередачи на единицу объема. С другой стороны, цилиндрическая форма может быть более экономичной в изготовлении. Если резервуар неглубокий, широкий и длинный, он может занимать больше площади, чем необходимо, и не в полной мере использует теплопередающую поверхность стенок.

Теоретически, поскольку тепло поднимается вверх, верхняя часть резервуара имеет наибольший потенциал для передачи тепла в атмосферу. Однако в особо грязных средах загрязняющие вещества часто скапливаются на верхней части резервуара и действуют как изоляция. Это снижает эффективную теплопередачу от верхней части резервуара, поэтому в некоторых случаях стенки резервуара могут быть наиболее эффективной областью теплопередачи. С другой стороны, высокая и узкая геометрия экономит площадь пола и обеспечивает большую площадь поверхности для теплопередачи с боков. Однако в зависимости от применения эта форма может не обеспечивать достаточную площадь на верхней поверхности жидкости для выхода воздуха.

Резервуар должен быть достаточно прочным и жестким, чтобы его можно было поднимать и перемещать, когда он наполнен. Должны быть включены соответствующие подъемные кольца, проушины или приспособления для вилочного погрузчика.

Принадлежности

Принадлежности для резервуаров используются для:

• процеживания новой жидкости при ее поступлении в систему
• фильтрация воздуха, всасываемого в резервуар по мере повышения и понижения уровня гидравлической жидкости во время работы системы
• индикация уровня жидкости в бачке
• указывает температуру жидкости
• направляет возвратную жидкость для минимизации потенциальной кавитации в насосе и улучшения теплопередачи
• подогрев холодных или маловязких жидкостей до необходимой рабочей температуры и
• для удаления загрязняющих частиц железа из жидкости.

Жидкость необходимо добавлять в резервуар при запуске, после очистки и для восполнения потерь. Два заливных отверстия должны обеспечивать достаточно быстрое заполнение (не менее 5 галлонов в минуту каждое), улавливать крупные частицы загрязняющих веществ из новой жидкости и либо герметизировать, когда они закрыты, либо фильтровать поступающий воздух, если вентиляция осуществляется в качестве сапуна. Отверстия должны быть на противоположных сторонах или концах резервуара. Металлические сетчатые фильтры размером 30 меш или меньше должны иметь внутреннюю металлическую защиту и крепиться таким образом, чтобы для их снятия требовались инструменты. Крышка заливной горловины должна быть закреплена постоянно, и если она не включает сапун, следует указать отдельный сапун. В любом случае необходимо обеспечить фильтрацию воздуха 40 мкм.

В дополнение к замедлению возврата жидкости в резервуар, уменьшению пенообразования и кавитации в насосе из-за возмущений потока на входе и обеспечению перемешивания жидкости без перемешивания, диффузоры потока также снижают шум и потребность в перегородках. Они особенно эффективны в небольших водоемах с большим расходом и в глубоких водоемах с небольшой площадью дна.

Индикатор уровня жидкости должен быть расположен на каждой заливной горловине. Индикаторы должны иметь высокие и низкие уровни, отмеченные на контрастном фоне, чтобы поддерживать соответствующий уровень жидкости. Электронный индикатор уровня может служить более сложной альтернативой. Эти устройства используют различные средства для измерения уровня жидкости. Преобразователи производят непрерывный выходной сигнал и переключают сигнал, когда жидкость достигает заданного высокого или низкого уровня.

Измерение температуры жидкости не требуется стандартом NFPA, но доступен выбор термометров, многие из которых находятся в том же корпусе, что и индикатор уровня жидкости. (Если высокая температура жидкости является постоянной проблемой, необходимо определить и удалить источник тепла в контуре.) Как и в случае с индикаторами уровня, доступны различные электронные индикаторы температуры.

В любом случае сигналы, генерируемые этими устройствами, направляются на дисплей или панель управления, чтобы предоставить операторам индикацию состояния жидкости. Подключение переключателя уровня или температуры к системе управления машиной может предотвратить повреждение оборудования путем отключения машины, если жидкость достигает опасно низкого уровня или высокой температуры.

После остановки или когда резервуар подвергается воздействию более низких температур, жидкость может быть слишком холодной для немедленной эксплуатации. Холодная жидкость может стать достаточно вязкой или густой, что предотвратит ее всасывание в насос, вызывая кавитацию в насосе или другие проблемы, которые могут привести к повреждению компонентов или вызвать неисправности системы. Эту проблему решает нагреватель с термостатическим управлением для нагрева жидкости до тех пор, пока ее вязкость не станет совместимой с системой. Опять же, подключив этот термостат к системе управления, можно предотвратить работу машины, пока жидкость не достигнет минимальной температуры.

В резервуар можно поместить магниты для захвата и удаления металлических частиц из потока жидкости. Жидкость, возвращающаяся в резервуар, должна проходить мимо магнитов в резервуаре, чтобы собрать как можно больше частиц железа. Магниты следует периодически проверять и очищать, чтобы обеспечить постоянную максимальную производительность.

Хотя гидравлические фильтры обычно не считаются принадлежностями для резервуара, почти все входные фильтры насосов расположены внутри резервуара, а многие другие фильтры устанавливаются на поверхности резервуара или через них. Поскольку впускной фильтр находится вне поля зрения, манометр поможет указать, когда необходима очистка.

Встроенные резервуары

В некоторых системах гидравлический резервуар встроен как неотъемлемая часть оборудования, которое он обслуживает. Из-за разнообразия конструкций и специальных методов проектирования интегральные резервуары не рассматриваются в стандарте NFPA/ANSI. Они чаще всего используются с мобильным оборудованием, и их размещение часто является запоздалым, что требует специально разработанных форм для областей неправильной формы.

При использовании интегральных резервуаров существует ряд потенциальных проблем, требующих особого внимания. К ним относятся:

• доступное пространство может ограничивать размер. Поскольку мощность теплопередачи зависит от размера, могут потребоваться внешние маслоохладители или теплообменники

.

• неправильной формы может потребоваться специальная перегородка для правильного направления жидкости
• Окружающее оборудование может ограничивать конвективный теплообмен

Доступность службы

• может быть плохой, а
• может потребоваться специальная теплозащита для изоляции компонентов или оператора от тепла резервуара.

Резервуары для мобильного оборудования

Резервуары для мобильного оборудования часто используют щуп для проверки уровня жидкости, поскольку визирные манометры, хотя и предпочтительнее, могут быть недоступны или могут быть повреждены.

Ожидается, что мобильные гидравлические резервуары будут выполнять те же функции, что и их промышленные аналоги, но обычно в более неблагоприятных и менее предсказуемых условиях эксплуатации. Движение машин (что делает необходимыми сложные системы перегородок для предотвращения выплескивания жидкости) и экстремальные температуры окружающей среды — это лишь два примера особых проблем, с которыми сталкиваются разработчики гидравлических систем для мобильного оборудования.

Ограничения по размеру и весу могут потребовать, чтобы мобильное оборудование работало с резервуарами размером с объем, который насос выбрасывает за минуту. Это примерно треть размера резервуара, традиционно используемого в промышленности. Ограничения пространства и формы, которые мобильное оборудование накладывает на резервуары, требуют, чтобы они часто проектировались по индивидуальному заказу. Стоимость, размер и вес должны быть сведены к минимуму при сохранении адекватных характеристик и эффективности.

Внутренние или внешние фильтры?

Возвратные фильтры часто размещают внутри резервуара для экономии места и обеспечения полной диффузии. Одним из преимуществ обратной фильтрации в баке является то, что заполнение бака через фильтр помогает обеспечить чистоту системы. Однако убедитесь, что загрязняющие вещества не могут попасть в резервуар при замене возвратного фильтрующего элемента. Размещение фильтров внутри резервуара обеспечивает аккуратный дизайн, но может привести к загрязнению области, которую трудно содержать в чистоте. Хотя внешние возвратные фильтры труднее установить, они удерживают загрязнения вне резервуара, и к ним легче получить доступ для обслуживания.

Магниты должны быть помещены в резервуар для улавливания частиц железа. Также могут быть добавлены плотины и сетчатые фильтры на всасывании, чтобы повысить эффективность резервуара в качестве регулятора загрязнений. Заслонки для твердых частиц, расположенные между зонами возврата и всасывания бака, помогают удерживать более тяжелые частицы, которые могли пройти через возвратные фильтры. Плотины обычно состоят из угловой пластины, проходящей через пол резервуара. Плотина должна быть достаточно высокой, чтобы удерживать частицы до тех пор, пока водохранилище не будет регулярно очищено, но достаточно низкой, чтобы жидкость не стекала по нему каскадом. Плотины также обеспечивают идеальные монтажные поверхности для магнитов.

Установка насоса на уровне или выше уровня жидкости и вдали от резервуара (скорее правило, чем исключение для мобильного оборудования) обычно запрещает использование входных фильтров насоса. Всасывающие сетчатые фильтры или фильтры следует рассматривать как последнюю форму защиты насоса, когда могут быть обеспечены положительные условия на входе в насос, как в случае с подкачивающим насосом или резервуаром под давлением. Обратите внимание на температуру жидкости (особенно во время запуска) при выборе размеров всасывающих фильтров, если оборудование будет работать в холодном климате и насосы не могут быть отключены во время запуска.

Резервуар с вентиляцией или под давлением?

Важным соображением при проектировании является выбор вентилируемого или напорного резервуара. Основными решающими факторами являются расположение и требования к входу насосов. Уровень жидкости в резервуаре во многих мобильных устройствах находится ниже впускного отверстия насоса. В лучшем случае, если на входе в насос имеется вакуум, возможно, придется снизить номинальные характеристики насоса. Если потери на входе достаточно велики, возникает кавитация. В этих случаях повышение давления в резервуаре поможет сохранить производительность насоса.

Любой из трех методов может использоваться для создания давления в резервуаре на большинстве мобильных устройств:

1. Используйте регулируемый сжатый воздух из пневматической системы машины — наиболее эффективный метод — если он доступен.

2. Улавливайте воздух в объеме зазора резервуара (над жидкостью) и полагайтесь на тепловое расширение жидкости для сжатия этого воздуха и, таким образом, повышения давления в резервуаре. Герметичная крышка резервуара удерживает давление внутри резервуара и сбрасывает избыточное давление.

3. Выпустить сжатый воздух из продувочного насоса двухтактного дизельного двигателя.

В случае резервуаров под давлением необходимо уделить внимание расчету напряжений на стенках резервуара, поскольку даже низкое давление может создавать значительные нагрузки. Например, внутреннее давление всего в 3 фунта на квадратный дюйм воздействует на 20 на 30 дюймов силой 1800 фунтов. стена. Эта сила в сочетании с весом гидравлической жидкости, а также силами G , действующими в мобильном оборудовании, может создавать напряжения, достаточно высокие для фактического упрочнения металлического резервуара. Деформационное упрочнение делает металл более хрупким, что в конечном итоге приведет к утечке, когда металл подвергается длительному напряжению.

Напряжения в стенках следует также рассчитывать для вентилируемых резервуаров. Высокие напряжения быстро развиваются на больших площадях плоской пластины. И опять же, вес жидкости может вызвать большие отклонения. Кроме того, монтаж периферийного оборудования, такого как лестницы, к резервуару увеличивает потребность в элементах жесткости и более толстой пластине.

Очистка и техническое обслуживание

Необходимо также учитывать обслуживание резервуара. Должны быть предусмотрены средства для осушения возвратной и всасывающей зон резервуара, особенно если для их разделения установлена ​​плотина. Часто используются трубные муфты, но порты с уплотнительными кольцами SAE обеспечивают лучшую герметизацию. Также необходимо предусмотреть клапаны для закрытия впускных линий при замене насосов или других компонентов, установленных ниже уровня жидкости.

Часто это принятие желаемого за действительное, но должен быть обеспечен доступ для очистки и обслуживания внутренней части резервуара. В идеале люки должны быть достаточно большими, чтобы у обслуживающего персонала было достаточно места для маневрирования чистящими инструментами. Также должны быть предусмотрены средства для освещения каждой части резервуара для осмотра.

Загрузите эту статью в формате .PDF

* Отраслевой стандарт для гидравлических резервуаров содержится в документе ANSI/(NFPA) T3.16.2 R1-1997 (R2005) Сила гидравлической жидкости. Проектирование неинтегрируемых промышленных резервуаров , который можно приобрести в National Fluid Power Assn. Щелкните здесь для получения дополнительной информации или свяжитесь с NFPA, Милуоки, по телефону (414) 778-3344 или по электронной почте nfpa@nfpa. com.

Полное руководство по гидравлическим системам: понимание гидравлики

От лифта, которым вы пользуетесь на работе, до самосвала, который проезжает по улице, гидравлика повсюду. Вам может быть интересно, что такое гидравлика. Эта мощная система приводит в движение одни из самых тяжелых механизмов. Гидравлика может поднимать огромные грузы и работать на высоких скоростях. Они популярны на строительных площадках и во множестве других приложений.

Существует много типов гидравлических систем с различными компонентами, все из которых работают по одним и тем же энергетическим принципам. Гидравлические насосы создают давление в жидкости, и ее движение используется для питания всего, от кранов до автомобилей. В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о гидравлических системах.

Прочтите наше руководство по гидравлическим системам:

• Предотвращение смещения гидравлического цилиндра
• История гидравлики

Как работает гидравлическая система?

Возможно, вы уже знакомы с некоторыми основными принципами работы гидравлической системы и ее компонентами. Из своего опыта вы, вероятно, знаете, что твердые тела обычно невозможно раздавить. Если вы возьмете твердый предмет, например ручку или кусок дерева, и попытаетесь его сжать, с материалами ничего не произойдет. Они не будут сжиматься или хлюпать. Жидкость работает так же. Он несжимаемый, то есть не сжимается, когда вы на него надавливаете. Он занимает столько же места, сколько занимал, когда к нему не применялось давление. Представьте воду в шприце. Если заткнуть его конец пальцем и попытаться надавить, то ни вода, ни поршень никуда не денутся.

Когда речь идет о гидравлических системах, несжимаемость играет важную роль в их работе. В том же шприце, если вы нажмете на поршень в обычном режиме, вы выпустите воду с высокой скоростью через узкий конец, даже если вы не применяли такого сильного давления. Когда вы нажимаете на поршень, вы оказываете давление на воду, которая пытается вырваться, как может — в данном случае под высоким давлением через очень узкий выход. Это приложение показывает нам, что мы можем умножать силу, которую затем можем использовать для питания более сложных устройств.

В очень упрощенной системе гидравлическая система состоит из трубопровода с грузом или поршнем на одном конце для сжатия жидкости. Когда этот вес давит на жидкость, он вытесняет ее из гораздо более узкой трубы на другом конце. Вода не хлюпает, а вместо этого проталкивается через трубу и выходит через узкий конец на высокой скорости. Эта система работает и в обратную сторону. Если мы приложим силу к узкому концу на большее расстояние, это создаст силу, способную сдвинуть с другого конца что-то гораздо более тяжелое.

Блез Паскаль, французский математик, физик и изобретатель, стандартизировал эти свойства в середине 1600-х годов. Принцип Паскаля гласит, что в замкнутом пространстве любое изменение давления, приложенного к жидкости, передается через жидкость во всех направлениях. Другими словами, если вы приложите давление к одному концу сосуда с водой, такое же давление будет приложено и к другому концу. Этот принцип позволяет умножать силу и воздействовать на более крупный и тяжелый объект.

В этой системе есть небольшой компромисс. Обычно вы можете приложить больше силы или скорости к одному концу, чтобы увидеть противоположный результат на другом. Например, если вы нажмете на узкий конец с высокой скоростью и небольшой силой, вы приложите большую силу, но с низкой скоростью к широкому концу. Расстояние, которое может пройти ваш узкий конец, также повлияет на то, как далеко будет двигаться широкий. Торговое расстояние и сила типичны для многих систем, и гидравлика не является исключением.

Умножение силы является важным фактором при подъеме тяжелых предметов. Если поршень с широкой стороны в шесть раз больше меньшего, то сила, приложенная к жидкости большим поршнем, будет в шесть раз больше на меньшем конце. Например, сила в 100 фунтов вниз на более широком конце создает силу в 600 фунтов вверх на узком конце. Именно это увеличение силы позволяет гидравлическим системам быть относительно небольшими. Они отлично подходят для питания огромных машин, не занимая слишком много места.

Гидравлика также может быть очень гибкой, и существует множество различных типов гидравлических систем. Вы можете перемещать жидкости по очень узким трубам и обтекать ими другое оборудование. Они имеют различные размеры и формы и могут даже разветвляться на несколько путей, позволяя одному поршню питать несколько других. Автомобильные тормоза обычно являются примером этого. Педаль тормоза активирует два главных цилиндра, каждый из которых касается двух тормозных колодок, по одной на все колеса. Вы можете найти гидравлику, приводящую в действие различные компоненты через цилиндры, насосы, прессы, подъемники и двигатели.

Гидравлические системы имеют несколько основных компонентов для управления их работой:

• Резервуар:  Гидравлические системы обычно используют резервуар для хранения избыточной жидкости и питания механизма. Важно охлаждать жидкость, используя металлические стенки для отвода тепла, выделяемого при трении, с которым она сталкивается. Резервуар без давления также может позволить захваченному воздуху покинуть жидкость, что повышает эффективность. Поскольку воздух сжимается, он может отклонить движение от поршней и сделать работу системы менее эффективной.
• Жидкость:  Гидравлические жидкости могут различаться, но обычно это масла на нефтяной, минеральной или растительной основе. Жидкости могут иметь различные свойства в зависимости от их применения. Тормозная жидкость, например, должна иметь высокую температуру кипения из-за высокотемпературного механизма, через который она проходит. Другие особенности включают смазку, радиационную стойкость и вязкость.

Давайте посмотрим, как обычно работает гидравлика в тяжелом оборудовании:

• Двигатель:  Обычно работает на бензине и обеспечивает работу гидравлической системы. В больших машинах это должно быть способно генерировать много энергии.
• Насос:  Насос гидравлического масла направляет поток масла через клапан в гидравлический цилиндр. Эффективность насоса часто измеряется в галлонах в минуту и ​​фунтах на квадратный дюйм (psi).
• Цилиндр:  Цилиндр получает жидкость под высоким давлением от клапанов и приводит в действие механизм.
• Клапан:  Клапаны помогают транспортировать жидкость по системе, контролируя такие параметры, как давление, направление и расход.

Другие машины, использующие гидравлику, включают транспортные средства на строительных площадках. Экскаваторы, краны, бульдозеры и экскаваторы могут приводиться в движение надежными гидравлическими системами. Экскаватор, например, приводит в действие свою массивную руку гидроцилиндрами. Жидкость закачивается в тонкие трубы, удлиняя поршни и, соответственно, рычаг. Гидравлическая мощность, стоящая за этим, может использоваться для подъема огромных грузов. Помимо строительных машин, гидравлика используется во всем, от лифтов до двигателей, даже в системах управления самолетами.

В чем разница между открытыми и закрытыми гидравлическими системами?

Открытые и закрытые системы гидравлики относятся к разным способам снижения давления на насос. Это может помочь уменьшить любой износ.

В открытой системе всегда работает насос, перекачивающий масло по трубам без создания давления. И вход насоса, и обратный клапан соединены с гидравлическим резервуаром. Их также называют системами с «открытым центром» из-за открытого центрального пути регулирующего клапана, когда он находится в нейтральном положении. В этом случае гидравлическая жидкость возвращается в резервуар. Жидкость, поступающая из насоса, поступает в устройство, а затем возвращается в резервуар. В контуре также может быть предохранительный клапан для направления избыточной жидкости в резервуар. Фильтры обычно используются для поддержания чистоты жидкости.

Открытые системы лучше подходят для приложений с низким давлением. Кроме того, они дешевле и проще в обслуживании. Одно предостережение заключается в том, что они могут создавать избыточное тепло в системе, если давление превышает настройки клапана. Еще одно место для дополнительного тепла находится в резервуаре, который должен быть достаточно большим, чтобы охлаждать протекающую через него жидкость. Открытые системы также могут использовать несколько насосов для питания различных систем, таких как рулевое управление или управление.

Закрытая система соединяет обратный клапан непосредственно с входом гидравлического насоса. Он использует один центральный насос для перемещения жидкости в непрерывном контуре. Клапан также блокирует масло от насоса, вместо этого направляя его в аккумулятор, где оно остается под давлением. Масло остается под давлением, но не движется, пока не будет активировано. Подкачивающий насос подает охлажденное отфильтрованное масло на сторону низкого давления. Этот шаг поддерживает давление внутри контура. Закрытая система часто используется в мобильных приложениях с гидростатическими трансмиссиями и использует один насос для питания нескольких систем.

У них могут быть резервуары меньшего размера, потому что им просто нужно достаточно жидкости для подкачивающего насоса, который относительно мал. Открытая система может работать с более высоким давлением. Закрытая система предлагает немного больше гибкости, чем открытая система, но она также имеет несколько более высокую цену и более сложный ремонт. Закрытые системы могут работать с меньшим количеством жидкости в небольших гидравлических линиях, а клапаны можно использовать для изменения направления потока.

Вы даже можете преобразовать открытую систему в закрытую, заменив некоторые компоненты и добавив место для масла, которое должно уйти после обратного пути.

Типы гидравлических насосов

Существует несколько различных типов гидравлических насосов. Они могут значительно различаться по способу перемещения жидкости и объему вытеснения.

Почти все гидравлические насосы  объемные насосы , что означает, что они подают точное количество жидкости. Их можно использовать в приложениях с высокой мощностью более 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Насосы прямого вытеснения  зависят от давления для количества жидкости, которую они перемещают, в то время как насосы прямого вытеснения этого не делают. Непрямые насосы чаще используются в пневматике и системах низкого давления. К ним относятся центробежные и осевые насосы.

Объемные насосы могут иметь постоянный или переменный рабочий объем. Большинство насосов подпадают под фиксированный рабочий объем.

• В с фиксированным рабочим объемом насос подает одинаковое количество жидкости в каждом цикле насоса.
• В с переменным рабочим объемом насос может подавать различное количество жидкости в зависимости от скорости, с которой он работает, или физических свойств насоса.

A шестерня насос недороги и более устойчивы к загрязнению жидкости, что делает их подходящими для суровых условий. Однако они могут быть менее эффективными и изнашиваться быстрее.

• Насосы с внешним зацеплением: В них используются две шестерни с плотным зацеплением внутри корпуса. Одна из них является ведущей или приводной шестерней, а другая — ведомой или безнапорной. Жидкость попадает в пространство между шестернями и вращается через корпус. Поскольку он не может двигаться назад, он проталкивается через выпускной насос.
• Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением:  В конструкции с внутренним зацеплением внутреннее зубчатое колесо, возможно, с проставкой в ​​форме полумесяца, находится внутри внешнего зубчатого колеса ротора. Жидкость перемещается за счет эксцентриситета — отклонения шестерни от круглости — между шестернями. Внутренняя шестерня с меньшим количеством зубьев вращает внешнюю шестерню, а прокладка входит между ними, создавая уплотнение. Жидкость всасывается, проходит через шестерни, герметизируется и выпускается.

Далее идут лопастные насосы . Они могут быть неуравновешенными или сбалансированными, а также фиксированными или переменными рабочими объемами. Они бесшумны и работают при давлении ниже 4000 фунтов на квадратный дюйм.

• Неуравновешенный лопастной насос:  Этот насос с постоянным рабочим объемом имеет ведомый ротор и лопасти, которые выдвигаются в радиальных пазах. Уровень эксцентриситета ротора определяет уровень смещения. По мере его вращения пространство между лопастями увеличивается, создавая вакуум для всасывания жидкости. Захваченная жидкость перемещается по системе через вращающиеся лопасти и выталкивается по мере уменьшения пространства между ними.
• Сбалансированный шиберный насос:  Сбалансированный шиберный насос, также с постоянным рабочим объемом, перемещает ротор через эллиптическое кулачковое кольцо. Он использует два входа и выхода на каждом обороте.
• Пластинчатый насос с переменным рабочим объемом: Рабочий объем в этом типе насоса может изменяться за счет эксцентриситета между ротором и корпусом. Наружное кольцо корпуса подвижно.

Наша последняя категория насосов – поршневые насосы , которые отлично подходят для применения в условиях высокой мощности.

• Рядные аксиально-поршневые насосы: Рядные насосы совмещают центр блока цилиндров с центром карданного вала. Угол поворотной/кулачковой шайбы помогает определить величину смещения. Вход и выход расположены в клапанной тарелке, которая поочередно соединяется с каждым цилиндром. Когда поршень движется вверх мимо впускного отверстия, он втягивает жидкость из резервуара. Точно так же он будет выталкивать жидкость из выпускного отверстия, когда она проходит через него.
• Аксиально-поршневые насосы с изогнутой осью:  Насосы с изогнутой осью выровнены по центру блока цилиндров под углом к ​​центру приводного вала. Эта конструкция работает аналогично рядному осевому насосу.
• Радиально-поршневые насосы:  В радиально-поршневом насосе используется семь или девять радиальных цилиндров, а также реактивное кольцо, штифт и приводной вал. Поршни установлены радиально вокруг приводного вала, а впускные и выпускные отверстия находятся в штифте, что-то вроде шарнира.

Подробнее о гидравлике

Теперь, когда вы знаете, что такое гидравлика, вы можете видеть, что гидравлика имеет широкое применение и может использоваться во всех видах различных компонентов машин, которые работают в строительстве, на транспорте и во многих других областях.