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

Описание и расчет термогидравлического распределителя

     Существует много мнений — нужна или нет гидравлическая стрелка ( термогидравлический распределитель ) ? Причем многие, даже именитые интернет-ресурсы не знают, для чего нужна стрелка, и пишут, что она нужна для «развода» покупателей.

     Давайте разберемся на простых примерах.

     1. Современные системы отопления сейчас делают управляемыми для экономии энергоресурсов — ставят различные клапана, термостатические головки и пр. В результате, в какие-то моменты времени движение теплоносителя через котел прекращается. Происходит излишний перегрев теплообменника внутри котла, поскольку теплоноситель не движется — происходит «тепловой удар». Чтобы такого не происходило, во многих настенных котлах делают специальные байпасные линии между подачей и обраткой. А если перепускной клапан не сработает? Или у Вас напольный котел? И к тому же чугунное тело котла?

     Вот в этих случаях нужно ставить гидрострелку, поскольку через нее постоянно, независимо от нагрузки, движется теплоноситель, тем самым предохраняя котел от перегрева. К тому же количество теплоносителя в котле небольшое — в настенных так вообще порядка литра-двух, правда без учета расширительного бака, содержимое которого в циркуляции не участвует. А в стрелке может быть и десяток литров, и гораздо больше. Следовательно объем циркулирующей жидкости становится больше и шансов перегреть котел нет.

     Отсюда первый вывод — стрелка бережет Ваш котел.

     2. Если у Вас несколько контуров, работающих по разному температурному графику, т.е. бойлер, теплый пол и радиаторы, то гидравлическая стрелка как раз позволяет добиться нормальной работы всех контуров нагрузок.

     Допустим, у Вас ее нет, а контура никак не управляются, и выходит, что температура в бойлер, теплый пол и радиаторы будет поступать одинаковая, что совершенно неприемлимо. Значит надо управлять — надо как минимум ставить насосы. Поскольку каждый насос тянет на себя теплоноситель из одного коллектора, то будет достаточно сложно их отрегулировать, поскольку более мощный насос может начать выкачивать теплоноситель назад из контура с более слабым насосом, или по крайней мере, не позволит ему получить тепло от котла. Но допустим настроили. И вот, в какой-то момент надо закрыть контур теплых полов. Если управление заключается в остановке насоса, то насос бойлера и радиаторов начнет засасывать остывший теплоноситель обратно из контура теплых полов.   Чтобы такого не происходило желательно поставить еще и клапан. В этом случае при закрытии клапана высвободится некоторое количество теплоносителя и температура в оставшихся контурах пойдет вверх, произойдет опять разбалансировка системы, и т.д.

     Отсюда второй вывод — она позволяет увязать разные контура и сделать их практически независимыми друг от друга.

     Есть всего один случай, когда не нужен термогидравлический распределитель — если у Вас только один контур, и управление температурой не происходит или происходит только самим котлом. Во всех остальных случаях его желательно ставить. Даже если у Вас всего один контур, но в нем есть смесительный узел.

     Поэтому, поскольку все современные системы подразумевают регулировку температуры в зависимости от уличной температуры для экономии, нами были разработаны несколько контроллеров с учетом применения термогидравлических распределителей:

     — ИСУ-04 — для применения в бытовых и небольших котельных;     — ИСУ-08 — для более серъезных и промышленных котельных;     — ИСУ-02 — если надо управлять только смесительными узлами, без управления котлами

     Так как его рассчитать? Для большинства бытовых применений подойдет гидрострелка на мощность до 150 кВт.

принцип работы, назначение и расчеты

Главная » Отопление » Что такое гидрострелка (гидравлический разделитель) в системе отопления

Спроектировать собственную систему отопления далеко непросто. Даже если «планируют» ее монтажники, вам надо быть в курсе многих нюансов. Во-первых, чтобы проконтролировать их работу, во-вторых, чтобы оценить необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы усиленно пропагандируется гидрострелка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В некоторых случаях оно очень полезно, в других без него легко можно обойтись. 

Содержание статьи

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

Правильное название этого устройства — гидравлическая стрелка или гидроразделитель. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы с приваренными патрубками. Внутри, как правило, ничего нет. В некоторых случаях могут стоять две сетки. Одна (вверху) для лучшего «отхождения» воздушных пузырьков, вторая (внизу) для отсева загрязнений.

Примеры гидрострелок промышленного производства

В системе отопления гидрострелка ставится между котлом и потребителями — отопительными контурами. Располагаться может как горизонтально, так и вертикально. Чаще ставят вертикально. При таком расположении в верхней части ставят автоматический воздухоотводчик, внизу — запорный кран. Через кран периодически сливается некоторая часть воды с накопившейся грязью.

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель, одновременно с основными функциями, отводит воздух и дает возможность удалять шлам.

Назначение и принцип работы

Гидрострелка нужна для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Она обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Потому еще называют это устройство — гидравлический разделитель или гидроразделитель.

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

Гидрострелку ставят в том случае, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторах, водяном теплом полу, бойлере косвенного нагрева). Для корректной работы их производительность подбирается так, чтобы котловой насос мог перекачивать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.

Зачем нужна гидрострелка для отопления? Давайте рассмотрим на примере. В системе отопления с несколькими насосами они зачастую имеют разную производительность. Часто получается так, что один насос в разы более мощный. Ставить все насосы приходится рядом — в коллекторном узле, где они гидравлически связаны. Когда мощный насос включается на полную мощность, все остальные контура остаются без теплоносителя. Такое случается сплошь и рядом. Чтобы избежать подобных ситуаций и ставят в системе отопления гидрострелку. Второй путь — разнести насосы на большое расстояние.

Режимы работы

Теоретически, возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они отображены на рисунке ниже. Первый — когда насос котла прокачивает ровно столько же теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, в реальной жизни встречающаяся очень редко. Объясним почему. Современное отопление подстраивает работу по температуре теплоносителя или по температуре в помещении. Представим, что все идеально рассчитали, подкрутили вентили и после настройки достигнуто равенство. Но через некоторое время параметры работы котла или одного из контуров отопления изменятся. Оборудование подстроится под ситуацию, а равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может просуществовать считанные минуты (или даже еще меньше).

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

Второй режим работы гидрострелки — когда расход отопительных контуров больше мощности котлового насоса (средний рисунок). Эта ситуация опасна для системы и допускать ее нельзя. Она возможна, если насосы подобраны неправильно. Вернее, насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения требуемого расхода, в контуры вместе с нагретым теплоносителем от котла будет подаваться теплоноситель из обратки. То есть, на выходе котла, например, 80°C, в контура после подмеса холодной воды идет, например, 65°C (реальная температура зависит от дефицита расхода). Пройдя по отопительным приборам, температура теплоносителя опускается на 20-25°С. То есть, температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°C. Если сравнить с выходной — 80°C, то дельта температур слишком велика для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.

Третий режим работы — когда насос котла подает больше нагретого теплоносителя, чем требуют отопительные контура (правый рисунок). В этом случае часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя поднимается, работает он в щадящем режиме. Это и есть нормальный режим работы системы отопления с гидрострелкой.

Когда гидрострелка нужна

Гидрострелка для отопления нужна на 100%, если в системе будет стоять несколько котлов, работающих в каскаде. Причем работать они должны одновременно (во всяком случае, большую часть времени). Вот тут, для корректной работы гидроразделитель — лучший выход.

При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка — лучший вариант

Еще гидрострелка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В емкости гидроразделителя постоянно происходит смешивание теплой и холодной воды. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе котла. Для чугунного теплообменника — это благо. Но с той же задачей справится байпас с трехходовым регулируемым клапаном и обойдется он значительно дешевле. Так что даже для чугунных котлов, стоящих в небольших системах отопления, с примерно одинаковым расходом вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.

Когда можно поставить

Если в системе отопления есть только один насос — на котле, гидрострелка не нужна совсем. Можно обойтись и если устанавливаются один-два насоса на контуры. Такую систему можно будет сбалансировать при помощи регулировочных кранов. Когда установка гидрострелки оправдана? Когда в наличии такие условия:

  • Контуров три и больше, все очень разной мощности (разный объем контура, требуется разная температура). В таком случае, даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров, есть возможность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда при включении насоса теплых полов, радиаторы стынут. Вот в этом случае нужна гидроразвязка насосов и потому ставится гидравлическая стрелка.
  • Кроме радиаторов имеется водяной теплый пол, отапливающий значительные площади. Да, его подключать можно через коллектор и смесительный узел, но он может заставлять работать котловой насос в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы на отоплении, скорее всего, нужна установка гидрострелки.
  • В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) собираетесь установить автоматическую регулирующую аппаратуру — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом не хотите/не можете регулировать систему вручную (кранами).

Пример системы отопления с гидрострелкой

В первом случае гидроразвязка, скорее всего, нужна, во втором, стоит думать об ее установке. Почему только думать? Потому что это немалые расходы. И дело не только в стоимости гидрострелки. Она стоит около 300$. Придется ставить еще дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при небольшой системе без гидрострелки без них можно обойтись), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел они уже управляться не смогут. В сумме с платой за монтаж оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно немало.

Зачем тогда ставят это оборудование? Потому что с гидрострелкой отопление работает стабильнее, не требует постоянной подстройки потока теплоносителя в контурах. Если вы спросите владельцев коттеджей, у которых отопление сделано без гидроразделителя, вам скажут, что часто приходится перенастраивать систему — крутить вентиля, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются различные элементы отопления. Например, на первом этаже теплый пол, радиаторы на двух этажах, отапливаемые подсобные помещения, в которых надо поддерживать минимальную температуру (гараж, например). Если у вас предполагается примерно такая же система, а перспектива «подстройки» вас не устраивает, можно ставить гидрострелку для отопления. При ее наличии в каждый контур идет столько теплоносителя, сколько он требует в данный момент и никоим образом не зависит от параметров эксплуатации, работающих рядом насосов других контуров.

Как подобрать параметры

Подбирается гидравлический разделитель с учетом максимально возможной скорости потока теплоносителя. Дело в том, что при высокой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы не было этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.

Параметры, нужные для гидроразделителя

По максимальному потоку теплоносителя

Чтобы рассчитать диаметр гидрострелки по этому методу, единственное, что нужно знать — это максимальный поток теплоносителя, который возможен в системе и диаметр патрубков. С патрубками все просто — вы же знаете, какой трубой будете делать разводку. Максимальный поток, который может обеспечить котел, мы знаем (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход на все контуры складывается, сравнивается с мощностью котлового насоса. Большая величина подставляется в формулу для расчета объема гидрострелки.

Формула расчета диаметра гидравлического разделителя для системы отопления в зависимости от максимального потока теплоносителя

Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 куб/час. Допустимая максимальная скорость берется стандартная — 0,2 м/с, диаметр патрубков 6,3 см (трубы на 2,5 дюйма). В этом случае получаем: 18,9 * √ 7,6/0,2 = 18,9 * √38 = 18,9 * 6,16 = 116,424 мм. Если округлить, получаем, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.

По максимальной мощности котла

Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но ей можно доверять. Нужна будет мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе.

Расчет гидрострелки по мощности котла

Расчет также несложный. Пусть максимальная мощность котла — 50 кВт, дельта температур — 10°C, диаметры патрубков такие же — 6,3 см. Подставив цифры, получаем — 18,9 * √ 50 / 0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9* 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.

Как найти длину гидрострелки

С диаметром гидроразделителя для отопления определились, но надо знать еще и длину. Ее подбирают в зависимости от диаметра подключаемых патрубков. Есть два вида гидрострелок для отопления — с отводами, расположенными один напротив другого и с чередующимися патрубками (располагаются со сдвигом один относительно другого).

Определяем длину гидрострелки из круглой трубы

Рассчитать длину в этом случае легко — в первом случае это 12d, во втором — 13d. Для средних систем можно и диаметр подобрать в зависимости от патрубков — 3*d. Как видите, ничего сложного. Рассчитать можно самостоятельно.

Купить или сделать своими руками?

Как говорили, готовая гидрострелка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Чтобы снизить затраты, возникает закономерное желание сделать ее самостоятельно. Если варить умеете, никаких проблем — купили материалы и сделали. Но при этом надо учесть следующие моменты:

  • Резьба на сгонах должна быть хорошо прорезанной и симметричной.
  • Стенки отводов одинаковой толщины.

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

Вроде, очевидные вещи. Но вы удивитесь, как сложно найти четыре нормальных сгона с нормально сделанной резьбой. Далее, все сварные швы должны быть качественными — система будет работать под давлением. Сгоны приварены строго перпендикулярно к поверхности, на нужном расстоянии. В общем, не такая простая это задача.

Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, придется искать исполнителя. Найти его совсем непросто: либо дорого просят за услуги, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, многие решают купить гидрострелку, несмотря на немалую стоимость. Тем более, в последнее время, отечественные производители делают не хуже, но намного дешевле.

гидроразделитель в системе, для чего нужна, что это такое и зачем, гидравлический распределитель, устройство стрелки, как рассчитать


Содержание:


Гидрострелка – это несложное устройство, влияющее на балансировку отопительной системы и повышающее ее надежность. Существует несколько видов гидрострелок, причем некоторые из них могут иметь совсем другие названия, отображающие функциональное назначение конкретного устройства. В данной статье будет рассмотрена гидрострелка для отопления, ее назначение и особенности.


Назначение гидрострелки — для чего она нужна


Гидрострелка в отопительных системах выполняет следующие функции:

  1. Одной из главных функций гидроразделителя является гидродинамическая балансировка в отопительном контуре. Рассматриваемое устройство врезается в систему как дополнительный элемент и обеспечивает защиту чугунного теплообменника, расположенного в котле, от теплового удара. Именно поэтому гидроразделители обязательны к установке при использовании котлов с теплообменниками из чугуна. Кроме того, гидрострелка обеспечивает защиту отопления от повреждений при спонтанном отключении одного из ее элементов (например, ГВС или теплых полов).
  2. При обустройстве многоконтурного отопления гидроразделитель попросту необходим. Все дело в том, что контуры при работе могут конфликтовать и мешать друг другу – а установленный разделитель предотвратит их сопряжение, за счет чего система сможет нормально функционировать.
  3. Если отопительная система была спроектирована правильно, то гидрострелку можно использовать в качестве отстойника, удерживающего в себе различные твердые механические примеси, содержащиеся в теплоносителе.
  4. Находящийся в системе отопления гидроразделитель позволяет удалять из контура воздух, избавляя от необходимости использования других способов стравливания воздуха и предотвращая окисление внутренних поверхностей элементов отопительной системы.


Знание того, для чего нужна гидрострелка в системе отопления, позволит правильно подобрать и установить подобное устройство.

Принцип работы гидроразделителя


Первым делом нужно понять, что такое гидрострелка в системе отопления как отдельный элемент. Конструктивно гидрострелка представляет собой полое устройство в виде трубы с квадратным сечением профиля (прочитайте: «Принцип работы и устройство гидрострелки отопления, назначение»). Простота конструкции говорит о том, что и принцип работы такого устройства достаточно прост. Благодаря гидрострелке в первую очередь выделяется и выводится из системы воздух, для чего используется автоматический воздухоотвод.


Отопительная система делится на два контура – большой и малый. Малый круг включает в себя саму гидрострелку и котел, а в большом круге к этим элементам добавляется еще и потребитель. Когда котел выдает оптимальное количество тепла, полностью расходуемое на отопление, то теплоноситель в гидрострелке перемещается лишь в горизонтальной плоскости. При нарушении баланса тепла и его расхода теплоноситель остается в пределах малого контура, и температура перед котлом растет.



Все эти действия приводят к автоматическому отключению системы, но теплоноситель при этом продолжает спокойно двигаться в малом контуре – и так ровно до тех пор, пока его температура не снизится до необходимого значения. По достижении заданной отметки котел возобновляет работу в штатном режиме. Все это дает ответ на вопрос о том, зачем нужна гидрострелка для отопления – она обеспечивает независимую работу всех контуров.


Гидравлический разделитель может использоваться и в сочетании с твердотопливными котлами. Принцип работы отопления с гидрострелкой сохраняется, но само устройство подключается к входу и выходу из отопительного оборудования – такая конструкция дает возможность тонкой настройки температуры в системе.

Выбор гидравлического распределителя для системы отопления


Зная, что такое гидравлический разделитель в системе отопления, можно приступать к выбору подходящего устройства. При выборе гидрострелки нужно учитывать всего один показатель – стрелочный диаметр, т.е. диаметры патрубков, которые можно подводить к устройству. Для максимальной эффективности выбирать устройство нужно таким образом, чтобы поток теплоносителя в отопительном контуре не ограничивался, а вот в самой гидрострелке и патрубках он должен двигаться с минимальной скоростью (рекомендуемое значение составляет около 0,2 м/сек. ).



Перед тем, как рассчитать гидрострелку системы отопления, нужно узнать следующие показатели:

  • D – диаметр гидрострелки, мм;
  • d – диаметры подводящих патрубков, мм;
  • G – предельное значение скорости тока жидкости по гидрострелке;
  • w – предельная скорость тока воды по поперечному сечению гидрострелки;
  • c – теплоемкость теплоносителя;
  • P – максимальная мощность котла, кВт;
  • t2-t1 – разница температур теплоносителя на подаче и обратке (стандартное значение составляет около 10 градусов).



Для расчета зависимости диаметра гидроразделителя от предельного значения напора системы необходимо взять значение диаметра подводящего патрубка и умножить его на 3, или же используется формула, в которой число 18,8 умножается на квадратный корень максимальной скорости движения жидкости, деленной на предельную скорость тока жидкости по поперечному сечению устройства.


Перед тем, как рассчитать гидрострелку для отопления, стоит также узнать о зависимости ее диаметра от мощности котла. Формула имеет такой же вид, но квадратный корень в данном случае извлекается из мощности котла, деленной на произведение скорости движения жидкости вдоль поперечного сечения разделителя, умноженной на разницу температур.

Достоинства гидрострелок


Гидравлические разделители, используемые в отопительных системах, имеют ряд достоинств, которые делают установку данных устройств оправданной:

  • Возможность избежать проблем при подборе размеров циркуляционного насоса, устанавливаемого во вторичном контуре и отопительном оборудовании;
  • Устранение конфликтов, возникающих между котловым контуром и отопительными;
  • Равномерное распределение потоков теплоносителя между отопительным оборудованием и потребителями;
  • Обеспечение наиболее благоприятной работы всех элементов отопления;
  • Возможность врезки в систему расширительного бака и автоматического воздухоотводчика;
  • Возможность беспрепятственного подключения к системе дополнительных элементов.



Кроме того, используемая при устройстве отопления стрелка позволяет существенно сэкономить на энергоресурсах: расход газа снижается примерно на четверть, а электричества – почти в два раза.


Заключение


Гидравлический распределитель для отопления – это очень полезное приспособление, позволяющее оптимизировать работу отопительной системы. Благодаря своим качествам рассматриваемые устройства позволяют добиться наиболее эффективного распределения тепла в отопительной системы при минимальных начальных затратах и существенной экономии в дальнейшем.


Принцип работы гидрораспределителя

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 принцип работы гидрораспределителя

Рассмотрим устройство четырехлинейного трехпозиционного распределителя, запертого в нейтральном положении.

В корпусе распределителя выполнены каналы для подвода жидкости. Золотник устанавливается в отверстие, расточенное в корпусе.

Золотник распределителя — деталь, как правило цилиндрическая, на которой выполнены пояски, канавки, проточки, необходимые для разделения или соединения различных каналов, выполненных в корпусе распределителя.

В нейтральном положении золотник удерживается с помощью пружин, в этот момент он запирает линию Р. При наличии управляющего сигнала, электромагнит 1 переместит золотник вправо. В этом положении золотник соединит каналы p и a, t и b. При отсутствии управляющего сигнала, пружины вернут золотник в нейтральное положение. При наличии электрического сигнала на электромагните 2 золотник переместится влево, соединяя каналы p и b, t и a.


Переместить золотник влевоПереместить золотник в нейтральное положениеПереместить золотник вправо

Способы управления гидравлическими распределителями

По способу управления различают гидравлические распределители с механическим, ручным, электромагнитным, гидравлическим пневматическим управлением. В ГОСТе 24679-81 указаны диаметры условных проходов гидравлических распределителей — 6, 10, 16, 20, 32 мм. Сочетания условных проходов и способов управления отмечены в следующей таблице.

Обозначения гидравлических распределителей

В обозначении распределителя через дробь указывается количество основных линий, подводимых к распределителю, и позиции. Например четырехлинейный трехпозиционный распределитель будет обозначаться 4/3. Также в обозначении распределителя указывается номер схемы.

Гидравлическая схема распределителя

На гидравлической схеме гидравлический распределитель обозначается рядом прямоугольников, каждый из которых обозначает отдельную позицию распределителя.

В каждом прямоугольнике линиями показано, какие каналы соединит распределитель в данном положении.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Гидрозамок принцип работы схема действия

Гидрозамок: принцип работы

Гидрозамок — это управляемый обратный клапан.

При отсутствии управляющего сигнала гидрозамок работает как обратный клапан, пропускает поток жидкости в одном направлении и не пропускает в другом. При появлении управляющего сигнала, гидрозамок пропускает жидкость в обоих направлениях.

В зависимости от количества обратных клапанов, установленных в одном корпусе, различают односторонние и двухсторонние гидрозамки.

Односторонний гидрозамок

На рисунке показана схема одностороннего гидрозамка.

В корпусе одностороннего гидрозамка установлены седло, запорно-регулирующий элемент (шарик) пружина, поршень с толкателем.

При отсутствии давлении в линии управления поток жидкости из канала 2 будет перетекать в канал 1 отодвигая запорно-регулирующий элемент. Если же поток жидкости подать в канал 1, то в канал 2 он попасть не сможет, т.к по действием потока шарик прижмется к седлу.

При наличии давления в линии управления 3 поршень с толкателем отодвинет шарик от седла, тем самым обеспечив беспрепятственное движение жидкости как из канала 2 в канал 1, так и наоборот из канала 1 в канал 2.

Двусторонний гидрозамок

Сдвоенный или двухсторонний гидрозамок состоит из двух управляемых обратных клапанов, установленных в одном корпусе. Линия управления каждого из клапанов соединена со входом другого клапана.

Конструктивная схема двухстороннего гидрозамка показана на рисунке.

Сдвоенный гидрозамок пропускает жидкость из линии 2 в линию 1, в обратном направлении жидкость может протекать только при наличии давления в линии 3. Аналогично работает и вторая сторона гидрозамка, жидкость свободно проходит из канала 3 в канал 4, в обратном направлении замок будет пропускать жидкость только при наличии давления в канале 2.

Двухсторонний гидрозамок устанавливают между распределителем и гидроцилиндром. Линии обозначенные на рисунке цифрами 2 и 3 присоединяют к распределителю, а линии 1 и 4 в полостям гидроцилиндра.

При переключении распределителя в результате повышения давления в одной из линий, например линии в 2, поршень с толкателем переместится, отодвинув шарик (расположенный на рисунке справа) от седла, тем самым допустив течение жидкости из линии 4 в линию 3.

Для чего нужны управляемые обратные клапаны?

Основные функции гидрозамка:

  • запирание жидкости под давлением в отдельных участках гидравлической системы;
  • предотвращение падения груза, при резком снижении давлении, например в случае нарушения герметичности трубопровода;
  • предотвращение перемещения выходных звеньев гидродвигателей, вызванных, например утечками по золотникам.

Гидрозамки часто устанавливают на выходах из полостей гидроцилиндров, для предотвращения перемещения механизма в случае падения давления в системе.

Монтажные исполнения гидравлических замков

В настоящее время производятся гидрозамки различного монтажного исполнения:

  • модульного
  • трубного
  • стыкового
  • фланцевого

Гидравлические замки встраиваемого исполнения могут быть установлены в специальные отверстия выполненные в гидравлической плите.

Двусторонний гидрозамок

Схема работы двухстороннего гидрозамка

Составные части двустороннего гидрозамка:

  1. Два запорных шарика
  2. Две пружины
  3. Один управляющий элемент

Принцип действия рассмотрим на последовательности рисунков:

  • «а») Давление не подается обе полости закрыты запирающими устройствами.
  • «б») Подается давление в «А», жидкость отодвигает запорный шарик, и поступает в «В». Та же сила действует на управляющую часть, которая отодвигает запирающее устройство, и дает возможность течь жидкости из полости «Г» в «Б».
  • «в») Давление подается на полость «Б». Отодвигается запорный шарик и жидкость движется из «Б» в «Г» при этом управляющий элемент отодвигает шарик и открывает движение жидкости из «В» в «А».

Также существует следующие дополнительные классификации:

  • По виду запорного элемента. Конусовидные и шариковые. В примере выше мы рассмотрели устройства с шаровидным запорным элементом, но при применении конусовидного схема работы принципиально не изменится.
  • По вид управляющего воздействия. Существуют устройства с гидравлическим пневматическим, электронным, механическим управляющим воздействием. В примере выше был рассмотрен пример с гидравлическим воздействием на управляющую часть.

Предназначение и применение

Гидрозамки устанавливаются на входе в гидравлическую систему и их основным предназначением является блокирование перемещения механизма при ситуации стремительного падения давления в системе.

Расмотрим несколько примеров применения:

Схема применения гидрозамков

  • «а») Блокирование гидроцилиндра при втягивании.
  • «б») Блокирование гидроцилиндра при выдвижении.
  • «в») Блокирование гидроцилиндра гидрозамком двустороннего действия.

Гидрозамки особенно распространены в гидравлических приводах строительных, дорожных и горных машин.

Варианты конструкции

Среди основных типов отмечают плунжерные, поршневые и телескопические устройства.

Принцип работы плунжерного гидроцилиндра подразумевает подачу рабочей жидкости в полость, где плунжер начинает свое смещение из-за действия повышенного давления. Вернуться в исходное состояние агрегат способен благодаря воздействию внешнего усилия на торец штока.

Поршневые гидроцилиндры создают толкающее или тянущее усилие. Штоковая полость сообщается через сапун с атмосферой, однако попадания частиц пыли и грязи на рабочую поверхность не происходит.

Телескопические гидроцилиндры получили  своё название за счет внешнего сходства с телескопами. В их основе применяют односторонние и двухсторонние механизмы. Наиболее часто используются для операций подъема и опускания кузовов самосвалов. Принципы работы гидроцилиндра телескопического типа предполагают наличие большого хода поршня при относительно компактных габаритных размерах самого устройства.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

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, чтобы гарантировать качество 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 параметре процесса и его 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-то 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 текущей текучей средой, такой как газ, пар, вода или химические соединения, чтобы компенсировать возмущение нагрузки и поддерживать регулируемую переменную процесса как можно ближе к желаемой уставке.

Регулирующие клапаны могут быть самой важной, но иногда самой игнорируемой частью контура управления. Причиной обычно является незнание инженером-приборостроителем многих аспектов, терминологии и областей инженерных дисциплин, таких как гидромеханика, 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», то есть желаемым условием процесса. Контроллер, в свою очередь, посылает корректирующий сигнал «конечному элементу управления», последней части цикла и «мускулу» 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 различные системы завода работают до и при комбинациях давления / температуры, которые требуют клапанов 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.

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.

Устройство регулирующего клапана

На изображении ниже показано, как можно использовать регулирующий клапан для регулирования расхода 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 множества переменных процесса. Температура, давление, уровень и расход — наиболее часто используемые контролируемые переменные.

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

Типы клапанов и типовые области применения

Тип клапана Обслуживание и функции
IoS TH PR 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)
Диафрагма ДА НЕТ НЕТ НЕТ
Устройство безопасности НЕТ НЕТ ДА НЕТ

Условные обозначения:

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

Примечания:

  1. Для изменения направления потока на 90 градусов можно использовать только угловые запорные клапаны.
  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 и пробки используются для изменения направления потока и смешивания потоков.

Принцип работы и типы электромагнитного клапана

Электромеханический клапан — это электромеханический клапан, используемый для управления потоком жидкостей и газов.Изменение положения клапана обеспечивается подачей на катушку электрической энергии (220В, 110В, 24В, 12В, 6В и т. Д. Переменного и постоянного напряжения) на электромагнитный клапан.

Этот тип клапана, используемый в системах газовой безопасности, широко устанавливается параллельно с устройствами обнаружения землетрясений и газовыми сигнализаторами в нашей стране, и это система, которая перекрывает поток газа с помощью контакта, взятого из основной системы. Также доступны сотрудники с напряжением 24 В, используемым в системах пожарной безопасности.

Электромагнитные клапаны предназначены для отключения системы по мере необходимости.По этой причине его можно использовать в любой желаемой системе.

Принцип работы электромагнитного клапана

Автомат для газовой резки с вентиляцией (электромагнитный клапан)

Это электрические газорезательные клапаны, которые все мы знаем как селеноидный клапан. Однако рекомендуется, чтобы этот электромагнитный клапан, который используется как часть системы газовой безопасности, был ручного типа, в отличие от клапана, используемого в арматуре газопровода.

Этот тип клапана перекрывает подачу газа, когда он получает сигнал на отключение центральной панели, и не включает его, пока он не будет настроен вручную (путем нажатия или подъема в зависимости от выбранной модели), даже если он получает сигнал центральной панели.Таким образом, цель состоит в том, чтобы определить причину утечки газа пользователем и восстановить утечку газа только по этому условию.

Клапаны с ручным управлением бывают двух типов: «Нормально открытый» или «Нормально закрытый», как и в других электромагнитных клапанах. Клапан под названием «Нормально открытый» позволяет клапану работать до тех пор, пока отсутствует напряжение питания катушки. Когда газ должен быть отключен, катушка включается, а газ выключается путем подачи напряжения питания с релейного выхода системы сигнализации, которое кодируется как NA или NO.Такие клапаны не имеют постоянного напряжения питания на катушке и кажутся выгодными только с точки зрения срока службы катушки, поскольку они питаются в аварийном состоянии, но имеют недостаток, заключающийся в том, что они могут считаться небезопасными в некоторых приложениях, например как не отключение газа в момент отключения электроэнергии. Например, в приложениях, где процесс горения автоматически останавливается, например, в котельной, газ можно рассматривать как элемент, повышающий риск, особенно когда электричество отключается и возвращается, и есть некоторые потенциальные отказы в системе сжигания. .По этой причине клапан НОРМАЛЬНО ОТКРЫТЫЙ технически подходит для систем сжигания газа, которые могут работать без электрической зависимости, таких как НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТЫЕ клапаны, и кухни в системах сжигания газа, которые могут работать во всех электрических зависимостях, таких как котельная. Однако, как и в нашей стране, необходимость настройки вручную для очень частого отключения питания и отключения питания всякий раз, когда питание прерывается, привела к тому, что пользователь во всех приложениях использовал нормально открытые клапаны вместо нормально закрытых. клапаны.

Конструкция простого выдвижного нормально закрытого соленоида

Электромагнитный клапан с простым пилотным управлением

Электромагнитные клапаны — это наиболее часто используемые блоки управления жидкостями. Существуют различные типы, такие как вакуумный соленоидный клапан, электромагнитный клапан из нержавеющей стали, соленоидный клапан для горячего пара, соленоидный клапан для кислой воды, электромагнитный клапан с электродвигателем, двойной соленоидный клапан.

Мехатронные системы рекуперации кинетической энергии при торможении автотранспортных средств

1.Введение

Производители транспортных средств постоянно заботятся о снижении расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ. (Гаучия и Санс, 2010 г.). Кроме транспортных средств, работающих на сжиженном газе, метаноле, электричестве или топливных элементах, также были спроектированы и изготовлены различные гибридные силовые установки . (Toyota, 2008 г .; Permo Drive, 2009 г .; Eaton, 2011 г.).

Известно, что во время рабочего цикла транспортного средства, который состоит из периода разгона, другого периода движения с постоянной скоростью и периода замедления, мощность, необходимая во время разгона, намного больше, чем требуемая при работе на постоянная скорость и, в принципе, именно эта мощность определяет размер двигателя, установленного на автомобиле.При торможении транспортного средства кинетическая энергия, полученная при ускорении транспортного средства, преобразуется в тепловую энергию, которая находится в тормозной системе и безвозвратно теряется в космосе, что отрицательно сказывается на глобальном потеплении . Таким образом, была правильно сформулирована техническая проблема, заключающаяся в том, что на этапе торможения транспортного средства полученная им кинетическая энергия должна быть восстановлена ​​и сохранена в аккумуляторных батареях, а затем использована на этапах запуска и разгона. Поэтому производители транспортных средств считают, что одним из радикальных решений для достижения вышеупомянутых целей является глубокое изменение метода движения автомобиля, продвигая гибридные силовые установки , которые считаются решениями на ближайшее будущее, для существенного снижения расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ.Двигательные установки, которые состоят, помимо традиционной двигательной установки с двигателем внутреннего сгорания, по меньшей мере, еще одной, основанной на другом типе энергии, способной обеспечивать крутящий момент / тяговый момент на колесах автомобиля, образуют гибридную двигательную установку. Если они вместе с двигательной установкой могут восстанавливать на этапе торможения часть кинетической энергии, накопленной на этапах ускорения, то они называются гибридными регенеративными системами. Особенностью регенеративных гибридных транспортных средств является то, что они включают в себя компоненты, которые захватывают и накапливают кинетическую энергию транспортного средства во время процесса торможения, чтобы использовать ее позже, или при ускорении или при движении с постоянной скоростью.Системы для улавливания и хранения кинетической энергии осуществляют ее преобразование и сохранение в различных формах энергии, а именно: в виде механической / кинетической энергии маховика, в виде потенциальной энергии рабочего тела (жидкости или газа), в виде электрохимической энергии (Gauchia & Sanz, 2010)), или как электростатическая энергия. Для восстановления рекуперированной и накопленной энергии приводные / двигательные системы также бывают нескольких типов, а именно: гидромеханические системы (гидростатические или гидродинамические), электромеханические системы (постоянного или переменного тока) и механические системы (механические или механико-инерционные. ).Во всем мире были разработаны различные решения для разработки гибридных систем, но наиболее распространенными являются гибридные системы с термоэлектрическим приводом и гибридные системы с термогидравлическим приводом. Разрабатывается специальный конкурс между термоэлектрической гибридной системой (Toyota, 2011; Eaton, 2011), которая, помимо теплового двигателя, также имеет электрическую силовую установку, и термогидравлической гибридной системой . , (Permo-Drive, 2011; Eaton, 2011a; Bosch Rexroth, 2011), который, помимо тягового теплового двигателя, имеет гидравлическую силовую установку.По сравнению с электромобилями, характеризующимися пониженной автономностью движения, гибридные автомобили имеют много преимуществ , Обычно кинетическая энергия транспортного средства, накопленная в фазе разгона, в фазе торможения преобразуется в тепловую энергию, которая: нормально и непоправимо, выбрасывается в атмосферу. Таким образом, основными целями гибридных систем являются восстановление кинетической энергии дорожных транспортных средств и снижение расхода топлива и загрязнения окружающей среды (Parker Hannefin, 2010) .

Из представленных выше вопросов ясно, что гибридные двигательные установки — это очень сложные системы, многопрофильные и междисциплинарные. Кроме того, они развивают динамические / переходные режимы работы с быстрой сменой событий с течением времени, с которыми трудно управлять и контролировать с помощью обычных средств. Следовательно, для таких сложных систем единственной технологией, способной управлять, оптимизировать и контролировать в условиях полной безопасности, является технология мехатроники , по этой причине гибридные силовые установки представляют новую область применения мехатроники (Ardeleanu & al.; Cristescu et al., 2008; 2007; Maties, 1998).

2. Мехатронная система рекуперации кинетической энергии при торможении автотранспортных средств

Базовое решение, принятое для достижения системы рекуперации кинетической энергии на стадии торможения, заключалось в рекуперации кинетической энергии с помощью гидравлических средств на основе использование гидравлической машины , которая может работать как насос при торможении, так и как двигатель при разгоне / пуске. На ступенях торможения механическая / кинетическая энергия транспортного средства преобразуется гидравлической машиной, которая работает как насос, в гидравлическую / гидростатическую энергию и сохраняется под высоким давлением в гидропневматических аккумуляторах.На стадиях ускорения / запуска гидростатическая энергия, , сохраненная в гидропневматических аккумуляторах, преобразуется обратно в механическую энергию гидравлической машиной, которая теперь работает как двигатель и генерирует ускорение моторного транспортного средства, ( Кристеску, 2008а).

Целью разработанной гидравлической системы является рекуперация кинетической энергии на этапе торможения автомобиля.

Техническая проблема , которая решается гидравлической системой рекуперации энергии, заключается в улавливании и сохранении потерянной энергии на ступенях торможения на средних и тяжелых транспортных средствах.

Метод заключается в использовании одного механического и гидравлического модуля, который способен улавливать и преобразовывать кинетическую энергию в гидростатическую энергию, а также накапливать и повторно использовать ее для разгона и запуска дорожных транспортных средств.

Внедрение гидравлической системы рекуперации кинетической энергии на транспортном средстве превращает его в гибридный автомобиль и приводит к снижению расхода топлива, а также к снижению загрязнения окружающей среды.

Основными задачами гибридной силовой установки систем являются рекуперация кинетической энергии дорожных автотранспортных средств, чтобы снизить расход топлива и повысить энергоэффективность силовых установок двигателя. транспортных средств.

2.1. Концептуальная модель и мехатронная конфигурация системы рекуперации кинетической энергии

2.1.1. Конструктивная конфигурация и реализация системы рекуперации энергии на автотранспортных средствах

Конструктивная и функциональная концепция разработки и внедрения системы рекуперации энергии торможения схематически показана на рисунке 1, который представляет концептуальную модель строительства и монтажа / внедрения система рекуперации кинетической энергии на автомобиле.Система рекуперации энергии состоит, по сути, из гидромеханического модуля, который включает в себя гидравлическую машину с регулируемым рабочим объемом, которая может работать как в насосном режиме, во время торможения, так и в моторном режиме во время пуска / разгона автомобиля. Гидравлическая машина приводится в действие механической трансмиссией и управляется подсистемой электрического и электронного управления, которая также обеспечивает взаимодействие с системами торможения и ускорения основного автомобиля, работа которых контролируется процессором, который предоставляет информацию. поддержка, характерная для мехатронных систем.

Рисунок 1.

Концептуальная модель построения и установки / внедрения системы эвакуации на автотранспортных средствах.

Внедрение / установка системы рекуперации энергии может быть произведена на автомобилях, у которых есть длинный карданный мост между коробкой передач CV и дифференциальным механизмом DIF, путем замены ее двумя более короткими осями. Механическое соединение между карданными осями Ac1 и Ac2 и системой восстановления R-A является постоянным и достигается за счет механической трансмиссии, которая адаптирует скорость вращения карданной оси к рабочей скорости вращения гидравлической машины / агрегата UH в системе.В зависимости от конкретных условий, обеспечиваемых автомобилем, на котором установлена ​​система эвакуации, выход муфты и механическая трансмиссия могут быть размещены на конце карданной оси Ac1 рядом с коробкой передач, на конце карданной оси рядом с задней трансмиссии TR или между коробкой передач CV и трансмиссией TR путем разделения карданной оси.

Гидравлический агрегат — это гидравлическая машина с переменным рабочим объемом / геометрическим объемом, который может варьироваться от 0 до максимального значения (V g = max).Аксиально-поршневой гидравлический агрегат может быть снят из положения нулевого рабочего объема только тогда, когда автомобиль движется вперед. Когда он переходит в обратное, смещение устройства остается нулевым (Vg = 0).

Принципиальная принципиальная схема системы автоматической регулировки гибридной силовой установки транспортного средства, которая включает в себя систему рекуперации энергии, показана на рисунке 2. В системе регулировки достигается пропорциональность хода педали тормоза, соответственно, хода педаль ускорения, при замедлении, соответственно, при трогании с места.

Рисунок 2.

Принципиальная схема автоматической регулировки гибридной силовой установки автомобилей.

Согласно принципиальной схеме регулировки на рисунке 2, составными элементами системы являются:

EI — входной элемент, преобразующий входной параметр системы, то есть угловой ход педали тормоза αf, соответственно угловой ход педали ускорения αa , в заданный параметр

Принцип действия электромагнитного клапана

Что такое электромагнитный клапан?

Электромагнитный клапан — это промышленное оборудование, управляемое электромагнетизмом.Это автоматический основной элемент для управления жидкостью. Он относится к приводу, но не ограничивается гидравлическим давлением и пневматическим управлением. В промышленной системе управления электромагнитный клапан используется для регулирования направления, расхода, скорости и других параметров среды. Электромагнитный клапан может координироваться с различными цепями для реализации ожидаемого управления, при этом гарантируются как точность управления, так и гибкость.

Электромагнитный клапан состоит из катушки соленоида и магнитопровода.Это корпус клапана, содержащий одно или несколько отверстий. Когда катушка проходит или отключается подачей питания, работа магнитопровода приводит к тому, что жидкость проходит через корпус клапана и отключается, чтобы достичь цели изменения направления жидкости. Электромагнитная составляющая соленоидного клапана состоит из неподвижного железного сердечника, подвижного железного сердечника, катушки и так далее. Корпус клапана состоит из сердечника золотникового клапана, жгута золотникового клапана и пружинного основания. Катушка соленоида устанавливается непосредственно на корпусе клапана, в то время как корпус клапана заключен в уплотнительную трубу, так что представляет собой простую и компактную комбинацию.

Как работает соленоидный клапан?

Электромагнитный клапан имеет закрытую камеру внутри и вентилируемые отверстия в разных положениях. Каждое отверстие связано с разными масляными трубами. В камере посередине расположен поршень. С двух сторон расположены две части электромагнитов. Электрифицирующая магнитная катушка будет притягивать корпус клапана к своей стороне, так что различные выпускные отверстия для масла будут открываться или закрываться за счет управления движением корпуса клапана. Однако входное отверстие для масла постоянно открыто.Гидравлическое масло поступает в разные отводящие трубы. Давление масла будет использоваться для приведения в действие поршня масляного цилиндра, который будет приводить в движение шток поршня, а затем механическое устройство. Таким образом, посредством управления током электромагнитного клапана будет контролироваться механическое движение. Кроме того, давайте вкратце узнаем о принципе работы двух основных типов электромагнитных клапанов.

1. Электромагнитный клапан прямого действия

  • Принцип работы
    Когда питание включено, соленоидная катушка генерирует электромагнитную силу, которая поднимает запорный элемент из седла клапана и открывает клапан.Когда питание отключается, электромагнитная сила исчезает, и пружина прижимает запорный элемент к седлу клапана, чтобы закрыть клапан.
  • Характеристики
    Может нормально работать в вакууме, отрицательном и нулевом давлении. Однако диаметр обычно не превышает 25 мм.

2. Электромагнитный клапан с пилотным управлением

  • Принцип работы Когда питание включено, электромагнитная сила открывает направляющее отверстие и давление в верхней камере быстро падает, образуя разность давлений, которая является низкой в ​​перевернутом и высоко в нижнем вокруг запорного элемента.Давление текучей среды способствует закрывающий элемент для перемещения вверх, чтобы открыть клапан. Когда питание отключено, усилие пружины закрывает пилотное отверстие. Давления через перепускной порт быстро образует разность давлений, которая является высоко в перевернутом и низко в нижнем вокруг запорного элемента. Давление жидкости заставляет запорный элемент двигаться вниз и закрывать клапан.
  • Характеристики
    Диапазон давления жидкости имеет относительно высокий верхний предел. Он может быть установлен произвольно, при соблюдении условия перепада давления жидкости.

Купите 2-ходовой, 3-ходовой и 5-ходовой пневматический соленоидный клапан с высокой производительностью и низкой ценой на ATO.com для управления воздухом.

Гидравлические регулирующие клапаны

От запатентованного клапана «Gal Valve» серии 100 с водосливным мембранным клапаном с прямым уплотнением, применяемого в водопроводных сооружениях, противопожарной защите, а также в сельском хозяйстве, до «современного» клапана серии 300, жесткого шарнирного типа. регулирующий клапан уплотнения для систем водоснабжения и противопожарной защиты, высокопроизводительные клапаны Dorot устанавливают новые стандарты качества и надежности.Линия инновационных продуктов компании представлена ​​множеством моделей и конфигураций и отличается минималистичной структурой, простым дизайном, долговечностью, рентабельностью и удобством установки, эксплуатации и обслуживания. Гидравлические регулирующие клапаны Dorot, предлагающие широкий выбор стандартных и изготовленных на заказ материалов, лучше всего подходят для использования в сельском хозяйстве, промышленности, горнодобывающей промышленности и водоочистке.

Металлические пилотные клапаны

  • Серия 100 — Тип водослива, мембранный клапан с прямым уплотнением для водопроводных сооружений, противопожарной защиты, сточных вод и сельского хозяйства
  • Серия 300 — Регулирующий клапан с жестким уплотнением шарового типа для гидротехнических сооружений и противопожарной защиты.
  • Серия 500 — Регулирующий клапан с жестким уплотнением Y-образной формы для различных применений в различных областях знаний.

Пластиковые пилотные клапаны

  • Пластиковые клапаны — мембранные клапаны с прямым уплотнением, в основном используются в сельском хозяйстве для теплиц, ирригации, ландшафтных систем, а также для очистки воды
  • Клапаны из ПВХ — мембранные клапаны с прямым уплотнением для сельского хозяйства, сточных вод, горнодобывающей промышленности и других тяжелых химических применений.

Клапаны обратной промывки

  • Клапаны специальной конструкции для систем фильтрации с обратной промывкой в ​​таких областях, как сельское хозяйство, водоочистка, горнодобывающая промышленность; доступны в различных конфигурациях и материалах

Пилотные клапаны

Электромагнитные клапаны и аксессуары

Принцип работы гидростанции?

Гидравлическая станция является важным элементом гидравлического управления в гидравлической системе управления.Гидравлическая станция, главным образом, состоит из поршневого насоса, системы охлаждения насоса, фильтр, реверсивный клапан двухстороннего, электромагнитный перепускной клапан, манометр, датчик давления, запорный клапан, предохранительный клапан, термостат, обогреватель, ручные шарового клапан, дисковый тормоз, аккумулятор, дистанционный термостат, пропорциональный регулирующий клапан, шаровой клапан, реле уровня масла и так далее. Как работает гидравлическая станция Гидравлический насос состоит из установленного на валу насоса переменной производительности с защитой от перегрузки и односкоростного двигателя, который используется для подачи давления на гидравлический блок управления.При снятии давления гидроаккумулятор достигает максимального давления (Pmax = 14,5 МПа). После того, как задвижка будет закрыта, гидравлическому насосу нужно только обеспечить давление для компенсации потерь энергии в системе. Регулируемый гидравлический насос автоматически снижает выходную мощность и поддерживает давление в системе Pmax. Гидравлическая станция ABB для достижения постоянного замедления и торможения в соответствии с требованиями к торможению, давление каждого клапана настраивается в соответствии с требованиями.

Shijiazhuang Hanjiu Technology Co., Ltd, мы в основном производим гидравлические компоненты, такие как орбитальный гидравлический двигатель и рулевое управление, которые могут заменить Danfoss, Eaton, серии M + S. Все эти гидравлические компоненты могут широко использоваться для экскаваторов, погрузчиков, резиновых и пластиковых машин, строительного оборудования, сельскохозяйственной техники и др. гидравлический

Наша продукция широко используется на сельскохозяйственных тракторах, садовых тракторах, самосвалах, вилочных погрузчиках, зерноуборочных комбайнах, рыболовных, подметально-уборочных машинах, цистернах для воды, прицепах, кранах, автокранах, экскаваторах, погрузчиках, землеройных машинах, станках и т. Д.Hanjiu Hydraulic рассматривает услуги безупречной репутации и качество продукции как жизненный путь предприятия.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *