Что такое гидрострелкаМастер водовед
Нередко, на страницах интернет-ресурс ов, можно встретить очень сжатое, написанное только техническими терминами, описание гидрострелки. Мы в этой статье постараемся раскрыть, что такое гидрострелка и зачем она нужна.
Гидрострелка — применяется для гидравлического разделения потоков. Таким образом, гидравлический разделитель это некий канал между контурами, который позволяет сделать динамически независимые контуры для передачи движения от теплоносителя. Чаще в интернете используют официальное название: гидрострелка — гидравлический разделитель.
В системе отопления, гидрострелка — это связующее звено между двумя отдельными контурами по передаче тепла и она полностью нейтрализует динамическое влияние между контурами. У нее есть два назначения:
- Первое — она исключает гидродинамическое влияние, при отключении и включении некоторых контуров в системе отопления, на весь гидродинамический баланс.
- Второе — при небольшом расходе теплоносителя — она должна получить большой расход для второго, искусственно созданного контура. Например, при использовании котла с расходом 40 л/мин, система отопления получается по расходу больше в 2-3 раза (расходует 120 л/мин). В таком случае целесообразно первый контур установить контуром котла и систему развязки отопления установить вторым контуром. Вообще, разгонять котел больше чем предусматривается производителем котла экономически нецелесообразно, в таком случае увеличивается и гидравлическое сопротивление, оно либо не дает необходимый расход, либо увеличивает нагрузку движения жидкости, это приводит к повышенному энергопотребления насоса.
Циркуляция теплоносителя в первом контуре создается при помощи первого насоса.
Вторым насосом создается циркуляция через гидрострелку во втором контуре. Таким образом теплоноситель перемешивается в гидрострелке. Если расход в обоих контурах у нас одинаковый, то теплоноситель беспрепятственно проникает из контура в контур, создавая как бы единый, общий контур. В таком случае не создается вертикального движения в гидрострелке или это движение приближено к нулю. Если расход во втором контуре больше чем в первом, то в гидрострелке происходит движение теплоносителя снизу вверх и при увеличенном расходе в первом контуре — сверху вниз.
Рассчитывая и настраивая гидрострелку, нужно добиться минимального вертикального движения. Экономический расчет показывает, что это движение не должно превышать 0.1 м/с.
Гидрострелка служит и как отстойник мусора в системе, при малых вертикальных скоростях мусор постепенно оседает в гидрострелке, выводясь из системы отопления.
Создание естественной конвекции теплоносителя в гидрострелке, таким образом холодный теплоноситель уходит вниз, а горячий устремляется вверх. Таким образом создается необходимый температурный напор. При использовании теплого пола, можно во второстепенном контуре получить пониженную температуру теплоносителя, а для бойлера более высокую, обеспечив быстрый нагрев воды.
Уменьшение гидравлического сопротивления в гидрострелке,
Выделение из теплоносителя микроскопических пузырьков воздуха, тем самым выводя его из системы отопления через авто воздушник.
Как узнать, что нужна гидрострелкаКак правило, гидрострелку ставят в домах, площадь которых более 200 кв.м., в тех домах, где сложная система отопления. Там где используется распределение теплоносителя на несколько контуров. Такие контура желательно делать независимыми от других в общей системе отопления. Гидрострелка позволяет создать идеально стабильную систему отопления и распространять тепло по дому в нужных пропорциях.
При использовании такой системы распределение тепла по контурам становится точным и отклонения от настроенных параметров исключены.
Защита чугунных теплообменников исключая тепловой удар. В обычной системе, без использования гидрострелки, создается резкое повышение температуры, при отключении некоторых веток и последующий приход уже холодного теплоносителя. Гидравлическая стрелка дает постоянный расход котла, уменьшая разницу температур между подачей и обраткой.
Повышается долговечность и надежность котельного оборудования за счет стабильной работы без перепадов температуры.
Отсутствие разбалансированности и создание гидравлической устойчивости системы отопления. Именно гидрострелка позволяет увеличить дополнительный расход теплоносителя, что очень трудно добиться установкой дополнительных насосов.
Принцип работы гидравлической стрелки видео
youtube.com/embed/pajqB-lOaeQ?rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»> Гидрострелка для отопления – назначение, принцип работы и расчёт
Фактические размеры изделия коррелируются с мощностью котла, напрямую зависят от объема и количества подключаемых контуров. Корпус гидравлического разделителя выполнен из металла и закрепляется на стойках, чтобы устранить риски дополнительного линейного напряжения на трубы. Устройства небольшого размера могут подвешиваться на стены, закрепляться с помощью кронштейнов.
На верхнем участке корпуса гидродинамического терморазделителя расположен автоматический клапан воздухоотводчика. Образующийся в полости осадок от теплоносителя (коррозия, накипь, прочее) очищается вручную. Для организации последней процедуры применяется вентиль либо клапан, расположенный снизу изделия.
Чаще всего гидрострелки делают из прогрунтованной черной стали. Существуют альтернативные варианты исполнения на основе меди, полипропилена.
Корпус гидроразделителя в обязательном порядке обрабатывается антикоррозийным составом, а также покрывается теплоизоляционным слоем.
Гидравлический разделитель, вне зависимости от особенностей его конструкции, размеров и материалов изготовления, имеет три основных режима работы.
Равновесное положение параметров. Расход выделенного контура может лишь незначительно отличаться от суммарного расхода всех подключенных к коллектору/гидрострелке контуров.
Тепловой носитель не задерживается в изделии, а свободно проходит сквозь него в горизонтальной плоскости. Фактически, вертикального перемещения не осуществляется (за исключением случайных флуктуаций). Температурные показатели на патрубках при незначительном округлении идентичны. Аналогичная ситуация наблюдается на компонентах устройства, подключенных к «обратке». В этом режиме гидродинамический терморазделитель не оказывает влияния на отопительную систему.
Следует отметить, что в первом режиме устройство работает достаточно редко, поскольку равновесное положение наблюдается при круглосуточной работе отопления лишь эпизодически – спустя непродолжительный период времени, основные параметры динамически изменяются.
На современном рынке часто встречаются модели коллекторов с интегрированными гидрострелками. Наиболее популярны устройства, рассчитанные на 2-5 контуров.
Второй режим
Соотносится с превышением значения суммарного расхода на контурах отопления над соответствующим параметром в отношении самого котла. Данная ситуация возникает в тех случаях, когда подключенные к коллектору модули требуют максимально возможного расхода теплового носителя. В более простой интерпретации – превышение расхода по отношению к генерации.
При формировании такой ситуации в гидродинамическом терморазделителе возникает восходящий вертикальный поток от патрубка «обратки» к соответствующему компоненту, ответственному на подачу жидкости. Параллельно осуществляется подмес горячего теплоносителя, циркулирующего в «малом» выделенном контуре.
Гидродинамический терморазделитель практически всегда используют в отопительных системах, состоящих из трех контуров.
Последние реализуют корректную работу радиаторов отопления, бойлера и модуля «теплых полов». При наличии устройства, рассчитанного на работу с четырьмя контурами, возможно подключение нагревателя воздушных масс в вентиляционной системе. Гидрострелка на пять контуров позволяет реализовать комбинированный комплекс со всеми вышеобозначенными компонентами + резервный котел.
Третий режим
В общем случае при правильном монтаже базового оборудования и гидрострелки является основным. Фактический расход теплового носителя в отделенном малом контуре превышает суммарный показатель иных контуров коллектора. В простой интерпретации – превышение генерации над «спросом». Чаще всего активацию данного режима работы вызывает снижение или временное прекращение поступления теплового носителя из коллектора подачи на устройства теплового обмена благодаря аппаратным модулям термостатической регулировки.
В бойлере косвенного нагрева температура жидкости достигает максимальных значений на фоне отсутствия забора воды.
Прекращение циркуляции в этом модуле может сопровождаться отключением отдельных радиаторов/контуров, например, при отсутствии необходимости прогрева помещений или же проводимой профилактики. Полноценное введение системы отопления в действие и набор нею штатных параметров выполняется поэтапно, путем последовательного включения отдельных контуров.
При работе гидроразделителя в таком режиме излишек теплового носителя уходит в «обратку» малого контура. Соответственно происходит безопасное накопление избыточной энергии с последующей её порционной тратой.
При монтаже гидродинамического терморазделителя для индивидуальных систем отопления частных домов/коттеджей, часто используют пластиковые модели, устанавливаемые с помощью фитингов.
Несмотря на то, что третий режим считает основным для гидроразделителя, он периодически меняется на первый и второй аналог. При этом преобладание второго режима над остальными свидетельствует об ошибках монтажа либо иных проблемах, поскольку фактически большая часть теплового носителя обращается по кругу со стороны потребителей, что понижает температуру отопительной системы и требует максимальной отдачи теплогенератора.
Оптимален вариант с подачей воды нужной температуры и последовательное понижение температурных значений теплоносителя в контурах с помощью трехходовых клапанов.
Подытожив все вышеобозначенные моменты можно отметить, что гидродинамический терморазделитель в системе отопления любой сложности отвечает за создание зоны с нулевым давлением, из которой появляется возможность выполнять отбор теплового носителя на любое число подключенных потребителей.
Наиболее простой методикой калькуляции параметров необходимого гидродинамического терморазделителя при отсутствии профессиональных отраслевых знаний является расчет на основе мощности отопительной системы. Основные выкладки, представленные ниже, также используются при самостоятельном изготовлении гидрострелки.
Универсальная формула расчета в зависимости от мощности системы отопления описывает прямую зависимость расхода теплового носителя от:
- Совокупной потребности в тепловой мощности;
- Фактической теплоёмкости теплового носителя;
- Температурной разницы труб подачи теплоносителя и «обратки».
Физическая интерпретация формулы: Q = W / (с × Δt)
Буквенные обозначения:
- Q – расход теплового носителя. Единица измерения – литр/час.
- W – мощность отопительной системы. Единица измерения – кВт.
- С – теплоёмкость теплового носителя. Поскольку последним выступает вода, то данный параметр является константой с соответствующим значением 1,16 киловатт/кубометр* °С.
- Δt – температурная разница на подаче и «обратке». Единица измерения – градусы Цельсия.
Соответствующий параметр расхода Q рассчитывается путем умножения площади поперечного сечения трубы (S) на скорость потока жидкости (V). Первое значение измеряется в квадратных метрах. Второе – в метрах/секунду.
В свою очередь: S = Q / V= W / (с × Δt × V)
Фактическим экспериментальным путем подобран оптимальный показатель скорости – это диапазон от 0,1 до 0,2 метра/секунду. В этом случае гидродинамический терморазделитель качественно смешивает тепловой носитель, при этом эффективно отделяет формирующийся в нём воздух и способствует выпадению шлама (вызванного накипью, коррозией, загрязнениями, иными причинами) в локальный осадок.
Поскольку базой для расчетов со стороны теплового носителя выступает вода, характеристики которой общеизвестны, можно значительно упростить основную формулу, введя в неё статически цифровые параметры при расчете сечения:
S = W / (1,16 × Δt × 540) = W / (626 × Δt)
Требуемый диаметр рассчитывает по формуле площади круга:
D = √ (4×S/π) = 2 × √ (S/π)
Подставив соответствующие значения, мы получим:
D = 2 × √ (W / (626 × Δt × π)) = 2 × √ (W / (1966 × Δt)) = 2 × 0,02255 × √(W/Δt) = 0,0451 × √(W/Δt)
Для дальнейшего расчета и соответствующего подбора значений метры удобнее перевести в миллиметры, умножив результат предыдущего действие на одну тысячу.
Итоговая формула расчета для гидродинамического терморазделителя при условии потоковой скорости в трубе 0,15 метра/секунду:
D = 45,1 √(W/Δt)
По аналогии, можно просчитать значение требуемого диаметра при условии минимального и максимального значения допустимой скорости потока:
- Скорость 0,1 метра/секунду. D = 55,2 √(W/Δt)
- Скорость 0,2 метра/секунду. D = 39,1 √(W/Δt)
D = 55,2 √(W/Δt)Правильно рассчитав диаметр гидроразделителя, легко подобрать диаметры для входных и выходных патрубков изделия.
Вместо послесловия
Не получается произвести самостоятельный расчет? Есть вопросы по работе гидродинамического терморазделителя? Требуется квалифицированная консультация по смежным вопросам? Обращайтесь к профессионалам!
принцип работы, назначение и расчеты
Спроектировать собственную систему отопления далеко не просто. Даже если это «планируют» установщики, нужно знать о многих нюансах. Во-первых, следить за их работой, во-вторых, оценивать необходимость и целесообразность их предложений. Например, в последние годы сильно популяризировалась водяная пушка для отопления. Это небольшое дополнение, установка которого выливается в немалую сумму. В одних случаях это очень полезно, в других можно легко обойтись и без него.
Содержание статьи
- 1 Что такое гидравлическая стрела и где она устанавливается
- 2 Назначение и принцип работы
- 2. 1 Режимы работы
- 2.2 Когда нужен водяной пистолет
- 2.3 Когда я могу поставить
- 2.
- 3 Как подобрать параметры
- 3.1 По максимальному расходу теплоносителя
- 3.2 По максимальной мощности котла
- 3.3 Как найти длину гидрострелки
- 4 Купить или сделать самому?
1 Режимы работыЧто такое гидравлическая стрела и где она устанавливается
Правильное название этого устройства — гидрострелка или гидросепаратор. Представляет собой кусок круглой или квадратной трубы со сварными трубами. Внутри обычно ничего нет. В некоторых случаях может быть две сетки. Один (вверху) для лучшего «сброса» пузырьков воздуха, второй (внизу) для отфильтровывания примесей.
Образцы гидравлических стрелков промышленного производства
В системе отопления между котлом и потребителями — контурами отопления ставится гидравлическая стрела. Он может располагаться как горизонтально, так и вертикально. Чаще их размещают вертикально.
При такой компоновке в верхней части устанавливается автоматический воздухоотводчик, а в нижней — запорный вентиль. Часть воды с скопившейся грязью периодически сливают через кран.
Где устанавливается гидроразделитель в системе отопления
То есть получается, что вертикально поставленный гидроразделитель одновременно со своими основными функциями удаляет воздух и дает возможность удалять шлам.
Назначение и принцип работы
Водяной пистолет необходим для разветвленных систем, в которых установлено несколько насосов. Он обеспечивает требуемый расход теплоносителя для всех насосов, независимо от их производительности. То есть, другими словами, служит для гидравлической развязки насосов системы отопления. Поэтому это устройство еще называют — гидросепаратор или гидросепаратор.
Схематическое изображение гидравлической стрелки и ее места в системе отопления
Гидрострелка устанавливается, если в системе предусмотрено несколько насосов: один на контуре котла, остальные на контурах отопления (радиаторы, водяной теплый пол, бойлер косвенного нагрева).
Для корректной работы их производительность подобрана так, чтобы насос котла мог прокачать немного больше теплоносителя (на 10-20%), чем требуется для остальной системы.
Зачем мне водяной пистолет для отопления? Возьмем пример. В системе отопления с несколькими насосами они часто имеют разную производительность. Часто бывает, что один насос в разы мощнее. Все насосы должны быть установлены рядом – в блоке коллектора, где они соединены гидравлически. При включении мощного насоса на полную мощность все остальные контуры остаются без теплоносителя. Это происходит все время. Во избежание подобных ситуаций в систему отопления устанавливают гидравлическую стрелку. Второй способ – разнести насосы на большое расстояние.
Режимы работы
Теоретически возможны три режима работы системы отопления с гидрострелкой. Они показаны на рисунке ниже. Первый – когда насос котла перекачивает ровно столько теплоносителя, сколько требует вся система отопления. Это идеальная ситуация, которая очень редко встречается в реальной жизни.
Объясним почему. Современное отопление регулирует работу в зависимости от температуры теплоносителя или температуры в помещении. Представьте, что все идеально рассчитано, вентили включены и после регулировки достигнуто равенство. Но через некоторое время изменятся параметры котла или одного из контуров отопления. Оборудование подстроится под ситуацию, и равенство производительности будет нарушено. Так что этот режим может длиться несколько минут (а то и меньше).
Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем
Второй режим работы гидрострелки — когда расход контуров отопления больше мощности насоса котла (средний рисунок). Такая ситуация опасна для системы и ее нельзя допускать. Возможно при неправильном подборе насосов. Скорее насос котла имеет слишком малую производительность. В этом случае для обеспечения необходимого расхода теплоноситель из обратки будет подаваться в контуры вместе с нагретым теплоносителем из котла. То есть на выходе из котла, например, 80°С, в контуре после добавления холодной воды, например, 65°С (фактическая температура зависит от дефицита расхода).
Пройдя через отопительные приборы, температура теплоносителя падает на 20-25°С. То есть температура теплоносителя, подаваемого в котел, будет в лучшем случае 45°С. Если сравнивать с выходной — 80°С, то дельта температур слишком большая для обычного котла (не конденсационного). Такой режим работы не является нормальным и котел быстро выйдет из строя.
Третий режим работы, когда насос котла подает подогретого теплоносителя больше, чем требуется отопительным контурам (правый рисунок). При этом часть нагретого теплоносителя возвращается обратно в котел. В результате температура поступающего теплоносителя повышается, он работает в щадящем режиме. Это нормальный режим работы системы отопления с гидравлической стрелкой.
Когда нужна водяная пушка
Водяная пушка для отопления нужна 100% если в системе будет несколько котлов работающих в каскаде. Более того, они должны работать одновременно (по крайней мере, большую часть времени). Здесь для корректной работы лучшим выходом является гидроразделитель.
При наличии двух одновременно работающих котлов (в каскаде) гидрострелка лучший вариант
Еще водяная пушка для отопления может быть полезна для котлов с чугунным теплообменником. В баке гидроразделителя постоянно смешивается теплая и холодная вода. Это уменьшает дельту температур на выходе и входе в котел. Для чугунного теплообменника это благо. А вот байпас с трехходовым регулируемым клапаном справится с той же задачей и будет стоить намного дешевле. Так что даже для чугунных котлов в небольших системах отопления, при примерно одинаковом расходе вполне можно обойтись без подключения гидрострелки.
Когда можно будет поставить
Если в системе отопления один насос — на котле, то гидрострелка вообще не нужна. Можно обойтись и без, если на контуры установить один или два насоса. Такую систему можно сбалансировать с помощью регулирующих клапанов. Когда установка гидрострелки оправдана? При наличии таких условий:
- Имеется три и более контура, все очень разной мощности (требуется разный объем контура, разные температуры). В этом случае даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров существует вероятность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда радиаторы остывают при включении насоса теплого пола. В этом случае необходимо гидравлическое отключение насосов и поэтому устанавливается гидравлическая стрела.
- Помимо радиаторов есть водяной теплый пол, который обогревает большие площади. Да, его можно подключить через коллектор и смесительный узел, но он может заставить насос котла работать в экстремальном режиме. Если у вас часто горят насосы отопления, скорее всего, вам необходимо установить гидравлическую стрелку.
- В системе среднего или большого объема (с двумя и более насосами) вы собираетесь устанавливать аппаратуру автоматического регулирования — по температуре теплоносителя или по температуре воздуха. При этом регулировать систему вручную (кранами) вы не хотите/не можете.
В этом случае даже при идеально точном подборе насосов и расчете параметров существует вероятность нестабильной работы системы. Например, часто встречается ситуация, когда радиаторы остывают при включении насоса теплого пола. В этом случае необходимо гидравлическое отключение насосов и поэтому устанавливается гидравлическая стрела.Пример системы отопления с гидравлической стрелкой
В первом случае скорее всего нужен гидроразрыв, во втором следует подумать об его установке.
Зачем просто думать? Потому что это большие расходы. И дело не только в стоимости гидравлической стрелы. Стоит около 300 долларов. Придется установить дополнительное оборудование. Как минимум нужны коллекторы на входе и выходе, насосы на каждый контур (при малой системе можно обойтись и без гидрострелки), а также блок управления скоростью насосов, так как через котел управлять ими нельзя. Вместе с оплатой установки оборудования этот «довесок» выливается примерно в две тысячи долларов. Действительно много.
Зачем тогда установлено это оборудование? Так как с гидравлической стрелкой отопление работает стабильнее, не требуется постоянной регулировки расхода теплоносителя в контурах. Если спросить у владельцев дач, отопление которых производится без гидроразделителя, то они скажут, что часто приходится перенастраивать систему – крутить вентили, регулируя потоки теплоносителя в контурах. Это характерно, если используются разные нагревательные элементы. Например, на первом этаже теплые полы, на двух этажах радиаторы, отапливаемые подсобные помещения, в которых должна поддерживаться минимальная температура (гараж, например).
Если у вас предполагается примерно такая же система, и перспектива «тюнинга» вас не устраивает, можно поставить гидравлическую стрелку на обогрев. Если он присутствует, то в каждый контур поступает столько теплоносителя, сколько требуется в данный момент и никак не зависит от параметров работы ряда насосов других контуров.
Как подобрать параметры
Гидроразделитель выбирается с учетом максимально возможного расхода теплоносителя. Дело в том, что при большой скорости движения жидкости по трубам она начинает шуметь. Чтобы избежать этого эффекта, максимальная скорость принимается равной 0,2 м/с.
Параметры, необходимые для гидравлического разделителя
По максимальному расходу теплоносителя
Для расчета диаметра гидрострелки данным методом необходимо знать только максимальный расход теплоносителя, который возможен в системе и диаметр форсунок. С трубами все просто – вы знаете, из какой трубы будете делать разводку.
Мы знаем максимальный расход, который может обеспечить котел (есть в технических характеристиках), а расход по контурам зависит от их размера/объема и определяется при подборе контурных насосов. Расход по всем контурам суммируется и сравнивается с мощностью насоса котла. В формулу расчета объема гидрострелки подставлено большое значение.
Формула для расчета диаметра гидравлического коллектора системы отопления в зависимости от максимального расхода теплоносителя
Приведем пример. Пусть максимальный расход в системе 7,6 м3/час. Допустимая максимальная скорость принята стандартной – 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, то получим, что диаметр гидрострелки должен быть 116 мм.
По максимальной мощности котла
Второй способ — подбор гидравлической стрелки по мощности котла. Оценка будет приблизительной, но вы можете ей доверять. Вам понадобится мощность котла и разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах.
Расчет гидравлической стрелки по мощности котла
Расчет тоже простой. Пусть максимальная мощность котла 50 кВт, дельта температур 10°С, диаметры труб одинаковые — 6,3 см. Подставив цифры, получим — 18,9* √ 50/0,2 * 10 = 18,9 * √ 25 = 18,9 * 5 = 94,5 мм. Округлив, получаем диаметр гидрострелки 95 мм.
Как узнать длину гидравлической стрелы
Мы определились с диаметром гидрораспределителя для отопления, но нужно знать и длину. Его подбирают в зависимости от диаметра соединяемых труб. Гидравлические стрелки для отопления бывают двух видов – с кранами, расположенными друг напротив друга, и с чередующимися патрубками (расположенными со смещением относительно друг друга).
Определить длину гидравлической стрелы из круглой трубы
Длину в этом случае рассчитать легко — в первом случае она равна 12d, во втором — 13d. Для средних систем диаметр можно подобрать в зависимости от патрубков – 3*d. Как видите, ничего сложного. Вы можете рассчитать его самостоятельно.
Купить или сделать самому?
Как говорили, готовая гидравлическая пушка для отопления стоит немало — 200-300$ в зависимости от производителя. Для снижения затрат возникает естественное желание сделать это своими руками. Если вы умеете готовить, не проблема — вы купили материалы и сделали это. Но при этом необходимо учитывать следующие моменты:
- Резьба на захватах должна быть хорошо нарезанной и симметричной.
- Стенки отводов одинаковой толщины.
Качество самоделки может быть не очень хорошим
Вроде очевидные вещи. Но вы удивитесь, насколько сложно найти четыре нормальных ракеля с нормально сделанными нитками. Далее все сварные швы должны быть качественными – система будет работать под давлением. Отводы привариваются строго перпендикулярно поверхности, на необходимом расстоянии. В общем, это непростая задача.
Если сами пользоваться сварочным аппаратом не умеете, то придется искать мастера.
Найти его совсем не просто: либо за услуги просят дорого, либо качество работы, мягко говоря, «не очень». В общем, купить гидрострелку решаются многие, несмотря на немалую стоимость. Тем более, что в последнее время у отечественных производителей дела обстоят не хуже, а гораздо дешевле.
Базовая гидравлика — Понимание схем
ГЛАВА 12. Понимание схем
| Рисунок 12.1. Схематические символы нарисованы простыми формами, такими как эти |
Символы
Символы имеют решающее значение для технической связи. Они не зависят от какого-либо конкретного языка, будучи интернациональными по объему и характеру. Гидравлические графические символы подчеркивают функции и методы работы компонентов. Эти символы можно довольно просто нарисовать, если понять логику и элементарные формы, используемые в дизайне символов.
Элементарными формами символов являются круги, квадраты, треугольники, дуги, стрелки, точки и кресты.
| Рисунок 12.2 — представление линий схемы, которые можно найти на гидравлической схеме |
Линии 9000 3
Понимание графических символов линий имеет решающее значение для правильной интерпретации схем. Непрерывные линии обозначают рабочую линию, линию питания пилота, возврат или электрическую линию. Пунктирная линия указывает пилотную, дренажную, продувочную или выпускную линию. Гибкие или изогнутые линии указывают на шланг, обычно соединенный с движущейся частью. При пересечении линий могут использоваться петли на пересечениях или они могут быть прямыми. При соединении линий может использоваться точка на стыке или они могут располагаться под прямым углом.
Рисунок 12. 3 — Схематические изображения гидравлических резервуаров |
Резервуары
Резервуары с вентиляцией показаны в виде прямоугольника с опущенной верхней линией. Резервуары под давлением показаны в виде капсул. Резервуары могут иметь трубопроводы для жидкости, заканчивающиеся выше или ниже уровня жидкости. Возвратная линия выше уровня заканчивается на уровне или чуть ниже вертикальных ножек символа бака. Возвратная линия нижнего уровня касается нижней части символа бака. Упрощенный символ для представления резервуара сводит к минимуму необходимость рисования ряда линий, возвращающихся к резервуару. Несколько из них в одном и том же контуре будут представлять собой общий резервуар. Эти символы выполняют ту же функцию, что и символ заземления в электрических цепях.
| Рисунок 12.4 – Схематическое изображение гидравлических насосов |
Управление потоком
900 02 Символ клапана управления потоком начинается с верхней и нижней дуги.
Это будет символизировать фиксированное отверстие. Наклонная стрелка, проходящая через дуги, указывает на то, что отверстие является регулируемым. Это будет графический символ игольчатого клапана. Когда мы добавляем стрелку к линии потока внутри блока управления, мы указываем, что клапан имеет компенсацию давления или истинное управление потоком. Клапан управления потоком с обратным клапаном указывает на обратный поток вокруг клапана.| Рисунок 12.5 — схематические изображения гидравлических клапанов управления потоком |
Направленные регулирующие клапаны
Символ гидрораспределителя имеет несколько конвертов, показывающих количество положений, которые может иметь клапан. . Трехпозиционный гидрораспределитель показан с тремя конвертами. Стрелки в каждом конверте указывают возможное направление потока, когда клапан находится в этом положении. Центральное положение в трехпозиционном гидрораспределителе определяется в зависимости от типа контура или области применения.
Это центральное положение указывает путь потока жидкости, когда клапан находится в центре. Хотя существует много типов конфигураций центра, наиболее распространенными являются четыре: тандемный, закрытый, плавающий и открытый. Для переключения клапана или его активации используются такие устройства, как механическая рукоятка или рычаг, электрический соленоид или гидравлическое управляющее давление. Пружины с обеих сторон символа указывают на то, что клапан находится в центре, когда он не активирован. В положении один или по центру жидкость течет от насоса через клапан в бак. Это тандемный центр. Когда клапан переводится во второе положение, жидкость течет от Р к А, расширяя цилиндр. Переключение в третье положение позволяет потоку из P в B и из A в T, втягивая цилиндр.
| Рисунок 12.6 – схематические изображения гидрораспределителей |
Клапаны давления
90 002 Символ клапана давления начинается с одного конверта.
Стрелка в конверте показывает направление потока через клапан. Порты обозначаются как 1 и 2 или первичный и вторичный. Поток через клапан идет от первичного порта к вторичному. Обратите внимание, что в обычном положении стрелка не совпадает с портом. Это означает, что клапан нормально закрыт. Все клапаны давления нормально закрыты, за исключением редукционного клапана, который нормально открыт. Пружина, расположенная перпендикулярно стрелке, указывает на то, что сила пружины удерживает клапан в закрытом состоянии. Стрелка, проходящая через пружину по диагонали, указывает на то, что усилие пружины регулируется. Управляющее давление противодействует силе пружины. На это указывает пунктирная линия, идущая от основного порта перпендикулярно стрелке напротив пружины. Когда гидравлическое давление, управляемое первичным портом, превышает усилие пружины, клапан перемещается в открытое положение, выравнивая первичный и вторичный порты. Рисунок 12. 7 – Схематические изображения клапанов давления |
Клапаны обратные
9000 2 Символы обратного клапана нарисованы в виде маленького кружка внутри незамкнутого треугольника. Свободный поток противоположен направлению треугольника. Когда круг переходит в треугольник, поток блокируется или останавливается. Обратные клапаны могут открываться или закрываться с пилотным управлением. Пилотное открытие обозначено пилотной линией, направленной к показанному треугольнику, чтобы отодвинуть круг от уплотнения. Пилот, который нужно закрыть, указывается путем направления пилотной линии к задней части круга или к сиденью. 9Рисунок 12.8 – схематические изображения обратных клапанов 2 Графические символы гидравлических двигателей противоположны гидравлическим насосам, с той разницей, что энергетический треугольник указывает на круг, указывая на поступление энергии жидкости. Два энергетических треугольника, указывающих внутрь, указывают на двунаправленный или реверсивный двигатель.
Как и в случае с насосами, многие конструкции гидравлических двигателей имеют внутреннюю утечку. Пунктирная линия, выходящая из круга, указывает линию слива в бак. 9Рис. 12.9. Схематические изображения гидромоторовГидроцилиндры без необычного соотношения между диаметром отверстия и размером штока показаны на рис. 12.10: одностороннего действия, двойного действия. действующая и двойная штанга. Внутренний прямоугольник рядом с символом поршня указывает на амортизирующее устройство в конце хода. Если диаметр стержня больше, чем обычно для размера отверстия, символ должен отражать это.
| Рисунок 12.10 – схематические изображения цилиндров |
Фильтры
9000 2 Графический символ кондиционера гидравлической жидкости показан с квадратом, стоящим на конце. Пунктирная линия в противоположных углах указывает на то, что это фильтр или сетчатый фильтр. Добавление обратного клапана параллельно портам указывает на то, что фильтр имеет байпас.
| Рисунок 12.11 – схематические изображения гидравлических фильтров |
Теплообменник
Гидравлические теплообменники могут рассматриваться как охладители или нагреватели. Их графические символы часто путают. Как и в случае с фильтром, базовый символ отображается в виде квадрата на конце. Стрелки внутри указывают на введение тепла или обогревателя. Стрелки, указывающие вверх, указывают на рассеивание тепла или на кулер. Стрелки, указывающие как внутрь, так и наружу, указывают на регулятор температуры или температуру, которая поддерживается между двумя заданными пределами.
Схемы чтения
Схема № 1
Схема представляет собой набор взаимосвязанных графических символов, показывающих последовательность рабочего процесса. Короче говоря, они объясняют, как работает схема. Правильное чтение схемы является наиболее важным элементом поиска и устранения неисправностей гидравлической системы.
Хотя поначалу большинство схем могут показаться сложными, распознавание стандартных символов и систематических трассировок потока упрощает процесс.
В контуре на рис. 12.13 используются два клапана последовательности. Это нормально закрытые клапаны, которые открываются при заданной настройке. Отслеживая поток в цепи, можно определить, как схема предназначена для работы. Этот процесс называется чтением схемы. Начнем с насоса.
| Рисунок 12.13 – Гидравлическая схема контура №1 показано. Направленный регулирующий клапан направляет поток в линии верхнего контура. Здесь поток может идти в трех направлениях. Верхний обратный клапан перекрывает один проход. Клапан закрытой последовательности блокирует другой, но поток к порту A привода открыт. Когда шток цилиндра втягивается, поток из порта B блокируется обратным клапаном, поэтому он выходит в резервуар через направляющий клапан. Когда цилиндр полностью втянут, в пилотном канале клапана последовательности создается давление. Цепь № 2 На рис. 12.14 показана схема высокого-низкого уровня. Такая схема будет использоваться для достижения высокой скорости или быстрого продвижения при низком давлении, за которым следует медленная скорость и высокое усилие. Хорошим примером системы «высокий-низкий» может быть пресс, в котором поршень быстро приближается к заготовке. В это время начинает расти давление. Поток от насоса большого объема отводится в бак. Насос малого объема будет производить небольшой поток, необходимый для продолжения перемещения плунжера в заготовку. Давление будет продолжать расти, пока не достигнет настройки предохранительного клапана. Когда ходовой регулирующий клапан реверсируется, давление падает и разгрузочный клапан закрывается. Цилиндр втягивался с большой скоростью.
Далее мы рассмотрим функцию обратного клапана. Когда давление в системе меньше, чем уставка разгрузочного клапана, поток от насоса большого объема проходит через обратный клапан, чтобы объединиться с потоком насоса малого объема. После того, как разгрузочный клапан открывается, этот обратный клапан закрывается, так что поток от малообъемного насоса не поступает к разгрузочному клапану. Теперь мы рассмотрим насосную группу высокого и низкого давления. Это двойной насос. Наконец, мы рассмотрим предохранительный клапан системы. Этот клапан ограничивает максимальное давление в системе. Обратите внимание, что на схеме показано давление, при котором должен быть установлен клапан. Контур №3 На рис. 12.15 цилиндр имеет вес, который может заставить его свободно падать или падать с неконтролируемой скоростью. Уравновешивающий клапан размещается в отверстии на конце штока цилиндра для создания противодавления. Противодавление является результатом нагрузки, пытающейся вытеснить жидкость из цилиндра через уравновешивающий клапан, который закрыт. Уравновешивающий клапан должен быть установлен немного выше давления, вызванного нагрузкой. При переключении гидрораспределитель оказывает давление на поршень цилиндра. Теперь мы более подробно рассмотрим компоненты, из которых состоит эта система. Во-первых, мы рассмотрим схему автономного или почечного фильтра. Этот контур состоит из группы двигателя насоса, фильтра и теплообменника воздух-жидкость. Насос всасывает гидравлическую жидкость из резервуара, пропуская жидкость через фильтр и теплообменник воздух-жидкость. Этот контур обычно работает постоянно, чтобы поддерживать чистоту и охлаждение гидравлической жидкости. Далее идет насос с компенсацией давления. Насос с компенсацией давления останавливает ход, когда направляющий распределитель находится в центре. В это время поддерживается давление между насосом и гидрораспределителем, но нет расхода. Когда гидрораспределитель переключается, насос продолжает рабочий ход, обеспечивая поток в контуре.
Далее мы рассмотрим гидрораспределитель. Это трехпозиционный четырехходовой клапан с поплавковым центром. Этот клапан, когда он находится по центру, блокирует поток из насоса, так что давление увеличивается, что приводит к остановке насоса. Оба рабочих порта направляются обратно в бак, поэтому в линиях рабочего порта нет давления, за исключением соединения между штоковым концом цилиндра и уравновешивающим клапаном. Наконец, рассмотрим уравновешивающий клапан. Уравновешивающий клапан поддерживает противодавление со стороны штока цилиндра, так что цилиндр снижает нагрузку с контролируемой скоростью. Обратный клапан используется для блокировки и удержания нагрузки на цилиндре, когда направляющий распределитель находится в центре. Теперь давайте снова посмотрим, как работает система, и посмотрим, как работает каждый компонент. ОБЗОР Схема представляет собой линейный чертеж, состоящий из ряда символов и соединений, представляющих фактические компоненты гидравлической системы. |
Он открывается и подает управляющее давление на гидрораспределитель. Управляющее давление на верхней стороне направляющего клапана сдвинет клапан вниз. Поток насоса теперь направлен в нижний контур и здесь поток идет в три места. Он заблокирован на обратном клапане и заблокирован на закрытом клапане последовательности, но поток к порту B привода открыт. Поток в порту оказывает давление на поршень и расширяет цилиндр. Поток из порта А блокируется верхним обратным клапаном, поэтому он проходит через распределительный клапан в резервуар. Когда цилиндр полностью выдвинут, давление продолжает расти. Пилотное давление открывает нижний клапан последовательности. Это направляет управляющее давление на нижнюю сторону гидрораспределителя, переводя его обратно в верхнее положение. Теперь поток насоса снова направляется на сторону штока привода для втягивания цилиндра, и цикл начинается снова. Отслеживание потока в этом контуре показывает, что он предназначен для автоматического втягивания и выдвижения.
Теперь, когда схема понятна, надлежащее функционирование системы будет зависеть от правильной настройки и функционирования клапанов последовательности и надлежащего функционирования гидрораспределителя направления.
Теперь более подробно рассмотрим компоненты, из которых состоит эта система. Во-первых, разгрузочный клапан. Этот клапан настроен на 500 фунтов на квадратный дюйм. Когда давление в системе достигает 500 фунтов на квадратный дюйм, этот клапан открывается и позволяет потоку от насоса большого объема возвращаться в резервуар при минимальном давлении.
Эти насосы имеют общий вход и отдельные выходы. Во время быстрого продвижения при низком давлении оба потока насоса объединяются. Когда разгрузочный клапан открывается, поток большого насоса возвращается в резервуар, а поток малого насоса используется для выполнения работы.
Это, в свою очередь, увеличивает противодавление, вызывая открытие уравновешивающего клапана, позволяя цилиндру снижать нагрузку с контролируемой скоростью.
15 – Схематическое изображение контура №3