Почему падает давление в насосной станции, как исправить
После скачка напряжения в насосной станции давление не поднимается выше 1,0. Поменял обратный клапан – изменений нет. Что ещё можно предпринять?
Андрей.
Ответ эксперта
Здравствуйте, Андрей.
Вы пишете о том, что неприятность с падением давления случилась после скачка напряжения. Логичнее было бы начинать поиск причины неисправности с проверки электрических компонентов системы водоснабжения, а именно регулятора давления или реле сухого хода. Возможно, подгорели контакты силовой части этих приборов или же повреждены детали их механических узлов (например, лопнула или проржавела пружина коммутационно-регулирующего устройства). Кроме того, следует провести хотя бы самую примитивную диагностику насоса. Для этого отсоедините напорную трубу от гидроаккумулятора, чтобы проверить напор агрегата и его производительность. Поможет даже простой замер количества воды, которую насос способен перекачать в единицу времени. Сравнив полученный результат с техническими характеристиками агрегата, Вы сможете хотя бы приблизительно оценить его работоспособность.
Вместе с тем, нельзя исключать и вероятность того, что появление неисправности после проблем с электроснабжением является простым совпадением. В таком случае решение заменить обратный клапан было верным. Кроме того, следует проверить целостность магистрали на пути от насоса до гидроаккумулятора. Возможно, причиной падения давления стало повреждение трубы или потеря герметичности в местах соединения труб или на фитингах.
Благодаря разносторонним увлечениям пишу на разные темы, но самые любимые — техника, технологии и строительство. Возможно потому, что знаю множество нюансов в этих областях не только теоретически, вследствие учебы в техническом университете и аспирантуре, но и с практической стороны, так как стараюсь все делать своими руками. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Почему часто включается насосная станция при наборе воды: определяем и устраняем поломки
Любое жилое помещение, будь то загородная дача или фешенебельный особняк, не будет полноценно функционировать без современной системы водообеспечения. Стабильное давление в трубопроводах обеспечивает специальный комплект оборудования, состоящий из насоса, резервуара и управляющего блока. К сожалению, в процессе эксплуатации без поломок не обойтись. Любому владельцу стоит изучить их причины и методы ремонта.
Комплектация водоснабжающей станции для дома
Понять, почему часто включается насосная станция при наборе воды, без знания ее конструкции и принципа работы непросто. Распространенные модели включают несколько узлов:
- Помпа – классифицируется по типам (например, вихревая или центробежная), по месту расположения (поверхностная или погружная) и мощности. Для поддержания давления в системе используют дополнительные устройства.
- Гидроаккумулятор – бак с прочными стенками и резиновой мембраной служит для стабилизации водяного давления. Принцип работы: поступающая в емкость вода, растягивает упругую мембрану, после чего она стремится возвратиться в исходное положение, и выдавливает жидкость в трубопровод.
- Блок управления с механическим реле – отвечает за оптимальное функционирование гидроаккумулятора и помпы. Если насос стал чаще включаться, стоит уделить внимание регулировке пружин, чтобы задать уровень давления в автономном водопроводе.
Любой дисбаланс регулировок, и пожалуйте, – работа всего комплекса под вопросом. Здесь ситуация в корне отличается от той, когда радиаторы горячие, а в квартире холодно – преждевременный износ и выход агрегатов из строя неизбежен. Например, обстоятельство, когда насосная станция часто включается и выключается при открытых кранах, говорит о несоблюдении дельты давлений воздуха в баке и момента срабатывания реле включения насоса.
Как показывает опыт общения с домовладельцами, не все понимают разницу между гидроаккумулятором и емкостью для воды. Тут все просто – гидравлический аккумулятор уменьшает число пусков помпы, чем увеличивает ее срок службы, и защищает от гидроударов. Емкость же служит для накопления воды на случай отключения электроснабжения. Поэтому выбирать объем гидробака нужно в зависимости от норм потребления
Отчего часто включается домашняя насосная станция при наборе воды: устраняем неполадки
Суть работы водоснабжающего комплекса заключается в поддержании водяного давления в системе за счет его периодической работы. Достигая установленных на блоке управления показателей, помпа должна выключаться. Если она начинает работать непрерывно, то придется выключить оборудование и определить причину неисправности.
Регулятор давления
Нелады с регулятором – это когда часто срабатывает реле давления насосной станции или вообще не отключается. Чтобы убедиться в своих предположениях, достаточно выполнить ряд операций:
- Проверить правильность показаний встроенного манометра. Для этого можно использовать автомобильный насос, заодно при необходимости восстановить рабочее давление через золотник.
- Перед проверкой узла регулировки отключить оборудование от электросети, слить из бака гидроаккумулятора воду.
- Демонтировать крышку блока управления.
- Отверткой провернуть регулирующий винт, фиксирующий крупную пружину реле: почасовой стрелке порог давления воды увеличивается, а против часовой – снижается.v
- Если насосная станция слишком часто включается при наборе воды, то видимо, предел завышен – повернуть винт большой спирали против часовой. Затем стравить и снова закачать воздух. Реле должно автоматически срабатывать в процессе стравливания воздуха, при достижении минимального уровня давления, зафиксированного в инструкции.
- Частое самопроизвольное включение насоса может быть и по причине неверно выставленного рабочего диапазона. Пружина меньшего калибра ответственна за интервал между началом и окончанием работы помпы. После выставления нижнего уровня (большая спираль) нужно выставить верхний порог отключения оборудования, который составляет 95% от допустимого давления в системе.
В последнем случае, когда рабочий интервал слишком мал, станция не будет набирать норму воды за один цикл. Это повышает частоту включений, но достаточно простой регулировки маленькой пружины – и эффективность устройства будет восстановлена. Правильность установки диапазона инспектируют двумя-тремя циклами накачки и стравливания воздуха с контролем показаний манометра.
Встречается ситуация, похожая на ту, когда плохо греют биметаллические радиаторы, то есть банальный засор. По причине грязной воды засоряется входное отверстие реле блока управления. Здесь достаточно поработать жесткой щеткой, чтобы избавиться от посторонних примесей.
Нагнетающий насос
Бывает, что при открытых кранах даже новая насосная станция часто включается и выключается сама по себе вследствие недостаточного уровня электропитания. Крыльчатка помпы не в состоянии развить оптимальную мощность для наполнения водяной системы.
Проблема одинаково может скрываться как в электрической, так и в механической части насоса:
- В процессе эксплуатации механика конструкции изнашивается, это сопровождается падением водяного давления, иными словами, насосная станция не держит давление в водопроводе. Проверить работоспособность насоса можно, отключив его от системы, после чего визуально оценить мощность струи воды. Основные узлы помп ремонту не подлежат, их меняют целиком.
- Патрубки центробежного насоса со временем могут засориться. Здесь поможет механическая очистка и обработка чистящими составами.
- Длительная эксплуатация способствует образованию окислов на контактах клеммной коробки, что затрудняет проходимость электротока. Насос перестает выдавать свою мощность. Устраняется неполадка просто: оборудование обесточивается, и контакты зачищаются.
Неустойчивая работа оборудования может быть следствием нестабильного напряжения в домашней сети. Проблема решается подключением стабилизатора.
Отчего часто включается и выключается домашняя насосная станция при открытых кранах: причина в гидроаккумуляторе
Один из главных узлов системы – аккумулятор давления, состоящий из металлической емкости и мембраны. В процессе работы резиновая мембрана существенно растягивается или вовсе приходит в негодность. То же касается и металлического бака, со временем он корродирует и не держит давление. Бывает, что емкость дефектна с самого начала, часто такое случается по сварному шву.
Когда насосная станция работает рывками или часто включается при наборе воды, есть смысл оценить целостность резиновой груши. Для этого не нужно разбирать аккумулятор, достаточно нажать на клапан-нипель – из него должна выходить струя воздуха. Если из отверстия идет вода, то мембрану придется менять.
Повреждение фальца, который крепит резиновую грушу, также влияет на работу комплекса. Любая деформация детали способна нарушить герметичность устройства. Замена как мембраны, так и фальца требует демонтажа гидроаккумулятора и его разборки.
Дополнительные факторы
Скрытые утечки в системе труб водоснабжения также могут стать причиной нестабильной работы комплекса. Ситуация сложная, поскольку повреждение трубы возможно и под землей. Обнаружить такую поломку довольно сложно.
Если возникает вопрос, как часто должна включаться насосная станция, то стоит обратить внимание на расчеты водопотребления. Возможно, что ваши запросы на воду увеличились, и нужно подумать о параллельной установке еще одной емкости или заменить более емким ресивером.
Не помешает принять во внимание еще несколько факторов:
- Засорился обратный клапан – поток воды не перекрывается, она уходит из системы, давление снижается, а насос постоянно включается. Выхода два: снять и почистить клапан или заменить на новый.
- Вышел из строя конденсатор в клеммной коробке – в этом случае помпа не будет запускаться вообще. Деталь проверяют тестером и меняют при необходимости.
- Неисправен золотник – воздух из бака выходит в атмосферу и его давление падает, что приводит к учащенной работе помпы. Для устранения неисправности гидроаккумулятор нужно демонтировать, вынуть мембрану, и заменить ниппель.
Поделиться в социальных сетях
Решаем проблему запуска насоса. | САН САМЫЧ
Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Многочисленные Ваши вопросы, связанные с первым пуском или пуском насосной станции после ремонта каких-либо элементов системы побудили меня к написанию данной статьи. Казалось бы, в теории все просто: залили насос через заливное отверстие водой, завинтили и обжали пробку, включили вилку в розетку. Насос должен удовлетворенно заурчать, поднимая давление в системе до заданного, и после щелчка реле давления отключиться.Но на практике, почему-то так не получается. Обычно, после включения насоса, стрелка манометра подпрыгивает до отметки в 1,0 бар, после чего медленно скатывается до 0,8, а иногда и до 0,5 бар, где беспомощно застывает. Из крана на напорной трубе вместе с водой шумно вырывается воздух, и, вырвавшись, затихает. Все затихает: ни воды, ни воздуха – ничего, лишь насос продолжает исступленно подвывать, сорвавшись на холостой ход. Вы лихорадочно выдергиваете вилку из розетки и пытаетесь сообразить, что Вы сделали не так. Снова откручиваете пробку, снова заливаете, закручиваете, включаете… Но в результате ничего не меняется.
Давайте разбираться…
Почему насос «срывает»?Насосы для бытовых насосных станций, хоть и называются «самовсасывающими», но сами они ничего всасать не могут. Этого не позволяет сделать огромная разница в плотности воды и воздуха. А насосы рассчитаны на перекачивание воды, и никак не воздуха. Поэтому прежде чем включить насос, его необходимо заполнить водой, и вместе с ним – всасывающий трубопровод, каким бы длинным он не был. И только в воде лопасти рабочего колеса насоса, вращаясь, создают избыточное давление по внутреннему периметру корпуса и разрежение в его центре.
Но если в насос, уже после его пуска, попадет воздух, то, во-первых, лопасти сразу же взобьют «смертельный» для насоса коктейль из воды и воздуха и, во-вторых, общая плотность воды с воздухом тут же значительно изменится (это зависит от количества попавшего в насос воздуха), изменяя и перепад давления внутри насоса. Соответственно, всасывающая сила уменьшится так же, как и центробежная (ни всасать, ни выплюнуть) из-за уменьшения плотности «коктейля».
Кроме того, «масла в огонь подливает» и эффект кавитации, образование воздушных каверн за быстродвижущимися лопастями рабочего колеса, уменьшая и без того не очень большую плотность «коктейля». И чем ниже первоначальная плотность «коктейля», тем в большей степени проявляется эффект кавитации, и тем меньше создаваемое насосом давление на напоре.
«Откуда воздух?», — спросите Вы, — «Если все новое, соединения обжаты, насос залит по «самую маковку», воды в колодце или скважине более чем достаточно». Проблема в том, что для образования «коктейля» много воздуха и не нужно. Рабочая зона в корпусе бытового насоса довольно мала, соответственно даже небольшой пузырек всплывшего из всасывающей трубы воздуха может изменить плотность воды в рабочей зоне.
Откуда могут взяться эти пузырьки? Из неровностей всасывающей трубы, положенной и закопанной в грунте. Из неплотного соединения всаса непосредственно к насосу. Из незаметных глазу пазух переходных фитингов. Даже из внутреннего эжектора самого насоса и его рабочего колеса, где мелкие пузырьки могли остаться из-за шероховатостей внутренней поверхности материала. Я могу и дальше продолжать, но нужно ли? Это нормально, это неизбежно.
Вопрос нужно ставить по-другому: Как уменьшить влияние оставшегося на всасе и в насосе воздуха, чтобы система нормально заработала? И каверзный вопрос: Почему при уже работающей системе это влияние почти не проявляется, и даже если проявляется, исправляется само, автоматически? Ответив на второй вопрос, мы сможем найти решение для первого.
Ответ на второй вопрос кроется в нормальных условиях работы насосной станции. А нормальным режимом работы насосной станции является работа под давлением, ведь даже при пониженных параметрах, реле давления включает насос не при нулевом значении давления в системе. И если напорный трубопровод уже заполнен водой и есть минимальный перепад по высоте между насосом и потребителями (а он, как правило, есть, редко, кто ставит насосную станцию на чердаке), то даже если на манометре «ноль», минимальное давление все равно присутствует. Кроме того, если насос уже запустился и смог, хотя бы однажды, поднять давление в системе, то он уже смог выгнать лишний воздух, по крайней мере из корпуса.
И еще один момент. Как мы все знаем, вода – вещество не сжимаемое, и её объем мало зависит от давления. А вот объем воздуха очень сильно зависит от давления окружающей среды, и первоначальное разрежение на всасе насоса превращает небольшой пузырек воздуха в монстра, который способен на много уменьшить общую плотность водо-воздушного коктейля в корпусе насоса. Соответственно, подняв любым способом, хотя бы на немного, первоначальное давление во всасывающей трубе, мы увеличиваем плотность коктейля, и, тем самым, уменьшаем вероятность срыва насоса.
Резонный вопрос: «А как же кавитация?». А кавитация никуда не делась, но, опять же, объем воздушных каверн зависит от давления в корпусе насоса, а дальше… смотрите предыдущий абзац.
Еще один частый вопрос, связанный с этой темой: «Почему новый насос запускается легче, чем уже проработавший в составе насосной станции энное количество времени? Ведь до этого было все нормально, насос не трогали, поменяли лишь обратный клапан (гидроаккумулятор, реле давления и т.д.)». Да потому что он новый, его еще «не ел песочек», еще не было небольших деформаций внутренних пластиковых стенок из-за перегрева, еще не было работы электродвигателя на пределе возможного, подшипники и сальники еще не изношены и прочее, и прочее. Как бы ни был хорош насос, со временем, все равно происходит износ его рабочих элементов, и его характеристики начинают уменьшаться. Просто у хороших и дорогих насосов это происходит немного позже.
Итак, вывод из всего предыдущего: нужно каким-то образом поднять давление во всасывающей трубе, и не допустить его падение при пуске насоса и в ближайшее после пуска время, до тех пор, пока насос сам не сможет создать устойчивый рост избыточного давления в системе.
Как это сделать? Как обычно, предлагаю на Ваш суд несколько решений.
Работа внутреннего эжектора центробежного насоса.На самом деле, даже производители насосов знакомы с этой проблемой. Иначе зачем, по-вашему, нужны насосы с внутренним, уже встроенным в насос, эжектором. Другое дело, что эжектор этот – далек от идеального из-за ограничения в габаритах и не всегда бывает эффективен. Хотя задумка правильная.
Вода из нижней части рабочей камеры насоса, там, где меньше вероятность появления воздуха, подается снова на всас насоса, тем самым повышая давление на всасе. Кроме того, сам всас насоса немного приподнят относительно центра насоса, где и расположен реальный вход в рабочую камеру, создавая небольшой гидравлический подпор (смешно, сантиметров 10) и действуя в качестве гидрозатвора, который отводит попадающий воздух в верхнюю часть всаса. Проблема только в том, что плотность «коктейля» настолько мала, что этих мер недостаточно.
При этом на работу эжектора тратится часть мощности электродвигателя, уменьшая напор и производительность насоса. Но производитель идет на эти жертвы ради устойчивой работы насоса и легкого его пуска.
Владельцы вихревых насосов лишены даже этой малости, зато их насосы обладают большим напором и расходом при, относительно, небольшой мощности электродвигателя.
Поможем насосу запуститься. Заливная воронка на всасе.Классическим решением данной проблемы является отдельная заливная трубка с воронкой, подсоединенная через тройник ко всасу насоса. Преимущество такого решения в его простоте и эффективности.
Заполняя воронку водой, мы, тем самым, на немного (1 метр = 0,1 бар) повышаем первоначальное давление на всасе. И все бы было прекрасно, если бы мы могли поддерживать высокий уровень воды в воронке постоянно, пока насос не «подхватит». Но это не всегда возможно. Можно заменить маловместительную воронку на бутыль или канистру, но где гарантия, что их объема точно хватит для пуска насоса.
Кстати, переместив кран на заливной трубке повыше от тройника, мы устраиваем ловушку для воздуха, приходящего к насосу по всасывающей трубе. К сожалению, только для этой его части. Подсосы воздуха непосредственно на насосе, воздух, появившийся в результате кавитации и оставшийся в насосе, мы устранить не сможем.
Гидрозатвор на всасе.Теми же недостатками обладает устройство гидрозатвора на всасе насоса. Но у него есть преимущества по сравнению с обычной заливной воронкой. Если всасывающий трубопровод действительно герметичен, то залить его нужно будет всего один раз, а дальше атмосферное давление само будет заполнять эту емкость, отделяя воздух от воды. Высота гидравлического подпора в этом случае зависит от высоты размещения самого гидрозатвора.
Важным преимуществом такого решения является возможность разместить обратный клапан системы на всасывающей трубе уже после гидрозатвора, т.е. непосредственно перед насосом. Многие читатели спрашивали об этом, не желая откапывать на морозе кессон скважины или лезть в колодец. Я их понимаю.
Ну, и небольшая «ложка дегтя». Высоту подъема воды на всасе, при таком размещении обратного клапана, нужно рассчитывать по высоте входа трубы в гидрозатвор, а не по высоте насоса. И если у Вас насос уже на пределе всасывающих возможностей, то этот вариант Вам не подойдет.
Еще есть некоторые тонкости при использовании такого устройства, но эта тема для отдельной статьи, если Вам будет интересно. И так этот рассказ получается довольно длинным, поэтому я продолжу в следующий раз.
В следующий раз я расскажу еще о нескольких способах облегчить «первый» пуск насоса. Да-да, не об одном, не двух, а о нескольких, в том числе и об универсальном, подходящем, по моему мнению, практически для любого насоса. Надеюсь, Вы сможете выбрать наиболее подходящий для Вас.
За сим, откланиваюсь, уважаемые читатели «Сан Самыча», надеюсь не надолго.
ПРОДОЛЖЕНИЕ.
Повышение давления воды в частном доме
Монтаж насосной станции это решение проблемы
Повысительный насос это хорошо, но есть у него один недостаток, который делает его бесполезным в некоторых ситуациях. Всё дело в принципе его включения. Ведь, чтобы он заработал, нужен хотя бы минимальный поток. Представим ситуацию, когда давление настолько мало, что вода есть только в подвале и не может подняться даже до 1 этажа. Тогда открыв кран, в доме никакого движения воды не будет, и повысительный насос не включится. В этом случае на помощь приходит самовсасывающая насосная станция. Она способна работать даже при нулевом давлении в системе водоснабжения, более того, этот аппарат способен высосать воду из магистрали и повысить давление в Вашей системе водоснабжения до необходимых значений.
Но есть у этого способа повышения напора и свои недостатки — прежде всего это шум при работе. Хорошо, если станция установлена в подвале, а спальня находится на втором этаже. Мало приятного просыпаться ночью от звука работающего насоса, когда кто-то из членов семьи смыл унитаз. Хотя бывают насосные станции, работающие почти бесшумно. Более подробную информацию об этом Вы можете найти перейдя на эту страницу.
Вторым недостатком использования насосных станций является необходимость защиты их от работы без воды. Да, воду могут отключить полностью, и в этом случае станция включится и не будет выключаться пока не сгорит. Для защиты насоса применяется специальное устройство, называется оно реле сухого хода. Принцип действия его прост, при падении давления ниже критического оно выключает насос (это реле может быть встроено в насосную станцию). Когда вода есть, станция поддерживает давление от 2 до 3 атмосфер, когда же её отключили, давление падает ниже 1 атмосферы и реле обесточивает станцию. Ну всё разобрались! Покупаем насосную станцию, ставим защиту от сухого хода и радуемся жизни. Но не все так просто! В такой системе возможны ложные срабатывания. Вы спокойно купаетесь в душе, жена моет посуду, а тёща решила в этот момент полить огород. Водоразбор в этом случае резко возрастёт, а давление в системе упадёт до значения срабатывания реле, которое вырубит насосную станцию. Придется перезапускать заново.
Знающие люди могут возразить. Но ведь есть более современные насосные станции без гидроаккумулятора, которые включаются по давлению, а выключаются по потоку? Например, бесшумная станция Booster Silent, в ней встроена защита от работы всухую и никаких ложных срабатываний никогда не бывает. Да, все верно, с этим тут все в порядке. Но есть одно, НО! При использовании насосных станций такого типа бывает, что давление в системе водоснабжения поднимается до недопустимо высоких значений. Пример: Для повышения напора на вводе установлен насос Booster Silent 5м с максимальным напором 55 метров, текущее давление в системе водоснабжения 3 атмосферы, когда мы осуществляем водоразбор давление в системе падает включая насос. Теперь вопрос — после того, как мы закроем кран, когда выключиться насос? Угадайте с трех раз. Все правильно, тогда, когда накачает максимум, который сможет, а именно 5,5 атмосфер. А теперь добавим сюда еще 3 атмосферы, которые и так были в системе. Получаем 8,5 атмосферы — это недопустимо много, смесители и гибкие подводки могут не выдержать. В этом случае, давление необходимо понижать установкой еще одного устройства — редукционного клапана.
И последнее, при применении такого рода насосов есть еще и моральный аспект, о котором сказано ниже.
Система с накопительным баком решает две задачи
Конечно, установка насосной станции это решение проблемы низкого давления воды. Но стоит не забывать, что насосная станция причинит неудобство Вашим соседям. Ведь включаясь, она повышает давление у Вас, но понижает его в магистрали. Поэтому, у живущих рядом людей и без того низкий напор может упасть до нуля. К тому же, есть вероятность того, что они тоже поставят насос мощнее Вашего. Что же делать, если не хотите причинить неудобства окружающим? А к тому же, Ваш сосед дядя Вася — милейший человек, который каждую осень помогает Вам копать картошку. Выход есть — установка накопительного бака. Ночью, когда водоразбор минимальный, вода накапливается в этой ёмкости. А летним днём, когда все пошли поливать, у Вас уже есть необходимый запас воды.
Накопительную ёмкость оборудуют системой автоматического наполнения. Для этих целей используют поплавковый клапан или соленоидный клапан в паре с поплавковым выключателем. Поплавковый клапан — это простой механический прибор, который перекрывает воду тогда, когда накопительная ёмкость наполнится. Такой же схожий по принципу механизм устанавливается и в унитазный бачок. Установка соленоидного клапана с поплавковым выключателем значительно дороже. Но эта система имеет свои преимущества. Более подробно об этом Вы можете прочитать здесь. На выходе из накопительной ёмкости ставится уже знакомая нам насосная станция, которая создаёт необходимое давление в системе водоснабжения. Следует отметить, что стоит защитить насосную станцию от работы в сухую в том случае, если бак полностью опустошится. Проще всего это сделать с помощью того же поплавкового выключателя.( Более подробно ознакомится со способами защиты насоса от сухого хода Вы можете, прочитав эту статью). Кроме того, при использовании накопительной ёмкости, есть ещё один большой плюс. Вода, хранящаяся в накопительном баке, освобождается от неприятных запахов сероводорода и аммиака, а растворённое железо, нередко содержащееся в водопроводной воде, частично окисляется и падает на дно ёмкости, превращаясь в ржавчину.
Ну, а что же недостатки. Самый главный недостаток — это громоздкость такой системы. Ведь, чтобы её установить, нужно использовать не меньше 1,5 м2 полезной площади.
И ещё, на бескрайних просторах интернета, Вы сможете найти кучу материалов, примерно с таким названием. «Как повысить давление воды без насоса» и подобных. Суть там сводится к следующему: вместо насоса в систему водоснабжения врезается гидроаккумулятор большого объёма. Не стоит этот вариант рассматривать, как серьёзный. Нужно понимать, гидроаккумулятор не способен увеличить давление, он способен только лишь накопить какое-то количество воды, находящейся под давлением. Причем, объем этот не так велик, как кажется. Например, установив гидроаккумулятор объемом в 100 литров, Вы будете иметь в запасе около 45 литров воды, помыться и то не хватит!
Надеемся эта статья была Вам полезной. Удачи и берегите себя!
Еще читайте статьи
Почему снижается напор воды в кране и как решить эту проблему?
После установки качественного насоса известной и надежной марки проблема водоснабжения загородного дома кажется решенной. Однако в дальнейшем некоторых пользователей может ожидать неприятный сюрприз. Давление в системе водоснабжения внезапно ослабевает, вода из крана начинает течь тонкой струйкой. Почему это происходит?
Подобная ситуация владельцам насосного оборудования кажется тем более досадной, что при покупке они руководствовались детальными расчетами отношения стоимости устройства и потребностей в водоснабжении. Получается, техника подвела. Но действительно ли проблема кроется в неисправности насоса?
Ряд проблем с недостаточным напором воды возникает из-за повреждений в самой системе водоснабжения, состоящей, помимо насоса и устройств водоподготовки (очистных фильтров и водонагревателей), также из труб, кранов и емкостей для накопления и хранения воды. Причиной протечки бывает некачественный монтаж и недостаточный диаметр полипропиленовых труб (обычно требуется 20–32 мм) или слишком сильный напор насоса (стандартное давление 6–10 бар). Проблему может создать непродуманное усовершенствование уже работающей системы: например, установка фитинга, вызывающего дополнительное сопротивление, или замена прямого участка трубопровода узловым. Осмотр трубопроводной сети иногда помогает найти проблемное место и устранить дефект заменой неисправного крана, протекающего узла или трубы. До прихода сантехников следует снизить давление в водопроводе: перекрыть впускной вентиль и открыть все домашние краны, тогда вода перестанет течь из трещины.
Если используется гидробак из стали и чугуна, нужно учесть фактор постепенной коррозии металла. Другая возможная проблема, связанная с гидроаккумулятором, — разрыв мембраны
Следует обратить внимание и на источник воды — водозабор, то есть скважину или колодец, которые обеспечивают определенный приток воды, называемый дебетом. Если дебет источника недостаточный, насос не в состоянии поддерживать постоянный напор воды в кране. Дебет водозабора иногда снижается, и причины этого зависят от свойств источника. Скважины, пробуренные в песке на глубину до 40 м, в принципе недолговечны. Они служат от 4 до 8 лет, после чего производительность падает из-за засорения частицами грунта. Так что снижение напора воды в кране может быть связано с тем, что срок эксплуатации такой скважины подошел к концу. Если же речь идет о колодце, то учитывается широкий спектр причин, влияющих на дебет источника: проведение гидромелиоративных работ, истощение водяной линзы, сезонные и циклические колебания уровня воды, климатические и природные явления, например засуха или замерзание.
При правильной установке насоса и вспомогательного защитного оборудования техника будет работать исправно
Но нередко решающее значение имеет корректная установка самого насосного оборудования. Главные ошибки, которые допускаются при монтаже насоса: отсутствие защиты от «сухого хода», неправильное местоположение, подключение к нестабильному источнику электропитания. В условиях непредсказуемых колебаний дебета водозабора необходимо предусмотреть защиту от «сухого хода». Самое простое решение для колодезного насоса — установить поплавковый выключатель, размыкающий цепь питания, когда уровень воды опускается ниже предельно допустимой величины. В случае поверхностного или скважинного агрегата для защиты от «сухого хода» рекомендуется устанавливать реле протока или давления воды на выходе насоса, использовать манометры и другие средства контроля. «Сухой ход» способен привести к отказу оборудования, но он имеет и менее очевидные последствия, которые в конечном счете определяют напор воды. При недостаточном уровне воды в колодце насос начинает гнать песок, засоряющий фильтры водоподготовки. В результате, даже если уровень воды в колодце нормализуется, пользователи сталкиваются с проблемой, описанной в начале статьи: на первый взгляд система работает как всегда, но напор в кране уменьшился. Испорченные фильтры следует очистить или заменить.
Также не менее важен выбор места монтажа насоса. Колодезный насос нельзя располагать слишком близко ко дну, поскольку перемещение водных масс приводит к образованию взвеси песка или фрагментов грунта, забивающих фильтры. Для борьбы с этим явлением делают гравийную отсыпку на дне колодца. Вообще колодезные агрегаты рассчитаны на забор чистой воды. Поэтому, если источник грязный, никакие ухищрения с монтажом насоса не помогут решить проблему засорения фильтров.
К частым проблемам загородного бытового сектора относятся колебания напряжения в сети электропитания. При падении напряжения на 10% от номинального мощность двигателя снижается примерно на 20%
Из более редких причин отметим износ пластиковых деталей в недорогих насосах. При наличии в прокачиваемой жидкости грубых примесей (песка) возможен механический износ рабочего колеса и корпуса ступени, после чего происходит «перетекание» воды, и напор падает. Наконец, проблемы с давлением в сети водоснабжения возникают со временем, если насос подобран без запаса. Количество потребителей увеличивается, и агрегат уже неспособен полностью обеспечить возрастающие потребности. Правильный выбор модели на первоначальном этапе и грамотная установка насоса избавляют пользователей от проблем в будущем
Проблема «сухого хода»
Вода нужна не только пользователям насоса, но и ему самому для правильного функционирования. Она служит смазкой и охлаждающей жидкостью, при отсутствии воды в работающем устройстве возникает так называемый сухой ход. Детали насоса нагреваются и деформируются, агрегат выходит из строя: заклинивает вал или сгорает электродвигатель.
К защите от «сухого хода» нужно относиться очень внимательно: это самый распространенный пример неправильной эксплуатации оборудования по вине покупателя.
Поломка насоса из-за «сухого хода» легко определяется специалистами сервисной службы и, как правило, не покрывается гарантийными обязательствами производителя. Проблема «сухого хода» не страшна при откачивании воды погружным насосом из глубокой скважины с хорошим дебетом. В остальных случаях устанавливают защитные средства: поплавковый выключатель, реле давления, протока или уровня воды.
Причины отсутствия давления в насосной станции
Если насосная станция не набирает давление и не отключается, необходимо рассмотреть ряд возможных причин. В большинстве случаев это происходит, если нарушена работа некоторых узлов механизма или неправильно подобрана техника — не соответствует основным параметрам гидротехнического сооружения. Существуют причины, из-за которых устройство не может самостоятельно отключиться. Если исключить все вероятные факторы, можно наладить работу агрегата собственными силами.
Причины поломки насосной станции.Почему так важно давление станции
Насос обеспечивает доставку жидкости со дна гидротехнического сооружения в систему водоснабжения. Чтобы вода поднималась с достаточной скоростью и в требуемых объемах, необходимо поддерживать давление. Заметить, что оно изменилось, можно по внешним признакам. Так, при ослаблении напора воды предполагают ухудшение работы агрегата или изменение в самом гидротехническом сооружении.
Регулировка давления выполняется с помощью гидроаккумулятора. Благодаря этому элементу системы снижается частота включений и отключений насоса. Гидроаккумулятор представляет собой накопительный бак, создающий необходимое давление благодаря силе упругости воздуха. Совместная работа насосного агрегата и гидроаккумулятора регулируется при помощи реле. При существенном падении давления реле включает насос.
Насос не обеспечит напор достаточной силы, он должен использоваться вместе с гидроаккумулятором и реле давления. При такой комбинации элементов системы обеспечивается непрерывная подача воды в трубопровод, а оттуда — к сантехническим приборам. Рекомендуется устанавливать насосную станцию на объектах, где люди проживают постоянно (частный дом). На даче можно использовать только насос.
С чем связаны сбои
Если насос не может поднять воду, этому часто способствуют внешние факторы:
Внешние сбои в работе насоса.- Снижение уровня жидкости в гидротехническом сооружении, в данном случае агрегат сначала плохо качает воду, а вскоре перестает выполнять свою функцию, работает вхолостую. При этом увеличивается износ прибора, он быстро выходит из строя, т. к. не предусмотрена возможность функционирования всухую.
- Недостаточно большая глубина гидротехнического сооружения (до 8 м), это становится причиной поломки, если снижается уровень грунтовых вод. При небольших размерах скважины такие изменения ощутимы сильнее.
- Если планируется монтировать насосную станцию на участке, предусматривается возможность установки фильтрующего элемента. Он располагается на входе системы — крепится к подающему патрубку на дне гидротехнического сооружения и постоянно контактирует с загрязнениями (песок, известь, вещества, содержащиеся в воде). Если не производить очистку фильтра, вода перестанет подниматься.
Недостаточной оказалась мощность электродвигателя
Если сила создаваемого напора воды была небольшой изначально, велика вероятность, что техника была подобрана неправильно из-за ошибочного расчета ее мощности. В результате насосная станция становится малоэффективной: вода часто отсутствует или подается с перебоями.
При расчете мощности устройства всегда делается запас (10-15%), что позволит компенсировать погрешности и воздействие негативных факторов при эксплуатации. Если данные нюансы не были учтены, агрегат работает на пределе своих возможностей: часто включается и отключается или функционирует непрерывно, что приводит к быстрому износу, появлению неполадок. В лучшем случае требуется ремонт устройства, а в худшем — он выходит из строя.
Мощность электродвигателя насоса может оказаться недостаточной и в случае, когда агрегат эксплуатируется долго. Это происходит при изменении конфигурации трубопровода: увеличиваются его длина или диаметр, меняется направление вследствие переноса некоторых сантехнических приборов, перестройки объекта и его перепланировки.
Маленькая мощность электродвигателя.Еще одной причиной падения давления на фоне низкой мощности устройства является увеличение глубины скважины. Каждая разновидность насоса предназначена для эксплуатации при заданных условиях. Если исходные данные меняются, следует выбрать другой вариант агрегата.
Изношены элементы нагнетательного механизма насоса
В зависимости от разновидности устройства могут выйти из строя разные узлы: рабочее колесо, мембрана. Данные элементы конструкции часто функционируют на высокой скорости, а значит, подвергаются воздействию высоких нагрузок, что приводит к быстрому износу. Если со дна скважины поднимается вода с примесями песка или в ней присутствуют другие загрязнения, это может ускорять истирание деталей.
При ослаблении силы напора без видимых причин (уровень воды в скважине в норме, мощность достаточная, перепады напряжения в сети не наблюдаются) можно предположить выход из строя насоса. Если насос дешевый, то заниматься ремонтом часто нецелесообразно, т. к. его стоимость может быть высокой.
Когда нет возможности заменить элементы, которые подверглись износу, лучше приобрести новый агрегат.
Трубопровод дал течь
Возможные причины:
Трубопровод дал течь.- дефект коммуникаций;
- превышение допустимого давления в трубах, например если они небольшого сечения, а насос мощный;
- если течь образовалась на участке резьбового соединения, возможно, причина в недостатке уплотнительного материала;
- засор обратного клапана, не позволяющий ему закрыться.
Разорвался эластичный элемент в гидроаккумуляторе, либо давление воздуха в нем оказалось слишком низким
В данном случае гидроаккумулятор не обеспечивает достаточный уровень давления. Насос включается, когда используется сантехнический прибор на объекте. Если при нажатии на золотник гидробака появляется вода, значит, требуется замена мембраны. Если этот элемент конструкции работает нормально, проверяют давление воздуха, оно должно составлять минимум 1,5 атм. Если необходимо, давление увеличивается посредством простого насоса.
Причины завоздушивания насосной станции
Возможные факторы, приводящие к завоздушиванию:
- Снижение уровня воды, из-за чего патрубок всасывающей линии оказался выше, чем допустимо. Возможные решения: установка поплавкового выключателя, увеличение длины шланга, что позволит опустить его ниже.
- Деформация трубы всасывающей линии, из-за чего с водой в трубу попадает воздух.
- Нарушение герметичности соединения шланга и патрубка насоса.
- Ошибки первого запуска: внутри находится воздух. Необходимо повторно залить агрегат водой, чтобы вытеснить весь объем воздуха.
Почему насосная станция не отключается
Основная причина — наличие реле давления. Насосный агрегат работает без перерыва, т. к. не может обеспечить достаточный напор воды. Из-за этого реле не размыкает цепь. Выше были рассмотренные разные причины снижения давления (нарушение функции клапана гидробака, низкая мощность насоса и т. д.). Чтобы решить проблему слабого напора в системе, следует устранить причину и выполнить регулировку реле.
Почему часто отключается скважинный насос: причины и решение
Строя дом, коттедж или даже дачу – человек меньше всего хочет испытывать сложности с инженерными сетями.
И больше всего хочет – иметь комфортное и удобное жилище, оснащённое всеми современными благами цивилизации.
Автоматическое снабжение водой – это обязательный элемент комфортного дома.
И водоснабжение из скважины – также перестало быть опцией, и прочно вошло в практику строительства домов.
Разумеется, свой источник воды, расположенный рядом с домом, или (частенько) даже в самом доме – это удобно. Да и качество воды в нём значительно выше, чем воды из муниципальной трубы.
Поэтому, скважинные насосы весьма востребованы, и используются большим количеством людей для подачи воды.
Но порой насос начинает барахлить и отключаться тогда, когда ему это делать не положено. Сейчас мы и попробуем разобраться почему часто отключается скважинный насос.
Пример подключения скважинного насоса
Как должен работать насос при нормальных условиях
Итак, вы впервые включили свой скважинный насос в розетку, и он впервые заработал.Начинается все с подкачки воды в гидробак, при закрытых кранах давление в системе растет до отметки в 2,5-3 атмосфер (устанавливается на реле давления или пульте управления).
При достижении требуемого давления – если нет разбора воды, реле выключит насос.
Система находится под давлением, и в неё закачана вода.
Мы открываем кран, начинается подача воды из гидроаккумулятора, давление падает до 1,5-1,8 атм. (также устанавливается на реле, или блоке автоматики), насос включается.
Самые частые признаки отказа скважинного насоса
Их достаточно много, но мы рассмотрим лишь основные, к таким относится:1. Слишком маленькая разница между значением включения и значением выключения, установленным на реле давления.
В этом случае – реле давления будет постоянно то включать, то выключать насос. Что, разумеется, не идёт на пользу насосу, поскольку основной износ оборудования происходит от пусковых токов в момент запуска двигателя.Как лечить: Изменить настройки реле давления.
Пример подключения реле давления
2. Негерметична система.
Здесь – может быть утечка в любом месте системы: гидроаккумуляторе, трубе, кранах, фитингах. При негерметичной системе, давление постоянно падает – и насос будет постоянно включаться, чтобы компенсировать это падение.Как лечить: всё починить. Ничто нигде не должно капать или подтекать.
3. Негерметичен обратный клапан на насосе.
В этом случае – вода из системы будет по трубе через насос сливаться обратно в скважину. Соответственно, насос будет включаться, чтобы воду вернуть на место. И так – до бесконечности. Советуем не пренебрегать обратными клапанами. И следить за их работоспособностью.Как лечить: Вытащить насос, отревизировать, или заменить обратный клапан. Заодно – проверить остальные обратные клапаны.
4. Слишком маленький гидробак.
Небольшие гидраккумуляторы используются, в основном, в системах с частотным преобразователем (например, комплектах SQE от компании Грундфос). Если у Вас традиционный насос – лучше выбрать гидробак объёмом минимум 50 – 80 литров.Как лечить: Заменить гидроаккумулятор, либо добавить в систему ещё один, большего объёма. Но это – очень редкий случай.
Устройство гидроаккумулятора Джилекс
5. Низкое давление в воздушной полости гидроаккумулятора
В этом случае – насос будет «частить».Как лечить: отрегулировать давление воздуха.
Гидроаккумулятор в разрезе
6. Повреждена мембрана гидроаккумулятора.
Определить герметичность мембраны очень просто: достаточно постучать по корпусу бака. Если звук глухой (бак заполнен водой) – значит, мембрану нужно менять. Если звонкий (вы стучите по воздуху, по сути) – мембрана герметична. Но при разрыве мембраны – насос также будет «частить».Как лечить: меняем мембрану.
7. Неисправно реле давления или блок автоматики
Тут всё понятно: реле давления или блок автоматики сошли с ума, потому и происходит то, что происходит.Как лечить: заменить или отремонтировать реле давления или блок автоматики.
В нашем интернет-магазине Вы можете купить как мембраны для гидроаккумуляторов любых производителей, так и любые комплектующие для обустройства скважины.
Позвоните нам прямо сейчас!
Понимание функций аккумуляторов
Аккумуляторы бывают разных форм и выполняют важные функции во многих гидравлических контурах. Они используются для хранения или поглощения гидравлической энергии.
При накоплении энергии они получают гидравлическую жидкость под давлением для дальнейшего использования. Иногда для ускорения процесса к потоку насоса добавляют поток из гидроаккумулятора. В других случаях накопленная энергия сохраняется в резерве до тех пор, пока она не понадобится, и может не зависеть от расхода насоса.Это могло быть для аварийного питания, когда поток насоса недоступен. Его можно использовать для поддержания давления в системе, когда поток насоса остановлен, путем подачи жидкости для компенсации утечки.
Есть несколько способов использования аккумуляторов для поглощения энергии. Обратный поток из цилиндра с большим внутренним диаметром может быть больше, чем должен проходить водопровод. Аккумулятор низкого давления может принимать часть потока, а затем откачивать ее с соответствующей скоростью для водопровода. Гидравлическая жидкость имеет относительно высокую скорость теплового расширения.Если объем жидкости ограничен и не может расширяться или сжиматься из-за изменений температуры, может возникнуть очень высокое давление, которое может повредить оборудование, или низкое давление, которое может вызвать пузырьки воздуха в гидравлической жидкости. Аккумуляторы могут использоваться для поглощения расширяющейся жидкости и / или подачи сжимающейся жидкости. Они также поглощают и рассеивают энергию при использовании для гашения импульсов давления, уменьшая шум и вибрацию.
Совет по безопасности: Аккумуляторы накапливают энергию. При работе с гидроаккумуляторами или рядом с ними существует вероятность внезапного неконтролируемого высвобождения энергии.Перед выполнением каких-либо работ с аккумулятором или компонентами, которые могут быть подключены к аккумулятору, энергия должна быть высвобождена или изолирована. Когда гидравлическое давление сбрасывается, в газе все еще сохраняется энергия. Это также должно быть облегчено или изолировано.
Накопителипредварительно нагружены, поэтому давление любой доступной жидкости будет минимальным. Три типа предварительной нагрузки: вес, пружина и газ. Обозначение устройства для накопления или поглощения энергии жидкости — удлиненный овал, показанный на рисунке 1.Конкретный тип аккумулятора показан дополнительными символами внутри овала, как показано на рисунках 2, 3 и 4. Из трех типов аккумуляторов только взвешенный имеет постоянное давление. Давление создается за счет веса, деленного на площадь опорного поршня. Весовые аккумуляторы привлекательны с точки зрения схемотехники, но обычно не подходят для мобильных приложений. Их нужно устанавливать вертикально, они относительно большие и тяжелые. Подпружиненные и газовые аккумуляторы весят меньше, занимают меньше места и могут быть установлены горизонтально, хотя предпочтительно устанавливать аккумуляторы вертикально.
Иногда называют газовые аккумуляторы с газовой пружиной. В категории газовых аккумуляторов выделяют шесть основных типов:
- Поршень
- Шумоглушитель
- Сильфон
- Мембрана
- Мочевой пузырь
- Воздух над маслом
Подобно сжатой пружине, которая хочет подтолкнуть к своему растянутому положению, сжатый газ хочет подтолкнуть к своему разжатому состоянию. Используемый газ негорючий, обычно азот, если только давление не очень низкое.Несмотря на то, что обычно существует разделительный элемент между используемым газом и гидравлической жидкостью, использование газа, содержащего кислород, например воздуха, может привести к взрыву. Когда воздух сжимается, он нагревается, и если нагретый кислород взаимодействует с гидравлической жидкостью, это может вызвать возгорание.
Для проверки давления газа в гидроаккумуляторе может потребоваться гидромеханик. При работе с газовыми аккумуляторами учитываются три различных давления. Эти давления не всегда описаны в литературе и могут иметь просто обозначения p0, p1 и p2.
p0 = Давление предварительной зарядки: исходное давление газа до накопления гидравлической жидкости в гидроаккумуляторе.
p1 = Минимальное давление: минимальное гидравлическое давление, необходимое для системы.
p2 = Максимальное давление. Максимальное давление, которое будет видеть гидроаккумулятор.
Каждое из этих давлений предоставляет информацию о гидравлической системе. Если гидроаккумулятор полностью заряжен (вмещает максимальное количество гидравлической жидкости), максимальное значение давления в системе равно p2.Если это значение слишком высокое или слишком низкое, возможно, потребуется отрегулировать регулирующий предохранительный клапан или компенсатор давления. Во время работы следует учитывать минимальное давление в системе (p1). Затем проверяется предварительная зарядка (p0), чтобы убедиться, что она находится при указанном давлении ниже p1. Со временем часть газа может улетучиться, что снизит предварительную зарядку. Если это происходит слишком часто, это говорит о том, что шлагбаум вышел из строя, и аккумулятор необходимо отремонтировать или заменить. Когда аккумулятор теряет свою предварительную зарядку, он больше не накапливает энергию.Аккумулятор может быть заполнен до полного давления в системе, но в пневматической пружине не будет запасаться энергии для выталкивания жидкости наружу.
Калибровка газовых аккумуляторов: Газовые аккумуляторы не характеризуются тем, сколько гидравлической жидкости они могут удерживать. Они описываются объемом газа, который они удерживают. Аккумулятор емкостью 1 литр вмещает 1 литр сжатого газа. Когда гидравлическая жидкость попадает в аккумулятор, она сжимает газ, увеличивая его давление и уменьшая его объем. Количество сохраненной гидравлической жидкости — это разница между исходным объемом газа и новым сжатым объемом.В 1-литровом газовом аккумуляторе, наполовину заполненном гидравлической жидкостью, будет ½ литра сжатого газа и ½ литра хранимой гидравлической жидкости.
Поршневые гидроаккумуляторы: Изготавливаются из цилиндров с поршнями. Уплотнения на поршнях являются разделительными элементами, изолирующими газ от жидкости. Как и все газовые аккумуляторы, они предварительно заряжаются (p0) при давлении ниже минимального гидравлического давления (p1). Это сделано для того, чтобы гидравлическое давление всегда препятствовало выходу поршня за нижнюю границу.
Баллонные аккумуляторы: Металлический или композитный баллон снабжен расширяемым баллоном, который используется для хранения сжатого газа и отделения его от гидравлической жидкости. Зарядный клапан подключен к баллону в верхней части баллона. На дне бутылки находится подпружиненный тарельчатый клапан, который находится в открытом положении. Когда мочевой пузырь предварительно заряжен (p0), он растягивается и полностью заполняет бутылку, закрывая тарелку. Тарельчатый клапан предотвращает разрушение баллона из-за выдавливания в трубопровод.
Когда аккумулятор заполнен максимальным объемом гидравлической жидкости, газ сжимается до максимального давления (p2). Как и в поршневом гидроаккумуляторе, предварительная зарядка ниже минимального давления в системе. Таким образом, мочевой пузырь не достигает дна тарелки. Если предварительная зарядка слишком высока, баллон может выдавиться под тарелку и быть защемленным и разорванным при закрытии тарелки.
Мембранные гидроаккумуляторы: Мембранные гидроаккумуляторы используют резиновый диск для изоляции газа от жидкости.Этот диск расположен между двумя сферическими оболочками, которые либо сварены, либо привинчены. Отсек над диафрагмой заполнен азотом. Отсек ниже напрямую подключен к гидравлическому контуру. Имеется тарельчатый клапан, который предотвращает выдавливание диафрагмы в трубопровод. Некоторые мембранные гидроаккумуляторы не обслуживаются, поэтому в случае разрыва диска или потери предварительной зарядки их необходимо заменить.
Сильфонный аккумулятор: Реже используется сильфонный аккумулятор.Он состоит из расширяемой металлической камеры внутри корпуса. Металлическая камера предварительно заполняется азотом, а затем корпус подвергается воздействию гидравлической жидкости под высоким давлением. Стенки расширяемого контейнера не касаются стенок корпуса, поэтому отсутствует износ от трения при расширении и втягивании сильфона. В них не используются эластомерные баллоны, диафрагмы или поршневые уплотнения; поэтому на них не распространяются ограничения эластомеров. Металлические сильфоны надежно работают при высоких температурах, чрезвычайно абразивных и суровых условиях.Сварные сильфоны герметичны и могут надежно работать без обслуживания или ремонта.
Шумоподавитель: Большинство гидравлических насосов вырабатывают импульсы энергии, поскольку отдельные камеры выпускают жидкость. Эти энергетические импульсы производят вибрацию и шум. Тип аккумулятора используется для гашения звука и уменьшения вибрации в гидравлических линиях. Это встроенное устройство, снабженное баллоном, окружающим диффузорную трубку. Баллон наполняется газом, как правило, при давлении 1/2 гидравлической системы.Когда жидкость проходит через глушитель, большая часть импульса энергии поглощается, обеспечивая снижение вибрации и шума.
Air-over-oil: Air-over-oil система — это простая версия аккумулятора. Однако у него есть серьезные ограничения. Он должен быть установлен вертикально и представлять собой систему с относительно низким давлением. Воздух под высоким давлением может стать очень горячим и вызвать воспламенение гидравлической жидкости. Как видно на рисунке, гидравлическое давление будет таким же, как и давление воздуха.Поскольку между воздухом и гидравлической жидкостью нет барьера, агрегат не должен сильно двигаться. Движение и вибрация могут вызвать смешивание воздуха с гидравлической жидкостью, создавая в системе пористость.
Проверьте свои навыки1. Накопители бывшие в употреблении:
а. сжать азот.
г. сжать гидравлическую жидкость.
г. накапливают твердые частицы.
г.хранить или поглощать энергию.
e. уменьшить поток.
2. Преимущество взвешенного аккумулятора в том, что:
а. его можно установить горизонтально.
г. он легче по весу.
г. занимает меньше места.
г. может заряжаться магазинным воздухом.
e. он имеет постоянное давление.
См. Решения
Материал этой статьи включен в обновленное руководство по сертификации мобильных гидравлических механиков, которое будет выпущено в 2021 году.
Основы аккумуляторов— Seal & Cylinder Source, Inc.
Больше, чем просто уплотнения и цилиндры …………… .Решения!
Газобаллонные установки
Удаленное хранение газа обеспечивает гибкость в больших и малых системах, рис. 6. Концепция газового баллона обычно описывается этой простой формулой: размер аккумулятора минус необходимый выход жидкости равен размеру газового баллона. Например, приложение, в котором требуется аккумулятор на 30 галлонов, может потребовать от 8 до 10 галлонов выходной жидкости.Таким образом, это приложение может быть удовлетворено аккумулятором на 10 галлонов и газовым баллоном на 20 галлонов.
Аккумулятор, используемый с удаленным хранением газа, обычно имеет порт того же размера на стороне газа, что и на стороне гидравлики, чтобы обеспечить беспрепятственный поток газа в газовый баллон и из него. Газовый баллон имеет эквивалентный порт на одном конце и газозаправочный клапан на другом. Эти двухкомпонентные аккумуляторы могут быть сконфигурированы или изогнуты под любым углом, чтобы соответствовать доступному пространству.
Концепция газового баллона подходит как для баллонных, так и для поршневых аккумуляторов.Обратите внимание, что для баллонных аккумуляторов требуется специальное устройство, называемое перегородкой на газовой стороне, чтобы предотвратить выдавливание баллона в трубопровод газового баллона.
Опять же, размер поршневого гидроаккумулятора должен быть таким, чтобы поршень не опускался до дна в любом конце цикла. Размеры мочевого пузыря должны быть такими, чтобы не допускать наполнения более чем на 85% или опорожнения более чем на 85%. Скорость потока между переносящим барьером баллона и его газовым баллоном будет ограничиваться горловиной трубки барьерного переноса.Из-за этих недостатков баллонные аккумуляторы / баллонные аккумуляторы следует зарезервировать для специальных применений.
Расход и время отклика
Таблица 2 предлагает максимальные значения расхода для представительных размеров и типов аккумуляторов. Большие стандартные конструкции баллонов ограничены до 220 галлонов в минуту, хотя скорость может быть увеличена до 600 галлонов в минуту с использованием дорогостоящего порта с высокой пропускной способностью. Тарельчатый клапан регулирует расход; чрезмерный поток приводит к преждевременному закрытию тарелки. Несколько аккумуляторов, установленных на общем коллекторе, необходимы для достижения расхода более 600 галлонов в минуту.
Допустимые скорости потока для поршневых аккумуляторов обычно превышают значения для баллонных конструкций. Поток ограничен скоростью поршня, которая не должна превышать 10 футов / сек, чтобы избежать повреждения уплотнения поршня. В высокоскоростных приложениях высокие температуры контакта уплотнения и быстрая декомпрессия азота, проникшего в материал уплотнения, могут вызвать пузыри, трещины и ямки в резине.
Баллонные гидроаккумуляторыбыстрее реагируют на изменения давления в системе, чем поршневые, по двум причинам:
1. Резиновые баллоны не должны преодолевать статическое трение, которое должно преодолевать поршневое уплотнение, а 2. Масса поршня не требует ускорения или замедления. Однако на практике разница в ответах может быть не такой большой, как принято считать, и, вероятно, несущественной для большинства приложений.
Амортизатор
Тесты, проведенные в Университете Висконсина, Мэдисон, показывают, что для контроля шока не обязательно нужен аккумулятор в мочевом пузыре.При номинальном расходе системы 30 галлонов в минуту в испытательной цепи, рис. 7, направленный регулирующий клапан с внутренним управлением, расположенный на расстоянии 118 футов от насоса, закрывается, создавая удар. Когда ударная волна проходит от клапана обратно по гидравлическим линиям, огибает углы и различные ограничения, некоторая часть ее энергии расходуется при ускорении массы жидкости в линиях.
С 1-1 / 4 дюйма. При установке предохранительного клапана на 2750 фунтов на квадратный дюйм и отсутствии аккумулятора в цепи, осциллограмма A , рис. 8, показывает скачок давления на 385 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана.Добавление поршневого гидроаккумулятора на 1 галлон к клапану снижает переходной режим до 100 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, график B . Замена баллонного гидроаккумулятора на 1 галлон сокращает переходной режим до 78 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, график C , всего на 22 фунта на квадратный дюйм лучше, чем защита поршневого типа.
Второй аналогичный тест с 5/8 дюйм. Настройка трубопровода и предохранительного клапана на 2650 фунтов на квадратный дюйм приводит к скачку давления на 2011 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана без аккумулятора, график A , рисунок 9.Поршневой гидроаккумулятор гасит переходное давление до 107 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, график B , в то время как баллонный аккумулятор гасит переходный процесс до 87 фунтов на квадратный дюйм, превышающий настройку предохранительного клапана, график C . Разница между типами аккумуляторов в подавлении ударов снова была незначительной.
Сервооборудование
Другое распространенное заблуждение гласит, что для всех сервоприложений требуется баллонный аккумулятор. Опыт показывает, что лишь небольшой процент сервоприводов требует времени отклика 25 мс или меньше, область, где разница в отклике между поршневыми и баллонными гидроаккумуляторами становится существенной.Накопители мочевого пузыря должны использоваться для приложений, требующих ответа менее 25 мс, и любого типа, когда ответ 25 мс или более является адекватным.
Настройка и обслуживание: предварительная зарядка
На недавно отремонтированных баллонных гидроаккумуляторах внутренний диаметр корпуса следует смазать системной жидкостью перед предварительной заправкой. Эта жидкость действует как подушка, смазывает и защищает мочевой пузырь, когда он раскручивается и раскручивается. Когда начинается предварительная зарядка, следует медленно вводить начальные 50 фунтов на квадратный дюйм азота.
Несоблюдение этих мер предосторожности может привести к немедленному отказу мочевого пузыря. Азот под высоким давлением, быстро расширяющийся и, следовательно, холодный, может направлять длину сложенного пузыря и концентрироваться на дне. Охлажденная хрупкая резина, быстро расширяющаяся, может разорваться в виде звездообразования, рис. 10 (а). Мочевой пузырь также может быть зажат под тарелкой, в результате чего на дне мочевого пузыря получится С-образный разрез, рис. 10 (b).
Сторона жидкости поршневых аккумуляторов должна быть пустой во время предварительной зарядки, чтобы объем на стороне газа был максимальным.Во время предварительной зарядки могут возникнуть небольшие повреждения, если таковые имеются.
Слишком высокое давление предварительной зарядки или снижение минимального давления в системе без соответствующего снижения давления предварительной зарядки может вызвать проблемы в работе или повреждение аккумуляторов. При чрезмерном давлении предварительной зарядки поршневой гидроаккумулятор будет переключаться между ступенями (e) и (b), рисунок 2, и поршень будет находиться слишком близко к гидравлической торцевой крышке. Поршень может упасть при минимальном давлении в системе, что приведет к снижению производительности и, в конечном итоге, к повреждению поршня и его уплотнения.Часто слышно удары поршня; звук служит предупреждением о надвигающихся проблемах.
Слишком высокий предварительный заряд в баллонном аккумуляторе может загнать баллон в тарельчатый узел при переключении между стадиями (e) и (b), рис. 2. Это может вызвать усталостный отказ пружины и тарельчатого клапана в сборе или защемление и отрежьте мочевой пузырь, если пакет застрял под тарелкой, когда он был принудительно закрыт. Слишком высокое давление предварительной зарядки является наиболее частой причиной отказа мочевого пузыря.
Слишком низкое давление предварительной зарядки или увеличение давления в системе без компенсирующего увеличения давления предварительной зарядки также может вызвать проблемы в работе с возможным повреждением аккумулятора. Без предварительной зарядки в поршневом гидроаккумуляторе поршень, скорее всего, попадет в крышку газового конца и, вероятно, останется там. Единичный контакт вряд ли вызовет повреждение.
Для баллонных аккумуляторов слишком низкая предварительная зарядка или ее отсутствие может иметь серьезные последствия. Баллон может быть раздавлен до верха оболочки, затем может выдавиться в газовый клапан и быть проколот.Одного такого цикла достаточно, чтобы разрушить мочевой пузырь. Таким образом, поршневые гидроаккумуляторы более терпимы к неправильной подзарядке.
| Таблица 2 — Максимальный рекомендуемый расход гидроаккумулятора | ||||
| Диаметр поршня, дюйм | Емкость мочевого пузыря | галлонов в минуту при 3000 фунт / кв. Дюйм | ||
|---|---|---|---|---|
| Поршень | Мочевой пузырь | |||
| Стандартный | Высокопроизводительный | |||
| 2 4 6 | 1 кварта 1 галлон 2.5 галлонов | 100 400 800 | 60 150 220 | — — 600 |
| 7 9 12 | больше 2,5 галлона | 1,200 2,000 3,400 | 220 220 220 | 600 600 600 |
Выбор специального аккумулятора
Внезапные удары и толчки — отличное развлечение, когда вы едете по бездорожью или катаетесь на американских горках.Но когда вы управляете оборудованием, вы хотите, чтобы оно работало так же плавно, как Cadillac, катящийся по межгосударственному шоссе. Внезапные изменения давления вызывают вибрацию, кавитацию и гидравлический удар и в целом снижают срок службы и надежность гидравлических систем.
Основная проблема с жидкостными системами под давлением заключается в том, что жидкости не сжимаются. Всегда будут изменения давления и расхода, вызванные такими вещами, как открытие и закрытие клапанов, ограничения в трубопроводе или действие поршневого или роторного насоса.Поскольку эти изменения давления не могут быть уравновешены изменением объема текучей среды, либо часть текучей среды преобразуется в газ, либо происходит разделение колонны, вызывающее кавитацию, и / или энергетические удары по другим компонентам.
Решение состоит в том, чтобы ввести в систему сжимаемый элемент, например газ, который будет учитывать изменения расхода и давления. Ниже приводится краткое изложение некоторых вариантов поддержания равномерного давления и повышения надежности оборудования.
Демпферы пульсаций
В большинстве систем перекачки жидкостей основным источником пульсации является насос. Это относится как к гидравлическим системам движения, так и к насосам для впрыска химреагентов. В случае любого типа поршневого насоса прямого вытеснения — будь то диафрагма, шестерня, поршень или лопасть — насос разбивает входной поток на серию дискретных объемов. Затем насос подает энергию к каждому из этих дискретных объемов, повышая его давление и затем выпуская его в общий поток высокого давления.
Хотя среднее давление и расход жидкости остаются относительно постоянными, они подвержены значительным колебаниям, особенно в области сразу после выхода насоса. Насос работает, забирая в камеру конечное количество жидкости, а затем быстро сжимая ее. Это действие создает синусоидальную картину давления и скорости жидкости, колеблющуюся около среднего давления и скорости системы.
Когда высокоскоростная жидкость под высоким давлением выходит из нагнетательного отверстия насоса, она создает волну сжатия.Эта волна проходит через жидкость со скоростью звука, пока не достигнет изгиба или сужения трубы. В этот момент соединение или ограничение поглощает часть энергии волны сжатия, а остальная часть отражается назад против потока, исходящего от насоса. Этот возвратно-поступательный удар волны сжатия снижает срок службы насоса и компонентов трубопровода.
Демпферы пульсаций — это устройства, прикрепленные к выходу насоса, которые смягчают колебания давления и объема насоса.Их можно прикрепить к тройнику на выходе из линии или расположить на одной линии. Доступны многочисленные конструкции, но основные элементы состоят из сферы, содержащей диафрагму, или цилиндра, содержащего баллон (рис. 5). В первом варианте диафрагма удерживается на месте двумя половинами сферы. Диафрагма разделяет внутреннюю часть сферы на две половины: одна содержит азот, а другая — перекачиваемую жидкость. Зарядный клапан и манометр подключаются к газовой стороне сферы, а жидкостная сторона подключается к водопроводу.Цилиндрическая конструкция аналогична по эксплуатации, но к заправочному клапану прикреплен баллон. Газ содержится внутри баллона, в то время как жидкость протекает между баллоном и баллоном.
| 5. Плавный оператор. Аккумулятор емкостью 5 галлонов используется для гашения колебаний давления и объема нагнетания насоса. Предоставлено: Fluid Energy Controls |
В обоих случаях газовая сторона демпфера предварительно заполнена примерно до 80% минимально допустимого давления в системе, так что внутри демпфера всегда будет некоторое количество жидкости.При быстром повышении давления в жидкости, когда азот более сжимаем, чем гидравлическая жидкость, большая часть жидкости, превышающей средний поток в системе, попадает в демпфер пульсаций, а не создает волну сжатия. Точно так же во время хода поршня при низком давлении газ расширяется, выталкивая жидкость обратно из демпфера в систему, поддерживая средний расход и давление. Эластичность резины и сжимаемость газа работают вместе, чтобы устранить более 95% колебаний расхода и давления, тем самым продлевая срок службы оборудования.
Ограничители перенапряжения
Во-первых, поймите, что помпаж сильно отличается от пульсации. Последнее — это регулярное ускорение и замедление жидкости, обычно вызываемое циклическими действиями поршневого насоса. Хотя пульсацию можно решить, установив демпфер пульсаций подходящего размера на выходе насоса, помпаж менее предсказуем и может вызвать серьезные повреждения труб, клапанов, фитингов и насосов.
Гидравлические системы никогда не работают при постоянном давлении.Включение и выключение насосов, а также изменения температуры, потребления и уровня в резервуаре изменяют скорость потока и давление в системе в любой момент времени. Незначительное изменение давления, также называемое скачком давления, приводит к колебаниям давления жидкости в системе и может повредить трубы, клапаны и фитинги. Это колебание давления называется гидроударом.
С другой стороны, более сильный гидроудар возникает, когда происходит резкое изменение либо на входе, либо на выходе системы. Наиболее частыми причинами являются насосы, которые внезапно включаются или отключаются, или быстро закрываются клапаны.Жидкости в жидком состоянии в основном несжимаемы. Это то, что позволяет вам создавать давление на одном конце трубопровода и достигать давления во всей системе.
Когда выпускной клапан внезапно закрывается, энергия, содержащаяся в потоке воды, сжимает воду, ближайшую к клапану. Подобно пружине, эта энергия затем меняет направление потока, посылая ударную волну со скоростью звука обратно вверх по потоку, пока она не ударится о препятствие, такое как сустав, другой закрытый клапан или рабочее колесо в насосе. Большая часть энергии этой ударной волны затем отражается от этого препятствия и возвращается, чтобы снова запустить клапан.Волна движется вперед и назад между препятствием и клапаном, пока трение окончательно не рассеет энергию.
Другая проблема может возникнуть, когда насос внезапно отключается, возможно, из-за отключения электроэнергии. Когда это происходит, в столбе текучей среды может внезапно падать давление, вызывая разделение в столбе текучей среды, при этом часть текучей среды становится паром. Когда давление снова увеличивается выше точки давления пара, сжатие парового кармана посылает ударную волну через систему.
Ограничители перенапряжения похожи по конструкции на демпферы пульсаций, но они рассчитаны на гораздо большие колебания давления и объема. Баллон предварительно заряжен до уровня ниже минимально допустимого давления в системе, поэтому внутри ограничителя перенапряжения всегда будет некоторое количество жидкости. Когда происходит скачок давления, большая часть жидкости под давлением выше среднего в системе течет в ограничитель перенапряжения и, следовательно, рассеивает волну сжатия. Когда происходит внезапное падение давления, газ расширяется, вытесняя жидкость из ограничителя перенапряжения, поэтому нет опасности вызвать разделение колонны.
Помимо размера, одно ключевое различие между демпфером пульсаций и ограничителем перенапряжения заключается в том, где они установлены. Гаситель пульсаций следует размещать как можно ближе к выпускному отверстию насоса. С другой стороны, ограничители перенапряжения потребуются в различных точках системы. Их можно установить на выходе насоса, чтобы предотвратить повреждение насоса в случае потери мощности. Другие могут быть установлены в критических точках трубопроводной сети, где могут возникнуть скачки давления, например, перед быстро закрывающимся клапаном.
Баллонные или диафрагменные гидроаккумуляторы
Хотя ограничители перенапряжения и гасители пульсаций предназначены для минимизации повреждений, вызванных повышением давления, гидроаккумуляторы предназначены для предотвращения падения давления. Обычное применение называется LOSA (аккумулятор системы смазочного масла), который обеспечивает временный источник масла в случае нарушения потока. Гидравлические аккумуляторы — это устройства хранения энергии, которые сглаживают пульсацию масляных насосов и обеспечивают кратковременное давление масла при отключении электроэнергии или при переключении между масляными насосами.Аккумуляторы также помогают поддерживать постоянное давление масла во время временных изменений спроса (Рисунок 6).
| 6. Дешевая страховка. Баллонный аккумулятор с пробкой и тарельчатой конструкцией будет служить временным источником масла в случае нарушения потока. Предоставлено: Fluid Energy Controls |
Аккумулятор — это, по сути, сосуд высокого давления, в котором хранится масло и содержит механические средства поддержания давления при отключении насоса, что позволяет гасить колебания давления масла.
Аккумуляторыразличаются типом используемых механических средств, таких как пружина, сила тяжести и газовая нагрузка. Газонаполненные аккумуляторы используют сжатый газ для создания давления и бывают одного из двух типов: сепараторные и несепараторные. Аккумуляторы без сепаратора не имеют барьера между газом и жидкостью. Это простейшая конструкция, в которой можно хранить наибольшее количество масла. Однако из-за отсутствия барьера, отделяющего газ от нефти, газ может абсорбироваться текучей средой, особенно при высоких давлениях.Затем, когда давление падает, абсорбированный газ образует пузырьки в масле, вызывая губчатость в системе, которая может повредить насос из-за кавитации.
Баллонные аккумуляторы состоят из металлического цилиндра, в котором находится баллон под давлением. Они разработаны в соответствии со стандартом 614 / ISO 10438 Американского института нефти, который распространяется на системы смазки, и Кодексом ASME по сосудам высокого давления и котлам, раздел VIII, раздел 1. В соответствии со стандартами эти резервуары-аккумуляторы изготовлены из нержавеющей стали серии 300. и может выдерживать максимальное давление около 1500 фунтов на квадратный дюйм.
Благодаря своей высокой гибкости и небольшому весу баллон имеет быстрое время отклика, что позволяет гидроаккумулятору быстро компенсировать перепады давления в системе и предотвращать повреждение подшипников и других компонентов.
Мембранные гидроаккумуляторы выполняют аналогичную функцию, и, как и диафрагменные демпферы пульсаций, емкость гидроаккумулятора также разделена диафрагмой на две половины. Базовая конструкция диафрагменного аккумулятора аналогична диафрагменному демпферу пульсаций.
Стабилизаторы всасывания
Стабилизаторы всасывания выполняют те же функции, что и ограничители перенапряжения и демпферы пульсаций, но они защищают от падения давления на входе насосов. Вместо того, чтобы абсорбировать лишнюю жидкость, они подают ее при падении давления, например, при запуске насоса. Это снижает риск кавитации, потери напора и пульсации, которые в противном случае могут возникнуть на входе насоса и могут повредить насос. Это также предотвращает переходные процессы низкого давления и обратный поток, который приводит к вспениванию всасывающей трубы, дестабилизирующему поток.
—Составлено Джо Чима , старшим инженером по проекту производителя аккумуляторов Fluid Energy Controls Inc. в Лос-Анджелесе, Калифорния.
Где и как применять гидроаккумуляторы
Аккумулятор — это накопитель энергии. Он сохраняет потенциальную энергию за счет сжатия сухого инертного газа (обычно азота) в контейнере, открытом для относительно несжимаемой жидкости (обычно гидравлического масла). Сегодня обычно используются два типа аккумуляторов.Первый — это баллонный тип (включая конструкции с диафрагмой), а второй — поршневой. В то время как существуют другие типы конструкций аккумуляторов, аккумуляторы сжатого газа, несомненно, являются наиболее распространенными.
Тип баллона использует сжимаемый газ, содержащийся в эластичном баллоне, установленном внутри резервуара. Оболочка действует как резервуар под давлением как для газа (в баллоне), так и для гидравлической жидкости. Баллон обеспечивает барьер между инертным газом и текучей средой для предотвращения перемешивания.В поршневом стиле используется цилиндр с плавающим поршнем. Цилиндр служит резервуаром под давлением как для газа, так и для жидкости, а поршень обеспечивает барьер между газом и маслом для предотвращения перемешивания. (Обратите внимание, что кислород никогда не используется, так как он может быть взрывоопасным при смешивании с маслом под высоким давлением.)
Где используются аккумуляторы?
Аккумуляторы можно творчески применить в любом количестве ситуаций, в том числе:
- Аварийная ситуация и безопасность: Аккумулятор, который постоянно находится под давлением, полезен в случае отключения электроэнергии, поскольку он может обеспечить поток и давление, необходимые для выполнения дополнительных функций или завершения цикла машины.
- Гашение ударов или пульсаций: Аккумулятор можно использовать для смягчения скачков давления в результате внезапного закрытия клапана, пульсации насосов или реакции нагрузки на внезапное движение частей, подключенных к гидравлическим приводам.
- Компенсация утечки: Аккумулятор может использоваться для поддержания давления и восполнения потери жидкости из-за внутренней утечки компонентов системы, включая цилиндры и клапаны.
- Тепловое расширение: Аккумулятор может поглощать перепады давления, вызванные колебаниями температуры в замкнутой гидравлической системе.
- Энергосбережение: Накопитель может использоваться в качестве дополнения к насосу во время пикового потребления, тем самым уменьшая размер необходимого насоса и двигателя. Аккумулятор заряжается во время сегментов с низкой потребностью во время цикла насоса, а затем разряжается во время частей с высокой потребляемой мощностью.
- Снижение шума: Аккумулятор эффективно снижает шум гидравлической системы, вызываемый предохранительными клапанами, пульсациями насоса, сотрясением системы и другими шумами, создаваемыми контурами.
- Улучшенное время отклика: Аккумулятор (баллонного типа) имеет практически мгновенное время отклика, которое может очень быстро подавать жидкость на быстродействующие клапаны, такие как сервоприводы и пропорциональные механизмы, для повышения их эффективности.
Как работают аккумуляторы?
Аккумуляторы работают за счет значительной разницы в сжимаемости между газом и жидкостью. Благодаря конструкции баллона азот в баллоне обладает высокой сжимаемостью, в то время как гидравлическое масло на стороне жидкости корпуса составляет практически
.несжимаемый.Баллон, содержащийся в кожухе, предварительно заполнен газообразным азотом до давления, рассчитанного на основе параметров системы и выполняемой работы. После предварительной зарядки баллон занимает почти весь объем корпуса. Отсюда работу аккумулятора можно разбить на три основных этапа:
- Когда гидравлический насос в системе включен, жидкость попадает в аккумулятор. Когда жидкость заполняет оболочку, начинается зарядка аккумулятора, поскольку азот в баллоне сжимается под давлением, превышающим его давление предварительной зарядки.Это источник накопленной энергии.
- Когда баллон сжимается из-за жидкости, заполняющей оболочку, он «деформируется» по форме, занимая меньше места в оболочке, в то же время давление в баллоне увеличивается. Эта «деформация» баллона прекращается, когда давление жидкости в системе и сжатого азота уравновешивается.
- Когда нижерасположенный контур требует потока, давление в системе жидкости падает, и накопленная жидкость выталкивается из корпуса гидроаккумулятора.Он возвращается в систему под давлением сжатого азота, давление которого теперь превышает давление жидкости. После завершения любой функции гидравлической системы, для которой был разработан гидроаккумулятор, цикл начинается заново с первого шага.
Одним из наиболее важных соображений при применении гидроаккумуляторов является расчет правильного давления предварительной зарядки для используемого типа гидроаккумулятора, выполняемых работ и рабочих параметров системы.Давление предварительной зарядки обычно составляет 80–90% минимального рабочего давления системы. Это гарантирует, что небольшое количество жидкости останется в аккумуляторе, чтобы предотвратить удары баллона, диафрагмы или поршня о противоположный конец сосуда высокого давления, засорение выпускных клапанов или блокирование каналов для жидкости. Слишком высокое или слишком низкое давление предварительной зарядки может привести к повреждению или отказу аккумулятора. И наоборот, правильно спроектированный и обслуживаемый аккумулятор должен безотказно работать в течение многих лет.
Что мне нужно знать, чтобы определить размер и выбрать аккумулятор?
В зависимости от того, что должен делать аккумулятор, существует множество вопросов, формул и диаграмм, которые влияют на фактический размер, применение и размещение аккумуляторов. Эта статья предназначена для обзора работы и применения аккумулятора, а не для урока изотермического или адиабатического определения размеров. Пожалуйста, свяжитесь с вашим инженером по продажам RHM для получения конкретной помощи с определением размеров. Тем не менее, необходимо знать некоторые основные системные требования:
- Общий объем жидкости, необходимый для всех компонентов системы.
- Минимальное рабочее давление в системе.
- Максимальное рабочее давление в системе… .пиковая нагрузка и кратковременные «всплески».
- Рабочие температуры жидкости, включая окружающую, минимальную и максимальную.
- Время цикла машины / график, включая время «работы» и «восстановления».
- Спецификация жидкости.
С помощью этих основных параметров системы мы можем рассчитать надлежащее давление предварительной зарядки, размер аккумулятора, материалы баллона, тип аккумулятора и его размещение в системе.
Заключение: Итак, каковы преимущества использования аккумуляторов?
Правильно спроектированный контур гидроаккумулятора может дать много преимуществ для работы гидравлической системы. Ключевые среди них:
- Более низкая стоимость установки системы : Гидравлическая система с гидроаккумулятором может уменьшить размер насоса и электродвигателя, что приводит к меньшему количеству используемого масла, меньшему резервуару и снижению охлаждающей способности.
- Меньше утечек и затрат на техническое обслуживание : Способность уменьшить удары системы продлит срок службы компонентов, уменьшит утечку из стыков труб и минимизирует затраты на техническое обслуживание гидравлической системы.
- Повышенная производительность : Малоинерционные баллонные аккумуляторы могут обеспечить мгновенное время отклика для удовлетворения требований к пиковому расходу. Они также могут помочь в достижении постоянного давления в системах с использованием насосов переменной производительности для повышения производительности и качества.
- Пониженный уровень шума : Уменьшенный размер насоса и двигателя в сочетании с амортизацией системы снижает общий уровень шума машины и приводит к повышению производительности оператора.
- Гибкие подходы к проектированию : Широкий диапазон типов и размеров аккумуляторов, включая аксессуары, обеспечивает универсальный и простой в применении подход к проектированию.
- Снижение затрат на электроэнергию : Экономия затрат до 33% достижима в высокопроизводительном промышленном оборудовании, использующем аккумуляторы.
Примечание : «Технические советы», предлагаемые Flodraulic Group или ее компаниями, представлены как удобство для тех, кто может захотеть их использовать, и не представлены в качестве альтернативы формальному образованию в области гидроэнергетики или профессиональной помощи в проектировании систем.
Гидравлический аккумулятор с газом в качестве сжимаемой среды
Описание
Этот блок моделирует газовый аккумулятор. Аккумулятор состоит из предварительно заряженной газовой камеры и жидкостной камеры. Жидкость камера подключена к гидросистеме. Камеры разделены с помощью мочевого пузыря, поршня или любой диафрагмы.
По мере увеличения давления жидкости на входе в гидроаккумулятор чем давление предварительной зарядки, жидкость поступает в гидроаккумулятор и сжимает газ, запасающий гидравлическую энергию.Снижение давления жидкости вызывает декомпрессию газа и сброс хранящейся жидкости в система.
Во время типичных операций давление в газовой камере составляет равное давлению в жидкостной камере. Однако если давление на входе в гидроаккумулятор падает ниже давления предварительной зарядки, газ камера становится изолированной от системы. В этой ситуации жидкость камера пуста, а давление в газовой камере остается постоянным и равняется давлению предварительной зарядки.Давление в гидроаккумуляторе вход зависит от гидравлической системы, к которой подключен гидроаккумулятор. связаны. Если давление на входе в гидроаккумулятор достигает давление предварительной зарядки или выше, жидкость снова попадает в гидроаккумулятор.
Движение сепаратора между жидкостной камерой и газовая камера ограничена двумя жесткими упорами, ограничивающими расширение и сокращение объема жидкости. Объем жидкости ограничен, когда жидкостная камера заполнена и когда жидкостная камера пуста.Жесткие упоры моделируются с конечной жесткостью и демпфированием. Этот означает, что объем жидкости может стать отрицательным. или больше, чем вместимость жидкостной камеры, в зависимости от значений коэффициента жесткости упора и давления на входе в гидроаккумулятор.
На схеме изображен газовый аккумулятор. Общая объем аккумулятора ( V T ) разделен на жидкостную камеру слева и газовую камеру справа вертикальным разделителем.Расстояние между левыми сторона и разделитель определяет объем жидкости ( V F ). Расстояние между правой стороной и разделителем определяет объем газа ( V T — V F ). Емкость жидкостной камеры ( V C ) меньше общего объема аккумулятора ( V T ) так что объем газа никогда не становится равным нулю.
Контактное давление жесткого останова моделируется термином жесткости и демпфирующий член.Связь давления газа и объема газа между текущим состоянием и состоянием предварительной зарядки задается политропная зависимость, со сбалансированным давлением на сепараторе:
(pG + pA) (VT − VF) k = (ppr + pA) VTk
pHS = {KS (VF − VC) + KdqF + (VF − VC), если VF ≥VCKSVF − KdqF − VFif VF≤00 в противном случае
qF + = {qFif qF≥00 в противном случае
qF — = {qFif qF≤00 в противном случае
где
| Общий объем гидроаккумулятора, включая жидкостную камеру и газовая камера | |
| V F | Объем жидкости в гидроаккумуляторе |
| V init | Начальный объем жидкости в гидроаккумуляторе |
| Емкость жидкостной камеры, разница между суммарным аккумулятором объем и мертвый объем газовой камеры | |
| V мертвый | Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры который остается заполненным газом, когда жидкостная камера заполнена |
| p F | Давление жидкости (манометрическое) в жидкостной камере, равное к давлению на входе в гидроаккумулятор |
| p пр | Давление (манометрическое) в газовой камере при жидкостной камере пусто |
| p A | Атмосферное давление |
| p G | Давление газа (манометрическое) в газовой камере |
| 99 HS 9030 давление прижима упора | |
| K s | Коэффициент жесткости упора |
| K d | Коэффициент демпфирования жесткого упора |
| Коэффициент теплоотдачи (индекс адиабаты) | |
| q F | Расход жидкости в аккумулятор, положительный, если жидкость течет в гидроаккумулятор |
Расход жидкости в гидроаккумулятор — это скорость изменения объем жидкости:
При т = 0, начальное условие: V F = V init , где V init — значение вы назначаете параметру Начальный объем жидкости .
Клапаны разгрузки гидроаккумулятора
Клапан разгрузки аккумулятора был разработан специально для использования в схемы аккумуляторов. Его конструкция обеспечивает три функции. Это ограничивает максимальное давление в системе, выгружает насос в бак, когда аккумулятор достигает желаемое давление, и он перезагружает насос, чтобы поднять гидроаккумулятор до полной зарядки после достижения заданного минимального давления. К Лучше разберусь в работе этого клапана гугловских «аккумуляторов». |
Выше : клапан разгрузки аккумулятора
Для целей этого раздела достаточно сказать, что гидроаккумулятор хранит заданный объем масла под давлением. Так же, при относительно низком давлении в гидроаккумуляторе накапливается меньше жидкости чем при полном давлении в системе. Собственно объем масла доступный из аккумулятора определяется путем вычитания объем масла, удерживаемый при минимальном рабочем давлении от количества масла, хранящегося при максимальном давлении в системе.Этот дифференциальный объем разряжается гидроаккумулятором, когда давление в системе падает с от максимума до минимума. Конечно, период времени, в течение которого падение давления устанавливает скорость потока, доступную от аккумулятор.
Помните:
Расход = Объем / Время
При использовании с насосом постоянной производительности, аккумуляторная разгрузка Клапан выполняет функцию сброса и разгрузки. Клапан состоит из патронного тарельчатого предохранительного клапана с пилотным управлением, запорный полнопоточный обратный клапан и разгрузочный поршень, который отменяет функцию сброса пилота.Давайте теперь рассмотрим различные условия эксплуатации этого клапана.
ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА
На рабочем разрезе показано, что этот клапан имеет три рабочие порты: вход насоса, подключение к системе и возврат резервуара.
Выход насоса подключен непосредственно к напорному патрубку этот клапан, так что весь поток насоса должен проходить через клапан перед входом в систему. Конечно, порт резервуара подключен непосредственно к гидравлическому резервуару. Если хочешь сдать возврат протекает через фильтры или теплообменники, следует использовать внешний слив для пружинной камеры пилота.
Предполагая, что пилотная пружина усаживает пилотную тарелку, основной тарелка также закрыта из-за баланса гидравлического давления и легкая сила пружины. Клапан подает поток в систему через запорный обратный клапан, который, в свою очередь, заряжает аккумулятор по мере увеличения давления в системе. Вы заметите, что пока поскольку есть поток, более высокое давление существует в правой области разгрузочного поршня, чем слева, из-за падения давления через запорный обратный клапан.Разгрузочный поршень удерживается в крайнем левом положении и не влияет на функцию разгрузки.
Выше : Зарядка аккумулятора. (См. Цвет
легенда кода для выше
изображение)
СНЯТИЕ И РАЗГРУЗКА НАСОСА
Когда аккумулятор достигает желаемого уровня заряда, давление в системе сбрасывается. пилотный сброс, который вызывает падение давления над основной тарелкой. В то же время давление теряется в правой зоне разгрузки. поршневой, так что давление в системе от гидроаккумулятора сдерживает разгрузку поршень против носа пилота поп-питомца, удерживая его без седла.Момент открывается главная тарелка, потеря давления на входе обратного клапана вызывает он закрывается, тем самым изолируя насос от остальной системы. Под В этих условиях насос беспрепятственно перекачивает масло в резервуар, в то время как давление в системе поддерживается аккумулятором.
Выше : Разгрузка и разгрузка насоса. (Видеть
Легенда цветового кода для вышеуказанного
изображение)
ПЕРЕЗАГРУЗКА НАСОСА
Предназначение разгрузочного клапана гидроаккумулятора — предотвратить работу насоса. от перезагрузки в момент небольшого спада давления в системе.Именно по этой причине нельзя использовать стандартный разгрузочный клапан в приложение-аккумулятор. То есть при стандартном разгрузочном клапане небольшой перепад давления между открытым и закрытым положениями установит быстрое переключение насоса между нагруженным и ненагруженным состояниями. Чтобы решить эту проблему, пилотная головка клапана разгрузки аккумулятора спроектирован с дифференциальными эффективными площадями между пилотным рельефом и разгрузочный поршень.
(см. Обозначение цветового кода на изображении выше)
На рисунке выше показано, как клапан разгрузки аккумулятора позволяет давление в системе должно упасть до заданного минимального значения перед перезагрузкой насос.Поскольку эффективная площадь пилотной тарелки меньше, чем давление разгрузочного поршня, требуется более высокое давление для первоначального перемещения пилотная тарелка против усилия пружины. Однажды правая область разгрузочный поршень вентилируется над открытой пилотной тарелкой, давление в системе начинает действовать на большей площади разгрузочного поршня. Конечно, большая площадь означает больше доступной силы, так что мы можем удержать пилота тарелка смещена с несколько меньшим давлением. Соотношение площадей обычно составляет в районе 17%.
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
Не следует путать функцию клапана разгрузки гидроаккумулятора с предохранительным клапаном гидроаккумулятора. Как только аккумулятор заряжен, разгрузочный клапан не имеет средств для слива заряда аккумулятора в бак если система выключена. Точно так же полностью заряженный аккумулятор не защищен от избыточного давления из-за повышенной нагрузки или теплового расширения. Клапан разгрузки гидроаккумулятора обеспечивает защиту только от давления. способности насоса создавать давление в системе.
ВАРИАНТ СОЛЕНОИДНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Как и функция вентиляции соленоида для пилотных предохранительных клапанов, Управление может быть добавлено к пилотной секции клапана зарядки аккумулятора. Электрический сигнал может блокировать разгрузку насоса, как это уже было показано при обсуждении пилотных рельефов.
Выше : Клапан разгрузки гидроаккумулятора с выпуском соленоида
Преимущества и то, как они улучшают гидравлические системы.
Гидравлические аккумуляторы — это сосуды под давлением, в которых накапливается и отводится энергия в виде жидкости под давлением.По сути, потенциальная энергия хранится в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы вытеснить масло из аккумулятора в контур. Вот некоторые важные преимущества, которые дают гидроаккумуляторы, и то, как они улучшают гидравлические системы.
Изображение любезно предоставлено Accumulators Inc.Накопитель энергии. Одна из важнейших функций аккумуляторов — это их способность накапливать энергию. В частности, при циклических или изменяющихся операциях аккумулятор разряжается в периоды высокого спроса и перезаряжается в периоды низкого спроса.Один из примеров — машины для литья пластмасс под давлением, где высокое давление и сила зажима необходимы только для короткого сегмента всего производственного процесса.
Аккумуляторы часто используются для пополнения потока насоса во время пиковой нагрузки. Без аккумулятора насос и двигатель должны быть рассчитаны на максимальную мощность, даже если максимальная мощность требуется только на мгновение. С аккумулятором система может быть рассчитана на средний спрос. Это, в свою очередь, позволяет использовать насос меньшего размера, который подзаряжает систему в периоды пониженного спроса.Это также означает меньший двигатель и общую систему, которая требует меньше энергии, вырабатывает меньше тепла и стоит меньше.
Аварийное резервное копирование. Аккумуляторы могут поддерживать заряд высокого давления почти неограниченное время и служить в качестве аварийного источника питания, если машина потеряет электроэнергию или откажет насос. Установки правильного размера могут обеспечить необходимый поток и давление для втягивания цилиндра, закрытия клапана, открытия пресс-формы или перемещения машины в безопасное положение до восстановления питания или устранения неисправности.
Аккумуляторытакже могут защитить смазочную пленку в ответственных подшипниках, которые должны иметь постоянную подачу масла. Если смазочный насос выходит из строя, гидроаккумулятор поддерживает давление до тех пор, пока машина не остановится или вторичный насос не восстановит поток.
Снижение вибрации и ударов. Насосы, особенно поршневые и шестеренчатые, создают пульсации давления в гидравлических контурах. Значительные скачки давления в гидравлических контурах тоже довольно распространены. Быстрое замедление больших цилиндров, удары ковшей экскаватора и внезапное закрытие клапана могут вызвать скачки давления.Гидравлическая жидкость легко передает удары и пульсации через шланги и трубки, что может нанести ущерб компонентам, расположенным ниже по потоку.
Установка небольшого аккумулятора рядом с выпускным отверстием насоса может поглотить пульсации, минимизировать вибрацию и обеспечить более плавную работу. Добавление гидроаккумулятора в возвратную линию машин может смягчить удары и смягчить воздействие «водяного» удара, чтобы предотвратить повреждение чувствительных компонентов. Уменьшение ударов системы продлит срок службы компонентов, уменьшит утечки из соединителей и соединений и снизит затраты на техническое обслуживание.
Аккумулятор также снижает общий уровень шума гидравлической системы и передачу шума, переносимого жидкостью, на соседние механические конструкции, которые, в свою очередь, могут резонировать. Результат — более тихие машины и более довольные операторы.
Компенсация утечки. Некоторые гидравлические системы должны поддерживать давление и силу, когда нет движения или потока, например, удерживание нагруженного цилиндра в выдвинутом положении или удерживание зажима закрытым в течение продолжительных периодов времени. В таких случаях пользователи часто отключают систему для экономии энергии.В гидроаккумуляторе может поддерживаться постоянное давление, даже если жидкость медленно вытекает изнутри через уплотнения поршня или клапанные зазоры. Только когда давление в контуре падает ниже установленных пределов, насос запускается и перезаряжает аккумулятор.
Температурная компенсация. Колебания температуры окружающей среды или рабочих условий машины могут вызвать колебания температуры гидравлической жидкости, что влияет на общее давление в системе. Аккумулятор может компенсировать связанные с температурой перепады давления в закрытой гидравлической системе.Аккумуляторы минимизируют влияние изменений давления за счет добавления или уменьшения количества жидкости в контуре.
Более быстрый ответ. Баллонные и диафрагменные гидроаккумуляторы имеют практически мгновенный отклик и могут быстро подавать жидкость к быстродействующим сервоприводам и пропорциональным клапанам и улучшать их работу. Аккумуляторы также могут незамедлительно удовлетворить требования к пиковому расходу; помогают поддерживать постоянное давление в системах с помощью насосов переменной производительности; и обеспечивают компенсацию сил в непрерывных процессах, например при прокатке материалов с различным рабочим сопротивлением, что обеспечивает стабильную производительность и повышает производительность и качество.
.