Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Зачем нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения: зачем нужен гидроаккумулятор, каков принцип его работы, какой тип корпуса лучше выбрать

Содержание

зачем нужен гидроаккумулятор, каков принцип его работы, какой тип корпуса лучше выбрать

Этапы обустройства скважины на воду:

  • Монтаж насоса или насосной станции для подачи воды в помещение или для полива;

  • Монтаж кессона или адаптера для возможности использовать воду зимой при любой температуре;

  • Врезка реле давления в гидравлическую сеть;

  • Установка мембранного бака;

  • Прокладка водопровода.

Принцип работы гидроаккумулятора

Устройство мембранного бака – снаружи металлический корпус, внутри – резиновая эластичная мембрана, второе название которой «груша». Между ними накачивается воздух под заранее заданным давлением. В транспортном состоянии груша схлопнута под напором воздуха фото 1.

Насос накачивает воду в мембрану, которая надувается как воздушный шарик, сжимая воздух между ней и корпусом. При достижении максимального значения давления в баке срабатывает реле, которое монтируют на верхнем штуцере фото 1 и 2, и насос отключается.

При расходе воды давление падает. Когда достигается минимальный порог включается насос и накачивает воду в мембранный бак до определенного напора, соответствующего верхнему порогу.

Зачем нужен гидробак?

Преимущества системы водоснабжения с гидроаккумулятором:

  1. Увеличение срока службы насоса, потому что он включается реже.
  2. Защита трубопроводов и сантехники от гидроударов, возникающих от прямого включения насоса при открытии крана.
  3. Поддержка постоянного давления в системе в случае нескольких точек водопотребления одновременно.
  4. Запас воды в баке — спасение при отключении электричества, что в нашей действительности встречается достаточно часто и непредсказуемо.

Чем объем гидробака больше, тем реже включается насос. Но выбор размера мембранного бака зависит и от производительности электронасоса, и от водопотребления. Редкое обновление воды в баке опасно обратной стороной — застаиванием воды и появлением бактерий.

Характеристики всех элементов системы водоснабжения должны быть сбалансированы, поскольку они влияют друг на друга. Прежде чем тратить деньги, проконсультируйтесь с инженером компании «Системы для дома».

Исполнение гидробака может быть вертикальным или горизонтальным, выбор зависит исключительно от удобства размещения. Например, горизонтальные гидроаккумуляторы снабжены планкой для настенного крепления.

97% объектов комплектуются вертикальными баками, 85% из них устанавливаются в кессоне, так как занимают меньшую площадь в помещении и дешевле. Но иногда накладываются ограничения по высоте, тогда ставятся горизонтальные, они на 10-15% дороже.

15%
в частном доме

Статистика компании «Системы для Дома» по типам мембранных баков

Производителей мембранных очень много, поэтому сложно выбрать, если сталкиваетесь с такой задачей впервые. Нужно сбалансировать много критериев: качество, цена, долговечность, размер, конструктивное исполнение, тип груши, цвет и т.д.

Наша рекомендация

Мы не имеем возможность проверить все типы оборудования. Но наши рекомендации только для тех типов оборудования, в надежности которых мы убедились лично. Собственная сервисная служба предоставляет большой объем информации, которая анализируется.

Многолетние наблюдения за эксплуатацией гидробаков на наших объектах, мы рекомендуем как минимум двух лучших производителей:

  • Reflex Winkelmann GmbH (Германия) считается ведущим мировым поставщиком оборудования для водоснабжения зданий.

  • AquaSystem S.r.l (Италия). Бренд принадлежит холдинговой компании Zilio Indutries. Вся продукция проверяется на соответствие действующих европейских норм.

Чтобы увеличить бесперебойный срок службы, гидробакам необходимо регулярное техническое обслуживание.

Например, в процессе эксплуатации постепенно стравливается воздух. В результате реле давления срабатывает чаще и в мембрану поступает объем воды больше допустимого. Она эластична, растягивается, но не бесконечно, а значит, может порваться. Периодически в емкость необходимо подкачивать воздух до нужного давления, не реже 2 раз в год. Для этого на корпусе расположен воздушный ниппель, соответствующий автомобильному стандарту. Подкачку можно выполнить автомобильным компрессором самостоятельно. Не сложнее, чем подкачать колесо.

Когда такой возможности нет, лучше доверить работу специалистам. Нужно знать до каких пределов подкачивать, а в комплексе работ по обслуживанию оборудования всей системы водоснабжения, учитывать настройки реле давления.

По телефону +7 (495) 649-8593 Вы узнаете больше о гидроаккумуляторе в системе водоснабжения.

11 доводов, почему мы можем рассчитывать на Ваше доверие.

зачем нужен и как выбрать

Загородная усадьба, как правило, не имеет центрального водоснабжения. В этом случае источником воды являются скважина или колодец, откуда с помощью насоса жидкость нагнетается в систему домашнего водопровода.

Потребление воды – непостоянная величина. Иногда надо набрать стакан воды из крана, а в другом случае – наполнить ванную. В обоих случаях при открытии крана давление воды в системе упадет и включится насос, но если для ванной насос проработает 10 минут, то для стакана воды хватит и 5 секунд. А если надо набрать несколько стаканов воды с интервалом в полминуты, то насос будет включаться для каждого из них – такой режим работы неприемлем для электродвигателя и он быстро выходит из строя. Чтобы этого не случилось, в трубопровод встраивается гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Гидроаккумулятор в частном доме поможет избежать проблем с водоснабжениемИсточник novosibirsk.
tiu.ru

Назначение и принцип работы

Основная задача, которая ложится на гидробаки для систем водоснабжения – накапливать некоторый объем жидкости и отдавать ее в водопроводную систему при падении давления в трубах. Таким образом, в системе есть запас воды и при кратковременных открытиях кранов (набрать воды в чайник или сполоснуть руки) насос не срабатывает, так как вода поступает из гидробака.

Как итог, основной принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения – уменьшить количество включений/выключений водяного насоса, а значит – увеличить его срок службы.

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла. Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука. Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Аппарат состоит из полого цилиндра и гибкой мембраны внутриИсточник homius.ru

 Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

  1. При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.
  2. «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.
  3. Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.
  4. При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.
Начало и конец рабочего цикла гидроаккумулятораИсточник nts-sk.ru

Преимущества установки гидробака

 Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

  1. Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.
  2. Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию. Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.
  3. Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Типы конструкций и их устройство

В зависимости от используемого насоса и расположения гидроаккумулятора для насосной станции, в быту применяются устройства горизонтальной и вертикальной установки.

Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.

Вертикальные и горизонтальные гидроаккумуляторы впишутся в любое помещениеИсточник remkasam.
ru

Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.

В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.

В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.

В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.

Слив воды производится стандартным краном на входеИсточник makemone.ru

Почему нужно уметь подбирать гидробак

Чтобы оборудование хорошо функционировало и обеспечивало водой жителей дома, нужно не только знать, что такое гидроаккумулятор для систем водоснабжения, но и как его правильно подобрать.

Если объем накопителя недостаточный, то насос будет работать в усиленном режиме, для того, чтобы обеспечить необходимое давление в сети.

При излишнем объеме гидробака такой проблемы не будет, кроме того, в емкости постоянно будет некоторый объем воды, который можно будет использовать, например, в случае отключения электричества. Но не стоит гнаться за размером, ведь основным назначением оборудования является поддержание давления для распределения жидкости в сети. А для запаса воды можно подобрать другой, менее дорогой резервуар, например, из пластика.

У каждой вещи свое назначение – с хранением воды «про запас» лучше справится обычная пластиковая емкость Источник gidrosnab. ru
Гидроудар в системе водоснабжения и отопления: суть угрозы, профилактика и защита

Расчет оптимального объема гидробака

 Правильно подобранный объем гидробака позволит:

  • обеспечить достаточный уровень потребления воды,
  • оптимально использовать насосное оборудование,
  • продлить срок службы накопителя и элементов системы.

Существует несколько способов, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и рассчитать необходимый объем накопителя.

Итальянские инженеры разработали методику расчета UNI 8192. Подбор осуществляется по трем параметрам: максимальному расходу воды, количеству допустимых включений насоса в час и высоты подачи воды.

При небольшой потребности в водоснабжении, например, для семьи из 2-3 человек, живущей в одноэтажном доме, объем гидробака можно не рассчитывать. Достаточно будет 24-литровой емкости.

Для домов большей этажности и с немалым количеством точек потребления воды, следует произвести расчет.

Нужный размер гидробака можно выбрать только на основании расчетовИсточник pumpekhoob.com

Он проводится по схеме:

  • По таблицам определяются суммарные коэффициенты потребления воды в зависимости от используемого оборудования.
  • Рассчитывается максимальный расход воды. Например, при совместной работе душа, смывного бачка и крана на кухне этот показатель будет равен 30л/мин (Qmax).
  • Расчетное количество включений насоса в час (для комфортной работы) принимается за а=15. При более интенсивной работе мембрана гидробака совершает слишком частые колебания, что приводит к ее преждевременному разрушению. К тому же производительность насоса не дает возможности полностью заполнить накопитель водой. Насос при непрерывной работе перегревается и быстрее выходит из строя.
  • Следующая важная величина – максимальное и минимальное давление для срабатывания реле. Для двухэтажных домов эти значения 3 бар и 1,5 бар соответственно (Pmax и Pmin). В расчете участвует начальное давление газа в установке P0=1,3 бар.
  • Необходимый объем определяется по формуле: V=16,5 x Qmax x Pmax x Pmin /(a x (Pmax-Pmin)x P0)=16,5х30х3х1,5/(15х(3-1,5)х1,3)=76 л.

Ближайшим по значению является бак объемом 80 л.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения с такой вместимостью позволит выполнить потребности в водоснабжении жителей 2-х этажного дома при трех работающих одновременно точках разбора воды.

Как правильно рассчитать и подобрать гидроаккумулятор можно посмотреть на видео:

Нужен ли запас емкости

Дополнительный объем воды, хранящейся в гидробаке, не отражается на его эксплуатации. Основной функцией агрегата является поддержание давления в водопроводной сети.

Если необходим значительный запас воды, проще и значительно дешевле встроить в систему резервный бак из пластика. Поэтому при подборе оборудования приобретать гидроаккумулятор с запасом не имеет смысла.

При увеличении потребности в водообеспечении, например, при увеличении числа жильцов или количества потребляющей воду бытовой техники, можно дополнительно установить еще один гидробак небольшого объема. Их производительность суммируется. Место установки дополнительного гидробака не играет важной роли.

При необходимости в систему можно установить несколько гидробаковИсточник nts-sk.ru
Водостоки пластиковые: 5 главных преимуществ материала, элементы системы и их цена

Расчет давления в гидроаккумуляторе

Для того, чтобы оборудование эффективно работало и обеспечивало нужды жильцов дома, давление в гидробаке должно быть избыточным.

Чтобы вода поступала к верхней точке разбора, давление воздуха в цилиндре должно быть больше гидростатического, создаваемого столбом жидкости высотой от нижней до верхней точки водопотребления. Например, для двухэтажного здания эта величина равна Р мин = 0,7 бар (10 м =1 бар). Перепад высот в данном случае около 7 м.

Для устойчивой работы необходима разница в 0,5-0,6 бар между давлениями в нижней и верхней точками.

Таким образом, номинальное давление в гидроаккумуляторе Рном =0,6+0,7=1,3 бар

Заводские настройки предусматривают необходимое давление 1,5-2 бар, что является оптимальным для работы гидроаккумулятора. Для его контроля в устройство вмонтирован тонометр.

Тонометр необходим для контроля давления в гидробакеИсточник armada52.ru

При отклонении параметра давления в меньшую сторону его можно скорректировать, накачав воздух автомобильным насосом, для чего в корпусе устройства предусмотрен ниппель.

Установка, тестирование, подключение

Просто смонтировать гидробак не является сложной задачей – более насущной проблемой обычно является грамотный выбор объема и рабочего давления, поэтому лучше если все работы в комплексе будут проводить специалисты.

В первую очередь подбирается место под установку, которое должно соответствовать следующим требованиям:

  • вибрация и шум от работающего оборудования не мешают жильцам,
  • существует достаточное пространство для обслуживания и ремонта гидробака,
  • обеспечена надежная опора на ровное и выставленное строго горизонтально основание.

При установке используются амортизирующие прокладки из резины, которые частично гасят вибрацию.

Для установки гидробака необходимо надежное основаниеИсточник de.decorexpro.com

 Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения проводят в следующем порядке:

  • Подготавливается ровная площадка на прочном основании, например, бетонном полу подвала.
  • Гидробак устанавливается на основание, используя специальные прокладки.
  • Проводятся контрольные измерения давления в цилиндре в нерабочем состоянии. Оно должно быть не менее 1,5 бар (атм). Это заводская настройка. При недостаточном давлении можно воспользоваться автомобильным насосом.
  • На патрубок гидроаккумулятора устанавливается штуцер, имеющий пять выходов.
  • Поочередно подключаются водяной насос, водопроводная труба, манометр и реле давления к выходам штуцера.

Для уменьшения вибрации применяют гибкие переходники. Их устанавливают на участке подключения агрегата к водопроводу. Следует следить за тем, чтобы просвет переходника не был меньше диаметра подключаемой трубы.

Подключение насоса к гидробаку показано на видео:

  • Гидробак заполняется водой и проверяется на наличие течей. При необходимости проводится дополнительная герметизацию резьбовых соединений.

Заливать в бак воду нужно очень медленно, чтобы избежать разрыва мембраны. При долгом хранении возможно слипание «груши», при постепенном наполнении гибкая форма плавно расправится.

  • Подключается электропитание и настраивается реле давления согласно инструкции к оборудованию.

При использовании погружного насоса необходимо установить обратный клапан. Он препятствует обратному оттоку воды в скважину.

Схема подключения гидроаккумулятора к элементам водопроводной сетиИсточник gkyzyl.ru

Популярные модели

Покупатель, приобретая гидроаккумулятор, основное внимание уделяет объему цилиндра. На сегодняшний день выпускаются и используются в быту модели вместимостью от 10 л до 200 л.

По данным опроса российской интернет-аудитории наиболее востребованными являются гидробаки объемом 76-100 л, 11-25 л и 26-50. Для дачных участков часто покупают накопители до 10 л. Вертикальная установка в числе приоритетных.

Обычно, какой купить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, выбирают просто по соотношению цена-качество. Производители предлагают модели, сочетающие в себе различную комплектацию и достойное качество по разумной цене. Рейтинг производителей выглядит следующим образом: Reflex, Jeelex, Wester, UNIPUMP, CIMM.


Водоснабжение частного дома: различные варианты, их плюсы и минусы

Заключение

Гидроаккумулятор – необходимый элемент для системы водоснабжения частного дома, который обеспечит долговечную работу насоса и бесперебойное снабжение водой. Чтобы аппарат прослужил долго и не требовал частых ремонтов, его нужно правильно подобрать и грамотно установить, для чего рекомендуется воспользоваться услугами грамотных специалистов. Разобравшись для чего нужен гидроаккумулятор, можно планировать его установку и искать хороших специалистов, которые сделают все на высшем уровне.

Зачем нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения: устройство и принцип работы

Проектирование закрытой системы водоснабжения в доме предусматривает применение гидроаккумулятора, так как этот элемент незаменим для бесперебойной работы водопровода. Чтобы точно определить зачем нужен гидроаккумулятор и его пользу в системе, рассмотрим детально его устройство, конструктивные особенности и принцип работы.

Независимо от модели гидроаккумулятор помогает сократить частоту включения либо выключения рабочего насоса для осуществления подачи воды. Если насос применяется исключено для полива участка возле дома, в таком случае гидробак не потребуется, так как нет частой потребности включать и выключать прибор. Для бытовых потребностей частота использования душа, крана и другой сантехники повышается, поэтому для удобства и снижения рабочих нагрузок на устройство стоит использовать гидроаккумулятор для сбора и хранения воды.

Гидроаккумулятор дает возможность:

  • сократить риск возникновения поломок сантехники и частей водопроводной системы;
  • устранить гидроудар в момент подачи воды и запуска насоса;
  • повысить установленный производителем рабочий ресурс насоса;
  • сохранять установленный уровень давления в системе.

В зависимости от технических особенностей системы водопровода частного дома нужно подбирать подходящий по рабочим параметрам гидроаккумулятор. Выделяют вертикальные и горизонтальные расширительные баки, а также классифицируют устройства по объему и назначению для холодной или горячей воды.

Устройство и технические особенности

Конструкционно гидроаккумулятор выполнен в форме металлического бака, в котором внутри находится специальная мембрана из резины. Материал изготовления мембраны отвечает стандартам качества, не содержит вредных химических добавок, нетоксичен и безопасен для контакта с питьевой водой. Устройство также называют мембранным баком. При помощи этой мембраны внутренне пространство бака делится на два отсека. Один рассчитан на сбор воды, а второй заполнен воздухом.

Устройство бака достаточно простое:

  • Прочный металлический корпус из металла.
  • Фланец для подключения к водопроводу с резьбовым штуцером.
  • Внутри при помощи специальных крепежных элементов закреплена мембрана для сбора воды.
  • Ниппель для отвода лишнего воздуха.

Мембрану при необходимости можно заменить. В небольших емкостях используется шаровидная мембрана, в вертикальных объемных – мембрана в форме груши. Они часто имеют двойное крепление с двух сторон гидробака. Это обеспечивает надежную фиксацию и стабильное функционирование системы.

В горизонтальных моделях устройство вывода воздуха дополняется шаровым краном и сливом. Периодически спускать воздух нужно с целью предотвращения попадания воздушных пробок в систему водоснабжения.

Как работает гидроаккумулятор для водоснабжения

Принцип работы гидроаккумулятора основан на поддержании оптимального уровня давления и объема воды, заполняющей внутреннее пространство мембранного бака. Чтобы исключить потребность постоянно работы насоса, нужно рассчитать ориентировочный объем потребляемой воды на всех пользователей в доме и подобрать оптимальный объем бака.

Наличие автоматизированной системы для контроля степени наполненности гидроаккумулятора помогает повысить срок службы устройства и связанных с ним других рабочих узлов. Когда насос подает воду в бак, внутри стабильно без рывков поднимается давление, специальный датчик фиксирует предельно допустимое значение и передает сигнал для отключения насоса. Когда уровень воды снизится в баке, насос включится снова.

Минимальный показатель наполненности предусмотрен конструкционно и дает возможность постоянно поддерживать внутри гидробака нужное количество воды для функционирования водопровода. Мембрана расширяется медленно, поэтому уровень давления также повышается постепенно. В это время объем пространства, заполненного воздухом, сокращается. Уровень давления растет до установленного показателя, которые зафиксированы в блоке автоматики и реле давления.

Когда в доме возникает потребность воспользоваться водопроводом и происходит забор воды из гидроаккумулятора, мембрана сжимается и давление постепенно снижается. Снижение уровня давления, как и повышение, контролируется датчиками. Когда показатель доходит предельной отметки, насос включается. При этом пользователь не замечает изменений в подаче воды, так как постоянно контролируется ее запас для бесперебойного функционирования водопроводной системы.

Дополнительное преимущество при использовании гидроаккумулятора заключается в снижении мощности гидроудара. Во время запуска насоса вода подается под давлением, которое гасится в момент поступления воды в мембрану. Это помогает снизить нагрузки на рабочие элементы и продлить их срок службы.

Популярные модели

Зачем нужен гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Что такое гидроаккумулятор и каков его принцип действия? Какие бывают гидроаккумуляторы

Достаточно вникнуть в принцип действия и устройство гидроаккумулятора, чтобы самому понять, насколько важен этот агрегат для систем подачи воды в частном доме.

Любой владелец загородного жилья прекрасно осведомлен о том, как бывает сложно обеспечить стабильную работу автономных . Сбои в подаче воды случаются достаточно часто. Они приводят к выходу из строя дорогостоящей бытовой техники и существенно осложняют жизнь человека в частном доме.

Иногда хватает одного скачка давления, чтобы газовый нагреватель воды либо недавно приобретенная посудомоечная машина поломались. Предупредить подобные неприятности помогает гидроаккумулятор для систем водоснабжения, называемый в быту расширительным, напорным или накопительным баком.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения

Основные задачи такого устройства:

  1. Поддержка в водопроводной сети постоянной величины давления, защита системы от его перепадов. При одновременной работе 2–3 кранов (например, на кухне и в санузле) при скачках напора воды отмечаются значительные температурные колебания. Если в это время вы принимаете душ или моете посуду, есть большая вероятность получения ожога. Предотвратить столь неприятные ситуации позволяет установка расширительного бака для систем водоснабжения.
  2. Предохранение от раннего эксплуатационного износа водного насоса. В гидроаккумуляторе всегда имеется некоторое количество воды. При открытии крана именно она начинает поступать в сеть в первую очередь. При этом насос не включается до тех пор, пока запас воды в накопительном баке полностью не израсходуется.
  3. Защита трубопровода от гидравлических ударов. Они нередко фиксируются при запуске насоса и наносят системе водоснабжения ощутимый вред.
  4. Обеспечение потребителей определенным запасом воды на случай отключения подачи электроэнергии, когда насос не функционирует из-за отсутствия электричества. Вода, благодаря установленному баку, в подобных ситуациях все равно имеется. Ее конкретное количество зависит от объема гидроаккумулятора (100 литров, 200 литров и так далее).

Как видите, рассматриваемый гидробак имеет действительно огромное значение для нормального функционирования систем водоснабжения в частных жилищах, особенно если они располагаются за городом.

По виду накопления энергии интересующие нас устройства бывают с механическим и с пневматическим накопителем. Первые из указанных функционируют за счет кинетики пружины либо груза. Механические баки характеризуются большим количеством эксплуатационных недостатков (крупные геометрические размеры, высокая инерционность систем), поэтому для бытовых систем водоснабжения они не используются. При этом стоит заметить, что такие устройства не нуждаются в подзарядке и питании от внешних электроисточников.

Агрегаты с пневматическим накопителем более распространены. Они функционируют за счет сжатия воды под давлением газа (либо наоборот) и делятся на следующие виды: поршневые; с грушей или с баллоном; мембранные. Поршневые аппараты рекомендованы для случаев, когда требуется постоянно иметь достаточно большой запас воды (500–600 литров). Их стоимость невысока, но в частных жилищах такие установки эксплуатируются крайне редко.

Небольшие размеры имеют мембранные баки. Они удобны в применении. Их чаще всего используют для систем водоснабжения частных домостроений. Активно применяются и более простые баллонные агрегаты. Такие приспособления просты в монтаже (их установку можно произвести самостоятельно) и обслуживании (при необходимости любой домашний мастер без труда заменит резиновую грушу, вышедшую из строя, либо прохудившийся бак). Хотя потребность в ремонте баллонных гидроаккумуляторов возникает редко. Они по-настоящему долговечны и надежны в эксплуатации.

Мембранный бак для частного дома

По назначению накопительные баки подразделяются на такие типы:

  • для систем отопления;
  • для горячей воды;
  • для холодной воды.

А по способу монтажа выделяют вертикальные и горизонтальные агрегаты. И первые, и вторые функционируют абсолютно одинаково. У вертикальных гидробаков объемом более 100 литров обычно имеется специальный клапан. Он дает возможность стравливать воздух из сети водоснабжения. Горизонтальные аппараты снабжаются отдельным креплением. К нему фиксируется наружный насос.

Также расширительные баки для автономных систем водоснабжения различаются по своему объему. В продаже имеются и совсем маленькие агрегаты, рассчитанные на 2–5 литров, и настоящие гиганты на 500 и более литров. Для частных домов рекомендуется приобретать гидроаккумуляторы на 100 либо 80 л.

Мембранные гидроаккумуляторы представляют собой емкость, внутри которой устанавливается резиновая специальная прокладка, разделяющая бак на две функциональные части. В одну часть закачивается инертный газ либо обычный воздух, во второй находится вода.

Рассматриваемый нами агрегат оснащается манометром, показывающим давление воздуха, а также специальным отверстием, по которому подается вода. Ее закачка в емкость производится за счет действия электрического насоса. Если гидробак для систем водоснабжения оснащен автоматическими приборами, они самостоятельно выключают насосное оборудование при достижении заданного показателя давления. При этом вода перестает поступать в емкость.

Устройство гидробака

Давление в баке уменьшается при каждом расходе воды. Когда оно становится минимально допустимым, автоматика снова запускает насосное оборудование и подкачивает воду. Как видим, принцип работы гидроаккумулятора очень прост. Разобраться с этим вопросом несложно даже человеку весьма далекому от премудростей систем водоснабжения и оборудования для них. Устройство баков с грушей или баллоном (их чаще всего изготавливают на 100 литров) отличается от мембранных тем, что в них нет соприкосновения жидкости с корпусом емкости. В баллонных агрегатах вода попадает в грушу, а затем расходуется по назначению.

Важный момент! Мембранные баки емкостью более 100 л всегда снабжаются стравливающим воздух клапаном. В гидроаккумуляторах с меньшим литражом такого дополнительного элемента нет. Поэтому при их монтаже нужно в обязательном порядке снабдить водопровод краном либо специальным тройником, с помощью которых можно будет перекрыть главную магистраль сети, а затем без проблем стравить ненужный воздух.

Баллонные и мембранные емкости монтируются по двум методикам. Если вы применяете поверхностное насосное оборудование, гидроаккумулятор подключается по такой схеме:

  1. Определяете давление внутри емкости. Его показатель обязан быть меньше на 0,3–1 бар величины давления, необходимого для запуска насосного оборудования (конкретное число обычно указывается на реле насоса).
  2. Подключаете к гидробаку штуцер. Он должен иметь 5 выходов – для подключения водопроводной трубы, насоса, непосредственно накопительной емкости, манометра, насосного агрегата и реле. Штуцер присоединяется к гидроаккумулятору через фланец, который снабжен специальным клапаном (пропускным) или жестким шлангом.
  3. Привинчиваете все остальные элементы системы к штуцеру.
  4. Места всех соединений герметизируете лентой либо герметиком и паклей.

Схема подключения гидроаккумулятора

Особое внимание при монтаже оборудования уделите подключению реле давления. Под его крышкой есть два контакта – насос и сеть. Вам нужно подвести к каждому из них соответствующий провод. Сделать это несложно, если контакты подписаны. В противном случае придется вызывать профессионального электрика. После установки и подключения бака обязательно проверьте систему на отсутствие протечек. Если таковые есть, выполните герметизацию соединений более качественно.

Подключение накопительной емкости к имеет некоторые особенности. Такое насосное оборудование устанавливается в колодце с водой или в скважине. В этом случае обязательно монтируется обратный клапан. Его ставят на насос (через внутреннюю резьбу, сделанную в крышке устройства).

Клапан необходим для предотвращения обратного оттока воды в колодец. Это его единственная задача. После монтажа обратного клапана к системе подаче воды можно подключать и гидробак по уже известной вам схеме. Теперь вы знаете все о принципе действия, устройстве и тонкостях монтажа накопительных емкостей. Смело устанавливайте гидроаккумулятор, чтобы в вашем жилище никогда не было перебоев с водой!

Система автономного водоснабжения – выгодное решение для частных домовладений. Чтобы поддерживать постоянное давление в водопроводе для бесперебойной работы бытовой техники и оборудования, предусмотрен специальный прибор – гидроаккумулятор для систем водоснабжения.

Он способствует сглаживанию резких колебаний давления воды, сохранению рабочего ресурса насоса и питанию системы при кратковременном отключении электроэнергии.

Что представляет собой гидроаккумулятор

Гидробак для воды – специальное герметичное устройство из металла с внутренней эластичной мембраной, предназначенное для поддержания постоянно стабильного давления в водопроводе.

Кроме того, прибор применяется для решения следующих задач:

  1. Предохранения насосного оборудования от износа. Включение насоса при открытии водяного крана будет осуществляться в случае полного опустошения гидроаккумуляторного бака. Это приведет к увеличению количества неиспользованных запусков насоса и продлению его срока службы.
  2. Поддержания постоянного давления в водопроводе, предотвращения перепадов напора и гидроударов при одновременном использовании нескольких точек водоприема.
  3. Поддержания оптимального запаса жидкости в системе водоснабжения, что обеспечивает подачу воды в условиях частого отключения электроэнергии.

Как устроен и работает гидроаккумулятор

Устройство гидроаккумулятора достаточно простое, он состоит из металлического бака, который разделен внутренней резиновой мембраной на две камеры – для воды и воздуха.

Для изготовления мембраны используется прочный бутил, стойкий к механическим повреждениям, химическим и биологическим воздействиям, который полностью соответствует санитарным и гигиеническим нормам.

Фиксация мембраны к корпусу выполняется при помощи фланца с клапаном впуска.

Насосная станция подает сжатый воздух в гидроаккумуляторный бак. При заборе жидкости из системы воздушная прослойка снижает внутреннее давление в гидробаке и предотвращает возможный разрыв мембраны. Подача воды в устройство осуществляется через входной патрубок.

Соединительный трубопровод и напорный патрубок по размеру должны полностью совпадать, чтобы предотвратить возможные гидравлические потери в трубопроводе.

В устройствах объемом свыше 80 литров установлен специальный клапан для вывода воздуха из жидкости. Для малолитражных приборов емкостью 24 литра рекомендуется устанавливать дополнительный элемент – переходник или кран.

Как работает бак, подключенный к системе? Принцип работы гидроаккумулятора предусматривает следующее:

  1. Насос под высоким давлением нагнетает воду в мембрану. После достижения допустимого уровня давления реле подает сигнал об отключении оборудования.
  2. При незначительном падении давления подающее оборудование включается в автоматическом режиме и цикл повторяется. Грамотная настройка реле давления позволяет регулировать допустимую частоту включений.
  3. В процессе работы бака воздушные массы могут скапливаться внутри мембраны, что приводит к снижению эффективности эксплуатации прибора. В этом случае проводится профилактика бака для стравливания остаточных воздушных масс. Периодичность мероприятий определяется внутренним объемом бака и частотой его использования.

Выбор оптимального объема бака

Объем гидроаккумулятора выбирается индивидуально с учетом общих потребностей конкретного домовладения. Важно знать, что объем, указанный в техническом паспорте, – это типовой размер гидробака. Следовательно, запаса жидкости в таком приборе – 50%, остальное – сжатый воздух. Не менее важными являются габариты бака. Так, бак на 100 литров представляет собой емкость высотой 85 см и диаметром 45 см, которая требует достаточно свободного места для монтажа.

При выборе объема гидробака учитывается среднесуточный уровень потребления воды с каждой водозаборной точки на количество потребителей:

  • Производительность насосного оборудования от 1,6 до 2,1 куб.м/час, от 2 до 3 потребителей – бак объемом до 25 литров.
  • Производительность оборудования до 3,6 куб.м/час, от 4 до 8 потребителей – бак объемом до 65 литров.
  • Производительность оборудования до 5 куб.м/час, до 10 потребителей – бак объемом от 100 литров.

Гидроаккумулятор объемом на 25 литров способен обеспечить повседневные нужды для семьи из 3 человек. Такого объема достаточно для работы компактной системы: крана холодного водоснабжения, санитарного узла и водонагревателя. При эксплуатации дополнительной бытовой техники и оборудования объем емкости увеличивается.

Допустимый уровень давления в баке

Давление воздуха в гидроаккумуляторе – важный технический параметр напорной емкости, который является неизменным и указан производителем на корпусе прибора.

Для определения уровня давления следует учитывать параметр высоты закачанной жидкости в действующей системе. При этом давление всегда должно оставаться меньше данного показателя.

Расчет выполняется по следующей формуле: на 1 метр коммуникаций – 1 метр давления водяного столба (1 бар).

Датм. = (Вмакс.+6)/10, где

Вмакс. – максимальная высота водозаборной точки – душевая, бойлер. Для этого выполняется замер, на какой высоте расположена точка относительно установленного бака и подставляется в формулу для определения рабочего давления.

Пример: для домовладения из 2 этажей величина рабочего давления воздушных масс в гидробаке составит (8 + 6)/10 = 1,4 атмосферы. Если внутреннее давление ниже, тогда вода не будет подниматься до второго этажа.

Стандартное заводское значение давления – 1,5 атмосферы. Впрочем, в разных устройствах оно может быть различным, поэтому для точного измерения необходимо использовать манометр, присоединенный к ниппелю бака.

Максимальное значение давления в современных гидробаках не превышает 10 атмосфер.

Схема монтажа гидроаккумулятора с поверхностным насосом

Прежде чем выполнить подключение гидроаккумулятора, обязательно проводится проверка рабочего давления, которое должно на 0,3-1 бар быть ниже давления насосного оборудования.

Для установки гидробака потребуются:

  • пятивыводный штуцер;
  • регулирующее реле давления;
  • манометр;
  • герметик.

Штуцер используется для подсоединения гидробака, поверхностного насоса, а также измерительного оборудования. Пятый элемент выхода предназначается для подвода подающей водяной трубы.

Установка выполняется в следующем порядке:

  1. Штуцер подсоединяется к баку через фланцевый соединитель с клапаном впуска или прочный шланг.
  2. К штуцеру фиксируется манометр, регулирующее реле и водопроводная труба, проложенная от насосного оборудования.
  3. Далее подключается реле. Для этого демонтируется верхняя крышка на корпусе для обнажения рабочих контактов – для насоса и сети. К соответствующему контакту подсоединяется питающий провод от насосного оборудования, а к другому контакту – провод электропроводки.

Важно! Некоторые модели реле производятся без специальных меток, поэтому подключение рекомендуется поручить специалистам.

  1. Соединения резьбой тщательно герметизируются.
  2. Проводится тестовый запуск насоса и проверка работоспособности всей системы.

Схема монтажа гидроаккумулятора к погружному насосу

Схема подключения гидробака аналогична предыдущей, разница заключается в способе установки насоса.

В системе водоснабжения от погружного насоса используется обратный клапан, который препятствует выходу воды из мембраны обратно в гидросооружение. Клапан монтируется перед подающей трубой на насосном оборудовании, в некоторых случаях для этого проделывается на крышке внутренняя резьба.

Для подсоединения используется штуцер нужного диаметра с наружной резьбой. После установки клапана к нему подводится подающая водная труба требуемой длины.

Длина определяется достаточно просто: конец веревки с грузилом опускается в гидросооружение и делается отметка верхней точки конструкции. Далее веревка поднимается и выполняется замер длины от грузила до верхней точки. От готового значения отнимается высота от точки до места, где труба из гидросооружения прокладывается в грунт, а также длина насосного оборудования с клапаном. Оптимальная длина трубы – когда оборудование возвышается над днищем скважины или колодца на высоту до 35 см.

Предотвращение воздушных пробок

В любой системе водоснабжения присутствуют воздушные массы, содержащиеся в воде. Проникая в расширительный бак, они выделяются из жидкой среды и накапливаются, что может стать причиной образования воздушных пробок на различных участках системы.

Для борьбы с пробками вертикальный гидробак оснащается особыми клапанными фитингами, расположенными в верхней части конструкции, которые способствуют выведению лишних воздушных масс, выравниванию давления жидкости и воздуха в герметичной мембране.

Горизонтальный бак комплектуется дополнительным трубопроводным узлом, включающим в себя слив, ниппель для вывода воздуха и шаровой кран.

Вне зависимости от способа монтажа стравливание излишков воздуха из гидроаккумуляторов проводится после полного слива жидкости.

Профилактика, ремонт и устранение поломок

Любые типы гидроаккумуляторов для систем водоснабжения требуют комплексного обслуживания и своевременной профилактики.

Причин поломок расширительных баков существует огромное количество, но основными из них являются высокая частота включений насосного оборудования, подача воды через обратный клапан, низкий напор воды, низкое рабочее давление в гидробаке, повреждение внутренней мембраны или наружных стенок корпуса, неправильно подобранный объем бака.

Чтобы устранить серьезные поломки и предотвратить аварийное состояние бака, требуется проведение регулярных проверок и профилактики устройства.

Некоторые поломки устраняются следующим образом:

  1. Давление воздуха увеличивается путем нагнетания через ниппельное отверстие при помощи насосного или компрессорного оборудования.
  2. Поврежденная поверхность мембраны или корпуса восстанавливается в СЦ (сервисном центре). При наличии серьезного повреждения проводится их замена.
  3. Разница в давлениях выравнивается путем значительного увеличения дифференциала с учетом частоты рабочих включений установленного насосного оборудования.
  4. Достаточный объем гидробака определяется до начала монтажных работ.

Чтобы обеспечить бесперебойность системы, в ней не должно быть воздушных пробок. Периодичность проверок – 1 раз каждые 3 месяца. В этот период проводится полный контроль над выставленными порогами срабатывания насоса, настройками реле, герметичностью корпуса, исправностью мембраны и отсутствием протечек.

Неправильная настройка любого элемента системы может повлиять на работоспособность и долговечность гидробака.

Гидроаккумулятор для горячей воды и холодного водоснабжения успешно применяется в частных домовладениях. Грамотное подключение и настройка прибора обеспечат длительный срок эксплуатации и эффективную работу системы водоснабжения.










Загородная усадьба, как правило, не имеет центрального водоснабжения. В этом случае источником воды являются скважина или колодец, откуда с помощью насоса жидкость нагнетается в систему домашнего водопровода.

Потребление воды – непостоянная величина. Иногда надо набрать стакан воды из крана, а в другом случае – наполнить ванную. В обоих случаях при открытии крана давление воды в системе упадет и включится насос, но если для ванной насос проработает 10 минут, то для стакана воды хватит и 5 секунд. А если надо набрать несколько стаканов воды с интервалом в полминуты, то насос будет включаться для каждого из них – такой режим работы неприемлем для электродвигателя и он быстро выходит из строя. Чтобы этого не случилось, в трубопровод встраивается гидроаккумулятор для систем водоснабжения.

Гидроаккумулятор в частном доме поможет избежать проблем с водоснабжением

Назначение и принцип работы

Основная задача, которая ложится на гидробаки для систем водоснабжения – накапливать некоторый объем жидкости и отдавать ее в водопроводную систему при падении давления в трубах. Таким образом, в системе есть запас воды и при кратковременных открытиях кранов (набрать воды в чайник или сполоснуть руки) насос не срабатывает, так как вода поступает из гидробака.

Как итог, основной принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения – уменьшить количество включений/выключений водяного насоса, а значит – увеличить его срок службы.

Конструктивно гидробак представляет собой герметичный полый цилиндр из металла. Внутри находятся мембрана, которую еще называют «груша», из специальной резины – бутила или синтетического этилен-пропиленового каучука. Эти материалы прочны, соответствуют всем санитарно-гигиеническим требованиям и устойчивы к бактериям. Мембрана разделяет полость на две части, в одной из которых накапливается вода. Вторая занята сжатым воздухом, который и выталкивает воду из гидробака в систему при открытии крана.

Аппарат состоит из полого цилиндра и гибкой мембраны внутри

Работа гидроаккумулятора происходит циклично:

    При уменьшении давления воды в системе (когда вода из гидробака уже выбрана) срабатывает датчик давления, и происходит запуск насоса для подачи воды.

    «Груша» заполняется водой, ее объем увеличивается. Воздух сжимается, давление в баке растет.

    Реле давления подает сигнал, и насос прекращает свою работу.

    При потреблении воды вновь срабатывает реле давления и цикл повторяется.

Начало и конец рабочего цикла гидроаккумулятора

Преимущества установки гидробака

Существует ряд причин, для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

    Главная задача – благодаря гидроаккумулятору запуск и выключение насоса происходят реже. Двигатель не перегревается и дольше не выходит из строя.

    Кроме создания запаса воды накопитель смягчает гидравлические удары в системе водопровода. Воздух, содержащийся внутри баллона, уменьшает перепады давления в трубопроводе благодаря способности к сжатию. Как итог, меньше изнашиваются все элементы системы.

    Во время отключения электричества в гидробаке остается резервный запас воды, что важно при частых перебоях случае в электроснабжении.

Типы конструкций и их устройство

В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции, в быту применяются гидроаккумуляторы горизонтальной и вертикальной установки.

Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.

Вертикальные и горизонтальные гидроаккумуляторы впишутся в любое помещение

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу монтажа и проектирования канализации и водоснабжения . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.

В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.

В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.

В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.

Слив воды производится стандартным краном на входе

Почему нужно уметь подбирать гидробак

Чтобы оборудование хорошо функционировало и обеспечивало водой жителей дома, нужно не только знать, что такое гидроаккумулятор для систем водоснабжения, но и как его правильно подобрать.

Если объем накопителя недостаточный, то насос будет работать в усиленном режиме, для того, чтобы обеспечить необходимое давление в сети.

При излишнем объеме гидробака такой проблемы не будет, кроме того, в емкости постоянно будет некоторый объем воды, который можно будет использовать, например, в случае отключения электричества. Но не стоит гнаться за размером, ведь основным назначением оборудования является поддержание давления для распределения жидкости в сети. А для запаса воды можно подобрать другой, менее дорогой резервуар, например, из пластика.

У каждой вещи свое назначение – с хранением воды «про запас» лучше справится обычная пластиковая емкость

Расчет оптимального объема гидробака

Правильно подобранный объем гидробака позволит:

    обеспечить достаточный уровень потребления воды,

    оптимально использовать насосное оборудование,

    продлить срок службы накопителя и элементов системы.

Существует несколько способов, как подобрать гидроаккумулятор для систем водоснабжения и рассчитать необходимый объем накопителя.

Итальянские инженеры разработали методику расчета UNI 8192. Подбор осуществляется по трем параметрам: максимальному расходу воды, количеству допустимых включений насоса в час и высоты подачи воды.

При небольшой потребности в водоснабжении, например, для семьи из 2-3 человек, живущей в одноэтажном доме, объем гидробака можно не рассчитывать. Достаточно будет 24-литровой емкости.

Для домов большей этажности и с немалым количеством точек потребления воды, следует произвести расчет.

Нужный размер гидробака можно выбрать только на основании расчетов

Он проводится по схеме:

    По таблицам определяются суммарные коэффициенты потребления воды в зависимости от используемого оборудования.

    Рассчитывается максимальный расход воды. Например, при совместной работе душа, смывного бачка и крана на кухне этот показатель будет равен 30л/мин (Qmax).

    Расчетное количество включений насоса в час (для комфортной работы) принимается за а=15. При более интенсивной работе мембрана гидробака совершает слишком частые колебания, что приводит к ее преждевременному разрушению. К тому же производительность насоса не дает возможности полностью заполнить накопитель водой. Насос при непрерывной работе перегревается и быстрее выходит из строя.

    Следующая важная величина – максимальное и минимальное давление для срабатывания реле. Для двухэтажных домов эти значения 3 бар и 1,5 бар соответственно (Pmax и Pmin). В расчете участвует начальное давление газа в установке P0=1,3 бар.

    Необходимый объем определяется по формуле: V=16,5 x Qmax x Pmax x Pmin /(a x (Pmax-Pmin)x P0)=16,5х30х3х1,5/(15х(3-1,5)х1,3)=76 л.

Ближайшим по значению является бак объемом 80 л.

Гидроаккумулятор для систем водоснабжения с такой вместимостью позволит выполнить потребности в водоснабжении жителей 2-х этажного дома при трех работающих одновременно точках разбора воды.

Нужен ли запас емкости

Дополнительный объем воды, хранящейся в гидробаке, не отражается на его эксплуатации. Основной функцией агрегата является поддержание давления в водопроводной сети.

Если необходим значительный запас воды, проще и значительно дешевле встроить в систему резервный бак из пластика. Поэтому при подборе оборудования приобретать гидроаккумулятор с запасом не имеет смысла.

При увеличении потребности в водообеспечении, например, при увеличении числа жильцов или количества потребляющей воду бытовой техники, можно дополнительно установить еще один гидробак небольшого объема. Их производительность суммируется. Место установки дополнительного гидробака не играет важной роли.

При необходимости в систему можно установить несколько гидробаков

Расчет давления в гидроаккумуляторе

Для того, чтобы оборудование эффективно работало и обеспечивало нужды жильцов дома, давление в гидробаке должно быть избыточным.

Чтобы вода поступала к верхней точке разбора, давление воздуха в цилиндре должно быть больше гидростатического, создаваемого столбом жидкости высотой от нижней до верхней точки водопотребления. Например, для двухэтажного здания эта величина равна Р мин = 0,7 бар (10 м =1 бар). Перепад высот в данном случае около 7 м.

Для устойчивой работы необходима разница в 0,5-0,6 бар между давлениями в нижней и верхней точками.

Таким образом, номинальное давление в гидроаккумуляторе Рном =0,6+0,7=1,3 бар

Заводские настройки предусматривают необходимое давление 1,5-2 бар, что является оптимальным для работы гидроаккумулятора. Для его контроля в устройство вмонтирован тонометр.

Тонометр необходим для контроля давления в гидробаке

При отклонении параметра давления в меньшую сторону его можно скорректировать, накачав воздух автомобильным насосом, для чего в корпусе устройства предусмотрен ниппель.

Установка, тестирование, подключение

Просто смонтировать гидробак не является сложной задачей – более насущной проблемой обычно является грамотный выбор объема и рабочего давления, поэтому лучше если все работы в комплексе будут проводить специалисты.

В первую очередь подбирается место под установку, которое должно соответствовать следующим требованиям:

    вибрация и шум от работающего оборудования не мешают жильцам,

    существует достаточное пространство для обслуживания и ремонта гидробака,

    обеспечена надежная опора на ровное и выставленное строго горизонтально основание.

При установке используются амортизирующие прокладки из резины, которые частично гасят вибрацию.

Для установки гидробака необходимо надежное основание

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения проводят в следующем порядке:

    Подготавливается ровная площадка на прочном основании, например, бетонном полу подвала.

    Гидробак устанавливается на основание, используя специальные прокладки.

    Проводятся контрольные измерения давления в цилиндре в нерабочем состоянии. Оно должно быть не менее 1,5 бар (атм). Это заводская настройка. При недостаточном давлении можно воспользоваться автомобильным насосом.

    На патрубок гидроаккумулятора устанавливается штуцер, имеющий пять выходов.

    Поочередно подключаются водяной насос, водопроводная труба, манометр и реле давления к выходам штуцера.

Для уменьшения вибрации применяют гибкие переходники. Их устанавливают на участке подключения агрегата к водопроводу. Следует следить за тем, чтобы просвет переходника не был меньше диаметра подключаемой трубы.

Подключение насоса к гидробаку показано на видео:

    Гидробак заполняется водой и проверяется на наличие течей. При необходимости проводится дополнительная герметизацию резьбовых соединений.

Заливать в бак воду нужно очень медленно, чтобы избежать разрыва мембраны. При долгом хранении возможно слипание «груши», при постепенном наполнении гибкая форма плавно расправится.

    Подключается электропитание и настраивается реле давления согласно инструкции к оборудованию.

При использовании погружного насоса необходимо установить обратный клапан. Он препятствует обратному оттоку воды в скважину.

Схема подключения гидроаккумулятора к элементам водопроводной сети.

Популярные модели

Покупатель, приобретая гидроаккумулятор, основное внимание уделяет объему цилиндра. На сегодняшний день выпускаются и используются в быту модели вместимостью от 10 л до 200 л.

По данным опроса российской интернет-аудитории наиболее востребованными являются гидробаки объемом 76-100 л, 11-25 л и 26-50. Для дачных участков часто покупают накопители до 10 л. Вертикальная установка в числе приоритетных.

Обычно, какой купить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, выбирают просто по соотношению цена-качество. Производители предлагают модели, сочетающие в себе различную комплектацию и достойное качество по разумной цене. Рейтинг производителей выглядит следующим образом: Reflex, Jeelex, Wester, UNIPUMP, CIMM.

Заключение

Гидроаккумулятор – необходимый элемент для системы водоснабжения частного дома, который обеспечит долговечную работу насоса и бесперебойное снабжение водой. Чтобы аппарат прослужил долго и не требовал частых ремонтов, его нужно правильно подобрать и грамотно установить, для чего рекомендуется воспользоваться услугами грамотных специалистов. Разобравшись для чего нужен гидроаккумулятор, можно планировать его установку и искать хороших специалистов, которые сделают все на высшем уровне.

Для городских жителей гидроаккумулятор для систем водоснабжения (водяной аккумулятор или гидробак) понятие совершенно незнакомое. Купив, например, дачу или загородный дом в районе без центрального водопровода, владельцы ошеломлены множеством сложных аббревиатур, технических требований, понятий. Таких как: автономная система водоснабжения, глубинный насос с частотным преобразователем, настройка минимального и максимального давления, максимальное количество включений глубинного насоса. И все это только для того, чтобы в доме из крана текла вода. В этой статье мы расскажем о роли этого приспособления в системах насосного типа.

Наиболее распространенный вид гидробака

Обратите внимание! Не путать с расширительным баком для системы отопления, эти два устройства похожи по форме и конструкции. В большинстве своём расширительный бак имеет красный цвет, а гидроаккумулятор синий, но не всегда. Уточните у менеджера продаж, при приобретении, какую функцию должен выполнять требуемый вам прибор.

Этот конструктивный элемент имеет два основных назначения:

  • Обеспечение бесперебойной и равномерной работы насосной станции;
  • Обеспечение надежности и целостности системы ГВС (горячее водоснабжение).

Роль гидроаккумулятора в работе насосной станции

При отсутствии центрального водопровода владельцы частных домов, для подачи воды в дом бурят скважину или возводят колодец, оборудованный глубинным насосом. С его помощью вода подаётся в помещение, заполняет водяной аккумулятор, обязательно фильтруется и разветвляется по местам потребления.

Рассмотрим более подробно работу этой схемы. При быстром открытии и закрытии водяного крана, например вы сполоснули руки, расходуется малое количество воды и именно в этот момент начинается работа гидроаккумулятора. Насос не включался, напор был создан давлением мембраны водяного аккумулятора, так как в нём содержится определённое количество воды. Многочисленные источники утверждают, что аварийный запас воды и есть главная функция, которую выполняет гидроаккумулятор для систем водоснабжения. Эти сведения неверны. Агрегат ёмкостью 100 литров способен вместить не более 35 литров воды.

Первостепенная цель установки этого агрегата – сберечь дорогостоящий глубинный насос от перегрева и нерациональных запусков. При отсутствии этого устройства насос, в описанном выше случае, запустится и тут же выключится, не набрав максимальной мощности. В этот момент в контуре создается гидроудар, то есть резкий перепад давления. Агрегат при совокупности этих факторов быстро выйдет из строя. Вывод – гидроаккумулятор в системах водоснабжения служит для равномерного распределения давления в контуре и долгосрочной работы насосного оборудования.

Гидроаккумулятор в системе ГВС

Существуют три основных вида горячего водоснабжения с использованием гидробака:

  • Монтаж бойлера косвенного нагрева;
  • Установка двухконтурного твердотопливного котла, с функцией подачи горячей воды;
  • Схема с одноконтурным котлом в совокупности с бойлером косвенного нагрева.

В любом из вариантов водяной аккумулятор исполняет роль расширительного бака, так как вода при нагреве увеличивается в объеме, и этот прибор компенсирует количество воды. Несмотря на тот факт, что и в бойлере, и в твердотопливном котле установлена группа безопасности в виде пропускного клапана, при постоянном срабатывании пропускной клапан быстро выходит из строя, это влечёт за собой повреждения котла или течь в контуре водоснабжения.


Обратите внимание! Внешний вид и форма гидро аккумуляторного бака для холодного водоснабжения очень схожи с гидроаккумулятором для ГВС. Их различие в температурной стойкости встроенной мембраны. При покупке внимательно читайте технические характеристики устройства. Не опытные менеджеры зачастую предлагают не нужный вам образец.

Классификации гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор, как понятие, имеет множество областей применения. Его применяют во всех видах машиностроения, в тяжелой промышленности. В этой статье мы рассмотрим гидробаки, используемые только в домашнем водоснабжении. Наиболее востребованными в этой отрасли являются агрегаты пневматического типа. Они делятся на два вида:

  • Мембранные одноразовые. Образцы, в которых мембрана заключена в стопорное кольцо по центру бака;

  • Водяные аккумуляторы с возможностью замены мембраны.

Каждый из этих видов имеет разную форму исполнения:

  • Вертикальная;
  • Горизонтальная.

Статья по теме:

В статье мы рассмотрим как решить проблему недостаточного напора воды, которая осложняет принятие водных процедур и работу вспомогательных бытовых приборов, как правильно выбрать насос, и на что обратить внимание.

Принципы работы, устройство и преимущественные стороны гидробака в системах водоснабжения

Из чего состоит гидробак
  • Корпус устройства чаще всего выполнен из обычной стали. Существуют образцы из нержавеющей стали. Они более долговечны, но встречаются реже, по причине высокой стоимости;
  • Резиновая мембрана. Она изготовлена из эластичного материала, что обеспечивает длительную эксплуатацию;
  • Рабочее давление контролируется через золотник, при помощи обычного машинного насоса и манометра;
  • В корпусе установлен фильтр грубой очистки, помимо отдельного фильтра, вмонтированного в контур.

Так же в группу аккумуляторного оборудования входит реле давления – это автоматический датчик запуска и отключения насосного агрегата.

Плюсами пневматического оборудования являются:

  • Простота конструкции;
  • Возможность замены мембраны;
  • Несложное подключение к насосной станции;
  • Компактные размеры;
  • Малый вес;
  • Доступная цена

Кратко опишем работу водяного аккумулятора

При потреблении воды на любой точке водозабора реле давления включает насосный агрегат. Вода, попадая в гидробак, растягивает мембрану. Далее, при закрытии крана, насос продолжает работать. Мембрана, растягиваясь, повышает рабочее давление агрегата. Когда давление повысится до максимального значения, реле давления отключает насосную установку.

При планировании системы водоснабжения все составляющие элементы взаимосвязаны. Перед покупкой какого-либо прибора, будь то насосная станция, гидроаккумулятор, водопроводные трубы, фильтры и так далее, проконсультируйтесь со специалистом или тщательно проштудируйте всю необходимую информацию, дабы избежать нерациональной траты средств.

Начинать планирование водоснабжения следует с расчета потребления воды вашего дома, сколько точек водоразбора планируется. Например: два санузла, две душевые кабины, стиральная машина, посудомоечная машина, кухонный кран, поливочный кран. Сколько человек проживает в вашем доме, то есть одновременная эксплуатация воды в разных точках.

Вариаций может быть великое множество. Эти пункты очень важны, так как при покупке глубинного насоса недостаточной мощности, воды на всех не хватит, вы не сможете смыть с себя мыло в душе, пока стиральная машина не закончит работу. В случае, когда в вашем доме стандартное количество точек водоразбора: один санузел, один кухонный кран, стиральная машина, одна душевая кабина и в вашей семье 4 человека, вам подойдет прибор объёмом 25-50 литров. Такие экземпляры практически всегда идеально подходят к любым насосам соответствующей мощности.

В случае большего количества людей и потребительных точек воды, рациональный расчет проводится по формуле:

При стандартной схеме, где вода поступает, например, из колодца или не глубокой скважины мощности обычного насоса вполне хватит для подачи воды даже на второй или третий этаж. В таком случае система не вызывает затруднений и гидроприбор устанавливается в помещении.

Что потребуется для сборки всей группы гидроаккумулятора

В группу гидробака, помимо реле давления, входит манометр.

Для удобства соединения всех составляющих используется пятивыводной штуцер.

При сборке всей группы рекомендуется использовать краны «американки». Для беспрепятственного снятия и замены любого устройства при поломке. То есть, на отвод к аккумулятору, на трубу, ведущую к насосу и на разводку к потребителям. Если вы соберете группу без «американок», при незначительной поломке или замене мембраны, например, вам придется сливать воду со всей системы.

При монтаже системы существуют множество подводных камней и рабочих мелочей. Постараемся описать основные из них:

  • Как обнаружить поломку водяного аккумулятора;
  • Способ экономии электроэнергии;
  • Страховка, на случай невнимательности при включенном насосе;
  • Советы при замене мембраны;
  • Увеличение объема гидроприбора при установке твердотопливного котла;
  • Рекомендация при покупке гидрооборудования объемом более 100 литров.

Краткое пояснение к каждому пункту.

Гидроаккумулятор представляет собой металлическую герметичную емкость, внутри которой расположена эластичная мембрана. Это устройство необходимо для поддержания постоянного давления в водопроводе и защиты водяного насоса от преждевременной поломки из-за частой эксплуатации. Если вы хотите купить гидроаккумулятор и установить его в частном доме, необходимо разобраться в его технических характеристиках и принципе работы.

Функции гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор, его еще называют мембранным баком или гидробаком, выполняет ряд функций:

— Поддерживает давление в водопроводной системе на стабильном уровне.

— Защищает водопровод от резких перепадов водяного напора. В случае перепадов возникают сильные температурные колебания воды, если одновременно включают несколько кранов, например, на кухне и в ванной комнате. Гидроаккумулятору под силу справиться с такими вопросами.

— Сберегает насос от быстрой изнашиваемости вследствие частой эксплуатации. В гидробаке существует определенный объем воды, поэтому насос начинает работать не на каждое открытие крана, а только тогда, когда вода полностью израсходована. В каждом насосе предусмотрен нормативный показатель количества включений за час. Использование гидробака позволяет увеличить число невостребованных подключений насоса, а это влияет на его службу, увеличивая эксплуатационный период.

— Защищает водопроводную систему от вероятностного гидроудара, возникающего в момент подключения насоса, который способен изрядно навредить трубопроводу.

— Позволяет создать определенный запас воды в системе. Благодаря этому у вас всегда будет вода, даже в периоды отключения электроэнергии, а это нередкое явление в нашем мире. Эта функция особенно пригодится владельцам загородных домов.

Из чего состоит гидроаккумулятор

Стоит заметить, что емкость гидробака герметична и разделена на две камеры при помощи специальной мембраны, первая отводится для воды, вторая же — под воздух.

Устройство гидроаккумулятора

Что касается воздушной камеры, то в ней располагают пневматический клапан, регулирующий давление. Присоединительный патрубок, с резьбой, позволяет наполнить гидроаккумулятор водой.

Соединительный трубопровод подбирают таким образом, чтобы он в диаметре соответствовал напорному патрубку, так как это напрямую влияет на возникновение гидравлических потерь в водопроводной системе.

Смотрите видео: Зачем в системе водоснабжения гидроаккумулятор

В гидроаккумуляторе, рассчитанном на объем воды больше 100 л, предусматривают наличие клапана, стравливающего воздух, накопившийся в воде. Для гидробака меньшего объема, без такого клапана, в водопроводе располагают устройства, позволяющие стравливать воздух. Это может быть как тройник, так и кран, перекрывающий центральную водопроводную магистраль.

В целом, гидроаккумулятор должен быть так смонтирован, чтобы он легко разбирался для ремонта или профилактических работ, без сливания всей воды из системы.

Как работает гидроаккумулятор

Принципы работы заключаются в следующем:

— Вода при помощи насоса подается в мембрану гидробака, благодаря создавшемуся давлению;

— Как только давления достигло нужного уровня, насос выключается, а значит, вода перестает поступать;

— После очередного забора воды давление постепенно снижается, поэтому насос автоматически подключается, начиная поставлять воду в мембрану.

Схема работы гидроаккумулятора

Установлено, что максимальная результативность гидробака напрямую зависит от общего его объема.Существует возможность регулирования срабатывания реле давления.

В процессе работы воздух, растворенный в водной среде, накапливается в мембране устройства. Это снижает результативность работы мембранного бака. Чтобы исправить ситуацию, надо проводить профилактические работы, в ходе которых стравливать воздух.

Схема подключения гидроаккумулятора напрямую зависит от его назначения. Устройства аккумулятора не похоже на обычный бак с водой, поэтому для его установки требуются специальные знания и навыки. Монтаж должен проводиться опытным специалистом, так как от него напрямую зависит работа всей водопроводной системы.

Рекомендуем также

Гидроаккумулятор Для чего и зачем нужен?

13.10.2017

Принцип работы гидроаккумулятора:

Аккумулирующие баки для воды и других различных жидкостей правильно называть МЕМБРАННЫЕ БАКИ.

Мембранные баки делятся на два типа:

— гидроаккумулятор используется в системе водоснабжения

— расширительный бак (экспанзомат) используется в системах отопления

В этой статье речь пойдет о ГИДРОАККУМУЛЯТОРЕ

Гидроаккумулятор — это незаменимый элемент в построении качественной системы индивидуального или промышленного водоснабжения. Его функция — это поддержание определенного запаса воды в системе водоснабжения, компенсация гидроударов, возникающая при включении и выключении насоса, а так же при открытии и закрытии кранов.

Очень часто непонимающие люди доверясь неопытным продавцам не используют в своей системе гидроаккумулятор, что впоследствии выливается им в неожиданный ремонт: насоса, автоматики, или выбитый из раковины кран!

Гидроаккумулятор в первую очередь подбирается под возможности Вашего насоса, а уже после под Ваши потребности!

Гидроаккумуляторы бывают для холодной воды (ХВС), и для горячей воды (ГВС).

Состоит из: металлического бака, резиновой мембраны и закрывающего фланца.

Для материала изготовления бака применяется углеродистая сталь или нержавеющая сталь марки AISI 304.

Гидроаккумуляторы бывают двух видов:

— Вертикальные

— Горизонтальные

Внутри стоит резиновая мембрана. Мембраны производятся из специальной резины серии EPDM.

Подключение к системе бывает однопроходное и двухпроходное.

— Однопроходное подключение используют в небольших системах водоснабжения.

— Двухпроходное подключение используют в больших системах водоснабжения, требующих сложных инженерных решений.

Так же принцип работы гидроаккумулятора зависит от расположение подключения. У вертикальных подключение бывает снизу или сверху (однопроходное подключение), а так же двухпроходное, когда подключение к системе можно производить снизу и сверху, как правило такой тип подключения используется на гидроаккумуляторах с большим объемом от 100 литров и больше.

В горизонтальных гидроаккумуляторах подключение сбоку — однопроходное.

Объем гидроаккумуляторов бывает от 2 до 5000 литров. Промышленные могут быть объемом более 5000 литров, как правило поставляются под заказ.

Сфера применения гидроаккумуляторов делится на бытовые нужды (коттедж, дача) и промышленные.

— бытовые гидроаккумуляторы бываю объемом от 2 до 500 литров, с максимальным рабочим давлением до 6 или до 10 бар, вертикальные и горизонтальные, однопроходные двухпроходные.

— промышленные гидроаккумуляторы как правило все двухпроходные, вертикальные, объемом от 500 литров и больше, с рабочим давлением от 10 бар и выше.

Все привыкли, что гидроаккумуляторы красятся в синий цвет, однако замечу, что цвет не так важен, самое главное, чтобы он был предназначен для использования в системах водоснабжения!

Преимущества различных модификаций гидроаккумуляторов:

— вертикальный однопроходной гидроаккумулятор с нижним подключением (фланец снизу) удобен тем, что при частом сливе воды из системы (например, перед закрытием летнего дачного сезона) вода полностью выходит из гидроаккумулятора. Слив можно автоматизировать, поставив снизу гидроаккумулятора или в самой нижней точке системы водоснабжения обычный шаровый кран. Кран открыли — вода слилась!

— на горизонтальных однопроходных гидроаккумуляторах сверху есть площадка для установки поверхностного насоса. Такая площадка позволит Вам сэкономить место, так же боковое подключение облегчает монтаж и подключение к нему автоматики!


— вертикальный однопроходной гидроаккумулятор с верхним подключением (фланец сверху) новинка на рынке мембранных баков, так как подключение расположено сверху, соответственно подключать к системе будет намного проще, так как всё у Вас перед глазами, в отличии от гидроаккумулятора с нижним подключением. Несомненным преимуществом верхнего подключения является повышенный КПД гидроаккумулятора.

«В гидроаккумуляторе с нижним подключением вода заходит и выходит снизу, соответственно воздух, который присутствует в системе, остается в мембране гидроаккумулятора вверху и занимает 15-25% рабочего пространства. В гидроаккумуляторе с верхним забором (фланец сверху) таких потерь не может быть в принципе! Так как вода заходит и выходит сверху, соответственно воздух не остается в мембране и выходит вместе с водой. За счет такой простой конструкции некоторым производителям гидроаккумуляторов удалось увеличить КПД на 15-25% и сделать пользование удобным!»


Принцип работы гидроаккумулятора, итог.

Мы уже знаем, что гидроаккумулятор состоит из металлического бака, резиновой мембраны и соединительного фланца. Резиновая мембрана находится внутри бака, а между мембраной и баком закачен сжатый воздух под давлением не ниже 1.5 бар. Вода, которая поступает в гидроаккумулятор никак не контактирует с металлическим баком, вся вода поступает через фланец в резиновую мембрану.

ВАЖНО! Мембрана в гидроаккумуляторе НЕ ШАРИК и не может раздуваться!

В неиспользуемом положении мембрана находится в сжатом состоянии, при поступлении воды, мембрана разжимается постепенно, обретая образ шара. По этому принцип работы заключается в том, что чем больше давление воздуха в гидроаккумуляторе, тем меньше сможет раздуться резиновая мембрана и соответственно меньше воды в нее поступит.

Давление в гидроаккумуляторе должно быть на 10% ниже давления включения насоса. Если у Вас насос включается при давлении 2 бара, соответственно давление в пустом гидроаккумуляторе должно быть 1.8 бар! Это правило можно игнорировать, если у Вас насос включается при стандартном давлении 1.5 бар, тогда давление лучше оставить так же 1.5 бар!

ОБСЛУЖИВАНИЕ ГИДРОАККУМУЛЯТОРА

Один раз в год необходимо проверять давление в гидроаккумуляторе. Рабочее давление должно быть либо 1.5 бар, либо выше, в зависимости от конфигурации (описание выше) Вашей системы!

ВНИМАНИЕ!!! Давление проверяется обязательно на пустом гидроаккумуляторе, то есть давление в Вашей сети должно быть 0 бар.

В качестве профилактики так же стоит подтянуть болты на фланцах гидроаккумулятора, со временем они ослабевают и через фланец уходит воздух, при монтаже тоже желательно сделать небольшую протяжку.

Интернет магазин насосного оборудования

Baymart.ru

Для чего нужен гидроаккумулятор

В современной системе инженерных коммуникаций частного дома водоснабжение входит в число обязательных систем, подключение которых требует наличия набора необходимых элементов в обязательном порядке. Для водоснабжения частного дома, в котором требуется установка системы водоснабжения, отвечающего стандартам водопроводной сети, обязательным элементом выступает накопительный бак или гидроаккумулятор.

По сути, это один из главных элементов системы, без которого работа водоснабжения из индивидуального источника с полной имитацией функций централизованного водопровода невозможна.

Гидроаккумулятор системы водоснабжения ­– основные функции

Накопительный бак для водоснабжения или по-другому гидроаккумулятор представляет собой емкость, способную выдерживать высокое давление. Накопление запаса воды в гидроаккумуляторе происходит благодаря наличию внутри эластичной мембранной емкости, в которую аккумулируется определенный объем воды. Особенность мембранного бака для водоснабжения состоит в том, что между мембраной и стенками бака имеется воздух или закачанный азот, такое газовое пространство позволяет при наполнении мембраны водой сжиматься, создавая давление. Давление газа, при расширении мембраны с водой внутри бака и является основной особенностью для чего нужен гидроаккумулятор.

В системе водоснабжения частного дома от индивидуального источника водоснабжения, то ли колодца, то ли скважины, осуществляется с помощью насоса, который не только поднимает воду на высоту горизонта поверхности земли, но и создает избыточное давление, позволяющее при открытии водопроводного крана получить стабильный напор воды. Вместе с тем, электродвигатель насоса, не предназначен для постоянной работы в режиме подачи воды, для него предусмотрен кратковременный режим работы необходимый для поддержания постоянного напора воды в системе водоснабжения. Включение и выключение насоса осуществляется блоком управления, реагирующим на изменение величины давления в водопроводе. И когда насос отключается, функция поддержания давления внутри системы переходит к накопительному баку для водоснабжения. Закачанная в мембранную камеру бака вода сжимает воздух гидроаккумулятора и, таким образом, создает давление в системе водопровода.

При открытии крана или любой другой точки подключения бытовой техники, например, стиральной машины под действием сжатого в накопительном баке для системы водоснабжения воздуха вода под давлением поступает в систему, и имитирует, таким образом, работу системы водоснабжения, то для чего нужен гидроаккумулятор. Со временем, когда давление воздуха постепенно падает, а объем воды внутри мембранной камеры уменьшается, блок автоматики включается и поддержание давления в системе начинает осуществляться с помощью подачи воды из насоса.

Виды накопительных баков

Мембранные баки для водоснабжения подбираются в каждом конкретном случае под индивидуальные условия проекта. Чаще всего мембранный бак продается в комплекте с насосом и блоком автоматики, такие насосные станции устанавливаются в частных домах или объектах, не требующих больших объемов воды.

Индивидуальные условия применения системы водоснабжения позволяют подбирать станции по мощности электродвигателя и объему накопительные баки в зависимости от условий установки. Глубина залегания горизонта воды, мощность водоносного слоя существенно влияют на выбор не только характеристик насосной станции по мощности электрического насоса, но и по объему бака для системы водоснабжения.

 Во многом то, для чего нужен гидроаккумулятор, зависят и его качественные характеристики – прежде всего, объем самого бака. Чем больше бак, тем больше времени будет работать система водоснабжения без подключения электронасоса. Например, для мытья посуды для семьи из 3 человек в среднем требуется 25 литров воды при ручной мойке и 6-10 литров при машинной мойке. Таким образом, накопительный бак объемом 40 литров вполне справится с такой задачей, а включение электродвигателя будет проводиться всего 3-4 раза по 7-10 секунд. Для бака объемом 50 литров насос будет работать еще меньше, его включение будет проводиться всего 1-2 раза.

Для стандартных насосных станций расширительный бак выпускается в основных размерах в 30, 40, 50 литров. Таких объемов вполне достаточно для накопления необходимого количества воды, вместе с тем, для таких насосных станций существует возможность изменения конструкции путем установки накопительного бака другого объема.

Увеличение объема накопительного резервуара в таких случаях связан с необходимостью:

  • резервирования достаточного количества воды;
  • увеличения времени автономной работы от резервуара ввиду глубокого горизонта залегания воды;
  • уменьшения нагрузки на насосную группу станции.

Для разных ситуаций и вариантов установки применяются расширительные баки горизонтального и вертикального типа установки. Для горизонтальных баков, а это в основном небольшие по объему баки от 30 до 50 литров, характерным выступает наличие на корпусе специальных видов креплений и ножек для установки в составе насосной станции. И платформа ножек и верхняя платформа для установки двигателя, соединены с корпусом сварным соединением. Верхняя платформа имеет отверстия для крепежа электродвигателя, при этом отверстия имеют симметричное расположение, что дает возможность устанавливать различные по размерам двигатели насосов. Ножки, также имеют отверстия для установки на фундаментную плиту или кронштейн в случае установки над полом.

Вертикальные баки рассчитаны на объемы от 50 литров. Чаще всего такие объемные резервные резервуары используются в промышленных целях или объектах, требующих большого количества воды. Особенностью таких конструкций является наличие в нижней части 3 или 4 ножек. В вертикальных баках подвод воды осуществляется с нижней части в месте расположения крышки бака.

Особенности эксплуатации гидроаккумулятора

Рассматривая устройство и то для чего нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения частного дома нужно понимать, и особенности его работы. И здесь необходимо в обязательном порядке упомянуть о второй камере накопительного бака, там, где находится воздух. Как известно, в отличие от воды воздух может сжиматься, при этом процесс сжатия сопровождается увеличением давления в воздушной камере. Для нормальной работы расширительного бака при полностью заполненной водяной камере давление воздушной камеры может достигать 2 и более атмосфер. А вот когда гидробак пустой и внутри его нет воды то обычное давление в нем составляет всего 1,5 атмосферы, такого давления вполне достаточно для обеспечения работы всех домашних устройств частного дома.

Изначально такое давление воздуха внутри гидроаккумулятора закачивается еще при производстве гидробака, а вот проверка величины давления осуществляется при помощи обычного автомобильного манометра, с мелкой шкалой деления. У всех расширительных баков, кроме входного отверстия под резьбовое соединение, с обратной стороны (для горизонтальных вариантов конструкции) имеется клапанный узел для закачки и стравливания воздуха или газа. По размерам и, по сути, это самый обычный золотниковый клапан автомобильной или велосипедной шины. Такое устройство позволяет с легкостью закачать необходимое количество воздуха при помощи обычного автомобильного насоса.

Для вертикальных моделей гидробаков в отличие от горизонтальных видов клапан расположен в верхней части прибора. Там же расположен еще один клапан, он предназначен для стравливания воздуха, скапливающегося в мембранной камере такие операции необходимо периодически проводить ввиду постоянного выхода воздуха из воды. Слишком большое количество воздуха в мембранной камере не дает возможности полностью заполнить объем водой.

Для горизонтальных баков, имеющих небольшой объем, мембранной камеры спуск воздушной подушки проводится не так часто, как в вертикальных баках, это связано с небольшим объемом мембранной камеры и быстрым обновлением воды в ней при работе насоса.

   В системе водоснабжения в которую включен гидроаккумулятор в отличие от прямоточной системы, напрямую подключенной к источнику водоснабжения практически, сводится к нулю опасность такого явления, как гидроудар. Это еще один аспект для чего нужен гидроаккумулятор. При включении насоса напрямую давление в трубопроводе резко повышается, при этом давление достигает наивысшего значения практически сразу во всех точках. В таких условиях сделать плавный переход от наивысшего значения до оптимальных пределов или наоборот постепенно поднять с минимального значения до необходимого показателя попросту невозможно. В системе, в которую, включен гидроаккумулятор, убрать пиковые значения, возможно благодаря расширительной камере гидробака. Имея эластичную форму, мембрана способна в оптимальные сроки увеличить объем и обеспечить сглаживание пиковых нагрузок на трубы и резьбовые соединения арматуры. 

В процессе эксплуатации при возникновении поломок чаще всего в гидробаке выходят из строя мембрана и корпус самого бака. Для мембраны характерным выступает нарушение целостности и герметичности поверхности ввиду химического состава воды и сказывается процесс старения самого материала мембраны. В таком случае ремонт проводится заменой мембраны на новую. А вот для бака, вернее, для металлического корпуса чаще всего проблемы возникают из-за производственного брака и повреждения корпуса. И в том, и в другом случае бак может быть реставрирован при помощи пайки или сварки. Но, в случае когда повреждения имеют множественный характер или имеют большую площадь ремонт восстановлением рекомендуется не проводить, а заменить бак на новый.
 

Принцип работы гидроаккумулятора и зачем он нужен гидроаккумулятор в системе водоснабжения

Гидроаккумулятор, он же накопительный, напорный или расширительный бак — необходимый элемент для закрытой системы водоснабжения в любом частном доме. Чтобы правильно подобрать и использовать такой накопитель, не помешает изучить принцип работы гидроаккумулятора, виды, причины поломок и способы их устранения. Кроме того, не помешает разобраться, чем отличаются баки красного и синего цвета.

Как устроен и работает гидроаккумулятор?

Гидроаккумуляторы нередко называют , поскольку внутри у такого устройства находится специальная резиновая прокладка — мембрана. Она делит емкость на две части. С одной стороны от мембраны находится вода, с другой — воздух или интертный газ. Также гидробак обычно снабжен отверстием для подачи воды и манометром, который отражает давление воздуха.

Обычно гидробак состоит из металлического корпуса и резиновой мембраны. Кроме того, устанавливается золотник, регулирующий подачу-стравливание воздуха, а также фильтр, чтобы удалять мелкие загрязнения

Вода подается в систему водоснабжения с помощью насоса и закачивается в бак. В результате давление газа в гидроаккумуляторе с автоматикой возрастает. Когда оно достигает предельно допустимого значения, система автоматического управления отключает насос и подача воды прекращается.

На схеме наглядно представлен принцип работы гидробака в системе водоснабжения. Устройство управляется с помощью автоматики, что повышает сроки его эксплуатации

Постепенно вода из бака расходуется. Давление понижается, достигает минимального заданного предела, после чего система автоматического управления включает насос. Вода поступает в бак, пока давление не достигнет установленного значения, насос отключается и т. д.

Для чего необходим такой накопитель?

При наличии гидробака цикл включения-отключения насоса происходит только при необходимости наполнить бак достаточным запасом воды. Если бы гидроаккумулятора не было, насос включался бы каждый раз, когда кто-то из домочадцев открывает кран. Наличие накопительного бака в системе позволяет:

  • значительно увеличить срок эксплуатации скважинного насоса;
  • предупредить вред от возможных гидроударов в системе;
  • поддерживать в системе определенное давление;
  • предотвратить поломки элементов системы водоснабжения и сантехнического оборудования.

Очевидно, что гидроаккумуляторы для водоснабжения закрытого типа просто необходимы. О роли накопительного бака в системе водоснабжения подробно рассказано в следующем видеоматериале:

Виды мембранных баков и их особенности

Различают вертикальные и горизонтальные гидробаки, которые по разному крепятся в месте установке. Есть еще один важный момент. В той части гидробака, которая содержит воду, со временем может накапливаться небольшое количество воздуха. Этот воздух следует периодически удалять, чтобы в систему не попали довольно опасные для нее воздушные пробки. В вертикальных емкостях воздух скапливается вверху и для его отведения используется специальный ниппель.

С горизонтальными гидробаками все несколько сложнее. Для стравливания скопившегося воздуха здесь понадобится не только ниппель, но и шаровой кран, а также канализационный слив.

Владельцам небольших гидробаков, емкость которых составляет менее 100 л, необходимо избавляться от избытка воздуха иначе. Для этого следует:

  1. Отключить электропитание.
  2. Открыть кран смесителя.
  3. Дождаться, пока бак опустеет.
  4. Закрыть кран.
  5. Подключить систему к электропитанию, чтобы бак снова наполнился.

Избыточный воздух выйдет вместе с водой. Эту процедуру следует проделывать не реже одного раза в месяц.

Гидробаки красного цвета предназначены для систем горячего водоснабжения. Хотя мембрана в них выполнена из довольно прочной резины, их не следует использовать для подачи холодной воды

Производители предлагают гидробаки красного и синего цвета, а также бесцветные. Синие устройства предназначены для использования в системе холодного водоснабжения. Для изготовления мембраны в таких баках используют пищевую резину, безопасную для здоровья людей. Красные гидробаки предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения. Их для холодной воды использовать не рекомендуется, поскольку мембрана в таких баках изготовлена из другой резины. Кроме того, рабочий порог давления у синих гидробаков выше и достигает 8 Bar.

Обычно вода поступает в накопитель снизу, а сверху, как уже отмечалось, находится ниппель, через который отводят воздух. Поэтому в каждом устройстве имеется два резьбовых соединения (обычно дюймовые или в полдюйма), которые не следует путать. На верхний ниппель нередко устанавливают автоматическое устройство для отведения воздуха.

Иногда бывают ситуации, когда вода подается в гидробак сверху. Считается, что в этом случае автоматическое отведение воздуха не понадобится. Но следует позаботиться о фильтре, чтобы в систему не попадали частички песка или другие загрязнения.

Обратите внимание! Потребителю предлагают самые разнообразные модели гидробаков зарубежного и отечественного производства. Не все импортные устройства адаптированы для российской системы водоснабжения, что заметно снижает сроки их бесперебойной эксплуатации. Как показала практика, отечественные гидробаки высокого качества служат дольше.

Обратите внимание на материал об устройстве и принципах работы насосных станций:

Причины поломок и способы их устранения

Самая уязвимая часть гидробака — резиновая мембрана. В процессе эксплуатации она постоянно подвергается растягиванию, а затем сокращается. Постепенно резина теряет эластичность и разрывается. О возникновении проблем с гидробаком могут свидетельствовать следующие симптомы:
вода поступает из системы небольшими порциями при высоком давлении, кран как-будто «плюется» водой;
стрелка манометра резко достигает больших значений и затем сразу же снижается до нуля.

Резиновые мембраны для гидробаков могут иметь различные формы и размеры. При замене мембраны следует использовать изделие, предназначенное для конкретной модели гидробака

Чтобы убедиться в том, что мембрана порвана, необходимо нажать на золотник ниппеля, чтобы выпустить воздух из накопительного бака и определить какое давление воздуха имеется в гидроаккумуляторе. Если при этом стрелка манометра сразу же пойдет вниз, значит воздуха, который обеспечивает необходимое давление, в гидробаке осталось очень мало. Необходимо полностью стравить воздух, если после этого из золотника потечет вода, значит мембрана точно порвана, необходим ремонт. Если же вода не пошла, мембрана цела, а воздух уходит из емкости через появившиеся щели, неисправные соединения или золотник.

О проблемах с гидробаком в системе горячего водоснабжения может свидетельствовать небольшая течь, которая появляется у предохранительного клапана водонагревателя. Действовать следует точно также: нажать на ниппель золотнитка, оценить количество воздуха, стравить его полностью и по наличию или отсутствию воды определить, цела ли мембрана гидробака.

Заменить мембрану в гидробаке не так уж сложно, кроме того, это значительно дешевле, чем ставить новое устройство. Для ремонта понадобится:

  1. Приобрести новую мембрану, точно соответствующую порванной.
  2. Аккуратно разобрать гидробак, отвинтив соединительные болты.
  3. Вынуть порванную мембрану.
  4. Установить на ее место новую мембрану.
  5. Собрать гидробак.
  6. Равномерно затянуть все болты.

Главная опасность при этом состоит в том, что неумелое обращение с устройством может привести к соскальзыванию края мембраны внутрь металлического корпуса. В результате работу придется переделывать. Чтобы этого не случилось, рекомендуется затягивать соединительные болты постепенно, чтобы обеспечить равномерное натяжение мембраны. Проблемы возникают, когда один болт полностью затянут и только после этого начинают работу со следующим. Край мембраны при этом смещается и может соскользнуть.

О распространённых неисправностях и о том, как их устранить, вы узнаете в нашем материале:

Еще одна ошибка — использование герметика в местах соединений. Применение таких составов приводит к уменьшению трения между резиной и металлом. В результате край мембраны смещается, а плотность соединения уменьшается, что в будущем может вызвать протечку воды.

Что такое гидроаккумуляторы? Как они работают?

Введение:

«Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, но может быть преобразована из одного в другое». Эта энергия также может храниться в устройстве или оборудовании, чтобы их можно было использовать в другой форме. Например, мы знаем о функции маховика в роторной машине. Он получает энергию от первичного двигателя, сохраняет полученную энергию и, при необходимости, отдает энергию обратно в ту же систему.Другим примером хранения и преобразования энергии, который является самой последней разработкой в ​​​​автомобильной промышленности, является K.E.R.S , или Система рекуперации кинетической энергии. Система использует кинетическую энергию, когда автомобиль снижает скорость, и возвращает ее самому автомобилю для ускорения. Таким образом, энергия сохраняется в одной форме и возвращается в систему в другой форме. Я пытаюсь подчеркнуть здесь то, что «энергия сохраняется». Вы когда-нибудь задумывались, как хранится энергия? Прочтите здесь, чтобы узнать об одном из наиболее широко используемых накопителей энергии — гидроаккумуляторе.

Что такое гидроаккумулятор?

Это простое гидравлическое устройство, накапливающее энергию в виде давления жидкости. Это накопленное давление может внезапно или периодически сбрасываться в соответствии с требованиями. В случае гидравлического подъемника или гидравлического крана требуется большое количество энергии, когда подъемник или кран движется вверх. Эта энергия поступает от гидроаккумулятора. Но когда лифт движется в направлении вниз, он не требует огромного количества энергии.В течение этого времени масло или гидравлическая жидкость, перекачиваемая насосом, хранится в аккумуляторе для будущего использования.

Работа гидроаккумулятора:

Аккумулятор обычно имеет цилиндрическую камеру, в которой находится поршень. Этот поршень либо подпружинен, либо на нем удерживается некоторый расчетный вес, либо даже находится под пневматическим давлением. Гидравлический насос перекачивает жидкость в аккумулятор, который представляет собой не что иное, как герметичный контейнер. Объем контейнера фиксирован и не может быть изменен.Но количество гидравлической жидкости, перекачиваемой внутрь контейнера, постоянно увеличивается. Таким образом, давление гидравлической жидкости внутри контейнера начинает увеличиваться.

На рисунке слева показан гидроаккумулятор, состоящий из неподвижного вертикального цилиндра, содержащего скользящий цилиндр. На баран кладут тяжелый груз. Вход цилиндра соединен с насосом, который непрерывно подает воду или гидравлическую жидкость под давлением в цилиндр.Выход цилиндра соединен с машиной (которая может быть подъемником или краном).

В начале поршень находится в крайнем нижнем положении. Насос непрерывно подает гидравлическую жидкость под давлением. Если гидравлическая жидкость под давлением не требуется машине, она хранится в цилиндре. Это поднимет баран, на котором находится тяжелый груз. Когда поршень находится в крайнем верхнем положении, цилиндр заполнен гидравлической жидкостью, а аккумулятор накопил максимальное количество энергии давления.Когда машине (крану или подъемнику) требуется большое количество энергии, аккумулятор подает эту энергию, и ползун начинает двигаться вниз.

Но есть ли ограничение по давлению?

Как упоминалось ранее, на штоке удерживается груз, либо шток удерживается против давления пружины, а иногда даже под давлением воздуха. Таким образом, именно эта сила пружины, веса или давления воздуха определяет давление жидкости, хранящейся внутри контейнера. Насос нагнетает жидкость внутри контейнера до тех пор, пока вес не будет полностью поднят или полностью сжата пружина, после чего насос останавливается автоматически (или иногда вручную).

Какая польза от накопленной энергии давления?

Гидравлическая жидкость, хранящаяся внутри контейнера, обладает энергией в виде давления. Эта энергия давления может быть использована для многих операций. Например, в промышленности на трубопроводах предусмотрено бесконечное количество клапанов, и оператор не может управлять каждым клапаном вручную, а иногда невозможно запомнить расположение всех клапанов. Мнемосхема расположена в диспетчерской, что позволяет видеть все клапаны с высоты птичьего полета.Эти клапаны обычно управляются гидравлически дистанционно. Система обычно имеет масляный резервуар, насос, аккумулятор, трубопроводы и клапаны. Насос нагнетает гидравлическое масло через аккумулятор и трубопроводы, приводя в действие соответствующие клапаны. Когда операции завершены, насос нагнетает масло в аккумулятор, в котором масло хранится под давлением для дальнейшего использования.

Зачем нам Аккумулятор?

Если бы не было гидроаккумулятора, гидравлический насос работал бы постоянно, чтобы обеспечить работу клапана.Насос будет часто запускаться и останавливаться, что влияет на производительность насоса и его исправность. Также аккумулятор накапливает энергию, которую можно использовать в аварийной ситуации, когда нет другого источника питания. Его можно сравнить с использованием конденсаторов в электрических цепях. В отелях и других отраслях вода обычно хранится в аккумуляторах, называемых «гидрофорами», которые способны подавать воду на большую высоту, снижая нагрузку на насосы — например, если есть заводы, где резервуары для воды нельзя разместить наверху. здания из-за некоторых ограничений и, таким образом, размещаются на земле.Для подачи воды на большую высоту требуется насос сравнительно большей производительности. Но его можно заменить насосом меньшей производительности и гидрофором, который является аккумулятором. Вода накапливается против давления воздуха внутри аккумулятора, а всякий раз, когда потребность в воде возникает на большей высоте, вода закачивается с помощью давления воздуха внутри аккумулятора, просто открывая соответствующие клапаны. Это снижает потребность в насосе большей производительности и позволяет избежать непрерывного цикла пуска-останова насосов.

Использование аккумуляторов:

Для увеличения подачи насоса : Как обсуждалось ранее, аккумуляторы чаще всего используются для увеличения подачи насоса. Некоторые контуры машин требуют большого потока масла в течение короткого промежутка времени, а затем используют небольшое количество жидкости или вообще не используют ее в течение длительного периода времени. Таким образом, обычно, когда контур не требует подачи масла, насос поддерживает давление в аккумуляторе для будущего использования.

Для поглощения удара: Иногда внезапное изменение положения клапана или операций может вызвать волну давления, которая вызывает удар.Давление быстро движущихся гидравлических контуров может вызывать скачки давления, которые также вызывают удары при резком прекращении потока. При установке в удароопасных зонах гидравлических контуров гидроаккумуляторы служат устройствами, гасящими скачки давления.

В качестве аварийного источника питания_:_ На судах обычно имеются аварийные средства пуска спасательных средств. Двигатели спасательных шлюпок запускаются либо вручную, либо иногда гидравлически. Они действуют как вторичные средства запуска в чрезвычайных ситуациях.

Кредиты изображения:

www.hydraulicspneumatics.com

www.albeedigital.com

www.roymech.co.uk

Гидравлические аккумуляторы — обзор

13.1 .2 Способы хранения

Методы хранения энергии могут быть в целом, категории как:

Biofuels

Жидкий азот

Oxyhydrogen

перекись водорода

Биологическая

Крахмал

Гликоген

Электрохимический

Батареи

900 88
батареи •

Flow

Топливные элементы

Электрические

Конденсатор

Ионистор

Сверхпроводящие магнитные энергетические накопители

сжатого воздуха энергии хранения (Caes)

Mywheel Storage

гидравлический аккумулятор

Гидроэлектрическая энергия Хребели

Spring

3

Thermal

Длина льда

Линька En соль

криогенный жидкий воздух или азот

солнечных прудов

3

Hot Bricks

Аккумулятор графита очень высокая температура

80078

ishereless Locomotive

Eutectic System

Электролиз составлял много десятилетий и широко используется для производства кислорода и водорода в химической и бумажной промышленности, в больницах и для сварки. Для хранения энергии водород все еще находится на ранней стадии разработки. Первоначальные затраты высоки из-за высокого давления и диффузии водорода, а обычное оборудование для хранения газа не подходит. Потери при преобразовании в процессе обратного преобразования электроэнергии в электроэнергию могут составлять 65–80 % за счет потерь в выпрямителе, электролизере, сжатии, передаче и топливном элементе (QuantumSphere Inc., 2006).

На рынке разрабатываются несколько коммерчески жизнеспособных систем накопления энергии для гибридных электромобилей (HEV).Типы устройств, которые наиболее перспективны для решения проблем хранения энергии, — это батареи, маховики и ультраконденсаторы. Как показано на рисунке 14.2, и бензин, и водород имеют более высокую удельную энергию, чем остальные из этих электрических накопителей (Fuel Cells, 2000, 2008).

Преимущество гибридных электромобилей заключается в том, что они могут использовать высокую удельную энергию жидкого или газообразного топлива, что позволяет транспортным средствам преодолевать большие расстояния. И наоборот, HEV может использовать высокую удельную мощность накопителя электроэнергии для обеспечения требований пиковой мощности.

Аккумуляторы для хранения электроэнергии широко используются во многих областях. Для электромобилей во многих промышленно развитых странах разрабатывается литиевая батарея нового поколения; ожидается, что они также будут постепенно доступны для крупномасштабного хранения.

Другая возможная технология — ультраконденсаторы. Эти устройства работают путем накопления и разделения разноименных зарядов. Их перспективность заключается в том, что они не имеют движущихся частей и что количество циклов их зарядки-разрядки велико.Плотность энергии суперконденсаторов в 100 раз выше, чем у обычных конденсаторов, а плотность мощности в 10 раз выше, чем у обычных батарей, что позволяет использовать их в портативной электронике и электромобилях, а также для хранения энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников, таких как ветер. и солнечная энергия (Wagner, 2008) (рис. 13.4).

Рисунок 13.4. Модуль маховика, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.

Из программы аэрокосмических маховиков НАСА.

Электрохимические устройства, называемые топливными элементами, были изобретены примерно в то же время, что и батарея, в 19 веке.Однако по многим причинам топливные элементы не были хорошо развиты до появления пилотируемых космических полетов (таких как программа Gemini в США), когда на космических кораблях потребовались легкие, нетепловые (и, следовательно, эффективные) источники электроэнергии. Развитие топливных элементов увеличилось из-за попытки повысить эффективность преобразования химической энергии, хранящейся в углеводородном или водородном топливе, в электричество (Wagner, 2007).

Также были исследованы несколько других технологий: хранение сжатого воздуха, которое можно закачивать в подземные пещеры и заброшенные шахты (Wild, 2010), а также метод, используемый в Солнечном проекте и Солнечной энергетической башне Tres, в котором для хранения используется расплавленная соль. солнечной энергии, а затем распределять эту энергию по мере необходимости.Система перекачивает расплавленную соль через башню, нагретую солнечными лучами. В изолированных контейнерах хранится горячий солевой раствор; при необходимости вода используется для создания пара, который подается на турбины для выработки электроэнергии. Его можно использовать отдельно или в сочетании с энергией ветра в установках коммунального назначения мощностью 50 МВт и более, как это было продемонстрировано на юге Испании и в США. При рабочих температурах до 400°C накопительная среда может производить пар для обычных паровых турбин в сочетании с производством электроэнергии.Технологическое тепло может распределяться сетью централизованного теплоснабжения для отопления и охлаждения с помощью абсорбционных чиллеров (NREL, 2011).

CAES — это способ хранения энергии, выработанной в один момент времени, для использования в другое время; он уже несколько лет работает в США и Германии. Непиковая (недорогая) электроэнергия сжимает воздух в подземный резервуар для хранения воздуха (Рисунок 14. 4), а затем воздух подает газотурбинный генераторный комплекс для выработки электроэнергии в пиковые (высокие цены) периоды (дикий , 2010).

Избыточное переменное электричество используется для сжатия атмосферного воздуха в глубоких подземных кавернах типа хранилищ природного газа. При потреблении происходит обратный процесс, и воздух приводит в действие турбину обычного типа, которая вместо природного газа или пара использует сжатый воздух, подключенный к генератору. Во время сжатия выделяется тепло, тогда как при декомпрессии происходит обратный процесс, и воздух расширяется, так что система может подавать охлажденный воздух. Электрический КПД составляет около 50%; общая эффективность может быть повышена, если используется потенциал нагрева и охлаждения.Аналогичная концепция использует воздушные компрессоры с приводом от ветра (Pockley, 2008).

Аккумуляторы устанавливаются во многих странах для компенсации колебаний спроса на электроэнергию (рис. 14.5). Насосные хранилища имеют двойное назначение. Гидроаккумулирующая станция спроектирована с двумя резервуарами: верхним и нижним. Как и любая другая гидроэлектростанция, гидроаккумулирующая станция вырабатывает электроэнергию, пропуская воду через турбогенератор. Однако, в отличие от обычных гидроэлектростанций, когда гидроаккумулирующая станция вырабатывает электроэнергию, она может затем перекачивать эту воду из нижнего резервуара обратно в верхний резервуар.Это делается в непиковые часы, используя электроэнергию из другого источника для работы насосов завода, фактически сохраняя эту электроэнергию в непиковые часы (Duke Energy, 2012). Их общее применение ограничено топографией; в Европе уже разработано большинство потенциальных площадок для хранения насосов.

Можно упомянуть и другие решения для хранения. Расплавленная соль используется для накопления концентрированной солнечной энергии. Его можно использовать отдельно или в сочетании с энергией ветра в установках коммунального назначения мощностью 50 МВт и более, как это было продемонстрировано на юге Испании и в США. При рабочих температурах до 400°C накопительная среда может производить пар для обычных паровых турбин в сочетании с производством электроэнергии. Технологическое тепло может распределяться по сети централизованного теплоснабжения для отопления и охлаждения с помощью абсорбционных чиллеров (Mancini, 2006).

В Дании на местных ТЭЦ установлено несколько сотен резервуаров для хранения горячей воды; диапазон размеров от 10 м 3 до 30 000 м 3 . Критерии размеров часто охватывают потребность ТЭЦ в подаче электроэнергии в сеть централизованного теплоснабжения в период низкой пиковой нагрузки в выходные дни.

Хранение энергии играет решающую роль в обеспечении нашего энергетического будущего (рис. 13.5):

Рис. 13.5. Концептуальное представление концепции накопления энергии на сжатом воздухе.

От администрации долины Теннесси (TVA) (2004 г.). http://www.tva.gov/power/pumpstorart.htm.

служит в качестве резерва электроэнергии, как и национальный запас нефти;

стабилизация рынков электроэнергии;

стабилизация передающей и распределительной сети;

позволяет более эффективно использовать существующие генерирующие активы; и

делают возобновляемые источники энергии экономически жизнеспособными (Maegaard, 2011).

Рекомендации по обслуживанию гидроаккумуляторов

Газовые аккумуляторы повсеместно используются в современных гидравлических системах. Они выполняют многочисленные функции, в том числе накопление и резервирование энергии, утечку и тепловую компенсацию, амортизацию и рекуперацию энергии.

Несмотря на то, что гидроаккумуляторы имеют ряд преимуществ в работе гидравлической системы и могут обеспечить многолетнюю безаварийную работу, они требуют технического обслуживания.

Например, для правильного функционирования и оптимального срока службы необходимо поддерживать правильное давление газа на входе. Кроме того, по закону могут требоваться периодические проверки, испытания и сертификация — ведь аккумуляторы — это сосуды под давлением.

Типы аккумуляторов
В гидравлических системах вы встретите три типа газонаполненных аккумуляторов: баллонный, поршневой и диафрагменный.

Наиболее популярным из них является мочевой тип. Баллонные аккумуляторы отличаются быстрым откликом (менее 25 миллисекунд), максимальным коэффициентом сжатия газа около 4:1 и максимальным расходом 15 литров (4 галлона) в секунду, хотя версии с «высоким расходом» до 38 литров (10 галлонов) в секунду.Баллонные аккумуляторы также обладают хорошей устойчивостью к загрязнениям; на них в основном не влияет загрязнение частицами гидравлической жидкости.

С другой стороны, поршневые аккумуляторы могут выдерживать гораздо более высокие степени сжатия газа (до 10:1) и скорость потока до 215 литров (57 галлонов) в секунду. В отличие от баллонных аккумуляторов, для которых предпочтительным монтажным положением является вертикальное, чтобы предотвратить попадание жидкости между баллоном и корпусом, поршневые аккумуляторы можно устанавливать в любом положении.

Но поршневые аккумуляторы также требуют более высокого уровня чистоты жидкости, чем баллонные блоки, имеют более медленное время отклика (более 25 миллисекунд) — особенно при более низких давлениях — и имеют гистерезис. Это объясняется статическим трением уплотнения поршня, которое необходимо преодолеть, и необходимым ускорением и замедлением массы поршня.

Мембранные аккумуляторы обладают большинством преимуществ баллонных аккумуляторов, но могут работать при степени сжатия газа до 8:1.Они ограничены меньшими объемами, и на их производительность иногда может влиять проникновение газа через диафрагму.

Рекомендации по техническому обслуживанию
При зарядке газового конца баллонного или диафрагменного аккумулятора газообразный азот всегда следует вводить очень медленно. Если азоту под высоким давлением позволить быстро расширяться при попадании в мочевой пузырь, он может охладить полимерный материал мочевого пузыря до такой степени, что произойдет немедленное хрупкое разрушение. Быстрая предварительная зарядка также может привести к тому, что камера окажется под тарелкой со стороны масла, что приведет к ее разрезу.Если давление предварительной зарядки слишком велико или минимальное давление в системе снижено без соответствующего снижения давления предварительной зарядки, это повлияет на работу аккумулятора и может привести к его повреждению.

Чрезмерная предварительная зарядка баллонного аккумулятора может вдавить баллон в узел тарелки во время разрядки, что приведет к повреждению узла тарелки и/или баллона. Это частая причина отказа мочевого пузыря.

Мембранный аккумулятор

Низкая предварительная зарядка или ее отсутствие также могут иметь серьезные последствия для баллонных аккумуляторов.Это может привести к тому, что камера вдавится в верхнюю часть корпуса из-за давления в системе. Это может привести к тому, что мочевой пузырь выдавится или будет проколот газовым клапаном. В этом сценарии требуется только один такой цикл, чтобы разрушить мочевой пузырь.

Точно так же чрезмерно высокая или низкая предварительная зарядка поршневого аккумулятора может привести к тому, что поршень опустится до упора в конце своего хода, что приведет к повреждению поршня и его уплотнения. Хорошей новостью является то, что если это произойдет, появится звуковое предупреждение. Несмотря на то, что поршневые аккумуляторы могут быть повреждены неправильной зарядкой, они гораздо более терпимы к этому, чем баллонные аккумуляторы.

Соответствует стандартам
Аккумуляторы представляют собой сосуды под давлением и поэтому изготавливаются, испытываются и сертифицируются в соответствии с установленными стандартами. Например, в Соединенных Штатах соответствующим стандартом является ASME Boiler & Pressure Vessel Code VIII, Division 1.

Считается, что все сосуды под давлением, изготовленные в соответствии с этими стандартами, имеют ограниченный срок службы, зависящий от количества циклов давления при нормальной эксплуатации.Стандартный расчетный срок службы гидроаккумулятора составляет 12 лет.

Во многих юрисдикциях требуется периодическая проверка и повторная сертификация. Это особенно относится к гидроаккумуляторам, которые имеют относительно большие объемы и работают при высоких рабочих давлениях. Проверка может потребоваться через заранее установленные интервалы времени (т. е. каждые два, пять или 10 лет) или когда считается, что определенный процент расчетного срока службы уже достигнут.

В зависимости от объема и номинального давления аккумулятора повторная сертификация может включать одно или несколько из следующих действий: визуальный осмотр, ультразвуковое испытание на толщину и/или испытание на гидростатическое давление.

Вы ответственны
Поэтому, если вы несете ответственность за гидравлическое оборудование, в состав которого входит аккумулятор, ознакомьтесь с соответствующими правилами, действующими в вашем регионе.

И наряду с любым другим компонентом ваших гидравлических машин вы несете ответственность за то, чтобы все гидроаккумуляторы правильно обслуживались и были безопасны в использовании.

Подробнее о передовом опыте работы с гидравлическими системами:

10 проверок надежности гидравлики, которые вы, вероятно, не делаете

Семь самых распространенных ошибок гидравлического оборудования

Как узнать, используете ли вы правильное гидравлическое масло?

5 главных гидравлических ошибок и лучшие решения

Основы гидравлики, поиск и устранение неисправностей, фильтры и аккумуляторы

Общие сведения, которые следует помнить

  1. Закон Паскаля — Давление, оказываемое на одну точку или область жидкого тела, немедленно передается на все части тела и действует с одинаковой интенсивностью.
  2. Давление всегда стремится переместить жидкость из точки высокого давления в точку низкого давления.
  3. Давление, действующее на площадь, становится силой. Равные силы, действующие в прямом противодействии друг другу, отменяют или нейтрализуют друг друга.
  4. Для создания потока необходим перепад давления на отверстии. Нет падения давления = нет потока. Насосы не создают давления, только поток. Ограничения потока создают давление. Масло течет по пути наименьшего ограничения.
  5. Гидравлическое масло практически несжимаемое – 0.4% при 1000 psi, 1,1% при 3000 psi по объему.
  6. Масло, необходимое для перемещения цилиндра – площадь поршня x ход поршня.
  7. 231 дюйм3 = 1 галлон
  8. 2,5 фута масла = 1 psi

Информация по устранению неполадок

Причины утечки штока цилиндра:
  • чистота при установке
  • зазубрины и порезы на стержне
  • неправильная смазка
  • чрезмерная затяжка уплотнения
  • перевернутое уплотнение
  • загрязнение, особенно во время втягивания штока (необходим сильфон в грязной среде)
  • химическое и тепловое разложение
Влияние высокого содержания воздуха в гидравлическом масле:
  • губчатая реакция
  • повышенная тепловая нагрузка (температура воздуха увеличивается при сжатии)
  • окисление и термическое разложение масла
  • пониженная вязкость масла
  • кавитационная коррозия
  • высокий уровень шума
  • снижение эффективности

Масляный фильтр

  • Необходимо отфильтровать масло прямо из нового цилиндра для использования с пропорциональными клапанами, так как оно недостаточно чистое.
  • Используйте фильтры 6-12 микрон на стороне подачи масла к пропорциональным клапанам.
  • Используйте 25-микронные фильтры на обратном трубопроводе бака.
  • Фильтры с аварийными сигналами должны подавать сигнал, когда фильтры имеют перепад давления 90% от нормального. Если перепад давления слишком велик, масло будет проходить мимо фильтра и загрязнять всю систему.
  • При вводе в эксплуатацию новых фильтров всегда выпускайте воздух перед повторной установкой крышки.
  • Использование нескольких фильтров с последовательным уменьшением размера фильтра значительно увеличивает общий срок службы фильтра.

Основы аккумулятора

Аккумуляторы в гидравлических контурах используются для нескольких целей — для демпфирования гидравлических пульсаций, ударов и шума и/или для создания резервуара для забора воды, когда движения привода превышают производительность насоса или системы подачи. Типы аккумуляторов включают баллонную, диафрагменную и поршневую конструкции.

Аккумуляторы часто упускают из виду при обычном обслуживании. Их следует проверять не реже одного раза в год. Чтобы проверить давление заряда аккумулятора, необходимо отключить насос подачи и сбросить давление в системе на аккумуляторе.

Специальное соединение расположено в верхней части аккумулятора (аккумуляторы всегда должны устанавливаться вертикально, чтобы уменьшить износ камеры).

Давление в аккумуляторе зависит от его функции при работе. Для снижения вибрации/ударов давление в аккумуляторе должно составлять примерно 60 % от минимального рабочего давления. Для целей резервного потока давление приближается к 90% от минимального рабочего давления. Чем ниже заряд аккумулятора, тем больше в нем будет свободного масла.

Аккумуляторы заправлены азотом. Никогда не используйте воздух или кислород для зарядки любого типа аккумуляторов, так как это может создать взрывоопасную атмосферу под давлением.

Наконец, быстрый способ проверить заряд аккумулятора — отключить насос подачи. Если аккумулятор остается заряженным, медленно откройте сливной клапан и следите за скоростью снижения давления. Когда давление резко падает до нуля, это предварительная зарядка гидроаккумулятора.

Для получения дополнительной информации об улучшении работы ваших гидравлических систем обратитесь к представителю Valmet.

Резервуары, фильтры, фильтры и аккумуляторы

На этой странице представлена ​​глава о гидравлических резервуарах, сетчатых фильтрах, фильтрах и аккумуляторах из учебного курса ВМС США по гидроэнергетике, NAVEDTRA 14105A, «Fluid Power», Центр профессионального развития и технологий военно-морского образования и обучения, июль 2015 г.

Другие связанные главы из учебного курса ВМФ по гидравлике можно увидеть справа.

Резервуары, фильтры, фильтры и аккумуляторы

Гидроэнергетические системы должны иметь достаточный и непрерывный запас незагрязненной жидкости для эффективной работы.В этой главе рассматриваются гидравлические резервуары, различные типы сетчатых фильтров и фильтров, а также аккумуляторы, устанавливаемые в гидросистемах.

Цели обучения

Когда вы закончите эту главу, вы сможете сделать следующее:

  1. Знать функции и эксплуатационные требования гидравлических резервуаров.
  2. Определять типы, характеристики и особенности конструкции гидробаков.
  3. Определите типы, принципы работы и области применения аккумуляторов.
  4. Распознавать типы, функции и конструктивные особенности фильтров и сетчатых фильтров.
  5. Знать рабочие характеристики фильтров и сетчатых фильтров.
  6. Распознайте влияние посторонних предметов на фильтрацию в гидросистеме.
  7. Знакомство с функциями и особенностями конструкции дегидраторов.
  8. Знать рабочие характеристики дегидраторов.

Резервуары

Гидравлическая система должна иметь запас жидкости в дополнение к той, которая содержится в насосах, исполнительных механизмах, трубопроводах и других компонентах системы.Эта резервная жидкость должна быть легко доступна для восполнения потерь жидкости из системы, для компенсации сжатия жидкости под давлением и для компенсации потери объема при охлаждении жидкости. Эта дополнительная жидкость содержится в резервуаре, обычно называемом резервуаром. Резервуар иногда может называться отстойным резервуаром, сервисным резервуаром, рабочим резервуаром, запасным резервуаром или базовым резервуаром.

В дополнение к хранению резервной жидкости, необходимой для системы, резервуар действует как радиатор для отвода тепла от жидкости и как отстойник, где тяжелые частицы загрязнения могут осаждаться из жидкости и безвредно оставаться на дне до тех пор, пока не будут удалены. путем очистки или промывки резервуара.Кроме того, резервуар позволяет захваченному воздуху отделяться от жидкости.

Большинство резервуаров имеют заглушку для наполнения, вентиляционное отверстие, индикатор уровня масла или щуп, соединение с обратной линией, соединение с впускной или всасывающей линией насоса, соединение с дренажной линией и сливную пробку (Рисунок 9-1). Внутри резервуара обычно имеются перегородки для предотвращения чрезмерного выплескивания жидкости и для создания перегородки между линией возврата жидкости и линией всасывания или всасывания насоса. Перегородка вынуждает возвращающуюся жидкость двигаться дальше по резервуару, прежде чем она будет втянута обратно в активную систему через впускную линию насоса.Этот процесс помогает урегулировать загрязнение и отделить воздух от жидкости.

Рисунок 9-1: Типичный гидробак.

Для охлаждения желательны большие резервуары. Большой резервуар также уменьшает рециркуляцию, что помогает оседать загрязнения и отделять воздух. Идеальный резервуар должен в два-три раза превышать производительность насоса в минуту. Однако из-за нехватки места в мобильных и аэрокосмических системах преимуществами большого резервуара, возможно, придется пожертвовать. Но они должны быть достаточно большими, чтобы компенсировать тепловое расширение жидкости и изменения уровня жидкости в результате работы системы.Резервуары бывают двух основных типов — безнапорные и напорные.

Резервуары без давления

Негерметичные резервуары используются в нескольких транспортных, патрульных и служебных самолетах. Эти самолеты не предназначены для резких маневров; в некоторых случаях они не летают на больших высотах. Те самолеты, которые имеют негерметичные резервуары и летают на больших высотах, имеют резервуары, установленные в герметичной зоне. Большая высота в этой ситуации означает высоту, на которой атмосферное давление недостаточно для поддержания достаточного потока жидкости к гидравлическим насосам.Большинство безнапорных резервуаров имеют цилиндрическую форму. Внешний корпус изготовлен из прочного коррозионностойкого металла.

Фильтрующие элементы обычно устанавливаются внутри резервуара для очистки возвращаемой в систему гидравлической жидкости. В некоторых старых самолетах предусмотрен перепускной клапан фильтра, позволяющий жидкости обходить фильтр в случае его засорения. Резервуары, обслуживаемые путем заливки жидкости непосредственно в резервуар, имеют узел наливного фильтра (пальцевого фильтра), встроенный в наполнительный колодец, для удаления примесей при попадании жидкости в резервуар.

Как правило, резервуары, описанные в предыдущем абзаце, используют визуальный датчик для индикации количества жидкости. Датчики, встроенные в резервуар или в резервуар, могут представлять собой стеклянную трубку, датчик прямого считывания или стержень поплавкового типа, который виден через прозрачный купол. В некоторых случаях количество жидкости также можно считывать в кабине с помощью датчиков количества.

Типичный безнапорный резервуар показан на рис. 9-2. Этот резервуар состоит из сварного корпуса и крышки в сборе, скрепленных зажимами.Прокладки включены для герметизации от утечек между узлами.

Рис. 9-2: Резервуар самолета без давления.

Резервуары под давлением

Резервуар под давлением требуется в гидравлических системах, где атмосферного давления недостаточно для поддержания чистого положительного напора на всасывании (NPSH) насоса. Существует два распространенных типа резервуаров под давлением — под давлением жидкости и под давлением воздуха.

Резервуар с жидкостью под давлением

Некоторые гидравлические системы самолетов используют давление жидкости для создания давления в резервуаре.Резервуар, показанный на рис. 9-3, относится к этому типу. Этот резервуар разделен на две камеры плавающим поршнем. Поршень толкается вниз в резервуаре с помощью пружины сжатия в нагнетающем цилиндре и под действием давления в системе, поступающего в нагнетательный порт цилиндра.

Рисунок 9-3: Типичный резервуар с жидкостью под давлением.

Порт нагнетания соединен непосредственно с напорной линией. Когда система находится под давлением, давление поступает в нагнетательный патрубок, создавая таким образом давление в резервуаре.Давление из резервуара создает одинаковое давление во всасывающей линии насоса и в возвратной линии резервуара.

Резервуар, показанный на рис. 9-3, имеет пять портов: всасывающий насос, возвратный, напорный, дренажный и выпускной. Жидкость подается к насосу через всасывающий патрубок насоса. Жидкость возвращается в резервуар из системы через обратный порт. Давление от насоса поступает в нагнетающий цилиндр в верхней части резервуара через нагнетательный порт. Дренажное отверстие за бортом используется для опорожнения резервуара во время технического обслуживания, а выпускное отверстие используется в качестве вспомогательного средства при обслуживании резервуара.

Резервуары под давлением воздуха

Резервуары с воздушным давлением в настоящее время используются во многих высокопроизводительных военно-морских самолетах. На рис. 9-4 показана гидравлическая силовая система со встроенным резервуаром, находящимся под давлением воздуха. Эта система аналогична той, что есть на многих самолетах; однако для пояснения при обсуждении работы системы на рис. 9-4 показаны не все компоненты между резервуаром и насосом.

Рисунок 9-4: Резервуар с воздушным давлением.

Резервуар имеет цилиндрическую форму и имеет поршень, установленный внутри для разделения воздушной и жидкостной камер. Конец штока поршня выступает через торцевую крышку резервуара и указывает количество жидкости. Индикацию количества можно увидеть, осмотрев расстояние, на которое шток поршня выступает из торцевой крышки резервуара. Резервуар имеет резьбовые отверстия для соединения фитингов и компонентов. Схема, показанная на рис. 9-4, показывает несколько компонентов, установленных на линиях, ведущих к резервуару и от него; однако такое расположение может не иметь место в реальной установке.Клапан сброса воздуха, выпускной клапан и т. д. могут быть установлены непосредственно на резервуаре. Поскольку резервуар находится под давлением, его обычно можно установить в любом положении и при этом поддерживать положительный поток жидкости к насосу.

Аккумуляторы

Аккумулятор представляет собой резервуар для хранения давления, в котором гидравлическая жидкость хранится под давлением от внешнего источника. Хранение жидкости под давлением служит нескольким целям в гидравлических системах.

В некоторых гидравлических системах необходимо поддерживать давление в системе в определенном диапазоне в течение длительного времени.Очень сложно поддерживать закрытую систему без утечек, как внешних, так и внутренних. Даже небольшая утечка может вызвать снижение давления. С помощью аккумулятора можно компенсировать утечку и поддерживать давление в системе в приемлемом диапазоне в течение длительного периода времени. Аккумуляторы также компенсируют тепловое расширение и сжатие жидкости из-за колебаний температуры.

Жидкость, текущая с высокой скоростью в трубе, создаст обратный поток, если ее внезапно остановит закрытие клапана.Эта внезапная остановка вызывает мгновенное повышение давления в два-три раза по сравнению с рабочим давлением системы. Эти давления или удары создают неприятный шум и вибрации, которые могут привести к значительному повреждению трубопроводов, фитингов и компонентов. Включение аккумулятора позволяет поглощать или смягчать такие удары и выбросы захваченным газом, тем самым уменьшая их воздействие. Аккумулятор также гасит скачки давления, вызванные пульсирующей подачей насоса.

Бывают случаи, когда гидравлическим системам требуются большие объемы жидкости на короткие промежутки времени.Эта необходимость обусловлена ​​либо работой больших цилиндров, либо необходимостью одновременной работы двух или более контуров. Неэкономично устанавливать насос такой большой производительности в системе только для периодического использования, особенно если в течение рабочего цикла имеется достаточно времени, чтобы аккумулятор накопил достаточно жидкости, чтобы помочь насосу во время этих пиковых нагрузок.

Энергия, хранящаяся в аккумуляторах, также может использоваться для приведения в действие агрегатов с гидравлическим приводом в случае нормального отказа гидравлической системы.В гидравлических системах ВМФ используются четыре типа аккумуляторов:

  1. Тип поршня.
  2. Тип мешка или мочевого пузыря.
  3. Прямой контакт газа с жидкостью.
  4. Диафрагма.

Аккумуляторы поршневого типа

Аккумуляторы поршневого типа состоят из цилиндрического корпуса, называемого цилиндром, крышек на каждом конце, называемых головками, и внутреннего поршня. Поршень может быть снабжен хвостовым штоком, который проходит через один конец цилиндра (рис. 9-5), или может вообще не иметь хвостового штока (рис. 9-6).В последнем случае его называют плавающим поршнем. Гидравлическая жидкость закачивается в один конец цилиндра, а поршень прижимается к противоположному концу цилиндра, преодолевая заряженный воздух или инертный газ, такой как азот. Иногда количество заряда воздуха ограничивается объемом внутри аккумулятора; в других установках могут использоваться отдельные баллоны с воздухом, которые подсоединяются к воздушной стороне аккумулятора. Поршневые аккумуляторы могут быть установлены в любом положении.

Рисунок 9-5: Вид в разрезе поршневого аккумулятора с хвостовой тягой.Рисунок 9-6: Аккумулятор с плавающим поршнем.

Газовая часть аккумулятора может располагаться с любой стороны поршня. Например, в гидравлических системах подводных лодок с поршнями хвостовой тяги газ обычно находится внизу, а жидкость вверху; в надводных кораблях с плавающими поршнями газ обычно находится сверху. Ориентация аккумулятора и тип аккумулятора основаны на таких критериях, как доступное пространство, доступность для обслуживания, размер, необходимость внешнего контроля положения поршня (индикация хвостового штока), устойчивость к загрязнению, срок службы уплотнения и безопасность.Целью поршневых уплотнений является разделение жидкости и газа.

Обычно в гидроаккумуляторах хвостовой тяги используются два поршневых уплотнения, одно для воздушной стороны, а другое для масляной, при этом пространство между ними выводится в атмосферу через отверстие, просверленное по всей длине хвостовой тяги. Когда уплотнения поршня выходят из строя в этом типе аккумулятора, очевидна утечка воздуха или масла. Однако нарушение герметичности в гидроаккумуляторах с плавающим поршнем или невентилируемой хвостовой тягой не будет столь очевидным. Поэтому необходимо более частое внимание к вентиляции или дренажу воздушной стороны.Признаки изношенных и негерметичных уплотнений можно определить по наличию значительного количества масла на стороне воздуха.

Баллонные аккумуляторы

Баллонные или мешочные аккумуляторы состоят из оболочки или футляра с гибким баллоном внутри оболочки (рис. 9-7). Диаметр мочевого пузыря больше вверху (вблизи воздушного клапана) и постепенно сужается к меньшему диаметру внизу. Синтетический каучук в верхней части камеры тоньше, чем в нижней. Работа аккумулятора основана на формуле Барлоу для кольцевого напряжения, которая гласит: «Напряжение в окружности прямо пропорционально ее диаметру и толщине стенки.Это означает, что при определенной толщине круг большого диаметра будет растягиваться быстрее, чем круг малого диаметра; или при определенном диаметре тонкостенный обруч будет растягиваться быстрее, чем толстостенный. Таким образом, мочевой пузырь будет растягиваться вокруг верхушка при наибольшем диаметре и наименьшей толщине стенки, а затем будет постепенно вытягиваться вниз и выталкиваться наружу к стенкам раковины, в результате чего мочевой пузырь способен выдавливать всю жидкость из накопителя, следовательно, мочевой пузырь аккумулятор имеет очень высокий объемный КПД.Другими словами, этот тип аккумулятора способен поставлять большой процент хранимой жидкости для выполнения работы.

Рисунок 9-7: Аккумулятор баллонного типа.

Мембрана предварительно наполняется воздухом или инертным газом до заданного давления. Затем жидкость нагнетается в область вокруг мочевого пузыря, дополнительно сжимая газ в мочевом пузыре. Этот тип аккумулятора имеет то преимущество, что пока камера не повреждена, жидкость не подвергается воздействию газового заряда и, следовательно, меньше опасность взрыва.

Прямоконтактные газожидкостные аккумуляторы

Аккумуляторы газожидкостного типа с прямым контактом обычно используются в очень больших установках, где было бы очень дорого использовать аккумулятор поршневого или баллонного типа. Аккумулятор этого типа состоит из полностью закрытого цилиндра, установленного в вертикальном положении, с отверстием для жидкости внизу и отверстием для пневматической зарядки вверху (Рисунок 9-8). Этот тип аккумулятора используется в некоторых гидравлических системах лифта самолета, где требуется несколько тысяч галлонов жидкости, чтобы дополнить производительность гидравлических насосов для подъема платформы лифта.Прямой контакт между воздухом или газом и гидравлической жидкостью приводит к вовлечению чрезмерного количества газа в жидкость. По этой причине аккумуляторы прямого контакта обычно не используются при давлении более 1200 фунтов на квадратный дюйм (psi). Использование этого типа аккумулятора с легковоспламеняющейся жидкостью опасно, поскольку существует вероятность взрыва, если в газе присутствует кислород, а скачки давления вызывают чрезмерное тепло. По этой причине в этом типе установки используются безопасные жидкости.

Рис. 9-8: Гидравлический аккумулятор с прямым контактом.

Мембранные аккумуляторы

Аккумулятор диафрагменного типа состоит из двух половин, которые свинчены или скреплены болтами. Между обеими половинами установлена ​​диафрагма из синтетического каучука, образующая две камеры. В собранном компоненте имеются два резьбовых отверстия. Отверстие в верхней части, как показано на рис. 9-9, содержит сетчатый диск, который предотвращает выдавливание диафрагмы через отверстие с резьбой, когда давление в системе снижается, что приводит к разрыву диафрагмы.В некоторых конструкциях экран заменен протектором в виде кнопки, крепящимся к центру диафрагмы. Воздушный клапан для наддува аккумулятора расположен на конце сферы с газовой камерой, а порт для жидкости в гидравлическую систему расположен на противоположном конце сферы. Этот аккумулятор работает аналогично аккумулятору баллонного типа.

Рисунок 9-9: Мембранный аккумулятор.

Фильтрация

Вы узнали, что поддержание гидравлических жидкостей в допустимых пределах имеет решающее значение для ухода за гидравлическим оборудованием и его защиты.Несмотря на то, что необходимо приложить все усилия для предотвращения попадания загрязняющих веществ в систему, загрязняющие вещества, которые действительно попадают в систему, должны быть удалены. Устройства фильтрации устанавливаются в ключевых точках гидравлических систем для удаления загрязняющих веществ, попадающих в систему, а также тех, которые образуются при нормальной работе.

Фильтрующие устройства для гидравлических систем несколько отличаются от устройств для пневматических систем. Поэтому о них пойдет речь отдельно. Фильтрующие устройства, используемые в гидравлических системах, обычно называют сетчатыми фильтрами и фильтрами.Поскольку они имеют общую функцию, термины «сетка» и «фильтр» часто используются как синонимы. Как правило, устройства, используемые для удаления крупных частиц посторонних веществ из гидравлических жидкостей, называются сетчатыми фильтрами, а устройства, используемые для удаления мельчайших частиц, называются фильтрами.

Фильтры

Сетчатые фильтры используются в основном для улавливания только очень крупных частиц и используются в приложениях, где требуется этот тип защиты. Большинство гидравлических систем имеют сетчатый фильтр в резервуаре на входе во всасывающую линию насоса.Сетчатый фильтр используется вместо фильтра, чтобы уменьшить вероятность его засорения и остановки насоса. Однако, поскольку этот фильтр расположен в резервуаре, его обслуживанием часто пренебрегают. Когда на всасывающем фильтре скапливается тяжелая грязь и шлам, насос вскоре начинает кавитировать. Отказ насоса следует быстро.

Фильтры

Наиболее распространенным устройством, устанавливаемым в гидравлических системах для предотвращения попадания в систему посторонних частиц и загрязнений, являются фильтры.Они могут быть расположены в резервуаре, в обратной линии, в напорной линии или в любом другом месте системы, где разработчик системы решит, что они необходимы для защиты системы от загрязнений.

Фильтры подразделяются на полнопоточные и пропорциональные или частичнопоточные. В полнопоточных фильтрах вся жидкость, поступающая в блок, проходит через фильтрующий элемент, в то время как в пропорциональных фильтрах через элемент проходит только часть жидкости.

Полнопоточный фильтр

Полнопоточный фильтр обеспечивает положительное фильтрующее действие; однако он оказывает сопротивление потоку, особенно когда элемент загрязняется. Гидравлическая жидкость поступает в фильтр через входное отверстие в корпусе и обтекает фильтрующий элемент внутри стакана фильтра. Фильтрация происходит, когда жидкость проходит через фильтрующий элемент и попадает в полую сердцевину, оставляя грязь и примеси снаружи фильтрующего элемента. Затем отфильтрованная жидкость вытекает из полого сердечника через выходное отверстие в систему (рис. 9-10).

Некоторые полнопоточные фильтры оснащены индикатором загрязнения (Рисунок 9-11). Эти индикаторы, также известные как индикаторы перепада давления, доступны в трех типах — манометрические индикаторы, механические всплывающие индикаторы и электрические с механическими всплывающими индикаторами. По мере того как загрязняющие частицы собираются на фильтрующем элементе, перепад давления на элементе увеличивается. В некоторых установках, использующих манометры в качестве индикаторов, перепад давления должен быть получен путем вычитания показаний двух манометров, расположенных где-то вдоль входного и выходного трубопровода фильтра.Для всплывающих индикаторов, когда повышение давления достигает определенного значения, выскакивает индикатор (обычно в головке фильтра), означающий, что фильтр необходимо очистить или заменить. Для исключения возможности ложных показаний из-за холодной погоды в большинстве всплывающих типов индикаторов загрязнения установлена ​​функция блокировки при низкой температуре. Перепад давления может быть намного выше с холодной жидкостью из-за повышенной вязкости.

Рисунок 9-10: Полнопоточный гидравлический фильтр.Рисунок 9-11: Полнопоточный гидравлический фильтр байпасного типа.

Фильтрующие элементы, используемые в фильтрах с индикатором загрязнения, обычно не снимаются и не заменяются до срабатывания индикатора. Эта процедура снижает вероятность загрязнения системы из внешних источников из-за ненужного обращения.

Использование небайпасного типа фильтра исключает возможность попадания загрязненной жидкости в обход фильтрующего элемента и загрязнения всей системы. Этот тип фильтра сведет к минимуму необходимость промывки всей системы и снизит вероятность выхода из строя насосов и других компонентов системы.

В некоторых фильтрах установлен перепускной предохранительный клапан. Перепускной предохранительный клапан позволяет жидкости обходить фильтрующий элемент и проходить непосредственно через выходное отверстие в случае засорения фильтрующего элемента. Эти фильтры могут быть оснащены индикатором загрязнения, а могут и не быть. На рис. 9-11 показан полнопоточный гидравлический фильтр байпасного типа с индикатором загрязнения.

Индикатор байпаса фильтра при активации показывает, что жидкость обходит фильтрующий элемент, проходя через перепускной предохранительный клапан.Этот индикатор не следует путать с ранее рассмотренным всплывающим индикатором перепада давления, который просто отслеживает давление на элементе. С индикатором байпаса аналогичная всплывающая кнопка часто используется для подачи сигнала о необходимости технического обслуживания. Однако индикаторы байпаса дополнительно сигнализируют о том, что в результате высокого перепада давления на элементе поднялся внутренний перепускной предохранительный клапан, и часть жидкости проходит в обход элемента.

Идентификацию типа установленного индикатора можно получить из чертежей фильтрующего коллектора или руководств по соответствующему оборудованию.На одном фильтрующем узле могут быть установлены как индикатор перепуска жидкости, так и индикатор перепада давления или манометр.

Как и в случае индикаторов перепада давления, индикаторы сброса байпаса могут активироваться скачками давления. На некоторых индикаторах сброса всплывающая кнопка или любое другое сигнальное устройство вернется в нормальное положение, когда помпаж пройдет и давление снизится. Другие индикаторы сброса могут продолжать указывать на состояние байпаса до тех пор, пока они не будут сброшены вручную.Прежде чем предпринимать корректирующие действия на основе показаний индикатора, проверьте состояние байпаса при нормальной рабочей температуре и расходе, попытавшись сбросить индикатор.

Пропорциональный фильтр

Этот тип фильтра работает по принципу Вентури. Когда жидкость проходит через горловину Вентури, в самом узком месте создается падение давления (рис. 9-12). Часть жидкости, протекающей к горловине трубки Вентури и от нее, проходит через каналы в корпус фильтра.Канал для жидкости соединяет полую сердцевину фильтра с горловиной трубки Вентури. Таким образом, область низкого давления в горловине трубки Вентури заставляет жидкость под давлением в корпусе фильтра течь через фильтрующий элемент через полый сердечник в область низкого давления, а затем возвращаться в систему. Хотя во время каждого цикла фильтруется только часть жидкости, постоянная рециркуляция через систему в конечном итоге приведет к тому, что вся жидкость будет проходить через фильтрующий элемент.

Рисунок 9-12: Пропорциональный фильтр.

Рейтинг фильтра

Фильтры имеют три рейтинга — абсолютный, средний и номинальный. Абсолютная фильтрующая способность – это диаметр в микронах наибольшей сферической частицы, которая пройдет через фильтр при определенных условиях испытания. Этот рейтинг указывает на самое большое отверстие в фильтрующем элементе. Средняя степень фильтрации представляет собой измерение среднего размера отверстий в фильтрующем элементе. Номинальная степень фильтрации обычно интерпретируется как размер мельчайших частиц, из которых 90 процентов задерживаются в фильтре при каждом проходе через фильтр.

Фильтрующие элементы

Фильтрующие элементы в целом можно разделить на два класса — поверхностные и глубинные. Поверхностные фильтры изготавливаются из плотной ткани или обработанной бумаги с одинаковым размером пор. Жидкость проходит через поры фильтрующего материала, и загрязнения задерживаются на поверхности фильтра. Этот тип элемента предназначен для предотвращения прохождения большого количества твердых частиц определенного размера. Глубинные фильтры, с другой стороны, состоят из слоев ткани или волокон, которые обеспечивают множество извилистых путей для прохождения жидкости.Поры или проходы должны быть больше номинального размера фильтра, если частицы должны задерживаться в глубине среды, а не на поверхности. Следовательно, существует статистическая вероятность того, что достаточно крупная частица может пройти через фильтр глубинного типа.

Фильтрующие элементы могут быть 5-микронными, сетчатыми, микронными, пористыми металлическими или магнитными. Микронные и 5-микронные элементы имеют не подлежащий очистке фильтрующий материал и утилизируются при снятии. Пористый металл, тканая сетка и магнитные фильтрующие элементы обычно предназначены для очистки и повторного использования.

Неочищаемые фильтрующие элементы 5 микрон

Наиболее распространенный 5-микронный фильтрующий материал состоит из органических и неорганических волокон, объединенных эпоксидной смолой и покрытых металлической сеткой перед и после фильтра для защиты и дополнительной механической прочности. Фильтры этого типа не подлежат очистке ни при каких обстоятельствах и будут отмечены как одноразовые или не подлежащие очистке.

Другой 5-микронный фильтрующий материал использует слои очень тонких волокон из нержавеющей стали, втянутых в случайную, но контролируемую матрицу.Фильтрующие элементы из этого материала могут быть как очищаемыми, так и не очищаемыми, в зависимости от их конструкции.

Фильтрующие элементы из тканой проволочной сетки

Фильтры этого типа изготовлены из нержавеющей стали и обычно рассчитаны на 15 или 25 микрон (абсолютно). На рис. 9-13 показано увеличенное поперечное сечение фильтрующего элемента из тканой проволочной сетки. Этот тип фильтра является многоразовым.

Рисунок 9-13: Поперечное сечение гидравлического фильтрующего элемента из нержавеющей стали.
Элемент гидравлического фильтра Micronic

Термин «микроник» происходит от слова «микрон».Его можно использовать для описания любого фильтрующего элемента; однако в процессе использования этот термин стал ассоциироваться с конкретным фильтром с фильтрующим элементом, изготовленным из специально обработанной целлюлозной бумаги (рис. 9-14). Фильтр, показанный на рис. 9-10, представляет собой типичный микронный гидравлический фильтр. Микронный фильтрующий элемент предназначен для удаления 99 процентов всех частиц диаметром от 10 до 20 микрон и более. Сменный элемент изготовлен из специально обработанных гофр (морщин) для увеличения его грязеемкости.Этот элемент не подлежит очистке и должен быть заменен новым фильтрующим элементом во время профилактических осмотров.

Рисунок 9-14: Фильтрующий элемент Micronic.
Магнитные фильтры

В некоторых гидравлических системах в стратегических точках установлены магнитные фильтры. Фильтры этого типа предназначены в первую очередь для улавливания любых частиц железа, которые могут находиться в системе.

Пневматические газы

Чистый, сухой газ необходим для эффективной работы пневматических систем. Из-за нормальных условий атмосферы свободный воздух редко удовлетворяет в достаточной мере этим требованиям.Атмосфера содержит пыль и примеси в различных количествах, а также значительное количество влаги в виде паров.

Твердые частицы, такие как пыль, ржавчина или окалина в пневматических системах, могут привести к чрезмерному износу и отказу компонентов, а в некоторых случаях могут помешать работе пневматических устройств. Влага также очень вредна для системы. Смывает смазку с движущихся частей, тем самым способствуя коррозии и вызывая чрезмерный износ компонентов. Влага также оседает в низких местах системы и замерзает в холодную погоду, вызывая остановку системы или разрыв трубопроводов.

Идеальный фильтр удалял бы всю грязь и влагу из пневматической системы, не вызывая при этом падения давления. Очевидно, что к такому состоянию можно только приблизиться; это не может быть достигнуто.

Удаление твердых частиц

Удаление твердых частиц из газа пневматических систем обычно осуществляется с помощью просеивания (фильтрации), центробежной силы или их комбинации. В некоторых случаях удаление влаги проводят одновременно с удалением твердых частиц.

Некоторые типы воздушных фильтров аналогичны по конструкции и работе гидравлическим фильтрам, рассмотренным ранее. Некоторые материалы, используемые в конструкции элементов для воздушных фильтров, представляют собой тканую сетчатую проволоку, стальную вату, стекловолокно и войлочные ткани. Элементы из этих материалов часто используются в агрегате, фильтрующем воздух на входе в компрессор.

Пористые металлические и керамические элементы обычно используются в фильтрах, устанавливаемых на линиях подачи сжатого воздуха.Эти фильтры также используют контролируемый воздушный тракт для обеспечения некоторой фильтрации. Внутренняя конструкция заставляет воздух течь по кругу внутри чаши (рис. 9-15). Тяжелые частицы и капли воды выбрасываются из воздушного потока и падают на дно чаши. Затем воздух проходит через фильтрующий элемент, который отфильтровывает большинство мелких частиц. Этот тип фильтра разработан со сливным клапаном на дне чаши.

Воздушный фильтр, в котором в качестве элемента используются движущиеся механические устройства, показан на рис. 9-16.Когда сжатый воздух проходит через фильтр, сила вращает несколько многолопастных роторов с высокой скоростью. Влага и грязь скапливаются на лопастях роторов. Вращающиеся лопасти под действием центробежной силы отбрасывают загрязнения к внешним кромкам роторов и к внутренним стенкам корпуса фильтра. Здесь загрязняющие вещества выходят из воздушного потока и падают на дно чаши, откуда их необходимо периодически сливать.

Рисунок 9-15: Воздушный фильтр. Рисунок 9-16: Воздушный фильтр с вращающимися лопастями в качестве элемента.

Удаление влаги

Удаление влаги из сжатого воздуха важно для системы сжатого воздуха. Если воздух при атмосферном давлении, даже при очень низкой относительной влажности, сжать до 3000 или 4500 фунтов на квадратный дюйм, он насыщается водяным паром. Некоторое количество влаги удаляют промежуточные и доохладители. Кроме того, воздушные колбы, приемники и банки снабжены дренажными отверстиями в нижней точке, что позволяет периодически сливать скопившуюся влагу. Однако для многих применений воздуха требуется воздух с еще меньшим содержанием влаги, чем можно получить с помощью этих методов.Влага в воздушных линиях может создать потенциально опасные проблемы, такие как замерзание клапанов и органов управления. Замерзание может произойти, например, если воздух под чрезвычайно высоким давлением дросселируется до очень низкого давления при высокой скорости потока. Эффект Вентури дросселированного воздуха создает очень низкие температуры, из-за чего любая влага в воздухе замерзает и превращается в лед. Лед делает клапан (особенно автоматический клапан) очень трудным или невозможным для работы. Кроме того, капли воды могут вызвать серьезный гидравлический удар в воздушной системе с высоким давлением и высокой скоростью потока, а также вызвать коррозию, ржавчину и разжижение смазочных материалов в системе.По этим причинам осушители воздуха (дегидратор, очиститель воздуха и эксикатор — термины, используемые разными производителями для обозначения этих компонентов) используются для осушки сжатого воздуха. Некоторые устройства для удаления воды аналогичны по конструкции и работе фильтрам, показанным на рисунках 9-16 и 9-17. Два основных типа осушителей воздуха – это рефрижераторные и адсорбционные.

Рисунок 9-17: Химический осушитель.
Дегидраторы рефрижераторного типа

В осушителях рефрижераторного типа сжатый воздух проходит через набор охлаждающих змеевиков.Пары масла и влаги конденсируются из воздуха и могут быть собраны и удалены через слив в нижней точке.

Дегидраторы адсорбционного типа

Десикант — это химическое вещество с высокой способностью поглощать воду или влагу. Он также обладает способностью выделять эту влагу, чтобы влагопоглотитель можно было использовать повторно.

В некоторых осушителях системы сжатого воздуха используется пара башен с осушителем (колбы, заполненные осушителем). Один остается в эксплуатации для осушки сжатого воздуха, а другой повторно активируется.Адсорбционная колонна обычно реактивируется путем пропускания через нее сухого нагретого воздуха в направлении, противоположном нормальному потоку осушительного воздуха.

Химический осушитель воздуха

Химические осушители воздуха устанавливаются в воздушных системах для поглощения влаги, которая может собираться из воздуха, поступающего в систему. Основными частями осушителя воздуха, показанными на рис. 9-17, являются корпус, патрон осушителя, фильтр (пористая бронза) и пружина. Для обеспечения надлежащей фильтрации воздух должен проходить через осушитель воздуха в правильном направлении.Правильное направление потока указано стрелкой и словом «поток», напечатанным на боковой стороне картриджа.



PDH Classroom предлагает курс повышения квалификации на основе этой справочной страницы по резервуарам, фильтрам, фильтрам и аккумуляторам. Этот курс можно использовать для выполнения кредитных требований PDH для поддержания вашей лицензии PE.

Теперь, когда вы прочитали эту справочную страницу, заработайте за это признание!



От древних времен до наших дней

На протяжении всей истории людей всегда тянуло к воде.Мы строили города на основных водных путях и использовали их как проезд. Мы использовали проточную воду для вращения колес, которые помогали нам готовить еду и ткань. Гидравлика, или использование энергии жидкости для управления механизмами, существует уже довольно давно — более 2000 лет.

Кто изобрел гидравлику?

Трудно сказать точно, кто изобрел гидравлику или когда были изобретены гидравлические системы. Гидравлические системы были созданы благодаря работе таких великих умов, как Блез Паскаль, Джозеф Брама, Леонардо да Винчи и Галилео Галилей.Гидравлика в конечном итоге нашла свое место в современном мире с широкомасштабными и мощными приложениями.

Древняя гидравлика в Греции и Риме

Хотя древние гидравлические системы существовали в разных культурах, наше слово «гидравлический» имеет свои корни в греческом языке. Греки разработали сложные системы воды и гидроэнергетики, включая ирригационные системы, каналы и акведуки.

 

Акведуки предоставили городам возможность получать надежную воду из близлежащих источников и доставлять ее к ним для легкого доступа.С помощью акведуков цивилизации могли селиться в районах, не находящихся в непосредственной близости от крупного источника воды. Одним из таких впечатляющих акведуков является Туннель Евпалиноса, акведук, построенный на Самосе в шестом веке до нашей эры. Он снабжал Самос водой через гору Кастро, также известную как гора Кастро.

 

Греки не были чужды впечатляющим инженерным достижениям. Хотя Ктесибий Александрийский более известен своими работами в области пневматики, он также занимался гидравликой.Он разработал усовершенствованную версию водяных часов с подвижной стрелкой и будильником. Он также сделал водный орган, в котором вместо свинца для игры на дудках использовался вес воды. Следуя по стопам Ктесибия, Hero of Alexandria также разработала множество систем управления, в том числе следующие:

.
  • Установка для автоматизированной механической игры
  • Первая известная паровая машина, или Эолипил
  • Торговый автомат, который выдавал святую воду, когда кто-то клал в него монету

 

Другим крупным гидравлическим изобретением, приписываемым грекам, является водяной, или архимедовский, винт.Этот винт был основным компонентом древних методов орошения. Это старейший поршневой насос прямого вытеснения, относящийся к Древнему Египту, где он использовался на Ниле — вероятно, еще до Архимеда, хотя он склонен получать признание. Некоторые даже считают, что его использовали для орошения Висячих садов Вавилона, одного из семи чудес древнего мира.

 

Дальше на восток древние персы завершили Шуштарскую историческую гидравлическую систему в третьем веке нашей эры.Эта система была колоссальным инженерным проектом и служила множеству целей, включая водоснабжение, ирригацию, мельницы, речной транспорт и оборонительную систему. Точно так же жители Шри-Ланки построили сложные крупномасштабные ирригационные системы и разработали концепцию башни с клапаном для регулирования утечки воды. Их системы были разработаны более 2000 лет назад в связи с наличием воды, которым было трудно управлять.

Римляне, как и греки, известны своими передовыми инженерными навыками, включая дороги, мосты и акведуки, многие из которых используются до сих пор.

 

Системы акведуков сами по себе могут иметь непостоянную скорость потока. Чтобы бороться с этим, римляне установили регулирующие устройства в реке и создали резервуары и цистерны на концах, чтобы обеспечить более надежное водоснабжение людей. Большой акведук может хранить достаточно воды для города на 1-3 недели, в зависимости от населения и ограничений на воду.

 

Огромные римские акведуки — лишь один из примеров гидравлической энергии. У римлян также было много водяных мельниц, и они разработали «замывание», раннюю версию гидравлической добычи, для использования на золотых приисках в этом регионе.Этот метод заключался в создании обильного запаса воды через плотины или суда и выпуске ее в район добычи полезных ископаемых. Этот поток воды смыл более легкий осадок и оставил доступными ценные золотые жилы. Позднее замалчивание проложило путь к гидравлической добыче полезных ископаемых во время Калифорнийской золотой лихорадки.

 

Как изменилось наше понимание гидравлики в 17, 18 и 19 веках

В начале 17-го века изучение гидравлики продвинулось вперед благодаря открытию Саймоном Стевином гидростатического парадокса и изучением неподвижной воды, а также наблюдениями Галилео Галилея над гравитацией.Галилей изучал гравитационное ускорение, которое играло роль в движении воды. Среди его учеников были Эванджелиста Торричелли, применивший эти знания к струям жидкости и жидкостному барометру, и Бенедетто Кастелли, вновь открывший принцип непрерывности.

 

Подростком француз Блез Паскаль начал работу над механическими калькуляторами и стал одним из двух первых изобретателей этого устройства. Он внес свой вклад в математику — например, в треугольник Паскаля — и изучал гидравлические жидкости.Развивая работу Торричелли и исследования вакуумного пространства, Паскаль сформулировал свой закон в 1648 году. Закон Паскаля гласит, что если к жидкости внутри замкнутой системы приложено давление, то давление будет передаваться одинаково во всех направлениях. По сути, давление в закрытой системе остается постоянным. Этот принцип заложил основу для некоторых из наиболее важных гидравлических инноваций в промышленном мире. Он определил, как используется энергия, и поэтому этот принцип лежит в основе большинства современных гидравлических систем.Работа Паскаля привела к изобретению гидравлического пресса и предоставила чрезвычайно ценный принцип для всего, что работает с движением жидкости.

 

Примерно полтора века спустя Джозеф Брама запатентовал гидравлический пресс в 1795 году. В этом изобретении он использовал открытие Паскаля, чтобы умножить небольшую силу и создать большое давление, способное привести в действие машины и поднять очень тяжелые предметы. Часть того, что делает гидравлический пресс таким полезным, заключается в том, что в гидравлическом прессе используются маленькие гибкие трубки.

 

В 1738 году Даниил Бернулли опубликовал свою книгу  Hydrodynamica , в которой он описал, как ведет себя вода при определенных условиях и как она реагирует на равновесие, давление и скорость. Принцип Бернулли был основан на его исследованиях сохранения энергии. Бернулли тесно сотрудничал с математиком Леонардом Эйлером, который, возможно, первым вывел уравнение Бернулли. Он также разработал несколько важных гидравлических уравнений и гидравлическую турбину.

 

В 19 веке было сделано много достижений в области гидравлики.

  • Влияние температуры на поток в трубе и определение расхода:  Исаак Ньютон в то время изучал различные свойства жидкостей. Затем Готхильф Людвиг Хаген провел эксперименты, чтобы выяснить влияние температуры на поток в трубе. Несмотря на то, что он работал на базе знаний Ньютона, его результаты были в пределах 1 % от современных измерений. Его эксперименты включали введение опилок в жидкость, чтобы более четко увидеть движение.   Во Франции Жан-Леонар-Мари Пуазей тоже исследовал кровоток, но его работа была посвящена течению крови в организме.Его исследования привели к уравнениям ламинарного течения в трубопроводе. Его работа вместе с работой Хагена была использована для разработки уравнения Хагена-Пуазейля. Это уравнение утверждает, что скорость потока зависит от вязкости жидкости, длины трубы и разницы давлений между концами.
  • Разработка роторного двигателя и гидроаккумулятора:  В 1838 году Уильям Джордж Армстронг, считающийся отцом современной гидравлики, начал экспериментировать с гидравликой и разработал роторный двигатель.К сожалению, в то время этим никто не занимался. Затем он открыл то, что стало известно как эффект Армстронга, или создание электрического заряда из выходящего пара высокого давления из котла. Позже он сконструировал кран с гидравлическим приводом и возвратно-поступательным ползунком. Армстронг модифицировал существующий кран, чтобы использовать городское водоснабжение в качестве источника энергии. Он начал бизнес, используя эту схему, и начал производить краны с помощью этого метода. Позже Армстронг также разработал гидроаккумулятор, который достиг нескольких целей.Он устранил необходимость в резервуарах, позволил создать гораздо более высокое давление и создал систему для передачи гидравлической энергии между широко разнесенными гидравлическими устройствами.
  • Введение и правила гидравлической добычи полезных ископаемых:  Когда Калифорнийская золотая лихорадка пришла в Соединенные Штаты в 1840-х годах, гидравлическая добыча полезных ископаемых развилась на основе римских методов «замалчивания». В этом типе добычи использовались струи воды под высоким давлением, похожие на пушки, для выемки породы. Машины могут быть от 16 до 18 футов в длину.Удалив горную породу и отложения, рабочие могли получить доступ к гораздо большему количеству золота. Фермеры и поселенцы быстро ощутили ущерб, который этот метод нанес окружающей среде, поскольку горняки помещали вынутую землю в близлежащие ручьи или каньоны, которые заполнили и заблокировали водные пути и фермы ниже по течению, которые полагались на воду. Этот процесс быстро стал регулируемым, и, хотя он используется до сих пор, он по-прежнему регулируется законом.

 

Современные применения гидравлики

С наступлением 20-го века появились и новые, разнообразные способы применения гидравлики.Гидравлические системы являются популярными системами, поскольку они легко адаптируются, предлагая гибкие шланги и небольшие трубки, а также множество различных типов приводов. Не помешает и высокая плотность мощности.

Гидравлические устройства можно найти не только в транспортных средствах и промышленности, но и повсюду. Возможно, вы даже сидите на одном из них. Офисные стулья и посудомоечные машины — два предмета домашнего обихода, которые часто используют гидравлику. Другая, более сложная техника включает самолеты, строительную технику и лифты.

 

В то время как водяные колеса появились еще в древние времена, постоянный ток (DC) не был открыт до 19 века. Но какое отношение они имеют друг к другу? В обоих случаях вы используете вращательное движение. Старые водяные колеса — это просто другой источник энергии вращения. Двигатели постоянного тока используют поток электрического тока для вращения двигателя и вала, а водяные колеса использовали поток воды. Двигатели постоянного тока являются важным аспектом нашего электронного использования сегодня.

 

Силу воды также можно использовать для создания электричества.В Эпплтоне, штат Висконсин, была построена первая гидроэлектростанция. Сейчас их более 57 000 по всему миру. Гидроэлектроэнергия является основным источником возобновляемой энергии, который использует движение воды от плотины для выработки электроэнергии. Ожидается, что производство гидроэлектроэнергии вырастет более чем на 20% в следующие 25 лет.

 

В Великобритании Лондонская гидравлическая энергетическая компания регулярно поставляла воду весом 700 фунтов. на квадратный дюйм через 150 миль трубопроводов под лондонскими улицами.Эта система, просуществовавшая до 1977 года, управляла занавесками в Королевском оперном театре, открывала ворота на Темзе и поднимала лифты по всему городу.

 

Хотя в истории мы использовали воду в качестве основной гидравлической жидкости, достижения в области техники показали, что вода часто не лучший вариант. Некоторые распространенные варианты гидравлической жидкости:

  • Минеральное масло
  • Натуральные масла, такие как рапсовое
  • Синтетические соединения

Люди выбирают свои гидравлические жидкости с учетом различных целей и характеристик, таких как вязкость, плотность, воздействие на окружающую среду, вес и стоимость.Реакции жидкости на тепло, испарение и другие материалы также являются факторами. Некоторые жидкости предназначены для поддержания низкого уровня загрязнения, в то время как другие могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры или радиацию. Эти жидкости можно использовать во всем: от военного оборудования до промышленного оборудования и тормозной жидкости в вашем автомобиле.

 

Теперь, с появлением компьютерных технологий и передовых методов сбора данных, исследователи могут изучать движения жидкости с большей точностью и глубиной.Смешение гидравлики и электроники также процветает. Они позволяют выполнять более сложные операции с машиной, поэтому оператор может выполнять гораздо более точные и детальные действия. Электронное управление гидравлической системой не редкость.

 

Одно место, где вы найдете много гидравлического оборудования, — это строительная площадка. Краны, бульдозеры и все виды тяжелой техники приводятся в движение с помощью гидравлических приводов. Системы с жидкостью под давлением невероятно распространены в различных типах транспортных средств.Гидравлический насос и двигатель имеют более высокую удельную мощность, чем электродвигатель и генератор — 16:1 по весу и 8:1 по объему, если быть точным. Они также предлагают точные элементы управления, которые часто управляются электричеством.

 

Еще одной областью, в которой гидравлические системы получили значительные преимущества, является сельское хозяйство. Сельскохозяйственное оборудование теперь можно было использовать более надежно. Многие части сельскохозяйственного оборудования используют гидравлику для привода и перемещения компонентов, например, трактор Ford-Ferguson.

 

Аэрокосмические приложения также активно используют гидравлику. Гидравлические системы приводят в действие многие части самолета, в том числе такие, как тормоза, грузовые двери, рулевое управление, управление воздушным винтом и закрылки.

 

Ремонт гидравлики и информация

Гидроэнергетика является одним из наиболее широко используемых и старейших видов энергии. Его области применения варьируются от ирригации до строительного оборудования и тяжелой техники. Это настолько распространено, что у вас, вероятно, есть какое-то гидравлическое оборудование в вашем доме или офисе.

 

Выдающиеся инженеры прошлого проложили путь для современных систем, которые адаптировались и развивались, чтобы соответствовать потребностям современного мира.

Инженеры Hard Chrome Specialists имеют более чем 75-летний опыт работы с гидравлическими насосами, клапанами и ремонтом двигателей. Если вы обнаружите, что у вас сломана гидравлическая система и требуется ремонт, или вы хотите узнать больше о гидравлике, специалисты Hard Chrome могут помочь. Мы являемся семейным предприятием и работаем, и мы стремимся удовлетворить все ваши потребности в ремонте гидравлики.Свяжитесь с нами сегодня!

Глубоководный газозарядный аккумулятор и его возможные замены

Аннотация

Противовыбросовые превенторы предназначены для закрытия скважины под давлением, чтобы пластовые флюиды которые переместились в ствол скважины, могут быть локализованы и выведены наружу при непрерывном контроль над скважиной сохраняется. Системы управления противовыбросовыми превенторами по необходимости очень эффективные гидравлические системы. Цель состоит в том, чтобы управлять такими функциями, как закрывающие плунжеры, в стеке BOP за максимально короткое время.Подача достаточного объема под давлением Гидравлическая жидкость для работы этих аварийных функций имеет важное значение. Чтобы иметь необходимое количество управляющей жидкости под давлением требует хранения этой жидкости в аккумуляторах. Эти аккумуляторы работают за счет расширения и сжатия газообразного азота, который отделяется от гидравлической жидкости либо резиновыми камерами, либо поршнями. Аккумуляторы используются как на поверхности, так и на морском дне. Пока вы используете аккумуляторы на поверхности или на относительно мелководье, у вас может не быть проблем с объемом рабочей жидкости гидроаккумуляторов.Проблема может возникнуть, когда устье скважины находится на глубине воды более 3500 футов. бурение, аккумуляторы должны быть размещены на штабеле подводных противовыбросовых превенторов, чтобы сократить время отклика гидравлической системы и обеспечить подачу гидравлической энергии в случае прерывание наземной связи. Аккумуляторы также используются в подводной добыче. системы управления для обеспечения локального хранения, что позволяет управлять линиями меньшего размера пуповины. Емкость гидроаккумулятора падает до 15% от его емкости на поверхности и даже меньше, в зависимости от глубины воды.Большое число аккумуляторы необходимы для выполнения функций ПБ, которые мог бы выполнять всего лишь мало их на поверхности или на относительно небольшой глубине воды. Газ внутри газонаполненных аккумуляторов не ведет себя как идеальный газ, поскольку мы переходим к очень глубокая вода из-за высокого гидростатического давления на этой глубине. Чем выше окружающая среда давление, тем больше газ ведет себя как реальный газ, а не как идеальный газ, и тем ниже емкость гидроаккумуляторов. Сжатый газ имеет энергию и может высвобождать эта энергия в желаемое время, поэтому она используется в аккумуляторах.Теперь мы должны ищите что-то, что способно накапливать энергию, но в отличие от азота, его функциональность не должно зависеть от возрастающего гидростатического давления воды в зависимости от глубина воды. Пружины и тяжелые веса будут обсуждаться как два варианта замены азот в аккумуляторах. Эффективные глубоководные аккумуляторы сократят количество гидроаккумуляторы, необходимые в глубоководных условиях, и снизить стоимость проекта. С появлением таких эффективных аккумуляторов, мы можем надеяться, что одна из многочисленных проблем проблема глубоководного бурения решена, и мы можем думать о бурении еще более глубоких вод.

Мир Раджаби, Мехди (2004). Глубоководный газозарядный аккумулятор и его возможные замены. Магистерская работа, Техасский университет A&M. Техасский университет A&M. Доступно в электронном виде по адресу https: //hdl.handle.net/1969.1/3346. .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.