(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Как подключить гидроаккумулятор для отопления


Гидроаккумулятор для системы отопления - PechiExpert

Правильное функционирование системы отопления зависит от многих причин, в том числе правильно подобранных элементов системы, отвечающих за безопасность. На сегодняшний день индивидуальные системы отопления, кроме привычных клапанов, датчиков и приборов управления оснащаются еще одним устройством, которое выполняет несколько функций, в том числе и функцию безопасности – гидроаккумулятор. Это устройство настолько универсально, что нашло свое применение не только в системах отопления. Это еще и один из важнейших элементов оборудования систем холодного и горячего водоснабжения частного дома.

Где используют гидроаккумулятор? Назначение гидроаккумулятора

Как уже упоминалось, гидроаккумулятор для систем отопления является очень важной, необходимой частью оборудования системы отопления. Причем не обычной, атмосферной, а системы закрытого типа, в которой теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре. Это особенность и лежит в основе устройства и применения в системе.

Закрытая система отопления в отличие от открытой обладает большими возможностями, но при этом, у нее имеется и ряд недостатков, которые необходимо компенсировать, установив дополнительное оборудование. Если в открытой системе достаточно правильно рассчитать и установить расширительный бак для приема излишков теплоносителя, то в закрытой системе простым дополнительным объемом обойтись не получится. Создаваемое давление внутри контура закрытой системы отопления при нагревании теплоносителя дополняется еще и давлением циркуляционного насоса. Это неизбежно приводит к перепадам давления в цикле «нагрев-охлаждение». Именно поэтому для компенсации таких перепадов и устанавливается гидроаккумулятор для систем отопления.

Второй важный момент, который нужно учитывать при рассмотрении вопроса для чего нужен гидроаккумулятор в системе отопления заключается в необходимости иметь специальный прибор безопасности. Суть этого момента заключается в том, что закрытых систем характерным явлением выступает критические перепады давления теплоносителя. Гидравлический удар, спровоцированный выходом из строя автоматики защиты или поломкой запорной арматуры даже в небольшом объеме жидкости в 30-40 литров способен вызвать большие проблемы. Гидроаккумулятор для системы отопления способен в такие критические моменты отреагировать практически моментально и принять в себя некоторый объем жидкости, чем снимет угрозу разрыва системы из-за гидравлического удара.

Третий момент заключается в том, что в отличие от классического расширительного бачка с открытым верхом гидроаккумулятор для систем отопления поддерживает установленное давление жидкости. В закрытых системах жидкость находится под давлением не только в момент нагревания и работы циркуляционного насоса, даже когда котел выключен, система сохраняет установленное давление. Снижение установленного минимального порога неизбежно влечет за собой автоматическое отключение оборудования, поскольку приборы безопасности будут фиксировать снижение давления и воспринимать это как аварийную ситуацию. Гидроаккумулятор для систем отопления при настройке оборудования специально устанавливается для поддержания необходимого уровня давления. Независимо от температуры теплоносителя и работы приборов отопления он будет поддерживать давление на нужном уровне.

Гидроаккумуляторы, для систем отопления и водоснабжения

Понимание функций этого прибора было бы неполным без раскрытия его свойств в разных инженерных системах дома. Так, гидроаккумулятор может устанавливаться:

  • В закрытой системе отопления дома;
  • В системе водоснабжения холодного водоснабжения;
  • В оборудовании горячего водоснабжения здания.

Если с ролью гидроаккумулятора в отоплении более-менее все понятно, то в системе водоснабжения гидроаккумулятор из вспомогательного прибора превращается в одно из основных устройств.

Роль гидроаккумулятора здесь заключается в следующем – при заборе воды из внешних источников часто используется гидрофор, или по-другому насосная станция, имитирующая работу центрального водопровода. В такой системе, как и в центральном водопроводе постоянно поддерживается необходимое давление. При открытии крана, как и из центрального водопровода, начинает течь вода, при этом нет нужды отдельно включать насос или предварительно набирать воду в емкость и размещать ее на высоте подобно водонапорной башне.

Гидрофор оснащается гидроаккумулятором, водяным электрическим насосом, и блоком управления. Насос закачивает воду в систему, в том числе и в объем бака-аккумулятора, когда автоматика фиксирует необходимый уровень давления в системе она отключает насос. При открытии крана давление уменьшается, но гидроаккумулятор выдавливает из своего объема необходимый объем жидкости, поддерживая нужный уровень давления в системе. Если при открытии крана было забрано небольшой объем воды и давление не упало до минимального показателя, то автоматика не включает насос, если воды ушло много, то спустя некоторое время автоматика включит насос и вода будет закачана в трубы из внешнего источника. Гидроаккумулятор в таком случае снова пополнится водой и спустя некоторое время автоматика выключит насос.

В системе горячего водоснабжения гидроаккумулятор выполняет схожую функцию с той, какую он выполняет в отоплении дома. В домах, где установлены мощные водонагревающие установки, гидроаккумулятор постоянно поддерживает заданный показатель давления и одновременно защищает систему от гидравлических ударов. Вместе с клапаном безопасности он является частью оборудования, отвечающего за правильную работу бойлера. В таких установках, когда нет отбора горячей воды, она циркулирует по замкнутому циклу – от водонагревателя до устройства конечного потребителя, подогреваясь до необходимой температуры. Чтобы в случае аварии в системе не допустить пролива горячей воды в нее устанавливается гидроаккумулятор, который и забирает излишек жидкости, не допуская разгерметизации контура.

Гидроаккумулятор для систем отопления устройство и принцип работы

Гидроаккумулятор для систем отопления, несмотря на разные формы и способы подключения имеет схожую конструкцию и принцип работы. Основой конструкции выступает металлический или пластиковый корпус из высокопрочной стали или армированного стекловолокном пластика. Внутри корпуса установлена эластичная мембрана, которая способна вобрать в себя объем воды, равный объему металлической оболочки. Мембрана крепится с одной стороны корпус специальным фланцем с патрубком, который подключается к трубам отопления. С другой стороны, мембраны устанавливается клапан, через который можно закачать во внутренний объем корпуса воздух или другой газ. Для удобства корпус с наружной стороны оснащается кронштейном для удобства крепления.

Принцип работы гидроаккумулятора в системе отопления следующий – перед установкой при помощи обычного автомобильного насоса в «сухую» камеру закачивается воздух. При помощи манометра проверяется его давление, оно должно соответствовать показателям, указанным в документации оборудования котла. Через патрубок с другой стороны, гидроаккумулятор подключается к трубе системы, после чего весь объем труб заполняется теплоносителем.

При включении котла нагревается воды или антифриз, постепенно расширяясь в объеме. Излишек объема теплоносителя под давлением выталкивается в объем «мокрой» камеры гидроаккумулятора. В это время в «сухой» камере давление наоборот повышается и закачанный воздух сживается. Тем самым повышая давление уже в камере с газом. При выключении котла происходит остывание теплоносителя, он уменьшается в объеме, снижается давление и после выключения циркуляционного насоса. В этот момент давление в газовом отсеке начинает выдавливать жидкость в систему и таким образом давление в ней поднимается до необходимого уровня. В этом и заключается принцип работы гидроаккумулятора системы отопления.

Где установить гидроаккумулятор для систем отопления

В классической схеме открытой системы отопления, когда циркуляция воды осуществляется при условии нагрева теплоносителя, расширительный бак устанавливается в непосредственной близости от отопительного котла. Такое расположение обусловлено необходимостью быстрого снижения давления, при резком увеличении давления в котле, жидкость при таком расположении нагревательного контура могла быстро выйти за пределы контура.

В закрытой системе при использовании циркуляционного насоса нет необходимости располагать гидроаккумулятор сразу после котла. Давление здесь создает насос и при необходимости он отключится автоматически, а вот стравить излишек давления легче в нижней точке системы, в отводке трубы обратной подачи перед входом в котел. На этом отрезке поток жидкости имеет постоянную величину и наименьшие скачки, поэтому и гидроаккумулятор включается в работу эпизодически, когда давление максимально растет или слишком низко падает.

Как подключить гидроаккумулятор для отопления правила расчета и схема

При подборе оборудования учитывается характеристики системы. Для установки в системе водопровода выбирается бак с мембраной, рассчитанной для питьевой или технической воды,  для установки в системе отопления или горячего водоснабжения мембрана должна соответствовать назначенным целям. В водопроводе с горячей водой и в отоплении температура воды достигает 80и даже 120 градусов, поэтому оборудование подбирается с учетом воздействия высоких температур. Для установки в системе отопления бак должен выдерживать давление до 4 атмосфер, при этом температурный показатель должен быть не ниже 120 градусов. Для водоснабжения максимальная температура оценивается в 80 градусов, а давление, которое должен выдерживать бак должно быть не ниже 12 атмосфер.

Подбор прибора отвечающего параметрам системы отопления можно рассчитать при помощи формулы определения объема гидроаккумулятора:

V = (VL x E) / D

Где D = (PV – PS) / (PV + 1).

PV – это показатель максимального рабочего давления в системе, а PS – это давление воздуха в мембранном баке. Для небольших частных домов и систем, установленных в квартирах, показатель PV принимается равным 2,5 бар. А что касается PS, то здесь принято учитывать постоянное давление в контуре  принимается значением 0,5 бар или равным 5 м.

Для примера можно предложить расчет объема бака для системы отопления дома в 100 кв. метров. В помещении установлен котел мощностью 20 кВт.

Сначала определяется объем теплоносителя в контуре отопления:

VL= ( 20х15)=300 литров.

Где 20 – это мощность отопительного котла, а 15л – удельный объем теплоносителя на каждый киловатт мощности отопительного прибора.

Следующий шаг – расчет эффективности гидроаккумулятора по формуле:

 D = (PV – PS) / (PV + 1).

В которой, PV = 2,5 бар и PS = 0,5 бар

В результате выполнения действий:

D = (2,5 – 0,5) / (2,5 + 1) = 0,57

Последний этап – это расчет непосредственно необходимого объема расширительного бака.

V = 300 х 0,04 / 0,57 = 21,05 л где 0,04 – коэффициент расширения воды.

Таким образом, для системы отопления с 20 кВт котлом отопления и общим объемом теплоносителя для отапливаемого помещения площадью 100 квадратных метров достаточно бака объемом 21- 25 литров. Правда, учитывая то, что производители в основном предлагают потребителям баки стандартного объема, внимание при выборе рекомендуется обратить на установки объемом немного большим, чем тот, что получился при расчете. Если выбрать бак меньшего объема, то велика вероятность того, что рабочее давление этого устройства будет меньшим, чем требуется, что может привести к созданию аварийной ситуации.

При определении положения бака во время его установки берется во внимание тот факт, что сам гидроаккумулятор имеет в качестве несущей конструкции корпус. Особенно это касается приборов объемом до 50 литров. В профессиональной среде принято считать, что малые объемы баков до 30 литров настенное крепление, а вот баки большего объема лучше располагать в напольном варианте. При установке этих приборов рекомендуется дополнительно усилить крепление кронштейнами или хомутами. Для баков большого объема рекомендуется не изобретать велосипед, а устанавливать их согласно рекомендациям производителей оборудования – с использованием штатных ножек и конструкций на корпусе. Подвод труб к патрубку бака необходимо сделать по кратчайшему маршруту, с минимальным количеством изгибов и поворотов. Да и сам отвод рекомендуется сделать максимально коротким, чтобы работа устройства была эффективной.

Настройка гидроаккумулятора для водяного отопления

Покупая оборудование, следует помнить, что бак находится под давлением. Поэтому при монтаже необходимо максимально соблюдать осторожность и нив коем случае не спускать закачанный в отсек воздух. После того как будет завершена установка всех элементов контура отопления и проведения тестового заполнения его теплоносителем необходимо отрегулировать давление газа в корпусе гидроаккумулятора. При избыточном давлении теплоноситель просто не будет поступать в полость мембраны, а при пониженном давлении в камере с газом агрегат не сможет эффективно выполнять свои функции.

Проверка правильности настройки гидроаккумулятора выполняется при помощи манометра. В систему закачивается теплоноситель и по манометру котла проверяется его давление. Достигнув рекомендованной отметки, кран подачи теплоносителя закрывается и проверяется при помощи пневматического манометра давление в воздушной камере аккумулятора. Для нормальной работы системы рекомендуется установить давление в баке на 0,2-0,3 бар меньше чем в контуре отопления. Если установить давление в воздушной камере на таком же уровне, как и в системе, то при появлении признаков аварийной ситуации мембрана просто не в состоянии будет принять необходимое количество теплоносителя. По мере поступления жидкости из контура в мембрану будет возрастать и давление в баке, при этом может быть упущен момент, когда предотвратить аварию удалось бы, убрав из системы буквально 2-3 литра жидкости. А при пониженном давлении эффект получается обратный, мембрана очень чутко реагирует на изменения давления в контуре и быстро снимает пиковые нагрузки вбирая в себя жидкость намного быстрее.

При регулировке давления уменьшить его можно просто нажав на ниппель и выпустив определенный объем воздуха, а вот добавить его можно просто подсоединив к ниппелю автомобильный насос и сделав несколько качков.

Оптимальным считается давление воздуха в воздушной камере при рабочем давлении жидкости в системе в пределах 1,2-1,3 бар, показатель равный 1,0-1,1 бар.

Как определить повреждение гидроаккумулятора

Как и в системе водоснабжения гидроаккумулятор имеет свой срок службы. Так, для встроенных резервуаров он определяется сроком эксплуатации отопительного котла, а отдельно стоящий бак из черного металла обычно выдерживает 5-6 летний период эксплуатации. При заполнении объема системы антифризом необходимо внимательно изучить рекомендации производителя, чтобы удостовериться, что материал не вступит в реакцию с химическим веществом незамерзайки.

Первым признаком того что гидроаккумулятор вышел из строя является резкое понижение давления в системе. Дело в том, что самым узким местом гидроаккумулятора выступает мембрана. Несмотря на эластичность и прочность в процессе эксплуатации в ее полость попадают частички мусора из внутреннего объема батарей, труб, запорной арматуры, часто здесь скапливаются нерастворимые осадки содей из самой воды. И тогда при работе мембраны эти частицы играют роль абразива, постепенно протирая резину. При прорыве стенок мембраны воздух из воздушной камеры проникает в систему отопления и выводится через воздухоотводчик, а освободившийся объем заполняется теплоносителем. При этом видимых утечек теплоносителя в помещении не обнаруживается. Если не обратить внимание, на резкое снижение давления в системе, и просто восстановить необходимый показатель давления жидкости, то несмотря на поломку гидроаккумулятора система продолжит работу. Но при первой же нештатной ситуации масштаб аварии будет намного больший.

Для систематического контроля состояния мембраны рекомендуется периодически проверять давление в гидроаккумуляторе при помощи обычного манометра из дорожного автомобильного комплекта.

Чтобы быть уверенным в работоспособности оборудования рекомендуется 1-2 раза в 6 месяцев нажимать на ниппель и выпускать немного воздуха. Быстрый свистящий поток воздуха будет говорить о герметичности резервуара. А вот если будет слышно слабое шипение или вместо воздуха будет прокапывать вода, то в таком случае необходимо бить тревогу – мембрана с большой долей вероятности будет повреждена и прибор необходимо ремонтировать.

Второй распространенной проблемой при эксплуатации гидроаккумуляторов выступает потеря герметичности корпуса. В отличие от ресиверов системы водоснабжения эта проблема встречается относительно редко, но ее нельзя сбрасывать со счетов. Такое повреждение становится результатом неправильного монтажа или в результате неправильного ремонта устройства. Корпус бака обычно изготавливается из стального или железного листа путем штамповки. Наружная часть бака красится  для защиты от коррозии, а вот внутренняя обычно остается без дополнительного защитного слоя. В процессе эксплуатации на внутренней стенке воздушного отсека образуются очаги коррозии из-за чего со временем образуется отверстие, и воздух просто выходит. Определить такую неисправность просто – нужно несколькими нажатиями начать спускать воздух, если при нажатии неслышно характерного свиста, то необходимо искать повреждение корпуса.

Еще одним часто встречающимся видом поломки выступает неисправность золотника. Обычно это случается при настройке прибора, когда есть необходимость постоянно подкачивать его насосом и проверять давление манометром. При повреждении золотника обычно давление спускается постепенно, и на манометре котла можно заметить, что давление снижается не сразу, а со временем, небольшими порциями. При этом нужно отметить, что оно именно снижается, а не скачет в определенной амплитуде. Непосредственно на резервуаре проверить работает ли клапан, или нет можно нанеся на него небольшое количество мыльного раствора. Если раствор не изменяет своего состояния, значит дело не в клапане. А если выходящий воздух надувает мыльные пузыри, пусть даже и небольшие, то нужно менять сердцевину клапана. Проще всего купить его в автомагазине или в спорттоварах, сердцевина в клапане идентична той, что применяется в шинах автомобилей и велосипедов.

Гидравлические аккумуляторы: как они работают?

Гидравлические аккумуляторы - это накопители энергии. Как и аккумуляторные батареи в электрических системах, они накапливают и разряжают энергию в виде жидкости под давлением и часто используются для повышения эффективности гидравлической системы.

Баллонные аккумуляторы от Accumulators Inc.

Аккумулятор представляет собой сосуд высокого давления, в котором содержится гидравлическая жидкость и сжимаемый газ, обычно азот. Корпус или оболочка изготовлены из таких материалов, как сталь, нержавеющая сталь, алюминий, титан и армированные волокном композиты.Внутри движущийся или гибкий барьер - обычно поршень или резиновый баллон - отделяет масло от газа.

В этих гидропневматических агрегатах гидравлические жидкости лишь слегка сжимаются под давлением. Напротив, газы можно сжимать в меньшие объемы под высоким давлением, и инженеры используют это свойство при проектировании и применении аккумуляторов. По сути, потенциальная энергия хранится в сжатом газе и высвобождается по требованию, чтобы вытеснить масло из аккумулятора в контур.

Для использования устройства сначала предварительно заполняется объем газа - обычно до 80–90% минимального рабочего давления системы. Это увеличивает объем газа, чтобы заполнить большую часть аккумулятора, а внутри остается лишь небольшое количество масла. Во время работы гидравлический насос повышает давление в системе и заставляет жидкость поступать в аккумулятор. (Клапаны регулируют поток масла на входе и выходе.) Поршень или баллон перемещаются и сжимают объем газа, поскольку давление жидкости превышает давление предварительной зарядки. Это источник накопленной энергии.

Движение прекращается, когда давление в системе и давление газа уравновешены. Когда последующее действие, такое как движение привода, создает потребность системы, давление в гидравлической системе падает, и аккумулятор выпускает хранящуюся под давлением жидкость в контур. Когда движение прекращается, цикл зарядки начинается снова.

Три распространенных типа - баллонные, поршневые и диафрагменные гидроаккумуляторы. Баллонные аккумуляторы обычно имеют большие порты, которые обеспечивают быстрый выпуск жидкости и помогают гарантировать, что устройство относительно нечувствительно к грязи и загрязнениям.Как правило, баллонные аккумуляторы устанавливают вертикально, хотя их также можно установить на бок в малоцикловых приложениях. Накопители баллонного типа обычно проектируются с соотношением давлений 4: 1 (максимальное давление к давлению газового заряда) для защиты баллона от чрезмерной деформации и деформации материала.

Эксперты склонны рассматривать баллонные аккумуляторы как лучшие универсальные устройства. Они выпускаются в широком диапазоне стандартных размеров, а хорошие характеристики отклика делают их хорошо подходящими для ударных нагрузок.В зависимости от конструкции баллон можно легко заменить в случае выхода из строя или повреждения.

Поршневые аккумуляторы от Kocsis Technologies

Поршневой гидроаккумулятор очень похож на гидроцилиндр без штока. Подобно другим аккумуляторам, типичный поршневой аккумулятор состоит из секции жидкости и секции газа, причем подвижный поршень разделяет их. Менее распространены поршневые аккумуляторы, в которых газ высокого давления заменяется пружиной или тяжелым грузом для приложения силы к поршню.

Поршневые гидроаккумуляторы

обычно рекомендуются для хранения больших объемов - до 100 галлонов и более - и могут иметь высокий расход. Степень давления ограничена только конструкцией, но обычно они не рекомендуются для ударных нагрузок. Они часто создаются для тяжелых условий эксплуатации. Однако они более чувствительны к загрязнениям, которые могут повредить уплотнения, хотя большинство поршневых гидроаккумуляторов можно легко отремонтировать, заменив поршневые уплотнения.

Мембранные аккумуляторы работают так же, как баллонные аккумуляторы.Разница в том, что вместо резинового баллона в этой версии используется эластичная диафрагма для разделения объемов нефти и газа. Мембранные аккумуляторы - это экономичные, компактные и легкие устройства, обеспечивающие относительно небольшой расход и объем - обычно около одного галлона.

Мембранный аккумулятор может выдерживать более высокие степени сжатия от 8 до 10: 1, потому что резиновый барьер не деформируется в такой степени, как баллон. Они также обладают большей гибкостью при установке, нечувствительны к загрязнениям и быстро реагируют на изменения давления, что делает их пригодными для применения в ударных нагрузках.

Аккумуляторы накапливают энергию, которую можно использовать для пополнения потока насоса, улучшения реакции системы или в качестве резерва при отключении электроэнергии. Они также могут компенсировать утечку или тепловое расширение, а также уменьшить вибрацию, пульсации и удары.

.

Аккумуляторы добавляют функциональности гидравлическим контурам

  • Войти
  • Регистр
  • Поиск
  • Fluid Power Basics
  • Гидравлические клапаны
  • Гидравлические насосы и двигатели
  • Цилиндры и приводы
  • Справочники
  • Ресурсы
  • 000
  • 000 Дистрибьюторы
  • 9000 Справочник
  • 000
  • Источники Справочник
  • Блоги
  • Каталог продукции оборудования
  • Основы дизайна
  • Часто задаваемые вопросы по дизайну
  • Вебинары
  • Официальные документы
  • Настенные диаграммы
  • Подписка на электронную новостную рассылку
  • Подписка на журнал 3000
  • 000 Связаться с нами
  • 000 Свяжитесь с нами Внести вклад
  • Политика конфиденциальности и использования файлов cookie
  • Условия использования
Значок Facebook Значок Twitter Значок LinkedIn .Гидравлические аккумуляторы

Введение. Страница Руководство по выбору аккумулятора. Особенности конструкции и конструкции. Зарядный клапан.

Транскрипция

1 Конструктивные особенности и конструкция Поршневые гидроаккумуляторы Поршневые гидроаккумуляторы Parker состоят из цилиндрического корпуса, закрытого газовой крышкой и заправочным клапаном на газовой стороне, а также гидравлической крышкой на гидравлической стороне.Легкий поршень отделяет газовую сторону гидроаккумулятора от гидравлической стороны. Как и в случае баллона / диафрагменного аккумулятора, сторона газа заполняется азотом до заданного давления. Изменения давления в системе заставляют поршень подниматься и опускаться, позволяя жидкости поступать или вынуждая ее выходить из корпуса аккумулятора. Баллонные аккумуляторы Баллонные аккумуляторы Greer представляют собой гибкий резиновый баллон без складок, заключенный в стальной корпус. Открытый конец баллона прикреплен к клапану предварительной зарядки на газовой стороне корпуса.Тарельчатый клапан, обычно удерживаемый в открытом положении за счет давления пружины, регулирует поток жидкости через гидравлический порт. Баллонные гидроаккумуляторы Greer доступны как в верхнем, так и в нижнем ремонтируемом исполнении для обеспечения оптимальной гибкости. Мембранные гидроаккумуляторы Мембранные гидроаккумуляторы Parker имеют цельную формованную диафрагму, которая механически герметично прикреплена к высокопрочной металлической оболочке. Гибкая диафрагма обеспечивает отличное разделение газа и жидкости. Кнопка, отформованная в нижней части диафрагмы, предотвращает выдавливание диафрагмы из гидравлического порта.Неремонтируемая конструкция, сваренная электронно-лучевой сваркой, снижает размер, вес и, в конечном итоге, снижает стоимость. Баллон / диафрагма заполняется сухим инертным газом, например азотом, до заданного давления предварительной зарядки, определяемого требованиями системы. Когда давление в системе колеблется, баллон / диафрагма расширяется и сжимается, выпуская жидкость из корпуса аккумулятора или пропуская жидкость внутрь него. Рис. 1 Типичные баллон, мембрана и поршневые аккумуляторы Корпус заправочного клапана Корпус заправочного клапана Заправочный клапан Газовая крышка Корпус баллона Тарельчатый клапан Пружина Гидравлический порт Кнопка диафрагмы Порт для жидкости Порт для жидкости ДИАФРАГМА ДИАФРАГМЫ ПОРШЕНЬ Поршень Гидравлическая крышка Газ 5 Parker Hannifin Corporation

2 ntents Руководство по выбору гидроаккумулятора Этап эксплуатации (a) Аккумулятор пуст, ни газовая, ни гидравлическая стороны не находятся под давлением.Этап (б) Аккумулятор предварительно заряжен. Этап (c) Гидравлическая система находится под давлением. Давление в системе превышает давление предварительной зарядки, и жидкость течет в аккумулятор. Стадия (d) Пики давления в системе. Аккумулятор заполнен жидкостью до проектной емкости. Любое дальнейшее повышение гидравлического давления будет предотвращено предохранительным клапаном в системе. Стадия (e) Давление в системе падает. Давление предварительной зарядки выталкивает жидкость из аккумулятора в систему. Этап (f) Достигнуто минимальное давление в системе.Аккумулятор вернул в систему максимальный расчетный объем жидкости. Рис.2 Условия эксплуатации баллонных, поршневых и мембранных аккумуляторов (A) (B) (C) (D) (E) (F) Gas 6 Parker Hannifin Corporation

3 Выбор аккумулятора При выборе аккумулятора для конкретного применения следует учитывать как системные критерии, так и критерии производительности. Для обеспечения длительного и удовлетворительного срока службы необходимо учитывать следующие факторы.Тип отказа Выходной объем Расход Тип жидкости Время отклика Подавление ударов Высокочастотная цикличность Монтажное положение Внешние силы Информация о размерах Сертификация Безопасность Температурное воздействие Режимы отказа В некоторых приложениях внезапный отказ может быть предпочтительнее постепенного отказа. Например, высокоскоростная машина, где качество продукта зависит от давления в гидравлической системе. Поскольку внезапный отказ обнаруживается немедленно, брак сводится к минимуму, тогда как постепенный отказ может означать, что производство большого количества нестандартной продукции может произойти до того, как отказ станет очевидным.Для этого применения лучше всего подходит баллонный / диафрагменный аккумулятор. И наоборот, если непрерывная работа имеет первостепенное значение и внезапный отказ может быть вредным, как, например, в цепи торможения или рулевого управления на мобильном оборудовании, желателен режим постепенного отказа. В этом случае подойдет поршневой аккумулятор. Выходной объем Максимальные размеры, доступные для каждого типа аккумулятора, определяют пределы их пригодности, когда требуются большие выходные объемы. Тем не менее, существует несколько методов достижения более высоких выходных объемов, чем предполагают стандартные емкости аккумуляторов - см. Большие / несколько аккумуляторов, стр. 11.В таблице 1 сравниваются типичные выходы жидкости для поршневых и баллонных аккумуляторов Parker на 10 галлонов, работающих изотермически в качестве вспомогательных источников энергии в диапазоне минимальных давлений в системе. Более высокое давление предварительной зарядки, рекомендованное для поршневых аккумуляторов, приводит к более высокой производительности, чем у сопоставимых баллонных аккумуляторов. Кроме того, баллонные аккумуляторы обычно не подходят для степеней сжатия более 4: 1, поскольку это может привести к чрезмерной деформации баллона. Поршневые аккумуляторы по своей природе имеют более высокую мощность по сравнению с их габаритными размерами, что может иметь решающее значение в местах с ограниченным пространством.Поршневые аккумуляторы доступны с выбором диаметра и длины для данной емкости, тогда как баллонные и мембранные аккумуляторы часто предлагаются только одного размера на емкость, и доступно меньшее количество размеров. Поршневые гидроаккумуляторы также могут быть изготовлены по индивидуальной длине для приложений, в которых доступное пространство имеет решающее значение. Таблица 1: Относительная производительность системы сжатия гидроаккумулятора объемом 40 литров Рекомендуемый коэффициент выхода жидкости Давление, предварительная зарядка, галлонов в минуту PSI макс. Фунт / кв.В таблице 2 показаны типичные максимальные значения расхода для аккумуляторов Parker различных размеров. Большие стандартные конструкции баллона ограничены 220 галлонами в минуту, хотя это может быть увеличено до 600 галлонов в минуту с использованием порта высокого потока. Тарельчатый клапан регулирует расход, при этом чрезмерный поток приводит к преждевременному закрытию тарелки. Скорость потока более 600 галлонов в минуту может быть достигнута путем установки нескольких аккумуляторов на общий коллектор. Аккумуляторы При заданном давлении в системе скорость потока для поршневых аккумуляторов обычно превышает таковые для баллонных конструкций.Поток ограничен скоростью поршня, которая не должна превышать 10 футов / сек. чтобы избежать повреждения уплотнения поршня. В высокоскоростных приложениях высокие температуры контакта уплотнения и быстрая декомпрессия азота, который проник в само уплотнение, могут вызвать пузыри, трещины и ямки на поверхности уплотнения. В этом типе применения лучше подходит баллонный аккумулятор. Таблица 2: Максимально рекомендуемый расход гидроаккумулятора, галлонов в минуту при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм Мембрана Поршень Мембрана Мембрана Поршень Мембрана с большим внутренним диаметром Емкость Станд.Расход 2 1 кв. Куб. в гал. у.е. в гал. у.е. в и более крупных компаний Parker Hannifin Corporation

4 ntents Руководство по выбору гидроаккумуляторов Баллонные / диафрагменные гидроаккумуляторы жидкостного типа более устойчивы к повреждениям, вызванным загрязнением гидравлической жидкости, чем поршневые. Хотя существует некоторый риск из-за загрязнения, застрявшего между баллоном и корпусом, более высокий риск отказа существует из-за тех же загрязнений, действующих на уплотнение поршня.Баллонные гидроаккумуляторы обычно предпочтительнее поршневых гидроаккумуляторов для систем водоснабжения. Водяные системы имеют тенденцию содержать более твердые загрязнения, и смазка плохая. Как поршневые, так и баллонные агрегаты требуют некоторой подготовки, чтобы противостоять коррозии на смачиваемых поверхностях. Поршневые аккумуляторы предпочтительнее для систем, в которых используются экзотические жидкости или где наблюдаются экстремальные температуры, по сравнению с баллонами. Поршневые уплотнения легче формовать из требуемых специальных смесей и могут быть менее дорогими.Время отклика Теоретически баллонные и мембранные аккумуляторы должны быстрее реагировать на изменения давления в системе, чем поршневые. Нет статического трения, которое необходимо преодолеть, как в случае поршневого уплотнения, и нет массы поршня, которую нужно ускорять или замедлять. Однако на практике разница в ответах невелика и, вероятно, незначительна в большинстве приложений. Это в равной степени применимо и к сервоприводам, поскольку только небольшой процент сервоприводов требует времени отклика 25 мс или меньше.Это тот момент, когда разница в реакции поршневых и баллонных гидроаккумуляторов становится значительной. Как правило, баллонный аккумулятор следует использовать для приложений, требующих времени отклика менее 25 мс, и для любого типа аккумулятора для отклика 25 мс или более. Подавление ударов Для контроля ударов не обязательно нужен баллон / диафрагменный аккумулятор. Пример 1 Испытательная схема (рис. 3) включает регулирующий клапан, расположенный в 118 футах от насоса, подающего жидкость со скоростью 29,6 галлона в минуту. Схема использует 1.25-дюймовая трубка, а предохранительный клапан настроен на открытие при 2750 фунтов на квадратный дюйм. При закрытии регулирующего клапана (рис.4) происходит скачок давления на 385 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана (световая кривая). Длина трубки составляет 36 м от насоса до клапана. Рис.3 Схема испытаний для создания и измерения ударных волн в гидравлической системе Давление PSI В контуре нет аккумулятора Поршневой аккумулятор Баллонный аккумулятор Время мс Рис.4 Результаты испытания ударной волной Пример 1 Установка поршневого аккумулятора Greer на 1 галлон на клапане снижает переходный процесс до Настройка предохранительного клапана 100 PSI (средний след).Подставив 1 галлон. Баллонный гидроаккумулятор дополнительно снижает переходный процесс до 80 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана (темный след), улучшение всего на 20 фунтов на квадратный дюйм и мало практического значения. Пример 2 Второе аналогичное испытание с использованием внутренней трубки и предохранительного клапана, установленного на 2650 фунтов на квадратный дюйм (рис. 5), приводит к скачку давления на 2011 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана без аккумулятора (световая кривая). Поршневой гидроаккумулятор Parker снижает переходной режим до уставки перепускного клапана 107 фунтов на квадратный дюйм (средний след), в то время как баллонный гидроаккумулятор достигает уставки перепускного клапана 87 фунтов на квадратный дюйм (темная кривая).Разница между типами аккумуляторов в подавлении ударов снова незначительна. Давление PSI В контуре отсутствует аккумулятор Поршневой аккумулятор Баллонный аккумулятор Время мс Рис.5 Результаты испытания ударной волной Пример 2 8 Parker Hannifin Corporation

5 Циклическое переключение с высокой частотой Циклическое изменение давления в системе с высокой частотой может вызвать колебание поршневого гидроаккумулятора, при этом поршень будет быстро переключаться вперед и назад на расстояние, меньшее, чем ширина его уплотнения.В течение продолжительного периода это состояние может вызвать перегрев под уплотнением из-за отсутствия смазки, что приведет к износу уплотнения и отверстия. Следовательно, для высокочастотного демпфирования, как правило, больше подходит баллонный / диафрагменный аккумулятор. Силы, перпендикулярные оси гидроаккумулятора, не должны влиять на модель поршня, но жидкость в баллонном аккумуляторе может отбрасываться в сторону корпуса (рис.7), смещая баллон, сжимая и удлиняя его. В этом состоянии выпуск жидкости может привести к защемлению тарельчатого клапана и порезанию баллона.Более высокое давление предварительной зарядки увеличивает сопротивление баллона воздействию перпендикулярных сил. Монтажное положение Оптимальное монтажное положение для любого гидроаккумулятора - вертикальное, с гидравлическим отверстием вниз. Поршневые модели можно устанавливать горизонтально, если жидкость поддерживается чистой, но, если твердые загрязнения присутствуют или ожидаются в значительных количествах, горизонтальная установка может привести к неравномерному или ускоренному износу уплотнения. Баллонный аккумулятор также может быть установлен горизонтально, но неравномерный износ верхней части баллона, когда он трется о корпус во время плавания в жидкости, может сократить срок его службы и даже вызвать необратимую деформацию.Степень повреждения будет зависеть от чистоты жидкости, частоты цикла и степени сжатия (т. Е. Максимального давления в системе, деленного на минимальное давление в системе). В крайних случаях жидкость может попасть в гидравлический порт (рис. 6), что снизит производительность, или баллон может стать удлиненным, что приведет к преждевременному закрытию тарельчатого клапана. Рис.7 Перпендикулярная сила заставляет массу жидкости перемещать баллон. Информация об ускорении. Точный размер гидроаккумулятора имеет решающее значение для обеспечения длительного и надежного срока службы.Информация и рабочие примеры показаны в разделе размеров этого каталога, или размер аккумулятора можно рассчитать автоматически, введя сведения о приложении в программу выбора программного обеспечения Parker inphorm. Пожалуйста, свяжитесь с вашим местным дистрибьютором для получения подробной информации или свяжитесь с нами по Рис.6. Горизонтально установленный баллонный аккумулятор может задерживать жидкость вдали от гидравлического клапана. Внешние силы. эксплуатации и может привести к повреждению баллонного аккумулятора.Силы, действующие вдоль оси трубы или кожуха, обычно мало влияют на баллонный аккумулятор, но могут вызвать изменение давления газа в поршневом типе из-за массы поршня. Сертификация Аккумуляторы часто должны соответствовать отечественной или международной сертификации. Эти требования варьируются от простых факторов проектирования до подробных процедур испытаний и проверки материалов, выполняемых внешним агентством. Большинство гидроаккумуляторов Parker с поршнями, баллонами или диафрагмами имеют сертификаты соответствия всем основным требованиям U.С. и большинство основных европейских стандартов. Безопасность Гидропневматические аккумуляторы всегда следует использовать вместе с блоком безопасности, чтобы можно было изолировать аккумулятор от цепи в аварийной ситуации или для целей технического обслуживания. 9 Корпорация Паркер Ханнифин

6 ntents Руководство по выбору гидроаккумулятора Установка газового баллона Рис.8 Аккумулятор можно использовать с удаленным газовым баллоном, где пространство критично. Размер поршневого аккумулятора должен быть тщательно подобран, чтобы предотвратить его опускание на дно в конце цикла.Размеры мочевого пузыря должны быть такими, чтобы они не заполнялись более чем на 75%. Для установки баллона требуется специальное устройство, называемое перегородкой на конце газа, чтобы предотвратить выдавливание баллона в трубопровод газового баллона. Скорость потока между переносящим барьером баллона и его газовым баллоном будет ограничиваться горловиной барьерной трубки. Из-за вышеуказанных ограничений поршневые аккумуляторы обычно предпочтительнее баллонных для использования в установках с газовыми баллонами. Мембранные аккумуляторы обычно не используются в сочетании с газовыми баллонами.Удаленное хранение газа обеспечивает гибкость установки, когда доступное пространство или позиция не могут вместить аккумулятор необходимого размера. Аккумулятор меньшего размера можно использовать вместе с дополнительным газовым баллоном Parker, который можно разместить в другом месте (рис.8). Размер газового баллона рассчитывается по формуле: Для поршневых аккумуляторов: размер газового баллона = размер аккумулятора - (требуемый выход из аккумулятора x 1,1) Для баллонных аккумуляторов: размер баллона с газом = размер аккумулятора - (требуемый выход из аккумулятора x 1.25) Например, приложение, которое требует 30-галлонного аккумулятора, может фактически потребовать всего 8 галлонов выходной жидкости. Таким образом, это приложение может быть удовлетворено аккумулятором на 10 галлонов и газовым баллоном на 20 галлонов. В установках с газовым баллоном могут использоваться баллонные или поршневые аккумуляторы с учетом следующих соображений. Любой аккумулятор, используемый с удаленным хранением газа, обычно должен иметь порт того же размера на газовой стороне, что и на гидравлической стороне, чтобы обеспечить беспрепятственный поток газа в газовый баллон и из него.Газовый баллон будет иметь эквивалентный порт на одном конце и газозаправочный клапан на другом. Коллектор аккумулятора с тремя газовыми баллонами, прикрепленными к поршневому аккумулятору барьерного типа. 10 Parker Hannifin Corporation

7 Большие / несколько аккумуляторов Требование к аккумулятору с выходной мощностью более 50 галлонов обычно не может быть удовлетворено с помощью одного аккумулятора, потому что конструкции поршней большего размера относительно редки и дороги, а конструкции баллонов таких размеров обычно недоступны.Однако это требование может быть выполнено с использованием одной из многокомпонентных установок, показанных на рис. 9 и 10. Установка на рис. 9 состоит из нескольких газовых баллонов, обслуживающих один поршневой аккумулятор через газовый коллектор. Размер аккумуляторной части может выходить за рамки ограничений формулы для выбора размера на стр. 10, но он не должен позволять поршню многократно ударять по крышкам во время езды на велосипеде. Больший объем газа, доступный в этой конфигурации, позволяет относительно большее перемещение поршня и, следовательно, выход жидкости, чем с одним аккумулятором обычного размера.Еще одно преимущество состоит в том, что из-за большого резервуара предварительной зарядки давление газа остается относительно постоянным в течение полного цикла разрядки аккумулятора. Основным недостатком этой конструкции является то, что выход из строя единственного уплотнения может вызвать слить всю газовую систему. В установке, показанной на рис. 10, используются несколько гидроаккумуляторов поршневой или баллонной конструкции, установленных на гидравлическом коллекторе. Два преимущества нескольких аккумуляторов по сравнению с несколькими газовыми баллонами заключаются в том, что допустимы более высокие удельные расходы жидкости, и одна утечка не приведет к сбросу давления предварительной зарядки из всей системы.Потенциальный недостаток состоит в том, что при использовании поршневых аккумуляторов поршень с наименьшим трением будет двигаться первым и иногда может опускаться на торцевую крышку гидравлической системы. Однако в медленной или редко используемой системе это не имело бы большого значения. Рис.10 (вверху) Несколько аккумуляторов, соединенных вместе коллектором, обеспечивают высокий расход системы Коллектор жидкости Рис.9 (внизу) Несколько газовых баллонов могут обеспечивать предварительное давление в одном аккумуляторе Газовый коллектор Жидкость 11 Parker Hannifin Corporation

8 ntents Руководство по выбору аккумулятора Процесс предварительной зарядки Правильная предварительная зарядка подразумевает точное заполнение газовой стороны аккумулятора сухим инертным газом, таким как азот, перед подачей жидкости на гидравлическую сторону.Важно предварительно зарядить аккумулятор до заданного давления. Давление предварительной зарядки определяет объем жидкости, оставшейся в гидроаккумуляторе при минимальном давлении в системе. В приложении для хранения энергии баллон / мембранный аккумулятор обычно предварительно заряжен до 90% минимального давления в системе, а поршневой аккумулятор - до 95% минимального давления в системе при рабочей температуре системы. Возможность правильно проводить и поддерживать предварительную зарядку является важным фактором при выборе типа аккумулятора для приложения.Баллонные гидроаккумуляторы гораздо более подвержены повреждениям во время предварительной зарядки, чем поршневые. Перед заправкой и вводом в эксплуатацию внутреннюю часть корпуса следует смазать системной жидкостью. Эта жидкость действует как амортизатор, смазывает и защищает мочевой пузырь при его расширении. При предварительной заправке первые 50 фунтов на квадратный дюйм азота следует вводить медленно. Несоблюдение этой меры предосторожности может привести к немедленному отказу мочевого пузыря: азот под высоким давлением, быстро расширяющийся и, следовательно, холодный, может образовать канал в свернутом пузыре, концентрируясь на дне.Охлажденная, хрупкая резина, быстро расширяющаяся, неизбежно разорвется (рис. 11). Мочевой пузырь также может быть зажат под тарелкой, что приведет к порезу. (Рис.12). Во время предварительной зарядки следует уделять пристальное внимание рабочей температуре, так как повышение температуры приведет к соответствующему увеличению давления, которое затем может превысить предел предварительной зарядки. Небольшие повреждения могут возникнуть при предварительной зарядке или проверке предварительной зарядки на поршневом гидроаккумуляторе, но следует позаботиться о том, чтобы в аккумуляторе не было всей жидкости, чтобы предотвратить получение неверных показаний предварительной зарядки.Рис. 11 Разрыв звездообразования, вызванный потерей эластичности баллона. Чрезмерно высокий уровень предварительной зарядки. Чрезмерное давление предварительной зарядки или снижение минимального давления в системе без соответствующего снижения давления предварительной зарядки может вызвать проблемы в работе или повреждение аккумуляторов. При чрезмерном давлении предварительной зарядки поршневой гидроаккумулятор будет переключаться между ступенями (e) и (b) на рис. 2, см. Стр. 4, и поршень будет перемещаться слишком близко к гидравлической торцевой крышке. Поршень может опускаться до минимального давления в системе, что снижает производительность и в конечном итоге приводит к повреждению поршня и его уплотнения.Часто слышно, как поршень опускается на дно, предупреждая о надвигающихся проблемах. Чрезмерная предварительная зарядка в баллонном аккумуляторе может привести к попаданию баллона в тарельчатый узел при переключении между этапами (e) и (b). Это может вызвать усталостное повреждение узла пружины тарельчатого клапана или даже защемление и разрезание баллона, если он окажется зажатым под тарельчатым клапаном при его принудительном закрытии (рис. 12). Чрезмерное давление предварительной зарядки - наиболее частая причина отказа мочевого пузыря. Чрезмерно низкий уровень предварительной зарядки. Чрезмерно низкое давление предварительной зарядки или повышение давления в системе без соответствующего увеличения давления предварительной зарядки также могут вызвать проблемы в работе и последующее повреждение аккумулятора.Без предварительной зарядки в поршневом аккумуляторе поршень будет вбиваться в крышку газового конца и часто остается там. Обычно одиночный контакт не вызывает никаких повреждений, но повторяющиеся удары в конечном итоге повреждают поршень и уплотнение. И наоборот, для мочевого аккумулятора слишком низкая предварительная зарядка или ее отсутствие может иметь быстрые и серьезные последствия. Баллон будет раздавлен до верхней части оболочки и может выдавиться в газовый стержень и быть проколот (Рис. 13). Это состояние известно как «выбрать». Одного такого цикла достаточно, чтобы разрушить мочевой пузырь.В целом поршневые гидроаккумуляторы более терпимы к небрежной подзарядке. Рис.13 Жидкость, попадающая в аккумулятор баллона без предварительной зарядки, вынуждает баллон попасть в газовый шток. Рис.12 С-образный разрез показывает, что баллон был зажат под тарелкой 12 Parker Hannifin Corporation

9 Контроль предварительной зарядки поршневых аккумуляторов Для контроля давления предварительной зарядки поршневых аккумуляторов Parker можно использовать несколько методов.Обратите внимание, что на рисунках 14b и 14c необходимо использовать плоские поршни, чтобы датчики могли регистрировать свое положение. Датчик давления При отключенной гидравлической системе. Датчик давления или манометр, расположенный в газовой торцевой крышке (рис. 14a), показывает истинное давление предварительной зарядки после того, как гидравлическая система остынет и аккумулятор опустошен. Жидкость Рис. 14a Датчик давления измеряет фактическое давление предварительной зарядки в системе отключения при работающей гидравлической системе. Датчик положения поршня установлен в торцевой крышке гидросистемы (рис.14b) и подключен к электронной измерительной системе. При точной начальной предварительной зарядке и после достаточной работы системы для обеспечения термической стабильности электроника может быть откалибрована для обеспечения непрерывного и точного считывания давления предварительной зарядки. Датчик давления жидкости Датчик абсолютного положения гидролокатора Рис. 14b Датчик положения может обеспечивать непрерывную индикацию давления предварительной зарядки В приложениях, где аккумулятор соединен с газовым баллоном, датчик приближения на эффекте Холла может быть установлен в торцевой крышке аккумулятора (рис.14c), чтобы определить, когда поршень приближается к колпачку на расстояние менее 050 дюймов. Эта система будет выдавать предупреждение, когда давление предварительной зарядки упадет, и следует принять меры по исправлению положения. Датчик приближения на эффекте Холла Датчик давления жидкости Рис. 14c Датчик на эффекте Холла регистрирует близость поршня к торцевой крышке 13 Parker Hannifin Corporation

10 ntents Руководство по выбору аккумулятора Бесконтактный или герконовый переключатель может использоваться в приложениях, где желательно знать, когда поршень приближается к газовой крышке аккумулятора, или обнаруживать низкий уровень предварительной зарядки.Когда стержень обнаруживается герконом или бесконтактным переключателем, переключатель может быть настроен на отправку предупреждающего сигнала. При использовании с реле давления он может обнаруживать низкий уровень предварительной зарядки. В некоторых случаях на корпусе могут быть установлены два геркона или бесконтактных переключателя. Может потребоваться, чтобы первый переключатель всегда был включен, чтобы гарантировать, что предварительная зарядка не слишком высока; если произойдет второе переключение, это сообщит нам, что предварительная зарядка слишком низкая. Положение поршня можно определить на расстоянии от долей дюйма до нескольких дюймов до того, как он достигнет торцевой крышки.Бесконтактный переключатель или геркон Магнит (только если используется геркон. Шток Гидравлический порт. Газовый клапан SS Корпус Реле давления Рис. 14d Бесконтактные переключатели могут определять положение приближающегося поршня.) Газовый баллон В некоторых случаях чрезвычайно важно знать точное расположение поршня внутри гидроаккумулятора. Это можно сделать с помощью датчика линейных перемещений (LDT). Позиции, а также скорости могут быть определены с помощью этого устройства. LDT работает, посылая сигнал на зонд.Затем этот сигнал отражается магнитом, прикрепленным к узлу штока и поршня. LDT записывает время между отправкой и получением отраженного сигнала, а затем вычисляет положение поршня. Несколько сигналов позволят устройству рассчитать скорость. Результат использования этого устройства позволит пользователю узнать точные кубические дюймы жидкости в аккумуляторе, а также скорость потока жидкости. Hyd. Порт. Магнитный зонд LDT Рис. 14e Датчики линейного перемещения (LDT) могут точно определять как положение поршня, так и скорость 14 Parker Hannifin Corporation

11 Предотвращение отказов Отказ аккумулятора обычно определяется как неспособность принять и выпустить определенное количество жидкости при работе в определенном диапазоне давления в системе.Отказ часто является результатом нежелательной потери или увеличения давления предварительной зарядки. Нельзя переоценить тот факт, что правильное давление предварительной зарядки является наиболее важным фактором в продлении срока службы аккумулятора. Если пренебречь поддержанием давления предварительной зарядки и настройками предохранительного клапана, а также если давление в системе регулируется без соответствующих корректировок давления предварительной зарядки, это приведет к сокращению срока службы. Аккумуляторы мочевого пузыря Отказ аккумулятора мочевого пузыря / диафрагмы происходит быстро из-за разрыва мочевого пузыря / диафрагмы (рис.15). Разрыв нельзя предсказать, потому что неповрежденный мочевой пузырь или диафрагма по существу непроницаемы для просачивания газа или жидкости; отсутствие измеримых утечек газа или жидкости через баллон или диафрагму не предшествует отказу. Давление предварительной зарядки PSI Давление предварительной зарядки PSI Давление предварительной зарядки PSI Количество циклов Количество циклов (a) Рис. 15 При разрыве баллона гидроаккумулятора давление предварительной зарядки сразу же падает до нуля. Когда жидкость протекает мимо поршня аккумулятора, давление предварительной зарядки повышается (a). Утечка газа через поршень или клапан вызывает падение давления предварительной зарядки (b) Поршневые гидроаккумуляторы Поршневые гидроаккумуляторы обычно возникают в одном из следующих постепенных режимов.Количество циклов (b) Утечка жидкости на стороне газа Этот отказ, иногда называемый динамическим переносом, обычно имеет место во время операций с быстрым циклом после значительного времени работы. Изношенное поршневое уплотнение переносит небольшое количество жидкости на газовую сторону при каждом такте. По мере того как газовая сторона медленно заполняется жидкостью, давление предварительной зарядки повышается, и аккумулятор накапливает и выпускает все уменьшающееся количество жидкости. Аккумулятор полностью выйдет из строя, когда давление предварительной зарядки сравняется с максимальным давлением гидравлической системы.В этот момент аккумулятор больше не будет принимать жидкость. Поскольку рост давления предварительной зарядки можно измерить (рис. 15а), можно спрогнозировать отказ и произвести ремонт до того, как произойдет полный отказ. Утечка газа Предварительная заправка может быть потеряна, поскольку газ медленно обходит поврежденные уплотнения поршня. Износ уплотнения происходит из-за чрезмерно длительного срока службы, из-за загрязнения жидкостью или из-за сочетания этих двух факторов. Газ также может выходить напрямую через дефектный газовый сердечник или уплотнительное кольцо торцевой крышки. Снижение давления предварительной зарядки приводит к тому, что в систему поступает все меньше жидкости.Поскольку это постепенное снижение давления предварительной зарядки можно измерить (рис. 15b), ремонт снова может быть произведен до полного отказа. Выводы Правильно подобранный аккумулятор Parker, установленный и обслуживаемый в соответствии с инструкциями, содержащимися в этом каталоге, обеспечит долгие годы безотказной эксплуатации. Комбинация чистой системной жидкости и точной предварительной зарядки предотвратит большинство описанных здесь общих неисправностей и будет способствовать долгому сроку службы и высокой эффективности работы всей гидравлической системы.15 Parker Hannifin Corporation

.

Гидравлический аккумулятор с газом в качестве сжимаемой среды

Описание

Этот блок моделирует газовый аккумулятор. Аккумулятор состоит из предварительно заряженной газовой камеры и жидкостной камеры. Жидкость камера подключена к гидросистеме. Камеры разделены мочевым пузырем, поршнем или любой диафрагмой.

Поскольку давление жидкости на входе в гидроаккумулятор становится больше чем давление предварительной зарядки, жидкость поступает в гидроаккумулятор и сжимает газ, запасающий гидравлическую энергию.Снижение давления жидкости вызывает декомпрессию газа и выпуск хранящейся жидкости в система.

Во время типичных операций давление в газовой камере составляет равное давлению в камере с жидкостью. Однако если давление на входе в гидроаккумулятор падает ниже давления предварительной зарядки, газ камера становится изолированной от системы. В этой ситуации жидкость камера пуста, а давление в газовой камере остается постоянным и равняется давлению предварительной зарядки.Давление в гидроаккумуляторе вход зависит от гидравлической системы, к которой подключен гидроаккумулятор. связано. Если давление на входе в гидроаккумулятор достигает давление предварительной зарядки или выше, жидкость снова попадает в аккумулятор.

Движение сепаратора между жидкостной камерой и газовая камера ограничена двумя жесткими упорами, ограничивающими расширение и сокращение объема жидкости. Объем жидкости ограничен, когда жидкостная камера заполнена и когда жидкостная камера пуста.Жесткие упоры моделируются с конечной жесткостью и демпфированием. это означает, что объем жидкости может стать отрицательным или больше, чем вместимость жидкостной камеры, в зависимости от значений коэффициента жесткости упора и давления на входе в гидроаккумулятор.

Схема представляет собой газовый аккумулятор. Общая объем аккумулятора ( V T ) разделен на жидкостную камеру слева и газовую камеру справа вертикальным разделителем.Расстояние между левыми сторона, а разделитель определяет объем жидкости ( V F ​​). Расстояние между правой стороной и разделителем определяет объем газа ( V T - V F ​​). Емкость жидкостной камеры ( В, , , С, ) меньше общего объема аккумулятора ( V T ) так что объем газа никогда не становится нулевым.

Контактное давление жесткого останова моделируется с помощью члена жесткости и демпфирующий член.Связь давления газа и объема газа между текущим состоянием и состоянием предварительной зарядки задается политропная зависимость, со сбалансированным давлением в сепараторе:

(pG + pA) (VT − VF) k = (ppr + pA) VTk

pHS = {KS (VF − VC) + KdqF + (VF − VC), если VF ≥VCKSVF − KdqF − VFif VF≤00 в противном случае

qF + = {qFif qF≥00 в противном случае

qF - = {qFif qF≤00 в противном случае

где

V T Общий объем гидроаккумулятора, включая жидкостную камеру и газовая камера
V F ​​ Объем жидкости в аккумуляторе
V init Начальный объем жидкости в аккумуляторе
V C Емкость жидкостной камеры, разница между суммарным аккумулятором объем и мертвый объем газовой камеры
V мертвый Мертвый объем газовой камеры, небольшая часть газовой камеры который остается заполненным газом, когда жидкостная камера заполнена
p F ​​ Давление жидкости (манометрическое) в жидкостной камере, которое равно к давлению на входе в гидроаккумулятор
р пр Давление (манометрическое) в газовой камере при жидкостной камере пусто
p A Атмосферное давление
p G Давление газа (манометрическое) в газовой камере
p HS Hard давление прижима упора
K s Коэффициент жесткости упора
K d Коэффициент демпфирования упора
k Коэффициент удельной теплоемкости (индекс адиабаты)
q F ​​ Расход жидкости в гидроаккумулятор, положительный, если жидкость поступает в гидроаккумулятор

Расход жидкости в гидроаккумулятор - это скорость изменения объем жидкости:

При т = 0, начальное условие: V F ​​ = V init , где V init - значение вы назначаете параметру Начальный объем жидкости .

Блок Gas-Charged Accumulator не учитывает загрузка на сепаратор. Для моделирования дополнительных эффектов, таких как сепаратор инерции и трения, можно сконструировать газовый аккумулятор как подсистема или составной компонент, аналогично блок-схеме ниже.

.

Смотрите также