Гидрострелка принцип действия: Гидрострелка принцип работы и предназначение

принцип работы, назначение и расчеты

Автор aquatic На чтение 5 мин. Просмотров 8.1k. Обновлено

В системе отопления часто применяется гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты данного приспособления помогут понять, для чего оно используется. Гидрострелка представляет собой температурный и гидравлический буфер, который обеспечивает правильную корреляцию потока теплоносителя и температурного режима. С помощью устройства производится гидравлическое разделение контуров отопления.

С помощью гидрострелки можно создать безопасную отопительную систему

Для чего нужна гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты

Многие системы теплоснабжения в частных домовладениях отличаются разбалансировкой. Гидрострелка позволяет разделить контур отопительного агрегата и вторичный контур отопительной системы. Это позволяет повысить качество и надежность системы.

Особенности работы устройства

Выбирая гидрострелку, нужно внимательно изучить принцип работы, назначение и расчеты, а также узнать достоинства прибора:

  • разделитель необходим для гарантии выполнения технических характеристик;
  • устройство поддерживает температурный и гидравлический баланс;
  • параллельное подсоединение обеспечивает минимальные потери тепловой энергии, производительности и давления;
  • защищает котел от теплового удара, а также выравнивает циркуляцию в контурах;
  • позволяет сэкономить топливо и электроэнергию;
  • сохраняется постоянный объем воды;
  • снижает гидравлическое сопротивление.

Функционирование прибора с четырех ходовым смесителем

Особенности работы гидрострелки позволяют нормализовать гидродинамические процессы в системе.

Полезная информация! Своевременное устранение примесей позволяет продлить срок службы счетчиков, отопительных приборов и вентилей.

Устройство гидрострелки отопления

Прежде, чем купить гидрострелку для отопления нужно разобраться в устройстве конструкции.

Внутреннее устройство современного оборудования

Гидроразделитель представляет собой вертикальный сосуд из труб большого диаметра со специальными заглушками по торцам. Размеры конструкции зависят от протяженности и объема контуров, а также от мощности. При этом металлический корпус устанавливается на опорные стойки, а изделия небольшого размера крепятся на кронштейнах.

Подсоединение к отопительному трубопроводу производится с помощью резьбы и фланцев. В качестве материала для гидрострелки применяется нержавеющая сталь, медь или полипропилен. При этом корпус обрабатывается антикоррозийным веществом.

Обратите внимание! Изделия из полимера используются в системе с котлом мощностью 14-35 кВт. Изготовление подобного прибора своими руками требует профессиональных навыков.

Особенности конструкции

Дополнительные функции оборудования

Принцип работы, назначение и расчеты гидрострелки можно узнать и выполнить самостоятельно. В новых моделях присутствуют функции сепаратора, разделителя и регулятора температуры. С помощью терморегулирующего клапана обеспечивается градиент температур для вторичных контуров. Устранение кислорода из теплоносителя позволяет уменьшить риск эрозии внутренних поверхностей оборудования. Удаление лишних частиц увеличивает срок службы рабочего колеса.

Внутри устройства есть перфорированные перегородки, которые делят внутренний объем пополам. При этом не создается дополнительное сопротивление.

На схеме показано устройство в разрезе

Полезная информация! Для сложного оборудования требуется датчик температуры, манометр и линия для запитки системы.

Принцип работы гидрострелки в системах отопления

От скоростного режима теплоносителя зависит выбор гидрострелки. При этом буферная зона отделяет отопительную цепь и котел отопления.

Существуют следующие схемы подключения гидрострелки:

  • нейтральная схема работы, при которой все параметры соответствуют расчетным значениям. При этом конструкция обладает достаточной суммарной мощностью;

Использование контура теплого пола

  • определенная схема применяется, если котел не обладает достаточной мощностью. При недостатке расхода требуется подмес охлажденного теплоносителя. При разнице температур срабатывают термодатчики;

Схема системы отопления

  •  объем потока в первичном контуре больше, чем расходование теплоносителя в второстепенной цепи. При этом отопительный агрегат функционирует в оптимальном режиме. При отключении насосов во втором контуре теплоноситель перемещается через гидрострелку по первому контуру.

Вариант использования гидрострелки

Производительность циркуляционного насоса должна быть на 10 % больше, чем напор насосов во втором контуре.

Особенности работы системы

В данной таблице продемонстрированы некоторые модели и их стоимость.

Расчет устройства

Способы расчеты устройства в отопительной системе

Чтобы сделать гидрострелку для отопления своими руками, нужно произвести расчеты

По этой формуле определяется диаметр устройства по паспортным данным:

Диаметр определяется по мощности отопительного прибора.

По этой формуле можно определить диаметр патрубка:

Диаметр патрубка должен сочетаться с диаметром выпуска отопительного агрегата. Примерный размер небольших изделий подбирается по размерам выпускных патрубков.

На схеме изображен подробный расчет

Если в конструкции не будет использоваться коллектор, то численность врезок следует увеличить.

Гидроразделитель из нержавейки

Калькулятор расчета гидрострелки исходя из мощности котла

Калькулятор расчета параметров гидрострелки исходя из производительности насосов

Совместная работа  гидрострелки и коллектора отопления

При изготовлении гидрострелки из полипропилена своими руками, нужно выполнить правильные расчеты и подобрать оборудование, с которым она будет работать. В домах вторичные контуры подсоединяются с помощью этого устройства. Распределительный коллектор подсоединяется в цепи после гидрострелки. Конструкция состоит из отдельных элементов, которые объединяются перемычками.

Подключение коллектора

Количество врезаемых патрубков зависит от контуров. С помощью распределительной гребенки осуществляется более простой ремонт и обслуживание устройства.

Коллектор и разделитель создают гидравлический элемент. Подобное устройство удобно для стесненных помещений.

Существуют следующие виды соединений:

  • контур с большим напором для радиаторов подключается сверху;
  • контур для конструкции теплых полов снизу;
  • сбоку подсоединяется теплообменник.

С помощью регулирующей арматуры производится напор и поток на дальних контурах. Сделать подобную конструкцию может специалист, обладающий знаниями в теплотехнике, а также профессиональными навыками в слесарном деле, электрической сварке и работе со специальным инструментом.

Вариант использования гидроразделительного оборудования

Перед работой нужно составить правильные чертежи и схемы устройства. Выполнение ответственных элементов отопления новичками может быть опасно для жизни.

Гидрострелка. Устройство и назначение (видео)

принцип работы, назначение и расчеты, монтаж

Владельцам индивидуальных домов при организации системы теплоснабжения знакомо понятие разбалансировки после присоединения контуров к котлу. Для выравнивания давления и уменьшения его на котельное оборудование устанавливается гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты мы разберем в сегодняшнем обзоре.

Гидроразделитель в системе теплоснабжения

Читайте в статье

Понятие гидрострелки

В профессиональной среде можно встретить иные названия гидрострелки:

  • гидравлический или термогидравлическийразделитель;
  • анулоид.

Применение гидрострелки рекомендовано преимущественно для котельного оборудования из серии долгого горения на твердом топливе, нежели для газовых.

Основное назначение работы разделителя гидравлического (это официальное название гидрострелки) – разделение гидравлических потоков. Контуры разделяются каналом, делая их независимыми и автономными при передаче носителя тепла по отопительной системе. При этом тепло хорошо передается от одного контура к другому.

Гидрострелка: принцип работы назначение и расчеты

Система теплоснабжения индивидуального дома может состоять из нескольких подсистем. Реализация каждого разветвления должна осуществляться независимо от давления и расхода теплоносителя каждой функции. В связи с тем, что теплоноситель поступает из одной точки, это приводит к разбалансировке отдельных контуров системы.

Чтобы не возникла подобная ситуация, устраиваются гидрострелки (анулоиды) в системе теплоснабжения.

Основные функции

При организации теплоснабжения от котла на твердых видах топлива, водные потоки нагреваются бойлером, сопротивление которого на порядок меньше, чем в основной системе.

В состав системы отопления часто включены подогрев пола, санузлы и кухня. То есть, на один генератор тепла подключены как минимум три потребителя. Температурный режим каждого настроен индивидуально, и, соответственно, имеет разное сопротивление отопительной развязки. Для того, чтобы не возникла разбалансировка системы отопления, их необходимо совместить.

Именно это и является основным принципом работы гидравлической стрелки. Иными словами, она разделяет систему теплоснабжения на два автономных контура: теплогенератора и общего отопления дома, в который включены все подсистемы.

Важно! При наличии контура теплогенератора снижается или исключается влияние контура общей системы на теплогенератор.

Развязка подсистем в общей системе устроена по такому же принципу, они не влияют друг на друга. Таким образом, гидравлическая стрелка решает вопрос балансировки котельного оборудования и системы теплоснабжения.

Применять разделитель рекомендуется в том случае, когда без его использования разница давления между подачей и обраткой превышает четыре сотых метра водяного столба. Внутри анулоида осуществляется обмен горячей и остывшей воды.

Работа разделителя происходит в одном из 3 режимов:

  • потоки обоих контуров равны. Функционирование при правильно подобранных насосах происходит только при условии одновременной работы всех насосов котельного оборудования и отопительной системы в обычном режиме;
  • поток первого контура значительно меньше второго. Реализация возможна только для тех случаев, когда достаточно работы только одного котла из всей системы отопления.
  • поток второго контура значительно меньше первого. Реализация возможна, когда приостановлена подача тепла или требуется отопление только одной зоны.

Благодаря работе гидрострелки, обеспечивается возможность регулирования котельного оборудования и отопительной системы всего дома. Поэтому экономить на ее приобретении и установке не стоит.

Режимы работы гидрострелки

Дополнительные функции

Помимо защиты теплообменника от теплового удара, гидрострелка предохраняет систему отопления от повреждений в случае аварийного выключения системы водоснабжения дома, подогрева пола и иных подсистем.

Кроме того, она выполняет роль отстойника для механических образований, таких как накипь и ржавчина. Еще одна из важных функций, для чего нужна гидрострелка в системе отопления – устранение воздушных масс из теплоносителя.

Устройство гидрострелки

Термогидравлический разделитель – это труба, дополненная вваренными в корпус 4-мя патрубками. Это наиболее распространенная модель. Количество патрубков может быть увеличено в зависимости от оснащения системы отопления.

Гидравлический разделитель может быть круглой или прямоугольной формы. Принцип работы практически не отличается между собой. Прямоугольная форма выглядит лучше. Круглая — больше подойдет с точки зрения организации гидравлики. Но в основном, форма практически не влияет на организацию функционирования системы.

Дополнительно, в состав гидрострелки могут быть включены:

  • фильтры;
  • сепараторы воздуха с отведением воздушных масс;
  • краны;
  • трехходовые клапаны с элементами терморегулирования, которые препятствуют попаданию холодной воды в обратку контура котла;
  • дополнительная теплоизоляция;
  • шламоуловитель;
  • термометр;
  • манометр.

Корпус гидравлического разделителя может быть выполнен из низкоуглеродистой, нержавеющей стали или меди. Выпускают также гидрострелку из полипропилена. Дополнительно ее обрабатывают специальными антикоррозийными составами и теплоизолируют при необходимости.

Это следует знать! Гидроразделители из полимера можно использовать для отопительной системы, которую обслуживает котельное оборудование мощностью 13-35 кВт. Их нельзя применять для оборудования, работающего на твердых видах топлива.

Устройство гидрострелки

Принцип работы гидравлического разделителя

Устройство анулоида предельно просто. Это небольшая часть трубы, на срезе имеющая вид квадрата.Система теплоснабжения распределяется на большой и малый контуры. В составе малого контура – котельное оборудование и гидроразделитель. В состав большого включается потребитель – система теплоснабжения.

Когда потребление тепла в котельном оборудовании равно его генерации, в гидрострелке направление жидкости идет по горизонтали. В случае отклонения в генерации/расходе, теплоноситель попадает в малый контур, что увеличивает температуру перед котельным оборудованием. Котел автоматически отключается, при этом теплоноситель продолжает движение до снижения температуры. После чего котельное оборудование включается вновь.

Теперь мы знаем, что такое гидрострелка в системе отопления. Она обеспечивает равномерность теплопотоков в контурах, гарантируя их независимое функционирование.

Принцип подключения контуров через гидрострелку

Конструкции гидрострелок

В конструкции нет ничего сложного. Однако, определенные правила должны быть соблюдены. Производители предлагают модели различной конфигурации и размеров. Можно без труда подобрать необходимое изделие по своим характеристикам. Встречаются гидрострелки для отопления, в которых совмещена работа разделителя и коллектора для подключения контура.

Высокая стоимость заводского производства наталкивает на мысль о самостоятельном изготовлении гидрострелки. Для этого необходимо иметь начальные навыки сварочных и слесарных работ. Основное – это соблюдение размеров для обеспечения бесперебойной работы изделия.

Рассмотрим основные конструкции гидравлических разделителей:

ФотоТипы конструкций
Классический – функционирует по правилу«3D» (трех диаметров). На схеме указаны внутренние диаметры и проход, не зависимо от толщины стенок корпуса.
Чередующиеся патрубки. Принято считать, что расположение в виде ступеньки вниз улучшает сепарацию газов, при этом ступенька вверх улучшает отделение твердых взвесей.
Горизонтальный вариант расположения гидрострелки с разным расположением патрубков.
Гидрострелка в виде решетки. В быту можно встретить конструкцию из секций радиатора отопления. Такая система нуждается в дополнительном утеплении во избежание теплопотерь.

Гидрострелка для нескольких контуров

Использование гидрострелки необходимо при наличии нескольких контуров.Это может быть одним из обязательных условий производителя для предоставления гарантийных обязательств на котельную установку и монтажные работы.

В частных домах площадью более 200 кв.м, в которых налажено функционирование нескольких контуров (теплые полы, ванные комнаты, кухня), использование гидравлического разделителя увеличит срок эксплуатации котельного и насосного оборудования. Кроме того, сделает их функционирование более плавным, а значит экономичным.

Гидрострелка для системы из трех контуров

Расчет гидрострелки для отопления

Производители выпускают гидроразделители, рассчитанные на конкретную мощность системы теплоснабжения. Для самостоятельного изготовления несложного устройства необходимо рассчитать основные значения и составить своими руками чертежи гидрострелки.

Методика расчета по мощности котла

Для расчета потребуется единственное значение – диаметр патрубка или разделителя. Все остальные параметры отталкиваются от этого значения.

Произведем расчет для гидрострелкипо правилутрех диаметров. Данные необходимо брать из паспорта на котельное оборудование.

π – 3,14.

ПараметрХарактеристикаЕдиница измерения
Dдиаметр разделителямм
dдиаметр патрубкамм
Gпропускная способность гидроразделителя в системе отопления за один часм³/час
Ωскорость потока(максимальная величина) через гидроразвязкум/с
Qрасход (максимальный ) в контуре теплосистемы потребителям³/час

Для облегчения расчетов нашей командой был разработан специальный калькулятор.

Калькулятор расчета гидрострелки по мощности котла

Методика расчета по производительности насосов

Можно выполнить расчет исходя из производительности насосного оборудования. Для данного метода исходные параметры насосов в контурах котельного оборудования и всей отопительной системы.

Расчет необходимо выполнить для того, чтобы не перегрузить насосное оборудование котельной установки при обеспечении необходимого расхода потоков по всем контурам. Иными словами, общая производительность всех насосов системы выше показателя насосного оборудования, обеспечивающего движение теплоносителя через отельное оборудование.

D=2×√ ((∑Qот–Qкот) / (π×V)), где

ПараметрХарактеристикаЕдиница измерения
Qотпроизводительность насосного оборудования на всех контурах системы теплоснабжениям³/час
Qкотпроизводительность насосного оборудования  в малом контурем³/час
Vскорость теплоносителям/с

Для этого варианта также предусмотрен свой калькулятор.

Калькулятор расчета гидрострелки по мощности котла

Совмещение коллектора отопления с гидрострелкой

Для обогрева домов с небольшой площадью используют котел со встроенным насосным оборудованием. Контуры отопительной системы подключаются через гидравлическую стрелку.

В домах с площадью от 150 квадратных метров подключение контуров производится через гребенку, которая обеспечивает техобслуживание и эксплуатацию систем.

Монтаж коллектора производится после емкостного гидравлического разделителя. Распределительный коллектор состоит из 2 независимых друг от друга частей, которые объединены перемычками. Патрубки врезаются попарно исходя из количества вторичных контурных систем.

Все запорные и регулирующие элементы отопительной системе устанавливаются в 1 месте. Благодаря увеличенному диаметру распределительного коллектора, обеспечивается равномерный расход теплоносителя между всеми контурами.

Коллектор совместно с гидроразделителем образует единую гидравлическую систему-модуль.

Важно! Регулирующая арматура полностью обеспечивает максимальный поток и напор теплоносителя на всех контурах. Балансировка помогает добиваться расчетных показателей движения потока.

Стандартный коллектор с гидроразделителем

Где можно купить гидрострелку для отопления: производители и цены

Чтобы определиться, покупать гидрострелку с коллектором или изготовить гидроразделитель своими руками, предлагаем небольшой обзор производителей и ориентировочные цены на рынке аналогичных товаров России.

Гидроразделитель с коллектором в системе теплоснабжения жилого дома

Схема изготовления гидрострелки для отопления своими руками

Самостоятельно изготовить гидрострелку непросто. Сначала следует составить схему и предварительные расчеты. Кроме того, необходимо владеть навыками сварочных и слесарных работ.

Пошаговый процесс изготовления разделителя на 6 выходов поможет в данном вопросе:

ФотоОписание работ
Перед началом работы нужно подготовить следующие материалы и инструменты: 2 дюймовые резьбы для основного контура и 6 резьб на ¾ для контура отопительной системы, профильную трубу 80 с толщиной стенки 3 мм, дюймовую трубу 25, профильную трубу 20×20, 2 квадратные шайбы на торцы, 2 стальные резьбы, сварочный аппарат с электродами,  болгарку, 2 металлические коронки 25 и 29 диаметра, сверло 8,5 мм, быстро сохнущую грунтовку и молотковую краску.
Отрезаем кусок трубы квадратного сечения размером 900 мм.
Сверлим предварительные отверстия многоступенчатым сверлом по заранее нанесенным отметкам. На одной стороне расстояние от края 50×150×150×200×150×150×50, на противоположной стороне 325×250×325. Этого достаточно для котла, работающего на твердом топливе.
Отверстия расширяем коронкой 25 диаметра. Аналогично выполнятся отверстия коронкой 29 диаметра.
Готовые отверстия в трубе.
Привариваем стальные муфты к шайбам
На данном этапе муфты с заглушками необходимо зачистить.
Шайбы к торцам привариваются в 2 этапа. Сначала прихватываются в нескольких точках, затем выполняется основной сварочный шов. После чего все необходимо зачистить.
К выполненным отверстиям на трубе аналогичным образом привариваются резьбы, после чего трубу необходимо зачистить.
По окончанию процесса необходимо провести испытание. Для этого на все резьбы накручиваются заглушки, и система подключается к насосу с показаниями манометра 7,2 атмосферы.
После проведенных испытаний, гидрострелку необходимо прогрунтовать и покрасить. Пока сохнет краска, можно приготовить крепления для разделителя.

Данный процесс наглядно можно посмотреть на мастер-классе профессионального специалиста:

Изготовить гидрострелку из полипропилена своими руками еще проще. Для этого необходимы специальные инструменты для резки пластика и специальный аппарат для сварки.

Схема гидравлического разделителя

Особенности монтажа гидрострелки

Гидрострелку устанавливают за котлом, при наличии коллектора – перед ним. Патрубки подключают при помощи фланцев или резьб в следующем порядке: на одной стороне разделителя их подсоединяют к выходам в порядке 1, 2, 3, на противоположной стороне в зеркальном порядке 3, 2, 1. Это не догма, в зависимости от условий расположение трубной развязки может меняться.

Наиболее часто применяется вертикальный распределитель. Это наиболее удачное расположение для отсеивания водных потоков от взвесей. Если требуют условия, его расположить можно и горизонтально.

Для крепления небольших моделей могут использоваться кронштейны. Гидрострелки с большим весом размешают на полу или подставке, чтобы не перегружать систему трубопровода.

Монтаж гидроразделителя в частном доме

Заключение

Итак, теперь вы знаете, что это такое: гидравлическая стрелка. В подведении итогов, можно отметить основные ее достоинства. Она надежно защищает теплообменник из чугуна от тепловых и гидроударов, упрощается подбор насосного оборудования, все оборудование работает в штатном режиме. Система отопления сбалансирована, работа контуров не влияет друг на друга.

И напоследок посмотрите видеообзоры устройства, назначения и функционирования гидрострелки:

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Зачем нужна гидрострелка? Назначение и принцип работы.

Оборудование котельной – это отдельная обширная тема, которую мы уже как-то затрагивали. Один из элементов котельной, который постоянно на слуху – это гидравлический разделитель. Затронем в этой статье принцип работы гидростелки, для чего она нужна и ее основное назначение.

Нужна ли Вам гидрострелка?

В погоне за дополнительной выгодой многие продавцы, менеджеры и даже производственники готовы рассказывать все, что угодно, если это поможет продать товар. Вот и появляются различные чудо шланги, невероятно надежные котлы и так далее.

Но настоящий простор для деятельности аферистов – это товары, про которые потребитель знает мало. Слышал что-то о его пользе, но не знает, в чем она заключается.

Один из таких приборов, овеянный массой легенд и слухов – это гидрострелка. Устройство нужное, но для совершенно определенной задачи, все остальное – маркетинг и профанация.

Устройство гидрострелки

Это просто небольшая труба с сечением в виде круга или прямоугольника, в которой есть четыре патрубка, через которые идет тепло к потребителю в одну сторону и обратка в котел в другую.

Назначение гидрострелки – это разделение контур котла и контура потребителя.

Расположить гидроразделитель можно как вертикально, так и в горизонтальной плоскости, все зависит от особенностей помещения. Чаще всего ставят вертикально, так как в этом положении проще установить сверху воздухоотводчик, а внизу – кран для удаления ненужных веществ.

Принцип работы гидрострелки таков, что она не может работать независимо, нужен комплекс. Вся система включает в себя такие компоненты:

  • Сама гидрострелка
  • Главный коллектор
  • Насосные группы (одни прямая и две смесительные)
  • Обвязка
  • Контроллер управления

Принцип работы гидрострелки

Производители и ушлые маркетологи заявляют о трех возможных режимах работы гидрострелки. В то время, как эксперты утверждают, что способ использовать данное устройство есть только один.

Когда котел дает больше энергии, чем нужно всей теплосистеме потребителя, в таком случае излишки тепла возвращаются по стрелке в сам котел.

Это защищает наш котел от обратки, которая при пониженных тепловых значениях может нанести ущерб всей системе и дает дополнительный нагрев.

Главный принцип работы гидрострелки – не манипуляции с перераспределением тепла между основной подачей и обраткой, а обеспечение возможности работы насосов всех контуров системы отопления.

Поясним: если один мощный насос дает повышенное давление на один из контуров, то второй насос, более слабый по своим характеристикам, перестает выполнять свою задачу и не забирает ровным счетом ничего, из-за чего возникают перебои, перепады температурные и другие неприятности.

Гидравлический разделитель создает область нулевого сопротивления. Благодаря чему удается распределить нагрузку по всем контурам и насосам равномерно, и таких проблем не будет никогда. Равномерность позволяет также повысить устойчивость и надежность всей системы в целом, так как ни один из участков больше не подвергается критическим нагрузкам.

Альтернативные режимы работы гидрострелки

Несмотря на то, что правильным принципом работы гидрострелки является только способ, описанный выше, нужно учитывать, что существует техническая возможность использовать и альтернативу.

Одна из них – это когда котел работает уравновешенно, отдает тепла столько же, сколько идет на обратку. Но это условие подобно сферическому коню в вакууме, так как полная тождественность значений Q1(контур котла) и Q2 (контур потребителя) достигается крайне редко и на очень небольшие сроки. Так что всерьез строить работу на этом режиме нельзя.

Второй режим работы гидрострелки несет в себе угрозу и его следует всячески избегать.

Он строится на том, что котел отдает тепла меньше, чем требуется потребителю, и в этом случае часть тепла из обратки по гидроразделителю уходит обратно в контур потребления, что не идет на пользу ни системе, ни потребителям.

Минусы очевидны – обратка в котел идет с пониженными температурными значениями, то есть котел фактически остужается при получении обратного теплоносителя, что запрещено по всем стандартам, ГОСТам и даже здравому смыслу, так как итоговая мощность, отдаваемая в контур потребления, становится меньше и желаемый результат не достигается.

Дополнительные возможности и мифы

Есть мнение, что конструкция гидрострелки позволяет также выполнять такие задачи:

  • Защита котла от теплового удара
  • Увеличение долговечности системы отопления
  • Повышает коэффициент полезного действия (КПД) котла

Однако независимые специалисты утверждают, что это только сказки для увеличения продаж.

При этом дополнительные опции все-таки есть, это дополнительная защита от грязи, воздухоотведение, защита котла от обратки с пониженной температурой.

Но эти функции можно обеспечить гораздо более дешевыми устройствами.

Когда и при каких условиях нужно ставить гидрострелку?

Граница необходимости включения в систему отопления, в котельную такого устройства, как гидрострелка, рассматривается индивидуально и зависит от ряда условий – мощности насосов, их взаимодействия, общая мощность системы, наличие дополнительных котлов, использующихся в связке в основным.ф

Профессиональные инженеры рекомендуют включать гидрострелку в систему отопления тогда, когда количество котлов больше одного и количество насосов больше трех. В противном случае необходимости в ней нет. Повредить она не повредит, но и пользы от усложнения всей конструкции не будет.

Таким образом данное устройство подходит только для большой разветвленной системы, например, в многоквартирных домах или крупных дачах с большим количеством пристроек, в противном случае. Особенно когда насоса всего один или два, это является просто пустой тратой денег и нерациональным использованием средств.

Читайте так же:

принцип работы и назначение — ВикиСтрой

Как устроена гидрострелка

Гидрострелка представляет собой колбу с установленным в верхней части автоматическим воздухоотводчиком. На боковой поверхности корпуса врезаются патрубки для присоединения магистральных труб отопления. Внутри гидрострелка абсолютно полая, в нижней части может врезаться резьбовой патрубок для установки шарового крана, предназначение которого — слив отстоявшегося шлама со дна разделителя.

По сути своей гидравлическая стрелка — это шунт, закорачивающий потоки подачи и обратки. Целью работы такого шунта является выравнивание температуры теплоносителя, а также его расхода в генерирующей и распределительной частях гидравлической системы отопления. Для получения реального эффекта от гидросепаратора требуется тщательный расчёт его внутреннего объёма и мест врезки патрубков. Однако большинство представленных на рынке устройств изготавливается серийно без адаптации под конкретную систему отопления.

Часто можно встретить мнение, что в полости колбы обязательно должны присутствовать дополнительные элементы, такие как рассекатели потока или сетки для фильтрации механических примесей или отделения растворённого кислорода. В реальности такие способы модернизации не демонстрируют сколь-нибудь значимой эффективности и даже наоборот: например, при засорении сетки гидрострелка полностью перестаёт работать, а вместе с ней и вся система отопления.

Какие возможности приписывают гидросепаратору

В среде инженеров-теплотехников встречаются диаметрально противоположные мнения по поводу необходимости установки гидрсотрелок в системах отопления. Масла в огонь подливают заявления производителей гидротехнического оборудования, сулящие увеличение гибкости настройки режимов работы, повышение КПД и эффективности теплоотдачи. Чтобы отделить зёрна от плевел, для начала рассмотрим абсолютно беспочвенные заявления о «выдающихся» способностях гидравлических сепараторов.

КПД котельной установки никак не зависит от устройств, установленных после присоединительных патрубков котла. Полезное действие котла целиком и полностью заключено в преобразовательной способности, то есть в процентном отношении тепла, выделенного генератором, к теплу, поглощённому теплоносителем. Никакие специальные методы обвязки не могут повысить КПД, он зависит только от площади поверхности теплообменника и корректного выбора скорости циркуляции теплоносителя.

Многорежимность, которая якобы обеспечивается установкой гидрострелки, это также абсолютный миф. Суть обещаний сводится к тому, что при наличии гидрострелки можно реализовать три варианта соотношений расхода в генераторной и потребительской части. Первый — абсолютное выравнивание расхода, что на практике как раз возможно только при отсутствии шунтирования и наличии в системе только одного контура. Второй вариант, при котором в контурах расход больше, чем через котёл, якобы обеспечивает повышенную экономию, однако в таком режиме по обратке в теплообменник неизбежно поступает переохлаждённый теплоноситель, что порождает ряд негативных эффектов: запотевание внутренних поверхностей камеры сгорания или температурный шок.

Также существует ряд доводов, каждый из которых представляет бессвязный набор терминов, но по сути своей не отражающий ничего конкретного. К таковым относятся повышение гидродинамической стабильности, увеличение срока службы оборудования, контроль за распределением температуры и иже с ними. Также можно встретить утверждение, что гидроразделитель позволяет стабилизировать балансировку гидравлической системы, что на практике оказывается прямо противоположным. Если при отсутствии гидрострелки реакция системы на изменение протока в любой её части неизбежна, то при наличии разделителя она ещё и абсолютно непредсказуема.

Реальная область применения

Тем не менее, термогидравлический разделитель — устройство далеко не бесполезное. Это гидротехнический прибор и принцип его действия достаточно подробно описывается в специальной литературе. Гидрострелка имеет вполне определённую, пусть и достаточно узкую область применения.

Важнейшая польза от гидроразделителя — возможность согласовать работу нескольких циркуляционных насосов в генераторной и потребительской части системы. Часто случается, что подключенные к общему коллекторному узлу контуры снабжаются насосами, производительность которых отличается в 2 и более раз. Наиболее мощный насос при этом создаёт разницу давлений настолько высокую, что забор теплоносителя остальными устройствами циркуляции оказывается невозможным. Несколько десятков лет назад эта проблема решалась так называемым шайбованием — искусственным занижением протока в потребительских контурах путём вваривания в трубу металлических пластин с различным диаметром отверстий. Гидрострелка шунтирует подающую и обратную магистраль, за счёт чего разрежение и избыточное давление в них нивелируются.

Второй частный случай — избыточная производительность котла по отношению к потреблению контуров распределения. Такая ситуация характерна для систем, в которых ряд потребителей работает не на постоянной основе. Например, к общей гидравлике могут быть привязаны бойлер косвенного нагрева, теплообменник бассейна и отопительные контуры зданий, которые отапливаются лишь время от времени. Установка гидрострелки в таких системах позволяет поддерживать номинальную мощность котла и скорость циркуляции всё время, при этом излишек нагретого теплоносителя поступает обратно в котёл. При включении дополнительного потребителя разница расходов снижается и излишек уже направляется не в теплообменник, а в открытый контур.

Гидрострелка также может служить коллектором генераторной части при согласовании работы двух котлов, особенно если их мощность существенно отличается. Дополнительным эффектом от работы гидрострелки можно назвать защиту котла от температурного шока, но для этого расход в генераторной части должен превышать расход в сети потребителей не менее чем на 20%. Последнее достигается путём установки насосов соответствующей производительности.

Схема подключения и монтаж

Гидравлическая стрелка имеет схему подключения, столь же простую, как и собственное устройство. Большая часть правил относится не столько к подключению, сколько к расчёту пропускной способности и расположению выводов. Тем не менее, знание полной информации позволит провести монтаж корректно, а также убедиться в пригодности выбранной гидрострелки для её установки в конкретную систему отопления.

Первое, что нужно чётко усвоить — гидрострелка будет работать только в системах отопления с принудительной циркуляцией. При этом насосов в системе должно быть как минимум два: один в контуре генерационной части, и хотя бы один в потребительской. При прочих условиях гидравлический разделитель будет играть роль шунта с нулевым сопротивлением и, соответственно, закоротит собой всю систему.

Пример схемы подключения гидрострелки: 1 — котёл отопления; 2 — группа безопасности котла; 3 — расширительный бак; 4 — циркуляционный насос; 5 — гидравлический разделитель; 6 — автоматический воздухоотводчик; 7 — запорные вентили; 8 — кран слива; 9 — контур № 1 бойлер косвенного нагрева; 10 — контур № 2 радиаторы отопления; 11 — трёхходовой кран с электроприводом; 12 — контур № 3 тёплый пол

Следующий аспект — размеры гидрострелки, диаметр и расположение выводов. В общем случае диаметр колбы определяется исходя из наибольшего расчётного протока в магистрали. За максимум может приниматься расход теплоносителя либо в генерационной, либо в потребительской части системы отопления согласно данным гидравлического расчёта. Зависимость диаметра колбы разделителя от протока описывается соотношением расхода к скорости протока теплоносителя через колбу. Последний параметр фиксированный и, в зависимости от мощности котельной установки, может варьироваться от 0,1 до 0,25 м/с. Частное, полученное при вычислении указанного соотношения, нужно умножить на поправочный коэффициент 18,8.

Диаметр патрубков подключения должен составлять 1/3 от диаметра колбы. При этом вводные патрубки располагаются от верха и низа колбы, а также друг от друга на расстоянии, равном диаметру колбы. В свою очередь выходные патрубки располагаются так, чтобы их оси были смещены относительно осей вводов на два собственных диаметра. Описанными закономерностями определяется общая высота корпуса гидрострелки.

Гидрострелка подключается к прямому и возвратному магистральному трубопроводам котла или нескольких котлов. Разумеется, при подключении гидрострелки не должно быть и намёка на сужение условного прохода. Это правило вынуждает использовать в обвязке котла и при подключении коллектора трубы с очень значительным условным проходом, что несколько осложняет вопрос оптимизации компоновки оборудования котельной и повышает материалоёмкость обвязки.

О сепарационных коллекторах

Напоследок кратко коснёмся темы многовыводных гидрострелок, также известных как сепколлы. По сути своей это коллекторная группа, в которой подающий и возвратный разветвитель объединены разделителем. Такого рода устройства крайне полезны при согласовании работы нескольких контуров отопления с разной нормой расхода и температурой теплоносителя.

Сепарационный коллектор вертикального монтажа позволяет обеспечить градиент температур в выходных патрубках за счёт смешивания порций теплоносителя. Это делает возможным прямое подключение, к примеру, бойлера косвенного нагрева, радиаторной группы и петель тёплого пола без смесительной группы: разница температур между соседними выводами сепколла будет естественным образом поддерживаться в пределах 10–15 °С в зависимости от режима циркуляции. Однако стоит помнить, что такой эффект возможен только если возвратный патрубок генераторной части расположен выше возвратных отводов потребителей.

В качестве итога дадим важную рекомендацию. Для большинства бытовых систем отопления мощностью до 100 кВт установка гидравлического разделителя не требуется. Гораздо более правильным решением будет подобрать производительность циркуляционных насосов и согласовать их работу, а для защиты котла от температурного шока связать магистрали трубкой-байпасом. Если же проектная либо монтажная организация настаивают на установке гидрострелки, это решение обязательно должно обосновываться технологически.

рмнт.ру

Принцип работы гидрострелки в системе отопления

Гидрострелка ( гидравлический разделитель ) – устройство, предназначенное для разделения потоков теплоносителей контура котла (котлов) и контуров потребления теплоты в системе отопления. Принцип его работы основан на обеспечении независимости работы отопительного оборудования. Материал публикации рассмотрит вопросы необходимости применения, общее устройство и методики расчета гидрострелки.

Для чего применяется гидрострелка

Гидравлический разделитель — гидрострелка

Необходимость применения гидравлического разделителя обусловлена различием гидродинамических режимов работы отопительного оборудования. Используют гидрострелку в системах отопления, имеющих различные комплексы потребления тепла. Чаще всего выделяют три направления распределения теплоты:

  1. Радиаторное отопление;
  2. Система водяных теплых полов;
  3. Бойлер косвенного нагрева.

Все указанные системы имеют различный режим работы. Радиаторное отопление работает в основном в стабильном режиме. При наличии автоматических терморегулирующих устройств на приборах отопления расход теплоносителя может меняться.

Система «теплый пол» работает по обособленной схеме в низкотемпературном режиме. Регулирование происходит на первом этапе с помощью термостатического смесителя, далее возможно регулирование контуров балансировочными вентилями. Кроме этого, теплые полы имеют собственный насос и значительное гидравлическое сопротивление.

Бойлер ГВС работает в циклическом режиме, имеет наименьшее сопротивление. Как правило, оснащается циркуляционным насосом.

Разнообразие гидравлических и температурных режимов работы не позволяет обеспечить стабильную работу всего комплекса в целом. Насос, встроенный в котел или смонтированный отдельно, не может обеспечить равноценные условия работы для всех ветвей системы. Чаще всего просто не хватает мощности для преодоления гидравлических сопротивлений трубопроводов и приборов системы.

Насос естественным образом будет осуществлять циркуляцию по пути наименьшего сопротивления – через бойлер. Следующей ветвью (при отключении бойлера) будут радиаторы. Обеспечить необходимым количеством теплоносителя теплые полы становится труднее всего.

Режим работы котла в такой системе приобретает скачкообразный характер, что негативно сказывается на всем оборудовании.

Решить проблему установкой более мощного насоса удается с трудом. При мощном насосе теплоноситель преодолевает теплообменник котла, не успевая качественно получать теплоту. При этом увеличивается расход электроэнергии (на работу насоса), повышается потребление топлива из-за некачественного отбора теплоты сгорания.

При работе нескольких котлов в каскаде также возникает рассогласование режимов работы автоматики и циркуляции теплоносителя.

 Котлы, оснащенные чугунными теплообменниками топок, крайне негативно реагируют на резкие температурные перепады. Это обусловлено физическими свойствами чугуна. Многие производители ставят обязательным условием применение гидрострелки, в ином случае они снимают гарантийные обязательства на свои изделия.

Решением всех этих технических трудностей является установка в систему гидравлического разделителя (гидрострелки).

Устройство и принцип действия гидрострелки

Классическое устройство гидрострелки – полый сосуд, имеющий две пары патрубков. Первая пара служит для подключения котла (или каскада котлов), вторая – для присоединения системы потребления. Внутренний объем сосуда круглого или прямоугольного сечения служит зоной гидравлического разделения, разряжения и смешивания потоков разнотемпературных теплоносителей.

В верхней части устройства устанавливают воздухоотводчик, нижняя служит грязеуловителем. В гидрострелке циркулирует два потока теплоносителя – поток котлового (первичного) контура и поток системы потребления (вторичного контура). При различных режимах работы оборудования величина потоков меняется. Происходит либо прямая подача от котла, либо смешивание потоков с разной температурой.

Гидрострелка подбирается из расчета снижения скорости теплоносителя до диапазона 0,1 – 0,2 м/с. Прим этой скорости практически отсутствует гидравлическое сопротивление, гидродинамический режим принимает ламинарный характер, происходит наиболее качественный тепломассообмен между контурами.

Контур циркуляции котла практически не зависит от вторичного контура, режим работы котла приобретает стабильный, ровный характер. Вторичный контур получает теплоноситель с равной температурой для всех ветвей, необходимое его количество отбирается собственными насосами.

Отключение, изменение режима работы любой зоны отопительного оборудование приобретает лишь косвенное влияние на работу котла и системы в целом. Обеспечивается гидравлическое разделение, снижающее нагрузку на теплогенератор, отопительные приборы, насосное оборудование, коммуникации.

Гидравлический разделитель имеет три режима работы:

 Режим 1.  Прямой тепломассообмен потоков теплоносителя первичного и вторичного контура. Стабильная тепловая нагрузка потребления равна постоянному значению тепловой мощности котлоагрегата. Смешивания теплоносителей практически не происходит, движение приобретает ламинарный режим, происходит отделение воздуха, примесей и так далее. Режим работы котла – постоянный, на средней нагрузке.

 Режим 2.  Котел работает с максимальной нагрузкой, при этом не может обеспечить все потребности системы. Происходит полная передача потока из первичного контура котла с подмешиванием воды из обратки вторичного контура. При этом общая температура снижается для всех потребителей.

 Режим 3.  Оптимальный режим работы характеризуется наличием необходимой тепловой мощности котла, обеспечением экономного, «щадящего» режима работы. В этом режиме происходит смешивание прямого и обратного потоков первичного контура, температура поднимается. Котел останавливается при достижении заданной температуры, режим его работы приобретает циклический характер.

Гидравлический разделитель имеет и более сложные конструктивные конфигурации. Устройство оснащается сетчатыми элементами в верхней зоне для качественного отделения воздуха. Внутри изделия выполняются перфорированные перегородки вертикального или горизонтального направления для более эффективного разделения потоков.

Гидрострелки часто комбинируются с распределительными коллекторами. При этом коллекторы иногда входят в конструкцию моноблока, могут подключаться независимые.

Производятся изделия в виде комбинации разделителя и коллектора. При этом реализуется зонный температурный отбор теплоносителя для различных отопительных блоков.

Расчет гидравлического разделителя

Существует большой ряд типоразмеров гидрострелок. Подбор устройств производится по расчетным показателям. При этом диаметр патрубков первичного контура должен соответствовать диаметру патрубков котла. При подключении каскада котлов сечение патрубков гидрострелки должно быть не менее суммы сечений патрубков котлов.

Основная формула, применяемая для расчета диаметра сосуда разделителя:

D = 47 √ (P/∆t), где

P – тепловая мощность котла, кВт;

∆t – разница температур между подачей и обраткой, для автономных систем принимается 100С.

Формула справедлива для движения теплоносителя со скоростью 0,15 м/с. Для режимов движения 0,1 и 0,2 м/с поправочные коэффициенты составляют соответственно 54 и 40.

Далее применяется правило 3d = D. Расчетный диаметр патрубков равен величине D/3. Расстояние между патрубками, от патрубков до верхней и нижней точек гидрострелки также должно составлять не менее 3d.

Также гидрострелку подбирают по гидродинамическим характеристикам (производительности) насосов обоих контуров. Формула расчета:

D = 60 √(∑ QСО – QК), где

∑ QСО – суммарная производительность циркуляционных насосов вторичного контура;

QК – производительность котлового насоса, м3/час.

Дальнейший расчет производится по правилу 3d = D.

Применение гидрострелки в многоконтурной системе отопления – качественное техническое решение. Принцип работы и устройство гидравлического разделителя позволяют обеспечить стабильный как в гидравлическом, так и в температурном плане режим работы оборудования. Отсутствие предельных нагрузок, скачкообразного режима позволят отопительному оборудованию работать без неполадок длительное время.

(Просмотров 1 002 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Гидравлическая стрелка

Назначение и принцип действия

Гидравлическая стрелка (гидрострелка, гидравлический разделитель) служит для разделения и увязки первичного и вторичного контуров системы отопления. При этом под вторичным контуром понимается совокупность контуров потребителей тепла – петель теплого пола, радиаторного отопления, горячего водоснабжения. Поскольку нагрузка на эти подсистемы не постоянна, переменны и термогидравлические параметры (температура, расход, давление) вторичного контура в целом. В то же время для нормальной работы источника тепла (отопительного котла) желательна стабильность данных характеристик. Обеспечить теплогенератору такую стабильность и позволяет гидравлическая стрелка, установленная между котлом и потребителями (рис. 1).

Рис.1. Гидравлическая стрелка в системе отопления

Действие гидравлического разделителя основано на значительном увеличении сечения потока теплоносителя: как правило, гидрострелку выполняют таким образом, чтобы диаметр ее корпуса (колбы) в три раза превышал диаметр наибольшего присоединительного патрубка или чтобы поперечное сечение корпуса равнялось суммарному сечению всех патрубков.

При увеличении диаметра потока в три раза его скорость снижается в девять, а динамическое давление – в 81 раз (и там, и там – квадратичная зависимость). Это позволяет утверждать, что перепады давлений между присоединяемыми к гидрострелке трубопроводами ничтожно малы.

Режимы работы

Говоря о гидравлической стрелке нередко проводят аналогию со стрелкой железнодорожной. Их работа, действительно, схожа: оба устройства задают нужное направление движения, в одном случае – транспорта, в другом – теплоносителя. Разница в том, что «переключение» гидрострелки не требует какого-либо внешнего усилия, а происходит само собой, в зависимости от потребления тепла и горячей воды. Ниже рассмотрены режимы работы гидравлического разделителя.

Режим 1. Нагрузка на систему отопления такова, что расход первичного и вторичного совпадают, т.е. нагретый котлом теплоноситель полностью передается потребителям, и его достаточно (G1 = G11 = G2 = G21, Т1 = Т11, T21 = T2). В этом случае гидрострелка «включена» напрямую и работает как два раздельных трубопровода. Схема движения, хромограммы скоростей и давлений теплоносителя в корпусе разделителя показаны для этого режима на рис. 2. Такой режим можно назвать расчетным.

Рис. 2.

Режим 2. Система отопления нагружена. Суммарный расход потребителей превышает расход в контуре источника тепла (G1 < G11, Т1 > Т11; Т21 = Т2; G1 = G2; G11 = G21). Разность расходов компенсируется подмесом в линию подачи вторичного контура части теплоносителя из его «обратки» (рис. 3). Режим описывают следующие формулы: ΔТ1 = Т1 – Т2 = Q/c · G1, ΔТ2 = Т11 – Т21 = Q/c · G11, Т2 = Т1 – ΔТ1, Т11 = Т21 + ΔТ2.

Рис. 3.

Режим 3. Потребление тепла понижено (например, в межсезонье), и расход теплоносителя во вторичном контуре меньше, чем в первичном (G1 > G11, Т1 = Т11, Т21 ˂ T2, G1 = G2, G11 = G21). При этом избыток теплоносителя возвращается к котлу через гидрострелку, не попадая во вторичный контур (рис. 4). Расчетные формулы: ΔТ1 = Т1 – Т2 = Q/c· G1; ΔТ2 = Т11 – Т21 = Q/c· G11; Т2 = Т1 – ΔТ1; Т11 = Т1; Т21 = Т11 – ΔТ2. Данный режим является оптимальным при необходимости защиты котла от так называемой низкотемпературной коррозии.

Рис. 4.

При отсутствии потоков по контурам системы отопления гидравлический разделитель не препятствует естественной (за счет гравитационных сил) циркуляции теплоносителя, что демонстрирует хромограмма, представленная на рис. 5.

Рис. 5. Хромограмма температуры в статическом режиме

Конструкция и оснащение

Благодаря резкому снижению скорости потока в гидрострелке, ее конструкции и пространственному расположению (справедливо для вертикальных гидроразделителей) данный элемент является идеальной точкой системы для удаления из теплоносителя воздуха и шлама. (Отметим, впрочем, что не все производители оборудования реализуют такие функции).

На рис. 6. показана гидравлическая стрелка VT.VAR.00 (схема, конструкция и габариты), поставляемая фирмой VALTEC в качестве одного из модулей системы быстрого монтажа VARIMIX. Для удаления воздуха, скапливающегося в верней части колбы, разделитель оснащен автоматическим воздухоотводчиком 1, для отведения осадка и слива теплоносителя предусмотрен дренажный шаровой кран 2. Отключение воздухоотводчика на время ремонта или обслуживания производится шаровым краном 5. Для контроля температуры и давления в подающем трубопроводе первичного контура предусмотрен термоманометр 3, температуры в обратном трубопроводе – термометр 4. На патрубках подачи и «обратки» имеются также гнезда для датчиков температуры 6, 7 (заглушены пробками). Корпус гидроразделителя изготовлен из бронзы OTS 60Pb2. Технические характеристики модуля приведены в табл. 1.

Рис. 6. Схема и конструкция гидравлической стрелки VT.VAR.00

Таблица 1. Технические характеристики гидрострелки VT.VAR.00












Характеристика

Значение

Рабочее давление, МПа

1,0

Пробное давление, МПа

1,5

Максимальная температура рабочей среды, °С

120

Допустимая температура окружающей среды, °С

От 0 до +60

Допустимая относительная влажность окружающей среды, %

80

Максимальный расход теплоносителя, кг/ч

4500

Максимальная подсоединенная тепловая мощность (при ΔТ = 20 °С), кВт

104

Масса комплекта, г

4500

Соединение с коллекторами

Фитинг VT.0 606 1 1/4

Средний полный срок службы, лет

50

В 2015 г. VALTEC анонсировал выпуск гидравлического разделителя из нержавеющей стали VT.VAR05.SS. Выбор материала корпуса позволил снизить стоимость изделия, обеспечив ему высокую прочность и устойчивость к коррозии. При этом разработчики усовершенствовали и конструкцию гидрострелки (рис. 7), дополнив ее перфорированной перегородкой для снижения теплопотерь из-за конвекции теплоносителя – с примерно 7 до 2–3 %, а также спиральным перфорированным сепаратором – для более интенсивного удаления воздуха из рабочей среды.

Рис. 7. Конструкция гидравлической стрелки VT.VAR05.SS: 1 – манометр, 2 – дренажный клапан, 3 – автоматический воздухоотводчик, 4 – отсекающий клапан, 5 – дополнительные резьбовые патрубки, 6 – резьбовые пробки для дополнительных патрубков, 7 – спиральный перфорированный сепаратор, 8 – перфорированная перегородка

Гидравлическая стрелка из нержавеющей стали  комплектуется автоматическим воздухоотводчиком с отсекающим клапаном, дренажным краном, манометром. Дополнительно на корпусе имеются патрубки для термометра, датчика температуры, магнитного шламоуловителя. Разделитель предназначен для систем отопления с рабочим давлением до 10 бар и температурой до 110 °С. Максимальная тепловая мощность при ΔТ = 20 °С – 120 и 200 кВт для моделей условным диаметром 1 и 1 1/4″ соответственно.

Пример расчета

Рассчитаем температуры Т2, Т11 и Т21 для системы отопления тепловой мощностью Q = 45 кВт с температурой подачи T1 = 80 °С, расходом в первичном контуре G1 = 1500 кг/ч при расходе во вторичном контуре G11 = 3000 кг/ч («нагруженный» режим работы). Формулы и результаты вычислений сведены в табл. 2.

Таблица. 2. Порядок расчета рабочих параметров









Величина

Формула, вычисление

Значение

Секундный расход в первичном контуре, кг/c

G1 = G1/3600 = 1500/3600

0,417

Секундный расход во вторичном контуре, кг/c

G11 = G11/3600 = 3000/3600

0,833

Перепад температур в первичном контуре, °С

ΔТ1 = Q/c· G1 = 45000 / (4186 · 0,417)

25,78

Перепад температур во вторичном контуре, °С

ΔТ2 = Q/c · G11= 45000 / (4186 · 0,833)

12,91

Температура обратного теплоносителя первичного контура, °С

Т2 = Т1 – ΔТ1 = 80 – 25,78

54,22

Температура обратного теплоносителя вторичного контура, °С

Т21 = Т2

54,22

Температура прямого теплоносителя вторичного контура, °С

Т11 = Т21 + ΔТ2 = 54,22 + 12,91

67,13

Дополнительно к сведению: 1) как правило, гидравлическую стрелку предусматривают в системах отопления мощностью от 40 кВт; 2) при проектировании системы с гидравлическим разделителем обычной конструкции следует учесть снижение тепловой мощности примерно на 10 %.

принцип работы, назначение и расчеты

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

Содержание статьи

Что такое гидрострелка и где её устанавливают

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

Примеры гидрострелок промышленного производства

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

Где в системе отопления ставят гидроразделитель

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

Назначение и принцип работы

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

Схематическое изображение гидрострелки и ее места в системе отопления

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

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

Режимы работы

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

Возможные режимы работы системы отопления с гидроразделителем

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

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

Когда гидрострелка нужна

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

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

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

Когда можно поставить

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

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

Пример системы отопления с гидрострелкой

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

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

Как подобрать параметры

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

Параметры, нужные для гидроразделителя

По максимальному потоку теплоносителя

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

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

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

По максимальной мощности котла

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

Расчет гидрострелки по мощности котла

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

Как найти длину гидрострелки

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

Определяем длину гидрострелки из круглой трубы

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

Купить или сделать своими руками?

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

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

Качество самодельного изделия может быть «не очень»

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

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

NFPA — Что такое гидравлика

Чтобы представить себе базовую гидравлическую систему, представьте себе два одинаковых шприца, соединенных вместе трубками и заполненных водой (см. Рисунок 1). Шприц A представляет собой насос, а шприц B представляет собой привод, в данном случае цилиндр. Нажатие на поршень шприца А создает давление внутри жидкости. Это давление жидкости действует одинаково во всех направлениях (закон Паскаля) и заставляет воду вытекать из дна в трубку и в шприц B.Если вы поместили 5 фунт.
Если объект находится на верхней части поршня шприца B, вам нужно будет надавить на поршень шприца A с усилием не менее 5 фунтов. силы, чтобы переместить вес вверх. Если объект весит 10 фунтов, вам придется толкать его с усилием не менее 10 фунтов. силы, чтобы переместить вес вверх.

Если площадь плунжера (который представляет собой поршень) шприца A составляет 1 кв. Дюйм, и вы нажимаете 5 фунтов. силы, давление жидкости будет 5 фунтов / кв. дюйм (фунт / кв. дюйм). Поскольку давление жидкости действует одинаково во всех направлениях, если объект на шприце B (который, опять же, имеет площадь 1 кв.дюймов) весит 10 фунтов, давление жидкости должно превысить 10 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем объект начнет двигаться вверх. Если мы удвоим диаметр шприца B (см. Рис. 2), площадь поршня станет в четыре раза больше, чем была. Это означает, что вес в 10 фунтов будет поддерживаться на 4 кв. Дюйма жидкости. Следовательно, давление жидкости должно превышать 2,5 фунта на квадратный дюйм (10 фунтов ÷ 4 кв. Дюйма = 2,5 фунта на квадратный дюйм) для перемещения объекта весом 10 фунтов вверх.
Таким образом, перемещение объекта весом 10 фунтов потребует только
2,5 фунта. силы на поршень шприца A, но поршень на шприце B будет перемещаться вверх только на ¼ до тех пор, пока оба поршня будут одинакового размера.В этом суть гидравлической энергии. Варьируя размеры поршней (плунжеров) и цилиндров (шприцев), можно в несколько раз увеличить прилагаемое усилие.

В реальных гидравлических системах насосы содержат множество поршней или насосных камер других типов. Они приводятся в движение первичным двигателем (обычно электродвигателем, дизельным двигателем или газовым двигателем), который вращается со скоростью несколько сотен оборотов в минуту (об / мин). Каждое вращение заставляет все поршни насоса выдвигаться и втягиваться, втягивая жидкость и выталкивая ее в гидравлический контур в процессе.Гидравлические системы обычно работают при давлении жидкости в тысячи фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, система, которая может развивать давление 2000 фунтов на квадратный дюйм, может толкать 10 000 фунтов. силы из цилиндра примерно такого же размера, как банка содовой.

Гидравлические приложения

Внедорожная техника, пожалуй, самая распространенная.
применение гидравлики. Будь то строительство, горнодобывающая промышленность, сельское хозяйство, утилизация отходов или коммунальное оборудование, гидравлика обеспечивает мощность и контроль для решения поставленной задачи и часто обеспечивает движущую силу для перемещения оборудования с места на место, особенно когда задействованы гусеничные приводы.Гидравлика также широко используется в тяжелом промышленном оборудовании на заводах, в морском и морском оборудовании для подъема, гибки, прессования, резки, формовки и перемещения тяжелых деталей. Ниже приведены истории болезни, размещенные на веб-сайтах отраслевых публикаций, описывающих использование гидравлики в различных областях:

Сельское хозяйство:

Traction — король виноградоуборочного комбайна
Аккумуляторы Beat Boom Bounce

Строительство:

Асфальтоукладчик со скользящими формами
имеет все характеристики Smarts Гидравлика
обеспечивает многосочлененный экскаватор широкий диапазон движений

Развлечения:
Electrohydraulics запускает Giant Elephant
Spider-Man Musical опирается на мощь гидравлики для управления и подъема ступеней и платформ

Морской и оффшорный:
Корабль-краб
обеспечивает огромную экономию топлива

Wave Energy представляет новые задачи

Отходы и переработка:

Гидравлика делает мусоровоз быстрым, бесшумным и эффективным

Compact Motors Держите подметальные машины простыми

Прочие отрасли, в которых используется гидравлика:

  • Энергия
  • Станки
  • Металлообработка
  • Военная и авиакосмическая промышленность
  • Горное дело
  • Коммунальное оборудование

Дополнительные гидравлические приложения

Другие примеры применения гидравлики

Принципы онлайн-обучения гидравлике

Компоненты Fluid Power

Гидравлические системы питания состоят из нескольких компонентов, которые работают вместе или последовательно для выполнения определенного действия или работы.Люди, хорошо разбирающиеся в гидравлических контурах и проектировании систем, могут покупать отдельные компоненты и сами собирать из них гидравлическую энергетическую систему. Однако многие гидравлические системы разработаны дистрибьюторами, консультантами и другими специалистами в области гидравлической энергии, которые могут предоставить систему полностью или частично.

Основные компоненты любой гидравлической системы:

  • насосное устройство — гидравлический насос или воздушный компрессор для подачи жидкости в систему
  • проводники жидкости — трубки, шланги, фитинги, коллекторы и другие компоненты, которые распределяют жидкость под давлением по системе
  • клапаны — устройства, регулирующие расход жидкости, давление, пуск, останов и направление
  • Приводы

  • — цилиндры, двигатели, поворотные приводы, захваты, вакуумные чашки и другие компоненты, которые выполняют конечную функцию гидравлической системы.
  • вспомогательные компоненты — фильтры, теплообменники, коллекторы, гидравлические резервуары, пневматические глушители и другие компоненты, которые позволяют гидравлической системе работать более эффективно.

Электронные датчики и переключатели также включены во многие современные гидравлические системы, чтобы обеспечить средства электронного управления для контроля работы компонентов. Диагностические инструменты также используются для измерения давления, температуры и расхода при оценке состояния системы и для поиска неисправностей.

Локатор продуктов NFPA Fluid Power —

где вы можете найти гидравлические и пневматические компоненты и продукты, доступные от компаний-членов NFPA.


Сеансы дополнительного образования и обучения, предлагаемые NFPA и его членами, можно найти по телефону

Образовательные ресурсы.

Понимание базовой схемы гидродинамики

Джош Косфорд, редактор

Из любой темы, находящейся под зонтиком гидравлической энергии размером с патио, гидравлическая символика привлекает больше всего запросов от тех, кто хочет узнать больше о гидравлической энергии.Чтение любой схемы с более чем тремя символами может быть сложной задачей, если ваш опыт ограничен. Но научиться этому не невозможно. Фактически, требуется лишь базовое понимание того, как работают символы и как они расположены на диаграмме. Одна из проблем — даже если вы запомнили каждый символ в библиотеке — это понять, почему тот или иной символ используется в схеме; Этой части трудно научить, и она приходит только с опытом.

В этом месяце я дам вам основы, чтобы вы знали, как нарисованы и структурированы стандартизированные линии и формы для универсальной интерпретации.Если вы уже знакомы со схемами, обратите внимание на простоту. В некоторых случаях я также попытаюсь привести примеры старых символов, поскольку на многих заводах есть старые машины со старыми схемами.

Основными элементами любой схемы являются линии разного типа. Чаще всего используется сплошная черная линия, которую я называю базовой линией. Это многофункциональная линия, которая используется для всех распространенных форм (например, квадратов, кругов и ромбов) в дополнение к отображению проводников жидкости, таких как линии всасывания, давления и возврата.

Другой широко используемый стиль линий — это пунктирная граница или линия ограждения. Он представляет собой группу гидравлических компонентов как часть составного компонента (такого как направляющий клапан с пилотным управлением, вместе с пилотным и основным клапаном), вспомогательной цепи (например, цепи безопасности для гидравлического пресса) или подставки. один гидравлический коллектор с патронными клапанами. Как правило, пограничное ограждение представляет собой четырехсторонний многоугольник, использующий пунктирную линию с различными символами клапана, содержащимися внутри, как представление реальной гидравлической системы.

Третья наиболее часто встречающаяся линия — это простая пунктирная линия. Это линия с двойной функцией, представляющая как пилотную, так и дренажную линии. Пилотная линия как в представлении, так и в функциях использует гидравлическую энергию для подачи сигналов или управления другими клапанами. Умение понимать пилотные линии является ключом к пониманию передовых гидравлических схем. В качестве дренажной линии пунктирная линия просто представляет любой компонент с текучей средой утечки, требующий пути, представленного на чертеже.

Когда линии на схеме представляют шланги, трубы или трубы на машине, часто требуется, чтобы они пересекались или соединялись с другими трубопроводами.В случае соединенных гидравлических трубопроводов точка или узел добавляется к соединению на чертеже, чтобы показать, как они соединяются на машине. Линия, которая пересекается на чертеже, не обязательно должна пересекаться на машине, но требуется пояснение к чертежу, чтобы отличать пересекающиеся линии от линий, которые соединяются. Линии пересечения раньше показывались как прыжок или мост, но сейчас стандарт таков, что они просто пересекаются без драматизма.

Если мы станем немного более продвинутыми, чем ваша базовая линия, у нас есть три другие общие формы, используемые в гидравлических схемах.Это круг, квадрат и ромб. Девяносто девять процентов гидравлических символов используют один из этих трех в качестве основы. Насосы и двигатели любого типа изображены в круге, как и измерительные приборы. Клапаны любого типа используют в качестве начала основной квадрат. Некоторые из них представляют собой просто один квадрат, например, напорные клапаны, но другие используют три соединенных квадрата, например, с трехпозиционным клапаном. Ромбы используются для обозначения устройств для кондиционирования жидкости, таких как фильтры и теплообменники.

Квадрат применяется в основном для клапанов разного типа; Клапаны давления и направляющие клапаны являются наиболее распространенным применением.Один квадрат используется для каждого упрощенного клапана давления, который я могу придумать; предохранительные клапаны, редукционные клапаны, уравновешивающие клапаны, клапаны последовательности и т. д. Каждый клапан давления, за исключением редукционного клапана, мы называем нормально закрытым, который не пропускает жидкость в нейтральном состоянии. Клапаны должны открываться прямым или пилотным давлением, которое может возникать в любом месте в пределах настройки пружины.

Если мы сломаем символ предохранительного клапана, мы сможем увидеть еще несколько форм, которые ранее не обсуждались.Первый — это стрелка. В большинстве случаев стрелки не используются, и мы предполагаем, что жидкость может течь в любом направлении. В случае с нашим предохранительным клапаном жидкость протекает через него только в одном направлении, как мы можем видеть по вертикальной смещенной стрелке. Вторая стрелка предохранительного клапана нарисована по диагонали, что означает возможность регулировки. В этом случае пружина, на которую он накладывается, означает, что этот предохранительный клапан имеет пружину с регулируемыми настройками давления.

Предположим, что предохранительный клапан установлен на 2000 фунтов на квадратный дюйм. Вы заметите пунктирную линию, идущую снизу символа, закругляющую угол и прикрепленную к левой стороне.Эта пунктирная линия указывает на то, что клапан напрямую управляется давлением на его впускном отверстии, и что управляющая жидкость может воздействовать на клапан, нажимая стрелку вправо. На самом клапане, конечно, нет стрелки, но, как и в символах гидравлики, он просто представляет собой визуальную модель того, что происходит. Когда давление в пилотной линии приближается к 2000 фунтов на квадратный дюйм, стрелка нажимается, пока клапан не достигнет центра, позволяя жидкости проходить, что, в свою очередь, снижает давление до тех пор, пока на входе не будет 2000 фунтов на квадратный дюйм.

Редукционный клапан — единственный нормально открытый клапан давления в гидравлике.Как видите, он очень похож на предохранительный клапан, за исключением двух изменений символа. Во-первых, стрелка показывает, что поток течет в нейтральном положении, в то время как предохранительный клапан заблокирован. Во-вторых, он получает свой пилотный сигнал от клапана. Когда давление ниже по потоку поднимается выше значения настройки пружины, клапан закрывается, предотвращая попадание входящего давления в канал ниже по потоку, что позволяет давлению снова снизиться до значения ниже настройки давления.

В гидрораспределителях по-прежнему используются квадратные размеры, что видно по показанным тарельчатым клапанам 2/2 и соленоидным клапанам 4/3.Каждый конверт — или квадрат — представляет одно из возможных положений клапана. Тарельчатый клапан 2/2 не определяет, как перемещается клапан, но указывает, что он блокирует поток в одном положении и разрешает поток в другом. Клапан 4/3 показывает, что он блокирует весь поток в среднем (нейтральном) положении. Затем его можно сдвинуть влево или вправо, по существу, обратное течение потока из рабочих портов. Символы пружины расположены над каждым из символов соленоидов и представляют собой сдвоенные соленоиды с функцией центрирования пружины.

Круги обозначают насосы и двигатели в 90% используемых символов, а также могут использоваться в обратных клапанах или манометрах. Треугольные стрелки обозначают направление движения жидкости; у насосов он обращен наружу, а у двигателей — внутрь. Двигатели часто бывают двухоборотными и также имеют треугольник внизу, позволяющий жидкости входить в любой порт. Некоторые насосы также могут быть двигателями одновременно и, кроме того, могут быть двухоборотными, как показано на следующем символе.Обозначение насоса переменной производительности с компенсацией давления варьируется в широких пределах и иногда просто отображается стрелкой внутри круга. Этот конкретный пример — мой любимый, он несколько прост, хотя он может быть довольно сложным, показывая отдельные символы для различных компенсаторов, отверстий и / или пропорциональных клапанов.

Последняя основная форма, обычно используемая в гидравлической символике, — это ромб. Ромбы обозначают устройства кондиционирования, такие как фильтры, нагреватели или охладители.Вы можете представить, что пунктирная линия, разделяющая символ фильтра пополам, улавливает частицы, когда они проходят. Для кулера две направленные наружу стрелки представляют тепло, излучаемое кулером. Наконец, показан теплообменник типа жидкость-жидкость, показывающий путь входящей и исходящей текучей среды, которая отводит тепло из системы.

Основы гидравлической символики довольно просты, но я коснулся только поверхности. Есть много специализированных символов, обозначающих такие вещи, как электроника, аккумуляторы, различные цилиндры и шаровые краны, которые у меня нет возможности показать.Более того, каждый показанный мною символ представляет небольшую часть возможных модификаций каждого из них; существует, вероятно, сотня или больше способов изобразить гидравлический насос схематическим обозначением.

Наконец, способы комбинирования гидравлических символов для создания полной схемы, представляющей реальную машину, бесконечны. Я рекомендую вам потратить время на чтение гидравлических схем, чтобы интерпретировать символы, когда у вас есть время. Вы не только откроете для себя уникальные символы, но и найдете уникальные способы использования старых символов и компонентов в гидравлической цепи.

Как работает гидравлика | Наука гидравлики

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 августа 2020 г.

Какая связь между водой
пистолет и этот гигантский журавль? На первый взгляд, никакой связи. Но
подумайте о науке, стоящей за ними, и вы достигнете удивительного
вывод: водяные пистолеты и краны используют силу движущихся жидкостей
очень похожим образом. Эта технология называется гидравликой, и это
используется для питания всего, от автомобильных тормозов и мусоровозов до
рулевые и гаражные домкраты для моторных лодок.Давайте подробнее разберемся, как это работает!

На фото: этот кран поднимает свою гигантскую стрелу в воздух с помощью гидроцилиндра. Вы можете заметить здесь барана? Основная из них — сияние серебра на солнечном свете в центре картины.
Также имеются гидроцилиндры, поддерживающие стабилизаторы («аутригеры»): опоры, которые выступают возле колес и поддерживают кран у основания, когда стрела выдвинута (они выделены желтыми и черными предупреждающими полосами).

Нельзя раздавить жидкость!

Газы легко раздавить: все знают, как легко
это сжать воздушный шар.Твердые тела прямо противоположны.
Если вы когда-нибудь пытались сжать кусок металла или кусок
дерево, только пальцами,
вы поймете, что это практически невозможно. А как насчет жидкостей?
Где они вписываются? Вы, наверное, знаете, что жидкости — это
промежуточное состояние, немного похоже на твердые тела и немного на газы
в других. Теперь, когда жидкости легко перетекают с места на место, вы
можете подумать, что они будут вести себя как газы, когда вы устанете их сжимать.
Фактически, жидкости практически несжимаемы, как и твердые тела.По этой причине болит живот, если вы испортили свое погружение в
плавательный бассейн. Когда ваше тело врезается в бассейн, это потому, что
вода не может стекать вниз (как матрас или батут
будет) или достаточно быстро уйти с дороги. Вот почему прыжки с мостов
в реки может быть очень опасно. Если вы не нырнете правильно, прыжки
с моста в воду почти как на бетон.
(Узнайте больше о твердых телах, жидкостях и газах.)

Фото: Почему вода так быстро брызгает из шприца? Вы вообще не можете сжать жидкость, поэтому, если вы протолкнете воду через широкую часть шприца, сильно надавив на поршень внизу, куда пойдет эта вода? Он должен выбраться через верх.Поскольку верх намного уже низа, вода выходит на поверхность быстроходной струей. Гидравлика запускает этот процесс в обратном порядке, чтобы обеспечить более низкую скорость, но большую силу, которая используется для привода тяжелых машин. То же самое и с водяным пистолетом, который фактически представляет собой шприц в форме пистолета.

Тот факт, что жидкости не сжимаются легко,
невероятно полезно. Если вы когда-нибудь стреляли из водяного пистолета (или из сжимаемого
бутылка с жидкостью для мытья посуды, наполненная водой), вы использовали эту идею
уже.Вы, наверное, заметили, что нажимать на
спусковой крючок водного пистолета (или выжать воду из посуды для мытья посуды
бутылка). Когда вы нажимаете на спусковой крючок (или сжимаете бутылку), вы
приходиться довольно много работать, чтобы вытеснить воду через узкую
сопло. Вы действительно оказываете давление на воду — и
вот почему он брызгает с гораздо большей скоростью, чем вы двигаете
курок. Если бы вода не была несжимаемой, водяные пистолеты не работали бы
должным образом. Вы нажмете на спусковой крючок, и вода внутри будет просто
сжать в меньшее пространство — он не вылетит из сопла, как
вы ожидали.

Если водяные пистолеты (и сжимаемые бутылки) могут изменять силу и скорость, это означает (в строгих научных терминах) они работают так же, как инструменты и машины. Фактически, наука о водяных пистолетах приводит в действие некоторые из самых больших машин в мире — краны, самосвалы и экскаваторы.

Теоретическая гидравлика

Переверните водяной пистолет, и это
(грубо упрощено) что происходит внутри:

Фото: упрощенный вид гидравлической воды.
пистолет.

Когда вы нажимаете на спусковой крючок (показан красным), вы применяете относительно
большое усилие, которое перемещает спусковой крючок на небольшое расстояние.Потому что вода не будет
втиснуться в меньшее пространство, он проталкивается через тело
пистолет к узкой насадке и выстреливает с меньшей силой, но с большей
скорость.

Теперь предположим, что мы можем заставить водяной пистолет работать в обратном направлении. Если
мы могли стрелять жидкостью в сопло на большой скорости, вода
поток в обратном направлении, и мы сгенерируем
большое усилие, направленное вверх на спусковой крючок. Если бы мы увеличили масштаб нашего водяного пистолета
много раз мы
мог генерировать достаточно большую силу, чтобы поднимать предметы. Именно так
гидроцилиндр или домкрат.Если вы брызгаете жидкость через узкую
трубки на одном конце, вы можете заставить поршень подниматься медленно, но с большим
силы, на другом конце:

Фото: Как увеличить силу с помощью водяного пистолета
работает в обратном направлении.

Наука, лежащая в основе гидравлики, называется Паскаля.
Принцип
. По сути, потому что жидкость в трубе
несжимаемый, давление должно оставаться постоянным на всем протяжении его,
даже когда вы сильно нажимаете на него с одного или другого конца. Теперь давление
определяется как сила, действующая на единицу площади.Итак, если мы надавим
с небольшим усилием на небольшом участке, на узком конце трубки на
слева должна быть большая сила, действующая вверх на большую
поршень справа, чтобы давление оставалось равным. Вот как
сила увеличивается.

А как насчет энергии?

Другой способ понять гидравлику — подумать о энергии .

Мы уже видели, что гидроцилиндры могут дать нам больше силы или скорости, но они
не могут делать и то, и другое одновременно — и это из-за энергии.Посмотрите еще раз на изображение водяного пистолета вверху.
Если быстро надавить на узкую трубу (с небольшим усилием), плунжер на широкой трубе
поднимается медленно (с большой силой). Почему это могло быть? Основной закон физики называется
закон сохранения энергии гласит, что мы
не может сделать энергию из воздуха. Количество энергии, которое вы используете для перемещения поршня.
равна приложенной вами силе, умноженной на расстояние, на которое вы ее перемещаете. Если наш водяной пистолет
производит вдвое большую силу на широком конце, чем мы прилагаем к узкому концу, он может только
продвиньтесь наполовину.Это потому, что энергия, которую мы доставляем, давя вниз, переносится
прямо вокруг трубы до другого конца. Если то же количество энергии теперь должно двигаться вдвое больше силы,
он может переместить его только на половину расстояния за то же время. Вот почему более широкий конец движется медленнее
чем узкий конец.

Гидравлика на практике

В этом экскаваторе работает гидравлика.
Когда водитель тянет за ручку, двигатель экскаватора закачивает жидкость в
узкие трубы и кабели (показаны синим), заставляющие гидроцилиндры (показаны
красным) для расширения.Тараны немного похожи на велосипедные насосы, работающие в
обеспечить регресс. Если сложить несколько таранов, можно сделать копалку.
рука вытягивается и двигается так же, как у человека, только с гораздо большим
сила. Гидравлические цилиндры эффективно служат мускулами землекопа:

Фото: В этом экскаваторе работают несколько различных гидроцилиндров. Тараны обозначены красными стрелками.
и узкие, гибкие гидравлические трубы и кабели, которые их подводят, синего цвета.

Каждый поршень работает как водяной пистолет с дизельным двигателем, задним ходом:

Фото: Гидравлические цилиндры экскаватора крупным планом.

Двигатель перекачивает гидравлическую жидкость через одну из тонких трубок, чтобы вывести более толстый плунжер с гораздо большей силой, например:

Фото: Как гидравлический цилиндр увеличивает силу.

Вам может быть интересно, как гидроцилиндр может перемещаться как внутрь, так и наружу, если гидравлическая жидкость всегда толкает его в одном направлении.
Ответ в том, что жидкость не всегда движется одинаково. Каждый плунжер питается с противоположных сторон по двум отдельным трубам.
В зависимости от того, как движется жидкость, плунжер толкает внутрь или наружу, очень медленно и плавно, как показывает эта небольшая анимация:

Фото: Гидравлический цилиндр движется внутрь или наружу в зависимости от того, в каком направлении течет гидравлическая жидкость.

В следующий раз, когда вы будете в пути, посмотрите, сколько гидравлических машин вы сможете заметить. Вы можете быть удивлены, сколько
ими пользуются грузовики, краны, экскаваторы, самосвалы, экскаваторы, бульдозеры.
Другой пример: гидравлический кусторез на задней части трактора. Режущая головка должна быть прочной и тяжелой, чтобы прорезать живую изгородь и деревья, и водитель не может поднять или установить ее вручную. К счастью, гидравлическое управление делает все это автоматически: с несколькими гидравлическими соединениями, немного похожими на плечо, локоть и запястье, резак движется с такой же гибкостью, как человеческая рука:

Фото: Типичный гидравлический кусторез.

Скрытая гидравлика

Однако не все гидравлические машины настолько очевидны; иногда их гидроцилиндры скрыты от глаз.
Лифты («лифты») хорошо скрывают свою работу, поэтому не всегда очевидно, работают ли они традиционным способом (поднимаются и опускаются кабелем, прикрепленным к двигателю) или вместо этого используют гидравлику. В небольших лифтах часто используются простые гидроцилиндры, устанавливаемые непосредственно под лифтовой шахтой или рядом с ней. Они проще и дешевле традиционных лифтов, но потребляют немного больше энергии.

Двигатели — еще один пример, когда гидравлику можно скрыть от глаз. Традиционный
Электродвигатели используют электромагнетизм: когда электрический ток течет через катушки внутри них, он создает временную магнитную силу, которая толкает кольцо постоянных магнитов, заставляя вал двигателя вращаться.
Гидравлические моторы больше похожи на насосы, работающие реверсом. В одном примере, называемом гидравлическим мотор-редуктором, жидкость течет в двигатель по трубе, заставляя вращаться пару тесно сцепленных шестерен, прежде чем течь обратно через другую трубу.Одна из шестерен соединена с валом двигателя, который приводит в движение все, что двигатель запитывает, в то время как другая («холостой ход») просто свободно вращается, чтобы завершить механизм. Там, где традиционный гидроцилиндр использует силу перекачиваемой жидкости для толкания гидроцилиндра вперед и назад на ограниченное расстояние, гидравлический двигатель использует непрерывно текущую жидкость для вращения вала столько, сколько необходимо. Если вы хотите, чтобы двигатель вращался в обратном направлении,
вы просто меняете направление потока жидкости. Если вы хотите, чтобы он вращался быстрее или медленнее, вы увеличиваете или уменьшаете поток жидкости.

Рисунок: Упрощенный гидравлический мотор-редуктор. Жидкость (желтая) втекает слева, вращает две шестерни и вытекает вправо. Одна из шестерен (красная) приводит в действие выходной вал (черный) и машину, к которой подключен двигатель. Другая шестерня (синяя) — холостой ход.

Зачем использовать гидравлический мотор вместо электрического? Там, где мощный электродвигатель обычно должен быть действительно большим, такой же мощный гидравлический двигатель может быть меньше и компактнее, потому что он получает свою мощность от насоса, расположенного на некотором расстоянии.Вы также можете использовать гидравлические двигатели в местах, где электричество может быть нежизнеспособным или безопасным — например, под водой, или где существует риск возникновения электрических искр, вызывающих пожар или взрыв. (Другой вариант в этом случае — использовать пневматику — силу сжатого воздуха.)

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний
Бездыханный: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

Книги

Для младших читателей

Особенно подходят для детей 9–12 лет:

  • Можете ли вы почувствовать силу? Ричарда Хаммонда.Дорлинг Киндерсли, 2007/2015. Веселое введение в основы физики. (Я был одним из консультантов по этой книге.)
  • Сила и движение Питера Лафферти. Дорлинг Киндерсли, 2000. Хотя сейчас он довольно старый и, кажется, не обновлялся, его все еще легко найти в секонд-хенде. Одна из классических книг DK очевидцев, в ней много увлекательной истории, а также современной науки.
  • «Как все работает сейчас» Дэвида Маколея. ДК, 2016. Многие гидравлические машины разбираются и объясняются в этом классическом томе о принципах работы.
  • Как все работает: сила давления Эндрю Данн. Thomson Learning, 1993. Слегка устаревшая, но все же очень актуальная детская книга, которая связывает фундаментальные науки о жидкостях и давлении воды с такими повседневными машинами, как суда на воздушной подушке, пылесосы, отбойные молотки, автомобильные тормоза и лифты.
Для читателей постарше

Видео

Информационное
  • Гидравлические приводы от Vickers Hydraulics. Устаревшее, но довольно четкое видео, в котором объясняются основные гидравлические приводы, включая гидроцилиндры одностороннего и двустороннего действия и гидравлические двигатели.
Веселые проекты
  • Сделайте гидравлический рычаг от Mist8K. Гидравлический рычаг с приводом от шприца и электромагнитным захватом.
  • «Как сделать гидравлических боевых роботов», Лэнс Акияма. Один из проектов, описанных в книге Лэнса Rubber Band Engineer.
  • Как работает ножничный гидравлический подъемник от DRHydraulics. Это довольно четкая анимация, показывающая, как гидравлический насос заставляет лифт подниматься и опускаться. Было бы лучше, если бы мы могли видеть разрез цилиндра и то, как течет жидкость, но вы поняли идею.

Статьи

  • Посмотрите, как робот HyQReal тянет самолет. Автор Эван Акерман. IEEE Spectrum, 23 мая 2019 г. Возможно, роботы в основном электромеханические, но гидравлические компоненты становятся все более популярными.
  • Робот Disney с приводами воздух-вода демонстрирует «очень плавные» движения Эрико Гуиццо. IEEE Spectrum, 1 сентября 2016 г. Изучение робота, в котором используется сочетание гидравлики и пневматики.
  • Hydraulics может включать полноэкранный дисплей Брайля от Прии Ганапати.Wired, 30 марта 2010 г. Новый гидравлический механизм может сделать дисплеи Брайля дешевле, быстрее и доступнее.
  • Давление в гидравлике: Инженер, 24 февраля 2003 г. Почему гидравлика до сих пор остается таким популярным способом питания машин, когда электрическая энергия, на первый взгляд, проще и легче реализовать?

В чем разница между обозначениями гидравлических контуров?

Загрузите эту статью в формате PDF.

Гидравлические контуры состоят из цилиндров, клапанов, насосов и соединены гидравлическими трубами и трубками.Сложность этих компонентов трудно представить полностью, поэтому вместо них используются гидравлические схемы символов. Гидравлические символы дают четкое представление о функциях каждого гидравлического компонента. Многие конструкции гидравлических символов основаны на отраслевых стандартах, таких как DIN24300, ISO1219-1 или -2, ANSI Y32.10 или ISO5599. Хотя в идеале все гидравлические схемы должны использовать универсальные обозначения, на чертежах гидравлических схем можно найти различия в зависимости от компании и / или поставщика. Это связано с тем, что каждый хочет, чтобы его чертежи отличались от других чертежей, встречающихся в отрасли.

Символы, представляющие гидравлические компоненты, обычно отображают следующие характеристики: функция, методы срабатывания и возврата, количество соединений и положений переключения, общий принцип работы и упрощенное представление пути гидравлического потока. Характеристики, которые не включены для упрощения схемы, — это размер или размеры компонента, производитель деталей, работа портов, физические детали элементов, а также любые соединения или соединения, кроме соединений.Цель этого обновления — помочь определить некоторые из общепринятых основных символов, которые вы можете использовать для создания собственных рисунков и чтения рисунков из других источников.

На изображении выше показаны некоторые из наиболее распространенных символов, используемых для гидравлических контуров.

Гидравлические трубы

Гидравлические линии подачи изображены как отдельные прямые линии как для напорной, так и для обратной линии. Пилотные линии разнесения показаны пунктирными или пунктирными линиями.Они передают только подачу давления или небольшие пилотные потоки. Границы коллектора и сборки — это чередующиеся пунктирные линии. Они используются для определения физического предела групповых клапанов или оборудования. Линии шлангов нарисованы в виде дуги с точкой на каждом конце, чтобы указать точки их соединения. Точка также используется, чтобы показать, где пересекающиеся линии физически пересекаются друг с другом. Если линии пересекаются без точки, они не соединяются. Наконец, резервуар или открытая атмосферная точка отображается в виде символа чашки.

Шаровые краны и изоляторы

Двойные треугольники используются для обозначения шаровых кранов и запорных клапанов. Когда треугольники нарисованы черным цветом, клапан обычно закрыт, а прозрачный треугольник указывает на то, что клапан открыт. Круглый символ с двумя линиями под углом 90 градусов — это трехходовой шаровой кран. Символ показывает три соединения порта, а две соединенные линии показаны в нормальном положении. В середине круга могут быть показаны различные схемы подключения, чтобы обозначить варианты расположения и подключения.

Челночный клапан

В системах измерения нагрузки обычно используются челночные клапаны. Их конструкция гарантирует, что самое высокое давление всегда подается на верхнее соединение. На символе изображен шаровой клапан, и когда он сталкивается с двумя разными давлениями, шар будет двигаться в любом направлении, позволяя максимальному давлению течь в направлении верхнего соединения.

Обратные клапаны и запорные клапаны

Обратные клапаны пропускают поток только в одном направлении. Пример символа здесь показывает, что поток идет сверху вниз только тогда, когда давление превышает номинальное значение пружины.Обычная хорошая практика — записывать давление пружины рядом с обратным клапаном.

Обратные клапаны с пилотным управлением

В приведенном здесь примере символа пунктирная линия используется для обозначения пилотной линии. Пилотная линия используется для открытия обратного клапана и пропускания потока обратно через клапан. Нижний символ на изображении выше — это общий формат для обратного клапана с сэндвич-пластиной с двойным пилотным управлением. Они часто используются под гидрораспределителями CETOP.Когда давление прикладывается к одной стороне, свободное течение допускается в обоих направлениях. Но когда направляющий клапан закрыт и на него не подается давление, оба обратных клапана закрываются и удерживают нагрузку на месте.

Направляющие клапаны

Согласно ISO5599, порты на клапанах помечаются буквенной или цифровой системой. Вот список общих портов и их обозначения:

Для 4/2-ходового клапана предусмотрено четыре трубных соединения: порт нагнетания, порт возврата, порт A и порт B.«Положение 2» в 4/2-позиционном клапане означает, что клапан имеет два переключаемых положения, что означает, что он может находиться либо в положении A, либо в положении B. Для 4/3 позиционного клапана имеется четыре трубных соединения, но имеется три различных возможных положения переключения.

Типы активации клапана

Есть несколько способов активировать гидравлический клапан. Приведенные выше символы представляют собой различные способы активации клапана: электрический соленоид, пружина, электрический с гидравлическим пилотом, ручной аварийный, пропорциональный соленоид, ручной рычаг и ножное управление.

На изображении выше показан пример гидрораспределителя с пилотным управлением. Это большой нижний клапан с гидравлическим приводом и большим расходом. Он имеет небольшой пилотный клапан с электроприводом. Электромагнитные клапаны показывают гидравлический пилот, внешнее управляющее давление (X) и внешний сброс управляющего давления (Y). Символ указывает на открытое центральное давление (P) на возвратный (T) золотниковый клапан.

Гидравлические фильтры, водоохладители и аккумуляторы

Гидравлический фильтр выше показывает, что поток будет идти сверху из-за перепускного обратного клапана, показанного сбоку.Обратный клапан защищает контур от избыточного давления в случае засорения фильтра. Охладитель гидравлической воды пересекает гидравлическую трубу выше. Пути потока воды не показаны на символе, но могут быть указаны.

Изображения аккумуляторов на изображении выше указывают на разные этапы. Первый — это гидроаккумулятор и диафрагма для разделения сред. Второй — это газовый аккумулятор с баллоном для отделения сред. Третий — газовый гидроаккумулятор с поршнем.Наконец, четвертый аккумулятор — это запасной баллон.

Логические операторы

Логические клапаны доступны в нескольких различных вариантах. На изображении выше показаны четыре типичных случая. Все символы выше относятся к тарельчатому клапану с картриджем с направленным регулированием. Левое верхнее изображение имеет соотношение 1: 1. На это указывает прямая форма корпуса катушки / тарелки. У верхнего правого символа коэффициент площади равен или меньше 0,7. Внизу слева коэффициент площади больше 0.7. Правая нижняя часть имеет отношение площадей, равное или меньшее 0,7 с демпфирующим / дроссельным носиком.

Электроснабжение, блоки обслуживания, регулирующие клапаны и приводы

Остальные символы ниже являются обычным изображением источников энергии (например, насосов, компрессоров и ресиверов), сервисных узлов (например, осушителей, регуляторов, лубрикаторов), регулирующих клапанов (например, расхода и давления) и приводов (например, одностороннего действия и двойного действия). Эти компоненты являются движущей силой гидравлических контуров.Они регулируют давление, управляющий поток, а также направление гидравлического потока.

шасси

шасси

  • Системы шасси обеспечивают поддержку критических структурных нагрузок самолета во время руления, взлета и посадки
  • Несколько типов шасси были спроектированы для предполагаемой эксплуатации или желаемых характеристик
  • Шасси разной сложности, с различными компонентами и оборудованием, необходимыми для работы.
  • Подсистема шасси — тормозная система, которая механически останавливает самолет
  • В качестве критически важного компонента во время взлета, посадки и наземных операций существуют требования к обслуживанию.
  • Как и любая другая система, шасси может выйти из строя, что пилот должен быть готов идентифицировать и отреагировать на
  • Многие учебно-тренировочные самолеты имеют общие характеристики шасси, с которыми вы познакомитесь с
  • Хвостовое колесо (обычное)

  • Трехколесный велосипед

  • Гидросамолет

  • Лыжный самолет

  • Шасси обычно состоит из трех колес:
    • Два основных колеса (по одному с каждой стороны фюзеляжа)
    • Третье колесо, расположенное спереди или сзади самолета
  • Когда третье колесо расположено на хвосте, оно называется хвостовым колесом.
    • Эта конструкция обозначается как обычное шасси
  • Когда третье колесо расположено на носу, оно называется носовым колесом.
    • Эта конструкция обозначается как трехопорное шасси
  • Самолет также может быть оборудован поплавками для водных операций или лыжами для посадки на снег
  • Шасси подразделяются на четыре основные категории:
    • Шасси с задним колесом называется обычным или хвостовым колесом / тяговым колесом [Рис. 1]
    • Хвостовое шасси самолета имеет два основных колеса, прикрепленных к планеру впереди от его центра тяжести (CG), которые поддерживают большую часть веса конструкции
      1. Обеспечивает достаточный дорожный просвет для винта большего размера
      2. Более желательно для работы на неулучшенных полях
      1. С ЦТ, расположенным за основным шасси, управление самолетом этого типа становится более трудным при нахождении на земле.
        • Если пилот позволяет воздушному судну отклониться от курса, катясь по земле на низкой скорости, он или она может не иметь достаточного управления рулем направления, и CG попытается опередить основное шасси, что может привести к приземлению самолета. петля
      2. Отсутствие хорошей видимости вперед, когда хвостовое колесо находится на земле или рядом с ней
    • Эти неотъемлемые проблемы требуют специального обучения (Федеральное авиационное постановление 61.31) в самолете с хвостовым колесом требуется
    • Хвостовое колесо (обычное)

    • Шасси с передним колесом называется трехопорным шасси. [Рисунок 2]
    • Самолеты с трехопорным шасси имеют два основных колеса, прикрепленных к планеру позади , это ЦТ, которое поддерживает большую часть веса конструкции
    • Кроме того, носовое колесо обычно обеспечивает своего рода рулевое управление носовым колесом.
      1. Позволяет более интенсивно применять тормоза во время посадки на высоких скоростях, не вызывая при этом нос самолета более
      2. Обеспечивает лучшую видимость вперед для пилота во время взлета, посадки и руления.
      3. Он имеет тенденцию предотвращать образование петель (повороты) на земле, обеспечивая большую курсовую устойчивость во время наземных операций, поскольку ЦТ самолета находится впереди основных колес.
        • Передний ЦТ заставляет самолет двигаться вперед по прямой линии, а не по кольцу на земле
    • Трехколесный велосипед

    • Один или несколько понтонов или поплавков установлены под фюзеляжем для обеспечения плавучести [Рис. 3].
    • В отличие от этого летающая лодка, такая как Consolidated PBY Catalina, использует свой фюзеляж для обеспечения плавучести.
    • Гидросамолет любого типа может также иметь шасси, пригодное для использования на суше, что делает его самолет-амфибию.
    • Гидросамолет

    • Лыжный самолет

    • Лыжные самолеты используют лыжи для приземления на заснеженную взлетно-посадочную полосу [Рис. 4]
  • В зависимости от предполагаемой эксплуатации воздушного судна шасси могут быть:
    • Справочник пилота по авиационным знаниям,
      Стационарное шасси

    • Фиксированная передача упрощает конструкцию и эксплуатацию [Рис. 5]
      • Создает постоянное сопротивление, уменьшенное за счет использования крышки, называемой обтекателем.
    • Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям,
      Стационарное шасси

    • Справочник пилота по авиационным знаниям,
      Убирающееся шасси

    • Убирающееся шасси обтекает самолет, позволяя размещать шасси внутри конструкции во время крейсерского полета [Рис. 6]
    • Основными преимуществами возможности убрать шасси являются улучшенные характеристики набора высоты и более высокая крейсерская скорость за счет уменьшения лобового сопротивления.
    • Системы убирающихся шасси могут приводиться в действие гидравлически, электрически или могут использовать комбинацию двух систем.
    • Предупреждающие индикаторы предусмотрены в кабине, чтобы показать пилоту, когда колеса опущены и заблокированы, и когда они подняты и заблокированы, или если они находятся в промежуточном положении
      • Системы аварийного управления обеспечивают дополнительную безопасность
      • Увеличенная масса
      • Стоимость увеличена
      • Только для высокопроизводительных самолетов
    • Справочник пилота по аэронавигационным знаниям,
      Убирающееся шасси

      • Шасси, если оно убирающееся, может работать с электрическим или гидравлическим приводом.
        • В электрической системе уборки шасси используется двигатель с электрическим приводом для работы шасси
        • При переводе переключателя в кабине в положение ВВЕРХ срабатывает электродвигатель.
          • Через систему валов, шестерен, адаптеров, винта привода и торсионной трубки усилие передается на рычаги тормозной стойки
          • Шестерня убирается и блокируется
          • Стойки, которые открывают и закрывают дверцы редуктора, также активируются
        • При переводе переключателя в положение ВНИЗ двигатель реверсирует, шестерня опускается и блокируется.
        • После активации мотор-редуктор будет продолжать работать до тех пор, пока не сработает концевой выключатель верхнего или нижнего положения на коробке передач двигателя.
        • В гидравлической системе втягивания шасси используется гидравлическая жидкость под давлением для приведения в действие рычажных механизмов для подъема и опускания шасси
        • Когда переключатель перемещается в положение ВВЕРХ, гидравлическая жидкость направляется в линию передачи вверх
        • Жидкость течет через клапаны с последовательным управлением и блокираторы вниз к цилиндрам привода редуктора
        • Аналогичный процесс происходит при выдвижении шестерни
        • Насос, который нагнетает жидкость в системе, может быть с приводом от двигателя или с электрическим приводом.
        • При использовании насоса с электрическим приводом для нагнетания жидкости система называется электрогидравлической системой.
        • Система также включает гидравлический резервуар для хранения избыточной жидкости и обеспечения средств определения уровня жидкости в системе.
        • Независимо от источника питания гидравлический насос работает в определенном диапазоне
        • Когда датчик обнаруживает избыточное давление, предохранительный клапан в насосе открывается, и гидравлическое давление возвращается в резервуар
        • Предохранительный клапан другого типа предотвращает избыточное давление, которое может возникнуть в результате теплового расширения
        • Концевые выключатели также регулируют гидравлическое давление
        • Каждая передача имеет два концевых выключателя: один предназначен для выдвижения, а другой — для втягивания.
        • Эти переключатели обесточивают гидравлический насос после того, как шасси завершило цикл передачи
        • В случае отказа концевого выключателя срабатывает резервный предохранительный клапан для сброса избыточного давления в системе
      • Справочник по полету самолета,
        Рукоятка шасси

      • Руководство по пилотированию самолета, габаритные огни шасси

      • Переключатель в кабине управляет положением шасси
      • В большинстве самолетов переключатель передач имеет форму колеса, чтобы облегчить точную идентификацию и отличить его от других органов управления кабиной, таких как закрылки [Рис. 7].
      • Индикаторы положения шасси различаются в зависимости от марки и модели самолета, но в наиболее распространенных типах индикаторов положения шасси используется группа огней.
        • Один тип состоит из группы из трех зеленых огней, которые загораются, когда шасси опущено и заблокировано [Рис. 8]
        • Другой тип состоит из одного зеленого светового индикатора, указывающего на опущенное шасси, и желтого светового индикатора, указывающего на поднятое шасси.
        • Тем не менее, другие системы включают красный или желтый свет, чтобы указать, когда снаряжение находится в пути или небезопасно для посадки
        • Фонари обычно относятся к типу «нажмите на испытание», и лампы взаимозаменяемы.
      • Другие типы индикаторов положения шасси состоят из индикаторов табуляции с маркировкой «ВВЕРХ», чтобы указать, что шасси поднято и заблокировано, дисплея из красных и белых диагональных полос, показывающих, когда шасси разблокировано, или силуэта каждой шестерни. чтобы указать, когда он фиксируется в нижнем положении
      • Справочник по полетам на самолете, пункты проверки

      • Убирающиеся шасси из-за своей сложности требуют тщательного осмотра перед каждым полетом [Рис. 9].
      • Осмотр должен начаться из кабины
      • Пилот должен сначала убедиться, что переключатель выбора шасси находится в положении GEAR DOWN
      • Затем пилот должен включить главный выключатель аккумуляторной батареи и убедиться, что индикаторы положения шасси показывают, что шасси выключено и заблокировано.
      • Внешний осмотр шасси должен состоять из проверки отдельных компонентов системы.
        • Шасси, колесные арки и прилегающие участки должны быть чистыми, без грязи и мусора
        • Загрязнение переключателей и клапанов может вызвать ложные световые сигналы безопасности или прервать цикл выдвижения до того, как шасси полностью опустится и заблокируется.
        • В колесных арках не должно быть препятствий, так как посторонние предметы могут повредить шестерню или помешать ее работе
        • Изогнутые дверцы редуктора могут указывать на возможные проблемы с нормальной работой редуктора
        • Убедитесь, что амортизаторы накачаны надлежащим образом и что поршни чистые.
        • Основная шестерня и механизмы подъема и опускания передней шестерни должны быть проверены на общее состояние
        • Источники питания и механизмы втягивания должны быть проверены на общее состояние, очевидные дефекты и надежность крепления
        • Гидравлические трубопроводы необходимо проверить на наличие признаков истирания и утечек в точках крепления
        • Микровыключатели системы предупреждения (выключатели приседания) должны быть проверены на чистоту и надежность крепления
        • Приводные цилиндры, звездочки, универсалы, ведущие шестерни, рычаги и любые другие доступные компоненты должны быть проверены на состояние и очевидные дефекты
        • Конструкция самолета, к которой прикреплено шасси, должна быть проверена на предмет перекосов, трещин и общего состояния
        • Все болты и заклепки должны быть в целости и сохранности
      • Справочник по полетам для самолета,
        Выключатели безопасности шасси

      • Большинство самолетов с убирающимся шасси имеют звуковой сигнал, предупреждающий о шасси, который будет звучать при настройке самолета для посадки, когда шасси не опущено и не заблокировано.
      • Обычно звуковой сигнал связан с положением дроссельной заслонки или закрылка и / или индикатором воздушной скорости, так что, когда самолет находится ниже определенной воздушной скорости, конфигурации или настройки мощности с убранным шасси; прозвучит предупредительный звуковой сигнал
      • Такие устройства могут предотвратить случайное втягивание шасси, например, механические фиксаторы опускания, предохранительные выключатели и заземляющие замки.
      • Механические фиксаторы вниз являются встроенными компонентами системы втягивания шестерни и автоматически приводятся в действие системой втягивания шестерни.
      • Защитные выключатели с электронным управлением предотвращают случайное срабатывание фиксаторов вниз и непреднамеренное втягивание шасси, когда самолет находится на земле.
      • Выключатель безопасности шасси, иногда называемый выключателем приседания, обычно устанавливается в кронштейне на одной из стоек амортизатора основного шасси [Рис. 10].
      • Когда вес самолета сжимает стойку, переключатель размыкает электрическую цепь двигателя или механизма, который приводит в действие втягивание.
      • Таким образом, если переключатель шасси в кабине находится в положении ВТЯНУТЬ, когда вес находится на шасси, шасси останется в выдвинутом состоянии, а звуковой сигнал может звучать как предупреждение о небезопасном состоянии.
      • Однако, как только вес снимается с шасси, например, при взлете, предохранительный выключатель срабатывает, и шестерня втягивается.
      • Многие самолеты оснащены дополнительными устройствами безопасности для предотвращения разрушения шасси, когда самолет находится на земле.
      • Эти устройства называются заземляющими замками
      • Одним из распространенных типов является штифт, устанавливаемый в совмещенные отверстия, просверленные в двух или более элементах опорной конструкции шасси.
      • Другой тип — подпружиненный зажим, предназначенный для крепления и удержания вместе двух или более элементов опорной конструкции.
      • Все типы заземляющих замков обычно имеют постоянно прикрепленные к ним красные ленты, указывающие на установку.
      • Справочник по полету самолета,
        Ручка выпуска шасси

      • Справочник по полету самолета,
        Сжатый газ

      • Справочник по полету самолета,
        Шатун шасси

      • Система аварийного выдвижения опускает шасси в случае отказа основной системы питания
      • Некоторые самолеты имеют ручку аварийной разблокировки в кабине, которая соединяется с замками переключения передач через механическое соединение.
      • При работе с ручкой она освобождает фиксаторы вверх и позволяет шестерням свободно падать или выдвигаться под их весом [Рис. 11]
        • Из-за ветрового потока могут применяться ограничения воздушной скорости, чтобы гарантировать блокировку шестерни при выдвинутом положении
      • Разблокировка верхнего фиксатора может быть выполнена с помощью сжатого газа, направленного на цилиндры разблокировки верхнего фиксатора [Рис. 12].
      • В некоторых самолетах проектные конфигурации делают аварийное выдвижение шасси только за счет силы тяжести и воздушных нагрузок невозможным или непрактичным, поэтому в аварийной ситуации требуется принудительное выдвижение шасси.
      • Некоторые установки позволяют либо гидравлическую жидкость, либо сжатый газ, обеспечивающий необходимое давление, в то время как другие используют ручную систему, такую ​​как ручная рукоятка для выдвижения аварийного механизма [Рис. 13]
      • Гидравлическое давление для аварийной работы шасси поступает от вспомогательного ручного насоса, аккумулятора или гидравлического насоса с электрическим приводом, в зависимости от конструкции самолета.
        • Шасси следует убрать после отрыва, когда самолет достиг высоты, на которой в случае отказа двигателя или другой аварийной ситуации, требующей прерывания взлета, самолет больше не сможет приземлиться на взлетно-посадочную полосу.
          • Убирание шасси должно быть запланировано заранее с учетом длины взлетно-посадочной полосы, градиента набора высоты, требований к высоте пролета препятствий, характеристик местности за пределами взлетно-посадочной полосы и характеристик набора высоты конкретного самолета.
          • Шасси нельзя убирать до достижения положительной скорости набора высоты
        • Если самолет не набрал положительной скорости набора высоты, всегда есть вероятность, что он снова выйдет на взлетно-посадочную полосу с убранным шасси.
          • Это особенно актуально в случае преждевременного отрыва
        • Пилоту также следует помнить, что наклон вперед, чтобы дотянуться до переключателя шасси, может привести к случайному давлению вперед на вилку, что приведет к снижению самолета.
        • По мере того, как шасси убирается, скорость полета увеличивается, а угол тангажа самолета может измениться.
          • Шестерне потребуется несколько секунд, чтобы втянуться и привыкнуть к звукам и ощущениям от нормального втягивания шестерни, так что любая ненормальная работа шестерни может быть легко различима
        • Звуки и ощущения, связанные с втягиванием и блокировкой шасси (а также с выдвижением и блокировкой), уникальны для конкретной марки и модели самолета.
          • Ненормальное втягивание шасси чаще всего является явным признаком того, что цикл выдвижения шасси также будет ненормальным
        • Справочник по полету самолета,
          Таблички с экипировкой

        • Рабочие нагрузки, прикладываемые к шасси при более высоких скоростях полета, могут вызвать повреждение конструкции из-за сил воздушного потока.
        • Предельные скорости (не указаны на индикаторе воздушной скорости), таким образом, устанавливаются для работы коробки передач, чтобы защитить компоненты коробки передач от перенапряжения во время полета.
        • Они опубликованы в Руководстве по полетам / Руководстве пилота для конкретного самолета и обычно указаны на табличках в кабине экипажа [Рис. 14]
          • Максимальная посадочная расширенная скорость (V LE ) — это максимальная скорость, с которой самолет может лететь с выпущенным шасси.
          • Максимальная рабочая скорость шасси (V LO ) — это максимальная скорость, с которой шасси может работать в течение своего цикла
        • Пилоты выдвигают шасси, переводя переключатель передач в положение GEAR DOWN
        • По мере выдвижения шасси скорость полета будет уменьшаться, а угол тангажа может увеличиться.
        • В течение нескольких секунд, необходимых для выдвижения шасси, пилот должен внимательно следить за любыми необычными звуками или ощущениями.
        • Пилот должен подтвердить, что шасси выдвигается и блокируется, по обычному звуку и ощущениям от работы системы, а также по индикаторам положения шасси в кабине.
        • Шасси должно быть выпущено к тому времени, когда самолет достигнет точки на участке по ветру, противоположной точке предполагаемой посадки.
        • Пилот должен установить стандартную процедуру, состоящую из определенного положения на участке по ветру, в котором следует опустить шасси.
          • Эксплуатация самолета, оснащенного убирающимся шасси, требует целенаправленного, осторожного и постоянного использования соответствующего контрольного списка
          • При движении по ветру пилот должен взять за правило заполнять контрольную ведомость шасси для этого самолета.
        • Стандартизация:
          • Поддерживает мышечную память, не забывая понижать передачу
          • Повышает осведомленность пилота о состоянии шасси, проверяя перед посадкой
        • Если иное не предусмотрено приемлемыми методами эксплуатации, завершите посадочный крен и освободите взлетно-посадочную полосу перед тем, как задействовать какие-либо рычаги или переключатели, особенно закрылки, поскольку это позволяет пилоту сосредоточить внимание на контрольном списке после посадки и определить надлежащие органы управления.
        • Это обеспечит срабатывание предохранительных выключателей, отключив систему втягивания шасси.
        • Пилоты, переходящие на самолеты с убирающимся шасси, должны знать о некоторых типичных ошибках, которые приводят к несчастным случаям:
          • Забыть (пренебречь) выдвинуть шасси
          • Нечаянная уборка шасси
          • Включение передачи, но не удалось проверить положение передачи
          • Неправильное использование системы аварийного переключения
          • Шестерня убирающаяся преждевременно на взлете
          • Слишком поздно выдвигать шестерню
        • Чтобы свести к минимуму вероятность поломки шасси, пилоты должны:
          • Используйте соответствующий контрольный список
            • Табличка с кратким контрольным списком, видимая пилоту, служит напоминанием и простой справкой
          • Знать и периодически пересматривать процедуры аварийного выдвижения шасси для конкретного самолета.Ознакомьтесь с системой звукового сигнала и световой сигнализации шасси для конкретного самолета. Используйте систему звукового сигнала для перекрестной проверки системы сигнальной лампы при обнаружении небезопасного состояния.
          • Просмотрите процедуру замены лампочек в индикаторах световых индикаторов шасси для конкретного самолета, чтобы можно было правильно заменить лампочку и определить, исправна ли лампочка на дисплее. Проверьте наличие запасных ламп в запасных лампах самолета в рамках предполетного осмотра
          • Знать и осознавать звуки и ощущения от правильно работающей системы шасси
  • Существуют различные детали, рычаги и шланги, которые необходимы для того, чтобы шасси выполняло свою функцию, в том числе:
    • Стойки передают ударные нагрузки при посадке, взлете и рулении на конструкцию самолета
    • Существует три типа стоек шасси:
      • Банджи-стойки медленно распределяют усилия на планер с приемлемой скоростью, чтобы уменьшить любую тенденцию к подпрыгиванию
      • Банджи-стойки медленно распределяют усилия на планер с приемлемой скоростью, чтобы уменьшить любую тенденцию к подпрыгиванию
      • Стойки Oleo состоят из масла и воздуха (обычно азота)
      • Поршень поглощает удар во время работы
      • Масло амортизирует удары при посадке
      • Air поглощает удары такси
    • Рулевое управление обычно осуществляется с помощью педалей руля направления, но на более крупных самолетах используются отдельные органы управления.
    • Управляемое носовое или хвостовое колесо позволяет управлять самолетом во время всех операций на земле
    • Управляемые колеса соединены с рулями тросами или тягами, а самоустанавливающиеся колеса могут свободно поворачиваться.
      • В обоих случаях самолет управляется с помощью педалей руля направления
    • Самолет с самоустанавливающимися колесами может потребовать от пилота совмещения использования педалей руля направления с независимым использованием тормозов
    • Amazon, Буксировочное устройство для самолета

    • Буксирные крюки прикрепляются к самолету для лучшего управления самолетом во время буксировки по земле [Рис. 15].
    • Очень важно не забыть снять буксирную балку перед взлетом! вот почему
  • Амазонка, Tigerchocks

  • Тормоза необходимы для замедления самолета после приземления на взлетно-посадочной полосе до скорости, с которой он может повернуть на рулежную дорожку.
  • В большинстве современных самолетов тормозами являются дисковые тормоза.
    • Они состоят из нескольких колодок с гидравлическим приводом (называемых колодками суппорта), прижатых друг к другу с вращающимся диском (называемым ротором) между ними.
    • Подушечки оказывают давление на ротор, который вращается вместе с колесами
    • В результате повышенного трения о ротор колеса по своей природе замедляются и перестают вращаться.
    • Диски и тормозные колодки изготовлены либо из стали, как в автомобиле, либо из углеродного материала, который меньше весит и может поглощать больше энергии
    • Поскольку тормоза самолетов используются в основном во время посадки и должны поглощать огромное количество энергии, их срок службы измеряется не в милях, а в посадках.
  • Обычно располагается только на главной передаче
  • Применяется с помощью ручного управления или ножных педалей (носок или пятка)
  • Ножные педали работают независимо и обеспечивают дифференциальное торможение и могут дополнять рулевое управление передним / задним колесом при наземных операциях.
  • Дисковые тормоза, наиболее распространенные на кроссовках
  • Большинство тормозных систем имеют гидравлический привод
  • Воздушные тормоза могут использоваться для замедления самолета при посадке и в полете.
  • Торможения, контролируемые верхней частью педали руля направления для приложения давления
  • Стояночный тормоз помогает удерживать тормоз включенным во время работы на рампе, как и противооткатные упоры самолета [Рис. 16].
  • Сервисные шины с воздушным компрессором или азотом почти для каждого самолета гражданской авиации
    • Коммерческим самолетам требуется азот для компенсации низких температур на высоте, повышения стабильности давления в шинах и общей физической целостности
  • Считайте любые признаки неисправности действительными
  • Пилот не должен перерабатывать шасси, если сигналы или звуки указывают на неисправность.
  • Рассмотрите возможность приземления на аэродром с помощью аварийно-спасательной службы при аварии
  • Перед посадкой исчерпайте все возможности для устранения проблемы (техобслуживание, УВД, любые другие инструкторы).
    • Рассмотрите возможность использования всего топлива, чтобы снизить риск возгорания.
  • После приземления оставайтесь на взлетно-посадочной полосе и свяжитесь с отделом технического обслуживания, чтобы проверить снаряжение, прежде чем оно будет рулиться или отбуксировано обратно на рампу.
    • Когда шасси не убирается после взлета, пилот должен оставить шасси в вытянутом состоянии.
      • Попытка принудительно убрать шасси может привести к застреванию шасси в убранном положении
    • Диспетчерская вышка или другой самолет может подтверждать положение шасси
    • Если шасси кажется заблокированным, полет может быть продолжен с пониженными характеристиками.
    • Рассмотреть наличие аварийно-спасательных служб в пункте назначения в случае возникновения новой чрезвычайной ситуации
    • Рассмотрите возможность проверки шасси перед рулением после посадки
    • Когда шасси не выдвигается, пилот должен попытаться вручную выдвинуть шасси
    • Если требуется посадка с повышением передачи, следует рассмотреть вариант покрытия вместо покрытия.трава для более плавного приземления (без неровностей и т. д.
    • Рассмотреть наличие аэропортов с необходимыми услугами после аварийной посадки
    • Трехколесный велосипед с управляемым носовым колесом
    • Амортизация, обеспечиваемая трубчатыми стойками основного шасси из пружинной стали и воздушно-масляной стойкой амортизатора носовой части
    • Каждая главная передача оборудована тормозом дискового типа с гидравлическим приводом на внутренней стороне каждого колеса
    • Каждый тормоз соединен гидравлическими линиями с главным цилиндром, который прикреплен к каждой педали руля направления пилота.
    • Эффективное рулевое управление достигается за счет рулевого управления носовым колесом с помощью педалей руля направления (земля)
    • Носовое колесо поворачивается примерно на 10 ° с каждой стороны от центра
    • Применение левого или правого тормоза приводит к дифференциальному торможению
    • Минимальный радиус поворота при использовании дифференциальных тормозов составляет около 27 футов
    • Шасси трехопорное убирающееся
    • С гидравлическим приводом от реверсивного насоса с электрическим приводом
    • Операция занимает около 7 секунд
    • Имеет рычаг выдвижения аварийного переключения передач для выравнивания давления в системе
    • Носовое колесо подпружинено во время свободного падения
    • Передняя шестерня с возможностью поворота по дуге 30 ° с каждой стороны от центра
    • WARNING GEAR UNSAFE отображается, когда:
      • Увеличение передачи и уменьшение мощности ниже давления в коллекторе примерно 14 дюймов,
      • Селектор передач ВВЕРХ на земле с дроссельной заслонкой в ​​положении задержки, или
      • Закрылки выпущены более чем на 10 ° без опускания шасси и заблокированы
    • Предупреждающий звуковой сигнал с частотой 90 Гц
    • В главной передаче используются однодисковые гидравлические тормоза Cleveland
    • Сломаны пальцев ног и стояночный тормоз используют отдельные цилиндры, но общий резервуар
  • Следуйте установленным процедурам и практике, чтобы не отвлекаться, что может привести к приземлению с поднятым шасси.
  • Читайте также:
  • Шасси также можно использовать для увеличения скорости снижения за счет увеличения лобового сопротивления
  • Все еще что-то ищете? Продолжить поиск:

2.9 Гидравлические схемы — Гидравлика и электрическое управление гидравлическими системами

Обсудите преимущества и недостатки представления гидравлических компонентов с помощью графических, вырезанных и схематических символов.

Проведите различие между рабочей, пилотной и дренажной линиями и покажите, как эти линии изображены схематически.

Различение схематически подключенных и неподключенных проводников жидкости

Опишите корпус и схематическое его изображение.

Опишите, какую жидкость (жидкости) эти цвета представляют на гидравлической схеме.

Красный

Синий

Желтый

Оранжевый (2)

Зеленый (2)

фиолетовый

Определите назначение этих общих форм на гидравлической схеме:

Круг

Площадь

Алмаз

Косая стрела

Определите первичный двигатель. Нарисуйте схематический символ двигателя и двигателя внутреннего сгорания.

Определите насос. Нарисуйте схематический символ для насоса постоянного рабочего объема, насоса переменного рабочего объема, насоса переменного рабочего объема с компенсацией давления и ручного насоса. Различайте эти типы насосов.

Определите назначение слива корпуса и начертите условное обозначение.

Определите муфту. Нарисуйте схематический символ вала, соединяющего первичный двигатель и насос.

Определите резервуар.Нарисуйте схематический символ резервуара с атмосферным / вентилируемым резервуаром и резервуара под давлением.

Определите гидравлический двигатель. Нарисуйте схематический символ.

Определите гидроцилиндр. Нарисуйте схематический символ для гидроцилиндра двустороннего действия, цилиндра одностороннего действия с выдвижной пружиной, втягиваемого с помощью пружины, цилиндра одностороннего действия с выдвижной пружиной и втягивания с гидравлическим приводом и гидроцилиндра одностороннего действия. Обсудите, как эти цилиндры выдвигаются и втягиваются. Опишите назначение вентиляционного отверстия на цилиндре одностороннего действия.

Нарисуйте схематический символ для двухстержневого цилиндра, тандемного / дуплексного цилиндра, телескопического цилиндра и усилителя.

Нарисуйте схематический символ цилиндров двустороннего действия с фиксированной подушкой на выдвижении, фиксированной подушкой при втягивании и фиксированной подушкой при выдвижении и втягивании. Проделайте то же самое с различными подушками.

Определите назначение клапана сброса давления и нарисуйте схематический символ.

Определите назначение разрывной мембраны и нарисуйте схематический символ.(см. лекцию по предохранительному клапану)

Определите назначение гидрораспределителя. Нарисуйте схематический символ следующих гидрораспределителей и обсудите использование этих клапанов:

2-позиционный, 2-ходовой, пружина гидрораспределителя с электромагнитным приводом смещена в положение NC с ручным дублированием

2-позиционный, 3-ходовой, управляемый вручную пружина гидрораспределителя смещена в положение, при котором от A до T

2-позиционный, 4-ходовой, соленоидный гидрораспределитель с фиксаторами, с перекрестным соединением и прямолинейным положением

3-х позиционный 4-ходовой гидрораспределитель с ручным приводом, пружина центрирована в закрытом центральном положении с прямым сквозным соединением и положением перекрестного соединения

Различия между закрытым, тандемным, плавающим и открытым центральным положениями.Нарисуйте условные обозначения.

Укажите назначение обратного клапана, пилотного клапана для открытия обратного клапана, пилотного клапана для закрытия обратного клапана, обратного клапана дроссельного / диафрагменного типа и ручного запорного клапана. Нарисуйте схематический символ этих устройств и обсудите, как работают эти клапаны.

Определите назначение клапана управления потоком и нарисуйте схематический символ для следующих устройств: клапан управления постоянным потоком, клапан управления переменным потоком, клапан управления переменным потоком с байпасом обратного клапана, клапан управления переменным потоком с компенсацией давления с байпасом обратного клапана, давление и регулирующий клапан с температурной компенсацией и байпасом обратного клапана.Для регулирующих клапанов с байпасом обратного клапана укажите направление свободного и регулируемого потока.

Определите назначение клапана регулирования давления и нарисуйте схематический символ для следующих устройств: предохранительный клапан, клапан последовательности, редукционный клапан, уравновешивающий клапан, разгрузочный клапан.

Обсудите, как следующие характеристики помогают в идентификации клапанов регулирования давления:

Пилотная линия

Деактивировано

Обратный клапан перепускной

Внутренний и внешний сток

Местоположение и воспринимаемая функция

Определите назначение и общий принцип работы аккумулятора и нарисуйте схематический символ заряженного газом аккумулятора, подпружиненного аккумулятора и взвешенного аккумулятора.Обсудите все меры безопасности, касающиеся аккумуляторов.

Определите назначение и нарисуйте схематический символ для следующих устройств: манометр / манометр, быстроразъемные контрольные отверстия, реле давления (гидравлическое и электрическое), датчик давления, расходомер, концевой выключатель, магнитный бесконтактный выключатель (гидравлический и электрический)

Определите назначение и начертите схематический символ для следующих устройств: фильтр, фильтр с байпасом обратного клапана, нагреватель, охладитель, охладитель с жидким теплоносителем, охладитель с газовым теплоносителем.Обсудите назначение противотока в теплообменниках.

Определите гидроагрегат (HPU). Определите устройства, которые обычно встречаются в HPU.
Определите назначение и нарисуйте схематический символ поворотной гидравлической муфты.

Гидравлические и пневматические схемы и схемы P&ID

Диаграммы и схемы

Fluid требуют независимой проверки, поскольку в них используется уникальный набор символов и условных обозначений.

Диаграммы и схемы

Fluid требуют независимой проверки, поскольку в них используется уникальный набор символов и условных обозначений.

Диаграммы и схемы мощности жидкости

Другая символика используется при работе с системами, работающими с гидравлическим приводом. Гидравлическая энергия включает в себя газовую (например, воздух) или гидравлическую (например, воду или масло) движущуюся среду. Некоторые символы, используемые в гидравлических системах, такие же или похожие на уже обсужденные, но многие из них полностью отличаются.

Гидравлические системы питания делятся на пять основных частей:

  • Насосы,
  • Резервуары,
  • Приводы,
  • Клапаны

  • и
  • линий.
Насосы

В широкой области гидравлической энергии используются две категории символов насосов в зависимости от используемой движущей среды (например, гидравлическая или пневматическая). Основной символ насоса — это круг, содержащий одну или несколько стрелок, указывающих направление (а) потока, причем точки стрелок соприкасаются с кругом.

Гидравлические насосы показаны сплошными стрелками. Пневматические компрессоры представлены полыми стрелками. На рисунке 19 представлены общие символы, используемые для насосов (гидравлических) и компрессоров (пневматических) в диаграммах гидравлической мощности.

Рисунок 19 Обозначения гидравлического насоса и компрессора

Резервуары

Резервуары служат местом для хранения движущей среды (гидравлической жидкости или сжатого газа). Хотя символы, используемые для обозначения резервуаров, сильно различаются, некоторые условные обозначения используются для обозначения того, как резервуар обрабатывает жидкость.

Пневматические резервуары обычно представляют собой простые резервуары, и их символика обычно представляет собой разновидность цилиндра, показанного на рисунке 20.

Гидравлические резервуары могут быть гораздо более сложными с точки зрения того, как жидкость поступает в резервуар и удаляется из него.Для передачи этой информации были разработаны условные обозначения. Эти символы показаны на Рисунке 20.

Рисунок 20 Обозначения резервуара Fluid Power

Привод

Привод в гидравлической системе — это любое устройство, которое преобразует гидравлическое или пневматическое давление в механическую работу. Приводы классифицируются как линейные и поворотные.

Линейные приводы имеют некоторую форму поршневого устройства. На рисунке 21 показаны несколько типов линейных приводов и их графические обозначения.

Рисунок 21 Символы для линейных приводов

Поворотные приводы обычно называются двигателями и могут быть фиксированными или регулируемыми. Некоторые из наиболее распространенных символов вращения показаны на Рисунке 22. Обратите внимание на сходство между символами вращающихся двигателей на Рисунке 22 и символами насосов, показанными на Рисунке 19.

Разница между ними в том, что острие стрелки касается круга в насосе, а конец стрелки касается круга в двигателе.

Рисунок 22 Обозначения поворотных приводов

Трубопровод

Единственная цель трубопроводов в гидравлической энергетической системе — транспортировать рабочую среду под давлением из одной точки в другую.Символы для различных линий и оконечных точек показаны на рисунке 23.

Рисунок 23 Обозначения линий электропередачи с жидкостью

Клапаны

Клапаны — самые сложные символы в гидравлических системах. Клапаны обеспечивают контроль, необходимый для обеспечения направления движущейся среды в нужную точку, когда это необходимо. Для схем гидравлических систем требуется гораздо более сложная символика клапанов, чем для стандартных P&ID, из-за сложных клапанов, используемых в гидравлических системах.

В типичном P&ID клапан открывает, закрывает или дросселирует технологическую жидкость, но редко требуется для направления технологической жидкости каким-либо сложным образом (трех- и четырехходовые клапаны являются частыми исключениями). В гидравлических силовых системах клапан обычно имеет от трех до восьми труб, прикрепленных к корпусу клапана, при этом клапан может направлять текучую среду или несколько отдельных текучих сред в любом количестве комбинаций входных и выходных путей потока.

Символы, используемые для обозначения гидравлических клапанов, должны содержать гораздо больше информации, чем стандартные символы P&ID клапана.Чтобы удовлетворить эту потребность, символика клапана, показанная на следующих рисунках, была разработана для P & ID гидравлической энергии.

На рис. 24, в разрезе, показан пример внутренней сложности простого гидравлического клапана. На рисунке 24 показан четырехходовой / трехпозиционный клапан и его работа для изменения потока жидкости. Обратите внимание, что на рисунке 24 оператор клапана не обозначен, но, как и стандартный клапан технологической жидкости, клапан может управляться диафрагмой, двигателем, гидравликой, соленоидом или ручным оператором.

Гидравлические силовые клапаны при электрическом управлении от соленоида втягиваются в обесточенном положении. При подаче питания на соленоид клапан переключится на другой порт. Если клапан приводится в действие не соленоидом, либо является многопортовым клапаном, информация, необходимая для определения того, как клапан работает, будет предоставлена ​​на каждом чертеже или на сопровождающей его надписи.

Рисунок 24 Работа клапана

Обратитесь к Рис. 25, чтобы увидеть, как клапан на Рис. 24 преобразуется в полезный символ.

Рисунок 25 Разработка символа клапана

На рисунке 26 показаны символы различных типов клапанов, используемых в гидравлических системах.

Рисунок 26 Обозначения гидравлического силового клапана

Чтение диаграмм мощности жидкости

Используя ранее обсуждавшуюся символику, теперь можно прочитать диаграмму мощности жидкости. Но прежде чем читать несколько сложных примеров, давайте посмотрим на простую гидравлическую систему и преобразуем ее в диаграмму гидравлической мощности.

Используя рисунок на Рисунке 27, в левой части Рисунка 28 перечисляются все детали и их символ гидравлической энергии.В правой части рисунка 28 показана гидравлическая диаграмма, которая представляет рисунок на рисунке 27.

Рисунок 27 Простая гидравлическая система питания

Рисунок 28 Линейная диаграмма простой гидравлической системы питания

С пониманием принципов, используемых при чтении диаграммы гидравлической мощности, любую диаграмму можно интерпретировать. На рисунке 29 показана диаграмма, которая может встретиться в инженерной сфере.

Чтобы прочитать эту диаграмму, будет представлена ​​пошаговая интерпретация того, что происходит в системе.

Рисунок 29 Типовая диаграмма мощности жидкости

Первый шаг — получить общее представление о том, что происходит. Стрелки между A и B в правом нижнем углу рисунка указывают на то, что система предназначена для зажатия или зажима некоторого типа детали между двумя секциями машины. Гидравлические системы часто используются в прессах или других приложениях, где обрабатываемая деталь должна удерживаться на месте.

Поняв базовую функцию, можно провести подробное изучение схемы с помощью пошагового анализа каждой пронумерованной локальной области на схеме.

МЕСТНЫЙ НОМЕР 1

Обозначение открытого резервуара с сетчатым фильтром. Сетчатый фильтр используется для очистки масла перед его поступлением в систему.

МЕСТНЫЙ НОМЕР 2

Насос постоянного вытеснения с электрическим приводом. Этот насос обеспечивает гидравлическое давление в системе.

МЕСТНЫЙ НОМЕР 3

Обозначение предохранительного клапана с отдельным манометром. Предохранительный клапан приводится в действие пружиной и защищает систему от избыточного давления. Он также действует как разгрузочный клапан для сброса давления, когда цилиндр не работает.Когда давление в системе превышает заданное значение, клапан открывается и возвращает гидравлическую жидкость обратно в резервуар. Манометр показывает, какое давление находится в системе.

МЕСТНЫЙ НОМЕР 4

Составное обозначение 4-ходового 2-позиционного клапана. Кнопка PB-1 используется для активации клапана путем подачи питания на соленоид S-1 (обратите внимание, что клапан показан в обесточенном положении). Как показано, гидравлическая жидкость высокого давления направляется из порта 1 в порт 3, а затем в нижнюю камеру поршня.Это приводит в движение и удерживает поршень в локальной области №5 во втянутом положении. Когда поршень полностью втянут и гидравлическое давление увеличивается, разгрузочный (сбросной) клапан поднимается и поддерживает давление в системе на заданном уровне.

Когда PB-1 нажат, а S-1 запитан, 1-2 порта выровнены, а 3-4 порта выровнены. Это позволяет гидравлической жидкости попадать в верхнюю камеру поршня и опускать его. Жидкость из нижней камеры стекает через отверстия 3-4 обратно в резервуар.Поршень будет продолжать движение вниз до тех пор, пока не будет отпущен PB-1 или не будет достигнут полный ход, после чего разгрузочный (сбросной) клапан поднимется.

МЕСТНЫЙ НОМЕР 5

Приводной цилиндр и поршень. Цилиндр предназначен для приема жидкости в верхнюю или нижнюю камеры. Система спроектирована таким образом, что при приложении давления к верхней камере нижняя камера выравнивается для слива обратно в резервуар. Когда давление прикладывается к нижней камере, верхняя камера выравнивается так, что она стекает обратно в резервуар.

Типы диаграмм мощности жидкости

Можно использовать несколько видов диаграмм, чтобы показать, как работают системы. Понимая, как интерпретировать рисунок 29, читатель сможет интерпретировать все следующие диаграммы.

Графическая диаграмма показывает физическое расположение элементов в системе. Компоненты представляют собой контурные чертежи, на которых показана внешняя форма каждого элемента. Графические рисунки не показывают внутренних функций элементов и не представляют особой ценности для обслуживания или устранения неисправностей.На рисунке 30 показана графическая диаграмма системы.

Рисунок 30 Наглядная диаграмма мощности жидкости

На схеме в разрезе показано как физическое расположение, так и работа различных компонентов. Обычно он используется в учебных целях, поскольку объясняет функции и показывает, как устроена система. Поскольку для этих диаграмм требуется очень много места, они обычно не используются для сложных систем.

На рисунке 31 показана система, представленная на рисунке 30, в формате разреза и показаны сходства и различия между двумя типами диаграмм.

Рисунок 31 Схема мощности жидкости в разрезе

На схематической диаграмме используются символы для обозначения элементов системы.