Устройство и принцип работы
От обычного накопителя гидроаккумулятор отличает более сложное устройство, которое заметно расширяет его функционал.
- металлического корпуса;
- внутренней мембраны;
- ниппеля;
- патрубка для воды.
Мембрана разделяет емкость на две части, одна предназначена для воды, а во вторую подкачивают воздух или инертный газ. В результате жидкость внутри устройства находится под определенным давлением. Это позволяет регулировать напор воды в системе.
О том, для чего нужен гидроаккумулятор, сможет рассказать каждый, кто хотя бы раз сталкивался с проблемой низкого напора в системе. Иногда задачу решают с помощью повышающего насоса, но ГА — более эффективный вариант.
Внутри гидроаккумулятора находится мембрана¸ которая разделяет устройство на две части: для воды и для воздуха, поэтому ГА также называют мембранным баком
Его устанавливают в системе после насоса на наружном или внутреннем водопроводе, конкретная схема зависит от характеристик системы. Вода поступает в емкость и накапливается там, при этом благодаря мембране внутри создается давление, необходимое для нормальной эксплуатации автономного водоснабжения с безотказной подачей воды в краны.
Обычный накопитель не гарантирует подходящих характеристик давления для водопровода, так как напор создается только из-за разницы в высоте расположения точки забора воды и емкости с водой. А вот с ГА не нужно поднимать бак на чердак или эстакаду, так как можно подкачать воздух, чтобы создать желаемый напор.
Современная техника, например, машинка-автомат, гидромассаж, джакузи, посудомоечная машина, способна функционировать только при нормативных значениях давления в водопроводной сети. Да и обычный душ удобнее принимать, когда поток воды достаточно сильный, а не течет слабой струйкой.
Гидроаккумулятор обязательно используют в комплекте с реле давления, которое управляет насосом, подающим воду из скважины, колодца и т.п., и манометром, предназначенным для контроля и отслеживания рабочих параметров независимого водоснабжения.
Реле давления и манометр нужны для автоматизации работы насоса¸ а фильтры очищают воду от ненужных примесей и защищают гидроаккумулятор от повреждений
Реле настраивают таким образом, чтобы по достижении выбранного пользователем давления насос включался и отключался. Когда в гидроаккумулятор наберется достаточное количество воды, и давление достигнет максимальной заданной точки, насос выключится. Этот показатель по понятным причинам называют давлением отключения.
В процессе использования воды давление в баке постепенно уменьшается. Когда оно достигает минимального заданного значения (это так называемое давление включения), насос начинает работать. Вода поступает в емкость, давление растет, достигает предела, после чего насос отключается.
Затем вода снова убывает из бака, когда хозяева дома открывают кран, давление падает, реле запускает насос и т.д. Если исключить из этой цепочки ГА и реле, насосное оборудование будет включаться каждый раз при открывании крана. Такое использование дорогостоящей техники нерационально, поскольку ресурс ее работы ограничивается определенным количеством включений-выключений.
Гидробак может поставляться как отдельный агрегат или в составе насосной станции. В первом случае его подключают к погружному насосу через реле давления
Кроме того, насос подает воду стремительно, что может обернуться таким явлением как гидроудар. Для водопровода этакие нагрузки нежелательны, они могут повредить трубы. А гидроаккумулятор — это прочное устройство, которое станет буфером и защитит систему от нежелательного воздействия.
Наконец, гидробак позволяет создать некоторый запас воды. Даже при отсутствии электроэнергии какое-то время можно будет пользоваться водой, хранящейся в ГА. Конечно, это не такой большой запас, как в накопителе, но и он может оказаться очень полезным.
Гидроаккумулятор – устройство и назначение
Современный гидравлический аккумулятор функционирует совместно с ГСВ и используется для скапливания энергии посредством особого насоса при его недогрузке с последующей отдачей всего накопленного потенциала или его части за непродолжительный период времени, в течение которого на насос приходятся нагрузки, превышающие его мощность.
Монтируется гидроаккумулятор в непосредственной близости от заднего левого колеса на рукаве. Сверху агрегат закрыт тонкостенным кожухом, внутри которого находится подвижной цилиндр, поршень, зафиксированный на штоке, подсоединённом к передней крышке, и пружина, поджимающая цилиндр.
В нижней части гидроаккумулятора имеется небольшое отверстие, используемое для сливания излишков рабочей жидкости и закрытое пробкой. На кожух приварена специальная скоба для крепления гидроаккумулятора. Масса устройства без рабочей жидкости составляет чуть более 5,5 кг.
Поскольку аккумуляторная пружина сжимается до усилия в 200 кгс, при отворачивании болтов на передней крышке следует удерживать аккумулятор строго в горизонтальном положении и направлять крышку от себя.
Экономия энергии и ресурсов
Использование гидроаккумуляторов в гидравлической системе позволяет значительно сэкономить энергию и ресурсы. Это происходит благодаря следующим преимуществам:
1. Снижение потребления энергии: Гидроаккумуляторы позволяют снизить энергозатраты на работу гидравлической системы. Они компенсируют колебания давления, которые возникают при работе насоса и двигателя, и сохраняют лишнюю энергию для последующего использования. Это уменьшает нагрузку на насос и позволяет существенно снизить энергопотребление системы в целом.
2. Увеличение срока службы оборудования: Гидроаккумуляторы позволяют снизить износ гидравлического оборудования, так как они сглаживают резкие перепады давления
Это особенно важно для систем, в которых работает много движущихся частей, таких как насосы, клапаны и цилиндры. Уменьшение напряжений на элементы системы не только повышает их срок службы, но и снижает потребность в ремонте и замене
3. Уменьшение шума и вибрации: Гидроаккумуляторы снижают уровень шума и вибраций, вызванных работой гидравлической системы. Они поглощают колебания и стуки, которые могут возникать при изменении давления в системе
Это особенно важно в чувствительных рабочих окружениях, где нежелательны какие-либо помехи и перебои в работе оборудования
В итоге, использование гидроаккумуляторов в гидравлической системе позволяет существенно экономить энергию и ресурсы, повышая эффективность работы системы и увеличивая срок службы оборудования.
Определение и предназначение
Гидроаккумулятор (ГА) зачастую называют гидравлическим или расширительным мембранным баком. Его не стоит путать с простой накопительной емкостью. Он выглядит как металлический герметический бидон овальной формы с толстыми стенками и с эластичным баллоном или перегородкой внутри, где образуются две камеры – с водой и воздухом, – что создает определенное давление.
Для лучшего понимания, что такое гидроаккумулятор необходимо ознакомиться с его функциями:
- обеспечивает стабильное давление в трубах. При одновременном открытии нескольких кранов исключает падение напора, компенсируя его за счет своих ресурсов, а также обеспечивает стабильную температуру вместе с водонагревателем
- защищает водонасос от износа, уменьшая нагрузку на него, так как его циклы включения становятся реже. После открытия водопроводного крана он будет активирован, только когда резерв в емкости иссякнет. Норма включений в час уменьшиться, создав тем самым их запас и увеличив срок эксплуатации
- исключает гидроудары
- обеспечивает автономность системы на некоторое время после отключения питания. Пользователи всегда будут обеспечены запасом воды в зависимости от вместимости оборудования, что актуально для частных домов
Существуют такие виды приборов:
- для холодной или горячей воды (соответственно, синий или красный корпус), универсальные, специально для отопления
- промышленные или пищевые (отличаются материалом мембраны)
- в зависимости от конструкции: пневматически и механические (грузовые, пружинные)
Механические ГА используются редко, они сложные в установке и эксплуатации. Силу сжатия в них создает груз, установленный на определенной высоте, или пружина. Пневматические образцы с мембраной внутри эффективнее, автономнее и проще в эксплуатации. Именно их обычно монтируют для колодцев.
Значение для автономных источников с насосами
Вот зачем нужен гидроаккумулятор для насосных станций. Нормальный режим работы помпы, обеспечивающий длительную бесперебойную работу – 20 – 30 включений в час. Даже при минимальном падении напора реле включит ее и выключит при восстановлении уровня. При этом утечка компенсируется насосом моментально и при самом незначительном расходе воды он активируется, работая почти вхолостую, быстрее исчерпывая свой ресурс.
Гидроаккумулятор описанный принцип действия системы совершенствует. Он формирует нужный запас жидкости и компенсирует ее расход, исключая холостую работу, а также сглаживает резкие скачки давления при включении.
Как подключить реле гидроаккумулятора?
Реле гидроаккумулятора – блок с винтами и пружинами, позволяющий настроить минимальный уровень давления, при котором насос включится, и максимальный, при котором он выключится. Настройка осуществляется заворачиванием винтов. Разница в давлении между включением и выключением должна составлять 2 бар.
Кабель питания насоса подключается непосредственно к реле. Для этого в нём расположен набор клемм или розетка 220 В. Схема подключения кабеля насоса к клеммам идёт в комплекте с реле. К моделям с розеткой достаточно просто подключить шнур насоса.
После этих процедур реле уже устанавливается в систему. Перед началом монтажа выключите реле из розетки.
Улучшение точности и плавности
Использование гидроаккумулятора в гидравлической системе позволяет значительно улучшить точность и плавность ее работы. Гидравлические системы, особенно в мобильных и промышленных приложениях, часто сталкиваются с проблемами, связанными с неравномерностью движения или скачками в рабочем процессе.
Гидроаккумулятор, который представляет собой резервуар, наполненный газом под давлением с жидкостью, может сгладить эти колебания и обеспечить более точное и плавное функционирование системы. При этом, когда гидроаккумулятор разряжен, он может накапливать избыточное давление, которое потом будет использоваться для компенсации колебаний гидравлической системы.
Благодаря гидроаккумулятору, возникающие при неравномерном движении скачки в системе снижаются, что приводит к более точным и плавным операциям. Это позволяет улучшить качество работы системы, снизить износ и увеличить ее срок службы.
Также использование гидроаккумулятора позволяет более точно контролировать скорость, усилие и направление перемещения гидравлического привода, что особенно важно для работы с чувствительными материалами или точных движений в автоматизированных процессах
Как выбрать гидроаккумулятор для насоса
Первое, на что стоит обратить внимание, что бак не заполняется водой полностью, основное пространство занимает мембрана и воздух под давлением, вода закачивается в бак в объеме не более 40% от емкости сосуда. Существует расчет гидробака по формулам, по частоте включения насоса и различным коэффициентам, весь этот материал Вы найдете без труда на просторах инета
Не вдаваясь в них и пользуясь значительным опытом, можно сказать с уверенностью, что:
— поверхностный насос мощностью до 1000 Вт комплектуется баком объемом 24 литра.
— поверхностный насос мощностью выше 1 кВт выгоднее комплектовать 50 литровым баком.
— погружной насос до 500 Вт достаточным вариантом будет гидробак объемом 24 литра
— погружной насос до 1 кВт комплектуется 50 литровым гидроаккумулятором
— 1,5 кВт и выше — 80 или 100 литров соответственно.
До трех точек водоразбора, с количеством домочадцев 2-3 человека, достаточным будет бак в 50 литров. Если семья больше, то стоит задуматься о приобретении 100 литрового варианта. Этого должно хватить на три-четыре водоразборных точек: мойка на кухне до 8 литров в минуту, ванная комната – 8-12 литров в минуту, и туалет (в зависимости от унитаза) – 6-18 литров в минуту. В повседневной жизни, расширительные аккумуляторы емкостью 24-50 литров без труда обеспечивают в хозяйственной воде небольшую семью, с одной-двумя точками водоразбора.
Гидроаккумулятор – устройство и назначение
Монтируется гидроаккумулятор в непосредственной близости от заднего левого колеса на рукаве. Сверху агрегат закрыт тонкостенным кожухом, внутри которого находится подвижной цилиндр, поршень, зафиксированный на штоке, подсоединённом к передней крышке, и пружина, поджимающая цилиндр.
В нижней части гидроаккумулятора имеется небольшое отверстие, используемое для сливания излишков рабочей жидкости и закрытое пробкой. На кожух приварена специальная скоба для крепления гидроаккумулятора. Масса устройства без рабочей жидкости составляет чуть более 5,5 кг.
Поскольку аккумуляторная пружина сжимается до усилия в 200 кгс, при отворачивании болтов на передней крышке следует удерживать аккумулятор строго в горизонтальном положении и направлять крышку от себя.
Какими бывают гидроаккумуляторы?
Различают устройства вертикальные и горизонтальные, их по-разному устанавливают. Обычно баки емкостью до 50 л располагают горизонтально, а объемом побольше — вертикально, чтобы не занимали много места. На эффективность это не влияет. Можно выбирать такую модель, которая будет удобнее в эксплуатации и подойдет для места, где ее будут ставить.
Общий объем гидробака и количество воды, которое он может вместить, это разные показатели. Емкость выбирают в зависимости от характеристик водопроводной системы
В вертикальных и горизонтальных моделях для отведения воздуха из той части, в которую накачан воздух или газ, предусмотрен ниппель — воздушный клапан. Использовать его очень просто.
Расположен он у всех видов гидробаков со стороны, противоположной установки фланца, предназначенного для подключения оборудования к водоснабжению.
Мембранные баки с красным корпусом предназначены для систем ГВС или для отопления. Их нужно использовать строго по назначению
Цвет емкости обычно бывает голубым или синим, в отличии от красных расширительных баков для отопления. Они не взаимозаменяемые, для изготовления мембраны используются разный материал. В “холодных” гидробаках применяют пищевую резину.
Кроме того, гидроаккумуляторы синего цвета могут переносить более высокое давление, чем устройства для отопления и ГВС. Нельзя использовать такие емкости не по назначению, они быстро выйдут из строя.
В вертикально ориентированных ГА вода подается снизу, а лишний воздух удаляют по необходимости сверху, стравливая его через ниппель. В горизонтальных вариантах как подача воды, так и стравливание воздуха производится сбоку.
Резьбовое соединение для подключения к водоснабжению всегда одного размера, это 1 1/2 дюйма. Резьба для подсоединения мембраны может быть внутренней или наружной. Размеры их тоже унифицированы, внутренняя резьба стандартно равно 1/2 дюйма, наружная — 3/4 дюйма. Это важный момент, поскольку для надежного подключения нужно, чтобы размеры патрубка и водопроводной трубы совпадали.
Если планируется организация независимой системы водоснабжения, нужно знать, как устроен обычный гидроаккумулятор для воды. Следует сразу определиться с вариантами подключения к водопроводу и способами удаления воздуха, если давление превысит нормативное значение, а также со схемами подсоединения к системе.
Импортные модели ГА выглядят очень презентабельно, но они не всегда подходят для эксплуатации в местных условиях. Перед покупкой такого устройства следует изучить отзывы
Следует помнить, что они изначально проектировались под условия страны, где были произведены, а они не всегда совпадают с местными реалиями. Условия эксплуатации могут оказаться слишком сложными для западных моделей, поэтому имеет смысл поискать вариант от отечественного производителя, который и по стоимости может оказаться более привлекательным.
Принцип действия устройства и его влияние на гидросистему
Пришло самое время разобрать принцип работы гидроаккумулятора более подробно. Итак, в процессе зарядки жидкость посредством зарядного клапана проникает внутрь аккумулятора, соединяющего свою рабочую полость с нагнетательной линией в насосе при снижении давления ниже нормы, и отключающего насос при достижении максимально высокого давления зарядки. Вследствие давления жидкости происходит сжатие пружины с её сдвигом в сторону сжатия, что способствует накоплению энергии. В момент соединения рабочей полости и силового цилиндра происходит разжатие пружины и выброс жидкости в полость потребителя. Гидравлические аккумуляторы пружинного типа обладают довольно небольшой ёмкостью, вследствие чего их применение возможно лишь при давлении не превышающем 10 МПа (100 кгс/см2).
При неравномерной работе гидравлической системы трактора, включение гидроаккумулятора позволяет снизить пульсирование давления, возникающего вследствие проблем в работе насоса, с одновременным увеличением КПД последнего.
Помимо этого, гидроаккумулятор, выступая в роли присоединённой ёмкости, в некоторой степени сглаживает возникающие гидравлические удары.
Возможно также использование этих агрегатов в системах с гидропневматическим спуском, что даёт возможность поддерживать стабильные показатели давления в пределах нагнетательного гидравлического комплекса с насосами нерегулируемого типа.
Зачем нужен гидроаккумулятор?
Одной из основных функций гидроаккумулятора является поддержание постоянного давления в гидравлической системе. Он позволяет подавать жидкость с определенным давлением, не зависимо от колебаний нагрузки и скорости движения
Это особенно важно при работе системы с переменной нагрузкой, которая может вызвать скачки давления и нестабильность работы
Гидроаккумулятор также способен гасить гидравлические удары, которые могут возникать при резком изменении скорости движения или смене направления в системе. Он позволяет погасить повышенное давление, защищая при этом систему от повреждений и износа. Это особенно актуально в системах, где требуется точное и плавное управление движением, например, в автоматических системах управления.
Кроме того, гидроаккумуляторы могут использоваться для хранения запасной энергии. Они могут быть заряжены при работе гидравлической системы с низким давлением и отдавать энергию при повышенных требованиях. Это позволяет повысить эффективность работы системы, особенно в автоматических и нагруженных системах, где требуется больше энергии для выполнения работы.
В целом, гидроаккумулятор является неотъемлемой частью гидравлической системы, обеспечивая стабильность работы, защиту от ударных нагрузок и дополнительную энергию. Правильно выбранный и установленный гидроаккумулятор может значительно улучшить эксплуатационные характеристики и долговечность системы.
| Преимущества гидроаккумулятора |
|---|
| Сглаживает давление в системе |
| Обеспечивает постоянную подачу жидкости |
| Гасит гидравлические удары |
| Хранение запасной энергии |
Особенности использования ГВС и гидроаккумулятора
После того, как будет достигнута максимальная глубина обработки, необходимо отжать рукоять до положения «ГСВ включен». Достигнув конца гона управляющий элемент гидроувеличителя нужно перевести в позицию «ГСВ выключен».
Регулировка проводится в начале работы на определённом участке поле и меняется лишь при переезде на новый участок, либо же при затуплении рабочих агрегатов.
При транспортировке трактора, управляющую рукоять гидроусилителя необходимо перевести в позицию «Заперто».
Заключение
Гидроаккумулятор являет собой важнейший элемент гидравлического комплекса, качество работы которого во многом определяет и общую продуктивность самого трактора. Именно поэтому, следует внимательно следить за его состоянием, вовремя проводя все профилактические и ремонтные работы.
Давление в гидроаккумуляторе 24 литра
Часто можно услышать вопрос, какое давление в гидроаккумуляторе 24 литра нужно поддерживать? А если бак большой, то, какое давление в гидроаккумуляторе 50 литров, или 100 литров? Отвечая на этот вопрос, можно утвердительно ответить, что давление в баке никак не зависит от объема бака. Именно поэтому, давление воздуха в гидроаккумуляторе на 50 литров и даже на 150 литров необходимо поддерживать на абсолютно одинаковых значениях.
Все дело в том, что гидроаккумулятор для систем водоснабжения работает совместно с насосным оборудованием. Соответственно систему водоснабжения мы настраиваем так, чтобы при открытии крана, насос включился и вода потекла. При закрытии крана, соответственно мы хотим, чтобы насос выключился. За такой комфорт отвечает маленькое, незаметное устройство – реле давления или датчик протока:
Реле давления отслеживает, простите за каламбур, давление. Так вот, при закрытии крана, насосная станция продолжает работать, нагнетая давление воды в трубах водоснабжения. Достигая определенного значения, реле, размыкает контакты и насос выключается. Значение давления, конечно может быть разным, но как минимум не превышать порога разрыва труб, трубных соединений, или же гидравлической части насоса.
Обычно, давление в системе водоснабжения загородного дома считается вполне достаточным в 2,5 атмосферы. Давления всего 2-х атмосфер вполне хватит для: душевых процедур, помыть посуду, других повседневных нужд и устойчивой работы стиральной машины. Таким образом, отвечая на вопрос, какое давление в гидроаккумуляторе необходимо поддерживать, с уверенностью можно сказать, – любое ниже порога срабатывания реле давления, иначе насос выключится быстрее, чем будет закачен гидроаккумулятор.
Одно из правил гасит, что правильное давление, выставленное в баке, должно быть ниже порога на 10%. Домовладельцы обычно немного перестраховываются и выставляют значение ниже на 12 – 15%. Стандартные настройки, выставляемые на заводе, как правило, составляют 1,5 атмосферы для любого бака. Со временем, давление в сосуде немного падает, так как есть допустимые потери через золотник. Подкачать бак можно обычным велосипедным качком, предварительно слив полностью из него воду.
Типы установки гидроаккумуляторов
Вертикальный гидроаккумулятор
Горизонтальный гидроаккумулятор
- вертикальный
- горизонтальный
В вертикальных гидроаккумуляторах скопление воздуха происходит в верхней части. Для его удаления используется клапан, отделяющий воздух.
В горизонтальных гидроаккумуляторах для удаления воздуха используется ниппель, краны или дополнительные сливы, служащие для стравливания воздуха порядка одного раза в месяц.
Давление газа между баком и мембраной, которое и обеспечивает поддержание давления в системе водоснабжения, нужно проверять 2-3 раза в год.
Процесс же удаления скопления воздуха из небольших гидроаккумуляторов происходит при полном опорожнении устройства. Для этих целей в конструкции имеется шаровой кран. Также примерно один раз в неделю можно отключать электропитание устройства и стравливать воздух вручную, открывая любой из кранов, предельно близко расположенных к устройству гидроаккумулятора. Достигнуть оптимального эффекта возможно путем нескольких повторений открытия и закрытия крана и соответственно подключения электропитания к насосу.
Типы конструкций и их устройство
В зависимости от используемого насоса и расположения насосной станции, в быту применяются гидроаккумуляторы горизонтальной и вертикальной установки.
Такие типы формовки позволяют вписать их в пространство любого технического помещения. Устанавливать агрегат нужно с расчетом на его удобное обслуживание. Нужно предусмотреть доступ для ремонта и, при необходимости, слива воды.
Наиболее рационально подключение горизонтальных гидробаков к наружным насосам, а вертикальных – к погружным, но в любом случае окончательное решение надо принимать на месте в зависимости от параметров всей системы.
В работе агрегатов принципиальных отличий нет. Разница в способе стравливания лишнего воздуха, который скапливается во время эксплуатации в водопроводной системе. При больших объемах воды, проходящей через накопитель, из нее выделяется растворенный воздух. Он может создавать воздушные пробки и затруднять работу системы.
В конструкциях с вертикальным расположенным цилиндром отверстие с клапаном находится в верхней части агрегата, т.к. воздух собирается в верхней части цилиндра. В горизонтальных гидробаках обычно такого устройства нет. Требуется дополнительный монтаж трубопровода из шарового крана, сливной трубки и ниппеля.
В накопителях объемом до 100 л устройств для выпуска воздуха нет. Лишний газ удаляется после полного слива воды.