Пневмогидроаккумулятор что это такое


Пневмогидроаккумуляторы принцип работы технические параметры

Пневмогидроаккумулятор АРХ, АРФ, АПГ-Б

Предназначены для накопления и отдачи энергии рабочей жидкости посредством сжатия газа. Применяются в гидравлических системах металлорежущих станков, манипуляторов, горно-шахтного оборудования, кузнечно-прессовых, подъемно-транспортных, сельскохозяйственных и других машин для сглаживания пульсации, работы в насосно-аккумуляторных станциях, длительной выдержки под давлением при отключенном источнике питания, гашения гидроударов, в качестве компенсатора утечек и др.

По разделению сред делятся: с поршневым разделителем (АРХ, АРФ)и эластичным разделителем -резиновым баллоном (АПГ-Б, АПГ-Т).

По способу крепления: хомутами, фланцами, скобами, зажимными кольцами в вертикальном положении пневмоклапанов вверх.

Имеют две рабочие камеры: газовую и жидкостную. Газовая камера заряжается техническим азотом 2-го сорта по ГОСТу 9293.

Рабочая жидкость - минеральные масла вязкостью 20...500сСт,с температурой 0...60ºС и окружающей средой от -30ºС до +60ºС . Класс чистоты рабочей жидкости не грубее 14 по ГОСТу 17216.

Пневмогидроаккумуляторы АПГ-Т работают на водной эмульсии, разрешенной к применению в шахтных условиях. Температура эмульсии +5ºС до +50ºС при температуре окружающей среды от +1ºС до +50ºС.

Климатическое исполнение: УХЛ4 - для районов с умеренным и холодным климатом; 04- для районов с тропическим климатом; УХЛ5 - для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью.Категория размещения - 4.

Пневмогидроаккумуляторы могут быть оснащены предохранительным устройством, комплектом принадлежностей для зарядки газом и контроля степени зарядки.

  Наименование Описание  
Пневмогидроаккумулятор АРХ 16/320

цена

Заказать

Порядок установки

Проверить ПГА на отсутствие повреждений, которые могут возникнуть при транспортировке или другим причинам.

Крепление ПГА рекомендуется производить в вертикальном положении пневмоклапанном вверх, с помощью хомутов, скоб, зажимных колец.

Поршневые ПГА фланцевого исполнение ( литерой «Ф» в обозначении) крепятся на горизонтальной плоскости за фланец.

Запрещается установка ПГА путем приварки к его элементам каких-либо деталей.

ПГА устанавливать в легко доступном месте, обратить внимание на надежность его крепления в случаях повреждения трубопроводов или других авариях. Не должны также закрываться фирменные таблички.

При использовании ПГА в качестве гасителя колебаний давления или расхода и гидроударов, устанавливать его по возможности ближе к источнику.

Подключение ПГА к гидросистеме производить после зарядки газом.

Крепление крышек возможно двумя способами: стопорными кольцами или гайками, воспринимающими давление от рабочей среды и фланцев, удерживающих крышки через болты от погружения внуть гильзы. Уплотняется с помощью резинового кольца.

www.ugm74.com

Пневмогидроаккумуляторы - основа современного гидропривода

Автор: инж. Мариан Гавлик

Одним из основных узлов гидропривода современных машин являются пневмогидроаккумуляторы. Их используют в качестве основных, дополнительных и аварийных источников энергии, обеспечивающих надежность и долговечность работы гидропривода, снижение требуемой мощности насосного узла, рекуперацию мощности в машинах цикличного действия, уменьшение размеров и стоимости элементов гидросистемы, повышение КПД и др. Проблемам углубленного изучения рабочих процессов, разработкой уточненных методик расчета и проектирования, совершенствованию производства и серийным выпуском всей востребованной номенклатуры гидроаккумуляторов и занимаются уже более 40 лет специалисты и ученые немецкой компании HYDAC.

Из всех видов самыми распространенными являются пневмогидроаккумуляторы, которые используют в качестве источников энергии, для демпфирования колебаний давления и компенсации пиковых расходов рабочей жидкости, для гидравлической разгрузки насосов, компенсации утечек при выдержке под давлением, в энергосберегающих системах рекуперативного типа и т.п. Традиционно ведущими странами, в которых разработкой и изготовлением пневмогидроаккумуляторов занимаются свыше 40 фирм (в каждой), являются США и Германия. Все работы, проводимые по пневмогидроаккумуляторам (в дальнейшем – ПГА), можно объединить в два основных направления. Работы первого направления посвящены повышению энергетической эффективности ПГА за счет детального изучения и совершенствования его рабочего процесса, максимального использования конструктивных параметров, разработки газовых накопителей энергии новых типов и более глубокого использования их физических свойств. Цель второго направления - совершенствование конструкции ПГА и его элементов, повышение надежности, улучшение технологических и эксплуатационных качеств, снижение материалоемкости ПГА. Рис .1. Классификация ПГА:

В имеющихся классификациях ПГА не отражены отмеченные направления их развития и разнообразие принципиальных решений по определяющим признакам. Классификация ПГА, представленная на рис. 1, восполняет этот пробел. В качестве основных определяющих признаков приняты тип газовой полости и тип разделителя сред.

Из всего возможного многообразия пневмогидроаккумуляторов компания HYDAC производит следующие типы:

  • баллонные гидроаккумуляторы;
  • поршневые гидроаккумуляторы;
  • мембранные гидроаккумуляторы;
  • жидкостные амортизаторы;
  • демпферы гидроударов;
  • стабилизаторы всасывания;
  • шумопогасители;
  • предохранительные блоки;
  • инструменты для зарядки и контроля;
  • элементы крепления;
  • устройства для заправки азотом;
  • аккумуляторные станции;

Пневмогидроаккумуляторы HYDAC применяются тогда, когда необходимо: накопление гидроэнергии, питание энергией исследовательских стендов, компенсация тепловых расширений жидкостей, компенсация гидравлических утечек рабочей жидкости, поддерживание постоянного давления, компенсация влияния температуры, компенсация пульсации насосов, гашение гидроударов, шумопоглощение, разделение жидкостей, компенсация нагрузок. Более подробную информацию о расчетах, производстве и поставке пневмогидроаккумуляторов можно найти в наших проспектах на русском языке, доступных в любом представительстве компании HYDAC.

В состав группы серийно выпускаемых компанией HYDAC пневмогидроаккумуляторов входят следующие основные типы:

баллонные пневмогидроаккумуляторы:

  • SB… – представитель типоразмерного ряда пневмогидроаккумуляторов, в том числе: SB 40…, SB…H(B), SB800/1000-…;
  • SD… – глушитель гидравлический шумопоглощающий;
  • SB…P(H)-… – амортизатор пульсирующий;
  • SB 16 S… – стабилизатор всасывания;
  • SB16/35A(H)-… – амортизатор;
  • номинальная емкость – 0,5–1200 л;
  • рабочее давление – 210–450 бар;
  • максимальная скорость срабатывания – до 3,5 м/сек;
  • материал – сталь конструкционная и нержавеющая.
  • номинальная емкость – 0,075–4 л;
  • рабочее давление – 50–750 бар;
  • максимальная производительность – до 150 л/мин;
  • материал – сталь конструкционная и нержавеющая

Состоит из баллонного аккумулятора SB, блока безопасности и выключения типа SAF, и набор элементов крепления типа SEB. Все части AccuSet SB… разработаны оптимально совместимой и компактной конструкции и по конкурентоспособной цене. Эта компактная комбинация упрощает подключение гидроаккумулятора к гидросистеме, понижает эксплуатационные расходы и значительно понижает затраты подключения блока.

Все поршневые насосы типа осевых и радиальных поршневых насосов, лопасти которых создают шум и вибрации, а также колебания давления, являются источниками вибраций и шумов. Шумы и вибрации не только производятся и передаются насосами, но они – также источник механических колебаний и колебаний, вызванных жидкими пульсациями, которые усилятся и передаются элементам конструкции машины или оборудования. Решение вопроса путем использования гибких шлангов и покрытий не может решить в большинстве случаев возникающие проблемы, а применение гидравлических демпферов предотвращают передачу шумов и вибраций от гидромашин к общей конструкции.

Пневмогидроаккумуляторы производят в отделении 2 фирмы «Hydac Technology», расположенной в городе Sulzbach/Saar на юге Германии.

Компания «Hydac Technology» – единственный в мире изготовитель всех типоразмеров пневмогидроаккумуляторов – баллонных, поршневых, мембранных и гидравлических демпферов – предлагает не только самую обширную программу их изготовления, но и для каждого случая гарантирует оптимальное техническое решение в виде единичных элементов или комплектных систем.

Огромный производственный опыт компании в освоении, исследованиях, изготовлении и обслуживании гидроаккумуляторов позволил создать современные изделия, представляющие неотъемлемый узел в любом гидравлическом приводе машины, агрегата, оборудования, без которого порой невозможно себе даже представить безопасную эксплуатацию этого оборудования. От того, насколько надежен и долговечен гидроаккумулятор (пневмогидроаккумулятор), напрямую зависит жизнь людей, работающих на самых сложных современных производствах.

Производственный процесс изготовления гидроаккумуляторов организован таким образом, что на каждой операции обработки и сборки обеспечивается 100% контроль качества. Результаты проверки фиксируются соответствующим документом и на протяжении 10 лет все сведения об особенностях того или иного изделия сохраняются в бумажном и электронном виде.

Большая часть технологического процесса производства пневмогидроаккумуляторов (гидроаккумуляторов), особенно небольшого размера, до 5 литров, выполняется на автоматических линиях с широким применением сварочных и сборочных роботов и приборов автоматического контроля качества сварного шва.

На рис. 3 представлена технологическая линия компании «Hydac Technology» для проверки сварных швов корпусов пневмогидроаккумуляторов. Высокое качество, надежность и долговечность – основное условие не только для разработчика, но и для изготовителя пневмогидроаккумуляторов. Рис. 3. Линия для ультразвуковой проверки сварных швов корпусов пневмогидроаккумуляторов:

Испытательные стенды для проверки собранных пневмогидроаккумуляторов позволяют одновременно проводить испытания 25-30 готовых изделий. Испытания ПГА на давление 1,5 от номинального производятся в специальном помещении, где в период подачи давления и непосредственно самого испытания нет операторов. Процесс управления и наблюдение за испытаниями производится с пульта управления с помощью специальных мониторов, расположенных в соседнем безопасном помещении.

Самые крупные пневмогидроаккумуляторы, предназначенные для судовых гидравлических механизмов, имеют габаритные размеры в длину свыше 4 м, испытываются на специальном стапеле. Эти гидроаккумуляторы закачиваются рабочей жидкости и испытываются требуемым давлением от передвижного насосного испытательного агрегата.

В процессе производства пневмогидроаккумуляторов и на последней стадии их изготовления действующим технологическим процессом обеспечивается 100% контроль качества.

Сборка пневмогидроаккумулятора выполняется в автоматическом режиме на технологической линии. Основным технологическим оборудованием этой линии является роботы-манипуляторы, которые выполняет весь процесс сборки в заданном технологическом режиме в условиях идеальных для сборки сосуда, работающего под давлением газа.

Высокое качество сборки и условия последующей проверки качества позволяют обеспечить долговечность и надежность пневмогидроаккумуляторов, выпускаемых компанией «Hydac Technology» при любых применениях этой продукции.

Для сборки пневмогидроаккумуляторов все изделия, применяемые как комплектующие, имеют сертификат соответствия международным стандартам или проходят полный цикл испытаний на фирме. Так, одним из таких элементов является мембрана или баллон из специальной высокопрочной маслобензостойкой резины типа NBR. Для различных условий эксплуатации пневмогидроаккумуляторов выбирается соответствующий материал для изготовления баллона или мембраны, в том числе, для холодного климата применяется специальная резина NBR 21, успешно работающая при температуре от –50С до +80С.

В связи с очень широким применением пневмогидроаккумуляторов в различной технике в фирме «Hydac Technology» организовано производство изделий с самыми широкими параметрами, определяемыми при заказе путем расчетного подбора, и последующего изготовления на основе модульного принципа конструирования.

В технической документации на русском языке приведена подробная методика расчета и подбора нужных параметров пневмогидроаккумуляторов применительно к требуемой технике, а разработчикам пневмогидроаккумуляторов предлагается компьютерная программа расчетного подбора компонентов изделия.

Особого внимания заслуживают гидроаккумуляторные станции, широко используемые на производственном технологическом оборудовании, имеющем непрерывный цикл работы. Это производственное оборудование металлургических комбинатов, машины бумагопроизводящих производств и другие.

Гидроаккумуляторные станции – это довольно сложные гидравлические агрегаты из-за их оснащения многочисленной клапанной аппаратурой, регулирующей и предохраняющей от возможных критических производственных ситуаций. Без этого оборудования в современном гидроприводе достаточно сложно обеспечить безопасные условия работы в аварийных ситуациях, при отключении электроэнергии, остановке дизельного привода или локальной аварийной остановке отдельных машин.

На рисунке представлены гидравлические гидроаккумуляторные станции различного назначения.

Для проведения работ по техническому обслуживанию и контроля рабочего состояния пневмогидроаккумуляторов HYDAC производит устройства для заправки азотом и контроля

Устойчивый и стабильный интерес к продукции компании HYDAC во всем мире был бы невозможен без постоянного совершенствования конструкций выпускаемых гидроаппаратов, без проведения научно-исследовательской деятельности, постоянных проверок и разнообразных испытаний на собственной производственно-испытательной базе.

Каждая вновь создаваемая конструкция проходит многочисленные проверки и испытывается в различных условиях окружающей среды для полной уверенности в ее пригодности и соответствии требованиям заказчиков.

Наиболее пристальное внимание оказывают руководители фирмы HYDAC проведению научно-исследовательских работ и всесторонним испытаниям на собственной лабораторной и испытательной базах.

На приводимых рисунках представлены виды исследовательско-испытательной лаборатории для проверок параметров пневмогидроаккумуляторов. Также представлена лаборатория исследования и испытаний применяемых и создаваемых резино-технических изделий для пневмогидроаккумуляторов и испытание ПГА на морозоустойчивость в специальной камере холода. Все, что создается в компании HYDAC в области гидропривода, объединено единой технологией управления жидкостью. Везде, где требуются технические знания взаимосвязи техники жидкости с электроникой, Вы можете встретить компанию HYDAC. Насчитывая во всем мире более 5000 специалистов, более 40 представительств и около 700 торговых партнеров, мы своими техническими решениями, поставками и сервисом находимся всегда рядом с нашими клиентами. Поддерживайте контакты с компанией HYDAC и наши сотрудники всегда помогут Вам, используйте их знания и способности. Вместе с Вами они способны всегда найти оптимальное решение поставленных задач.

www.hydac.com.ru

Гидроаккумуляторы. Пневмогидроаккумуляторы (гасители пульсаций, ПГА)

Гидроаккумуляторы

В соответствии с «ГОСТ 17752-81 (СТ СЭВ 2455-80) Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения» гидроаккумулятором называется гидроемкость, «предназначенная для аккумулирования и возврата энергии рабочей жидкости, находящейся под давлением».

С помощью данного класса технических устройств решается целый комплекс задач. Как следует из названия, это, прежде всего, накопление гидравлической энергии. Она может быть основной для т. н. аккумуляторного гидропривода, в котором рабочая среда подается в объемный гидродвигатель из гидроаккумулятора, предварительно заряженного от внешнего источника, не входящего в состав привода.

Гидроаккумулятор, установленный в гидросистеме, включающей источник энергии, помогает поддерживать ее работу в аварийных и нештатных ситуациях, например, при выходе этого источника из строя. Аккумулирование энергии рабочей жидкости происходит во время пауз или незначительного расхода. В периоды интенсивной работы накопленная энергия возвращается в систему.

Зарезервированное давление в гидроаккумуляторе помогает свести на нет влияние таких факторов, как вызванное колебаниями температуры изменение объема рабочей жидкости и ее потери, провоцирующие снижение давления. Установка гидроаккумулятора позволяет преодолевать пиковые, т. е. намного превосходящие средний расход жидкости в системе, нагрузки. Работа гидроаккумулятора делает возможной энергосберегающую рекуперацию мощности, что, в свою очередь, позволяет уменьшить мощность гидропривода, увеличить его КПД и снизить потребление энергии в целом.

Установить гидроаккумулятор, цена которого не столь велика, означает сократить эксплуатационные расходы на работу гидропривода, уменьшить размеры и, как следствие, стоимость его элементов. В частности, можно использовать насосы с меньшей мощностью и рабочим объемом, чем в аналогичных системах без гидроаккумулятора.

А еще, гидроаккумулятор способен служить надежным демпфером от пульсаций насосов (насос с гидроаккумулятором работает тише) и гидравлических ударов во всасывающих и напорных магистралях.

Являясь в значительной части своих функций защитником, гидроаккумулятор сам нуждается в защите и осторожном обращении.

Специальные предохранительные устройства должны оберегать его от перегрузок. В гидросистеме следует предусмотреть устройства, обеспечивающие отключение гидроаккумулятора и его соединение со сливной линией. Гидросистемы, снаряженные гидроаккумулятором, при отключении должны «автоматически сбрасывать давление аккумулированной рабочей жидкости или надежно запирать гидроаккумулятор» (слова в кавычках ─ из «ГОСТ Р 52543-2006 (ЕН 982:1996) Гидроприводы объемные. Требования безопасности»).

Необходимо соблюдать указанную производителем температуру рабочей жидкости и окружающей среды. Гидроаккумулятор, как и все связанные с ним и находящиеся под давлением гидравлические устройства, должен быть надежно закреплен. Пользователям категорически запрещено самостоятельно производить какие-либо изменения в гидроаккумуляторах при их монтаже, особенно сопряженные с применением механической обработки и сварочных работ.

Ответы на вопросы, какой гидроаккумулятор выбрать, и какой является оптимальная схема подключения гидроаккумулятора, ─ удел профессионалов. Равно, как только им можно доверить выполнение таких работ, как подключение гидроаккумулятора и замена гидроаккумулятора.

Конструктивное устройство и принцип работы гидроаккумулятора. Пневмогидроаккумуляторы

Аккумулировать и возвращать энергию можно благодаря нескольким конструктивным решениям. В зависимости от того, какое из них положено в основу конструкции, выделяют устройства с механическим накопителем ─ грузовые, пружинные (в т. ч., с упругим корпусом), а также пневматические, т. н. пневмогидроаккумуляторы.

В грузовом гидроаккумуляторе гидравлическая энергия преобразуется в потенциальную (гравитационную) энергию груза, давящего на поршень. При разрядке поршень с грузом возвращают накопленную энергию обратно в гидравлическую систему.

В пружинном гидроаккумуляторе роль груза играет упругая пружина, а сил гравитации ─ сила упругости. Давление жидкости определяется упругими свойствами и перемещением пружины. Функции пружины может выполнять упругий корпус.

Перечисление достоинств грузовых и пружинных гидроаккумуляторов грозит обернуться дежурной формальностью, поскольку, несмотря на их наличие, за исключением отдельных локальных приложений, оказать достойную конкуренцию устройству, носящему название пневмогидроаккумулятор (ПГА), они сегодня не могут. Общие их плюсы ─ относительная простота конструкции и небольшая стоимость. «Персональными» преимуществами грузового гидроаккумулятора являются постоянство давления (у пружинного оно зависит от свойств и деформации пружины) и больший, чем у пружинного рабочий объем.

В названии этой главы можно было бы использовать еще один термин ─ гидропневмоаккумулятор. Он тоже встречается в нормативных документах. Например, в вышеупомянутом ГОСТ Р 52543-2006. (В «ГОСТ 17752-81. Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения» для гидроаккумулятора, в котором аккумулирование и возврат энергии происходят за счет сжатия и расширения газа, соседствующего с почти несжимаемой жидкостью, установлено название «пневмогидроаккумулятор»). В данном случае, от перемены мест «пневмо» и «гидро» смысл слова не меняется. Вариант пневмогидроаккумулятор используется чаще.

Очевидные преимущества пневмогидро- или гидропневмоаккумуляторов ─ высокая энергоемкость, компактность, разнообразие конструктивных решений. А все это вместе ─ более высокая эффективность.

Разнообразие конструктивных решений можно свести к нескольким основным типам.

 

Пневмогидроаккумуляторы: баллонные, мембранные, поршневые

В зависимости от того, контактируют газ и жидкость друг с другом или нет, пневмогидроаккумуляторы делят на две большие группы ─ с разделителем и без разделителя сред. Возможно компромиссное решение ─ устройство пневмогидроаккумулятора с неполным разделением, т. н. ПГА поплавково-клапанного типа с эластичным или жестким поплавком.

Вид разделителя ─ поршень, мембрана (сильфон), баллон ─ дает основание выделить три типа устройств: поршневые (пневмогидроаккумулятор АРХ или АРФ), мембранные (сильфонные), баллонные (пневмогидроаккумулятор АПГ-Т).

«Газовая составляющая» пневмогидроаккумуляторов чаще всего представлена инертными газами (аргоном, например). Нередко выполняется заправка пневмогидроаккумуляторов азотом. При соседстве с негорючими жидкостями допустима зарядка пневмогидроаккумулятора сжатым воздухом.

В баллонных и мембранных пневмогидроаккумуляторах силы, затрачиваемые на деформацию диафрагмы или баллона, малы, и поэтому такие устройства можно считать безынерционными. Поршневой пневмогидроаккумулятор обладает инерционностью ─ часть накапливаемой ими энергии расходуется на преодоление сил трения поршня о цилиндр.

Мембранный пневмогидроаккумулятор отличается компактностью. Изготавливается со сварным или разборным корпусом. Во втором случае возможна многократная замена мембраны.

Где применяют пневмогидроаккумуляторы

Для чего используют гидроаккумуляторы вообще и пневмогидроаккумуляторы в частности, было сказано выше. Теперь пришло время сказать, где их применяют.

Широко известны гидроаккумуляторы для водоснабжения. О необходимости гидроаккумулятор купить знают все домовладельцы, чьи жилища оборудованы автономными инженерными системами. Гидроаккумулятор для систем водоснабжения обеспечивает накопление жидкости, принятие избыточного давления, демпфирование гидравлических ударов, поддержание требуемого давления при выключенном насосе (что обеспечивает последнему более щадящий режим работы), а также помогает преодолевать «пики» потребления жидкости.

Но водоснабжением сфера использования данных устройств не ограничивается. Пневмогидроаккумуляторы используют в промышленности и на транспорте. Например, в пассивной системе аварийного охлаждения активной зоны атомных станций.

В авиации они установлены в тормозных системах шасси летательных аппаратов. На судах ─ в гидравлических системах управления.

Их использование регламентирует целый ряд нормативных документов ─ Межотраслевые правила по охране труда при холодной обработке металлов, Правила промышленной безопасности резиновых производств, Правила по охране труда при выполнении кузнечно-прессовых работ и др.

Пневмогидроаккумуляторы применяют в станках, в транспортных средствах, специальной и строительной технике (экскаваторах, бульдозерах). Их использование в машинах циклического действия с гидродвигателями позволяет этому оборудованию работать в течение длительного времени при пониженном рабочем давлении.

И, конечно, гидроаккуммуляторы имеют огромное значение для нефтегазовой отрасли. Не случайно они упоминаются в таких документах, как Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» и «Правила безопасности морских объектов нефтегазового комплекса», в «Инструкции по предупреждению газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при строительстве и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности (РД 08-254-98)», в ГОСТ 13862-90 (СТ СЭВ 6149-87, СТ СЭВ 6913-89, СТ СЭВ 6914-89, СТ СЭВ 6916-89) Оборудование противовыбросовое. Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции».

Пневмогидроаккумулятор ─ демпферное устройство или гаситель пульсаций давления

Радиальные и осевые плунжерные и мембранные дозировочные насосы являются устройствами возвратно-поступательного движения, и в силу этого их работа сопровождается пульсациями давления. Пульсации передаются другим элементам гидравлических систем и становятся причиной возникновения вибрации и шума. Пиковые значения импульсов давления провоцируют гидравлические удары, представляющие опасность для всех элементов трубопроводной системы, включая сами насосы. Кроме того, их следствием является неравномерность дозирования. Пульсации давления в гидросистемах могут быть также обусловлены погрешностями дозирования и неравномерностью нагрузки привода.

Особенно опасно, когда совпадение частот колебаний компонентов гидросистемы и пульсации давления приводит к эффекту резонанса. Это чревато разрушительными последствиями ─ разрывом гидравлических линий, нарушением работы приборов и датчиков. Виброизоляция и гибкие шланги ─ всего лишь полумеры. Полностью решить проблему гашения колебаний может использование демпферов-пневмогидроаккумуляторов.

При сравнении пульсации в гидравлических системах без демпфера и с демпфером видно, насколько во втором случае пики затухающей синусоиды пульсаций ближе к оси абсцисс (оси времени), и насколько быстрее они превращаются в почти совпадающую с ней прямую линию.

Обеспечивающий уменьшение скачков давления, а, значит, вибрации и шумов, пневмогидроаккумулятор ─ гаситель пульсаций насоса и шире ─ гаситель пульсаций давления жидкости, напрямую способствует улучшению выходных характеристик насосов. Долговременный эффект использования демпферов ─ снижение эксплуатационных расходов на обслуживание гидравлических систем и увеличение срока их службы.

Пневмогидроаккумуляторы в качестве гасителей пульсаций дозировочных насосов используют при комплектации технологического оборудования в различных отраслях промышленности. Но особенно в больших масштабах ─ на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической и энергетической отраслей.

Гаситель пульсаций может быть установлен на одном из трубопроводов ─ всасывающем, напорном (в большинстве случаев) или одновременно на обоих. Во всех вариантах преследуется достижение двух главных целей ─ добиться как можно более равномерной подачи дозируемой жидкости и исключить чрезмерно превышающие «номинал» значения давления на вершинах «пиков» пульсации.

Необходимость в установке пневмогидроаккумулятора в качестве гасителя пульсаций на напорной линии насоса-дозатора тем актуальнее, чем меньше диаметр напорного трубопровода, больше его протяженность, выше вязкость жидкости и скорость потока.

Наличие гасителя пульсаций позволяет рассчитывать трубопровод исходя из номинального значения производительности дозирования насоса-дозатора, а не с многократным запасом, учитывающим пиковые значения производительности.

Пневмогидроаккумулятор ─ гаситель пульсаций ─ поглощает часть жидкости, подаваемой дозирующим насосом при нагнетании, возвращая ее в гидросистему во время всасывания, таким образом, пусть и частично, но заполняя «пустоту» между двумя ходами дозирования.

Важно и то, что установленный в напорной линии гаситель пульсаций, предохраняя линию и дозировочный насос от всплесков давления, одновременно способствует повышению точности дозирования.

В некоторых случаях установка гасителя пульсаций может быть актуальной и на всасывающей линии. Чересчур короткий всасывающий трубопровод или небольшая высота всасывания могут стать причиной явления кавитации. Установка гасителя пульсаций в непосредственной близости от всасывающего клапана обеспечит бесперебойное поступление дозируемой жидкости к насосу.

Пневмогидроаккумуляторы «Ареопаг»

Пневмогидроаккумуляторы типа ПГА производства компании «Завод дозировочной техники «Ареопаг» отличают энергоемкость, компактность, возможность использования для широкого спектра перекачиваемых жидкостей в диапазоне температур от 40 до 100OC. В них исключено смешивание потоков дозируемой жидкой и газовой фаз, им не требуется постоянная дозаправка.

Основной параметрический ряд ПГА «Ареопаг» включает как модели без разделителя сред, так и мембранные с полным газовым объемом 0,1, 0,25, 0,6, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 6,5, 10,0 дм3 и номинальным давлением (PN) 10, 16, 25, 63, 100, 160, 320 кгс/см2.

Мембраны изготавливают из резины (EPDM) и фторопласта. Прокладки ─ из фторопласта, терморасширенного графита и металла.

Изделия могут использоваться в работе с агрессивными и нейтральными средами. Они прошли необходимую сертификацию и полностью соответствуют требованиям Технического регламента Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования» (ТР ТС 010/2011) и «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» (ТР ТС 012/2011).

www.areopag-spb.ru

Гидроаккумулятор: принцип работы, устройство, схема, расчет, установка, подключение

Гидроаккумулятор является специальной металлической герметичной емкостью, содержащей внутри эластичную мембрану и определенный объем воды под определенным давлением.

Зачем нужен гидроаккумулятор?

Гидроаккумулятор (другими словами – мембранный бак, гидробак) используется для поддержки стабильного давления в водопроводе, предохраняет водяной насос от преждевременного износа из-за частого включения, предохраняет систему водоснабжения от возможных гидроударов. При отключении напряжения, благодаря гидроаккумулятору, вы всегда будете с небольшим запасом воды.

Вот основные функции, которые выполняет гидроаккумулятор в системе водоснабжения:

  1. Предохранение насоса от преждевременного износа. Благодаря запасу воды в мембранном баке, при открытии водопроводного крана насос будет включаться только в том случае, если запас воды в баке иссякнет. Любой насос имеет определенную норму включений в час, поэтому, благодаря гидроаккумулятору, у насоса появиться запас неиспользованных включений, что повысит срок его эксплуатации.
  2. Поддержка постоянного давления в водопроводной системе, предохранение от перепадов напора воды. Из-за перепадов напора при одновременном включении нескольких кранов происходят резкие колебания температуры воды, например в душе и на кухне. Гидроаккумулятор успешно справляется с такими неприятными ситуациями.
  3. Предохранение от гидроударов, которые могут возникать при включении насоса, и способны порядком подпортить трубопровод.
  4. Поддержание запаса воды в системе, что позволяет пользоваться водой даже во время отключения электричества, что в наше время происходит довольно часто. Особенно ценна эта функция в загородных домах.

Устройство гидроаккумулятора

Герметичный корпус этого устройства разделяется специальной мембраной на две камеры, одна из которых предназначена для воды, а другая – для воздуха.

Вода не соприкасается с металлическими поверхностями корпуса, так как она находится в водяной камере-мембране, изготовленной из крепкого резинового материала бутила, устойчивого к воздействию бактерий соответствующего всем гигиеническим и санитарным нормам, предъявляемым к питьевой воде.

В воздушной камере находится пневмоклапан, предназначением которого является регулирование давления. Вода попадает в гидроаккумулятор через специальный присоединительный патрубок на резьбе.

Устройство гидроаккумулятора должно быть смонтировано таким образом, чтобы его можно было беспрепятственно разобрать в случае ремонта или профилактики, не сливая при этом всю воду из системы.

Диаметры соединительного трубопровода и напорного патрубка должны по возможности совпадать между собой, тогда это позволит избежать нежелательных гидравлических потерь в трубопроводе системы.

В мембранах гидроаккумуляторов объемом более 100 л находится особый клапан для стравливания воздуха, выделяющегося из воды. Для малолитражных гидроаккумуляторов, в которых нет такого клапана, в системе водопровода должно быть предусмотрено устройство для стравливания воздуха, например, тройник или кран, который перекрывает основную магистраль системы водоснабжения.

В воздушном клапане гидроаккумулятора давление должно составлять 1.5-2 атм.

Принцип работы гидроаккумулятора

Гидроаккумулятор работает так. Насос подает воду под давлением в мембрану гидроаккумулятора. Когда достигается порог давления, реле отключает насос и вода прекращает подаваться. После того, как при заборе воды давление начинает падать, насос опять автоматически включается и подает воду в мембрану гидроаккумулятора. Чем больший объем гидробака, тем эффективнее результат его работы. Срабатывание реле давления можно регулировать.

Во время работы гидроаккумулятора, растворенный в воде воздух постепенно скапливается в мембране, что приводит к снижению эффективности работы устройства. Поэтому, необходимо производить профилактику гидроаккумулятора, стравливая накопившийся воздух. Частота проведения профилактик зависит от объема гидробака и частоты его эксплуатации, что составляет приблизительно один раз в 1-3 месяца.

Виды гидроаккумуляторов

Эти устройства могут быть вертикальной и горизонтальной конфигурации.

Принцип работы устройств не имеет различий, за исключением того, что вертикальные гидроаккумуляторы объемом больше 50 л в верхней части имеют специальный клапан для стравливания воздуха, который постепенно накапливается в системе водоснабжения во время эксплуатации. Воздух скапливается в верхней части устройства, потому расположение клапана для стравливания выбрано именно в верхней части.

В горизонтальных устройствах для стравливания воздуха монтируется специальный кран или слив, который устанавливается за гидроаккумулятором.

Из устройств маленьких размеров, не зависимо от того, вертикальные они или горизонтальные, воздух стравливается с помощью полного слива воды.

Выбирая форму гидробака, исходят из размеров технического помещения, где они будут установлены. Все зависит от габаритов устройства: какое лучше впишется в отведенное для него место, такое и будет установлено, независимо от того горизонтальное оно или вертикальное.

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.

Схема обвязки повысительной насосной станции

Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно. На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.

Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера. Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.

Схема для погружного насоса

Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.

При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.

Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.

Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции

Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.

Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.

Как установить гидроаккумулятор?

Из всего вышесказанного можно понять, что устройство гидроаккумулятора абсолютно не похоже на обыкновенный бак для воды. Это устройство постоянно в работе, мембрана все время в динамике. Поэтому монтаж гидроаккумулятора не так прост. Бак нужно укреплять при установке надежно, с запасом прочности, шума и вибрации. Поэтому бак закрепляется к полу через резиновые прокладки, а к трубопроводу через резиновые гибкие переходники. Нужно знать, что на входе гидросистемы сечение подводки не должно сужаться. И еще одна важная деталь: первый раз бак заполнять нужно очень осторожно и медленно, используя слабый напор воды, на тот случай если резиновая груша слиплась от долгого бездействия, и при резком напоре воды она может повредиться. Лучше всего перед вводом в эксплуатацию удалить из груши весь воздух.

Монтаж гидроаккумулятора должен осуществляться так, чтобы во время работы к нему можно было свободно подойти. Лучше поручить эту задачу опытным специалистам, так как очень часто бак выходит из строя из-за какой-нибудь неучтенной, но важной мелочи, например из-за несоответствия диаметра труб, неотрегулированного давления и т.д. Здесь нельзя проводить эксперименты, ведь на кону стоит нормальная работа водопроводной системы.

Настройка гидроаккумулятора

Вот вы принесли в дом купленный гидробак. Что с ним дальше делать? Сразу необходимо узнать уровень давления внутри бака. Обычно производитель накачивает его на 1.5 атм, но бывают такие случаи, когда из-за утечки, ко времени продажи показатели снижаются. Чтобы удостовериться в правильности показателя, необходимо открутить декоративный колпачок на обыкновенном автомобильном золотнике и проверит давление.

Чем же его проверить? Обычно для этого используют манометр. Он может быть электронным, механическим автомобильным (с металлическим корпусом) и пластиковым, который поставляется в комплекте с некоторыми моделями насосов. Важно, чтобы манометр имел большую точность, так как даже 0.5 атм меняет качество работы гидробака, поэтому пластиковые манометры лучше не использовать, так как они дают очень большую погрешность в показателях. Это обычно китайские модели в слабеньком пластиковом корпусе. На показатели электронных манометров влияет заряд батареи и температура, к тому же, они очень дорогие. Поэтому оптимальным вариантом является обыкновенный автомобильный манометр, прошедший проверку. Шкала должна быть на небольшое количество делений, для возможности более точного измерения давления. Если шкала рассчитана на 20 атм, а нужно измерять всего 1-2 атм, то высокой точности ожидать не приходится.

Если в баке меньше воздуха, значит там больший запас воды, но разница в давлении между пустым и почти заполненном баком будет очень существенной. Все дело в предпочтениях. Если нужно, чтобы в водопроводе постоянно был высокий напор воды, то в баке должно быть давление не менее 1.5 атм. А для бытовых нужд вполне может быть достаточно и 1 атм.

При давлении 1.5 атм гидробак имеет меньший запас воды, из-за чего будет чаще включаться подкачивающийся насос, а при отсутствии света запаса воды в баке может просто не хватить. Во втором случае придется жертвовать давлением, ведь принять душ с массажем можно при заполненном баке, а по мере его опустошения – только ванну.

Когда вы решите, что для вас важнее, можно устанавливать нужный режим работы, то есть, либо подкачать воздух в бак, либо стравить лишний.

Нежелательно снижать давление меньше отметки 1 атм, так же, как и чрезмерно превышать. Наполненная водой груша при недостаточном давлении будет касаться стенок бака, и может быстро прийти в негодность. А избыточное давление не позволит закачать достаточный объем воды, так как большая часть бака будет занята воздухом.

Настройка реле давления

Также нужно выполнить настройку реле давления. Открыв крышку, вы увидите две гайки и две пружины: большую (Р) и малую (дельта Р). С их помощью можно настроить максимальный и минимальный уровни давления, при которых включается и выключается насос. За включение насоса и давление отвечает большая пружина. По конструкции можно увидеть, что она как бы способствует воде замкнуть контакты.

С помощью малой пружины выставляется разница давлений, о чем оговаривается во всех инструкциях. Но в инструкциях не указывается точка отсчета. Оказывается, что точкой отсчета является гайка пружины Р, то есть нижний предел. Нижняя пружина, отвечающая за разницу давлений, сопротивляясь давлению воды, отодвигает подвижную пластину от контактов.

Закачка воды в гидроаккумулятор

Когда уже выставлено правильное давление воздуха, можно подключать гидроаккумулятор к системе. Подключив его, нужно внимательно наблюдать за манометром. На всех гидроаккумуляторах указаны значения нормального и предельного давлений, превышение которых недопустимо. Ручное отключение насоса от сети происходит при достижении нормального давления гидроаккумулятора, при достижении граничного значения напора насоса. Это происходит, когда повышение давления прекращается.

Мощности насоса обычно не хватает, чтобы накачать бак до предела, но, в этом даже нет особой необходимости, ведь при накачке снижается срок эксплуатации и насоса и груши. Чаще всего предел давления для отключения устанавливается на 1-2 атм выше, чем включения.

Например, при показании манометра 3 атм, что достаточно для нужд владельца насосной станции, нужно отключить насос и медленно вращать гайку малой пружины (дельта Р) на уменьшение, до срабатывания механизма. После этого нужно открыть кран и слить воду из системы. Наблюдая за манометром, нужно отметить то значение, при котором включится реле – это нижний предел давления, когда включается насос. Этот показатель должен быть чуть больше показателя давления в пустом гидроаккумуляторе (на 0.1-0.3 атм). Это даст возможность прослужить груше больший период времени.

При вращении гайки большой пружины Р, выставляется нижний предел. Для этого нужно включить насос в сеть и подождать, пока давление достигнет нужного уровня. После этого необходимо подстроить гайку малой пружины «дельта Р» и закончить настройку гидроаккумулятора.

Давление в гидроаккумуляторе

В воздушной камере гидроаккумулятора давление должно быть на 10 % ниже, чем давление при включении насоса.

Точный показатель давления воздуха можно измерить, лишь при отключенном от системы водопровода баке, при отсутствии давления воды. Давление воздуха необходимо постоянно держать под контролем, по необходимости регулировать, что прибавит мембране срок жизни. Также для продолжения нормального функционирования мембраны нельзя допускать большой перепад давления, когда включается и выключается насос. Нормальным является перепад в 1.0-1.5 атм. Более сильные перепады давления уменьшают срок службы мембраны, сильно растягивая ее, к тому же, такие перепады давления не дают возможности комфортного пользования водой.

Гидроаккумуляторы можно устанавливать в местах с невысокой влажностью, неподверженных затоплению, чтобы фланец устройства успешно служил много лет.

Выбирая марку гидроаккумулятора, необходимо обратить особое внимание на качество материала, из которого выполнена мембрана, проверить сертификаты и санитарно-гигиенические заключения, удостоверившись, что гидробак предназначен для систем с питьевой водой. Также нужно убедиться в наличии запасных фланцев и мембран, которые должны быть в комплекте, чтобы в случае возникшей проблемы не пришлось покупать новый гидробак.

Предельное давление гидроаккумулятора, на которое он рассчитан, должно быть не меньшим, чем максимальное давление в системе водопровода. Поэтому большинство устройств выдерживают давление 10 атм.

Расчет гидроаккумулятора

Чтобы определить, какой запас воды можно использовать из гидроаккумулятора при выключении электричества, когда насос прекратит качать воду из системы водоснабжения, можно использовать таблицу заполняемости мембранного бака. Запас воды будет зависеть от настройки реле давления. Чем выше разница давлений при включении и выключении насоса, тем больший запас воды будет в гидроаккумуляторе. Но эта разница лимитируется по изложенным выше причинам. Рассмотрим таблицу.

Здесь мы видим, что в мембранный бак объемом 200 л при настройках реле давления, когда показатель включение насоса составляет 1.5 бар, выключение насоса – 3.0 бар, давление воздуха составляет 1.3 бар, запас воды будет всего 69 л, что равно примерно трети общего объема бака.

Расчет необходимого объема гидроаккумулятора

Чтобы выполнить расчет гидроаккумулятора, используют следующую формулу:

Vt = K * A max * ((Pmax+1) * (Pmin +1)) / (Pmax- Pmin) * (Pвозд. + 1),

где

  • Amax – максимальный расход литров воды в минуту;
  • К – коэффициент, который зависит от мощности двигателя насоса;
  • Pmax – давление при выключении насоса, бар;
  • Pmin – давление при включении насоса, бар;
  • Pвозд. – давление воздуха в гидроаккумуляторе, бар.

В качестве примера подберем необходимый минимальный объем гидроаккумулятора для водопроводной системы, взяв, например, насос Водолей БЦПЭ 0,5-40 У с такими параметрами:

Pmax (бар) Pmin (бар) Pвозд (бар) A max (куб.м/час) K (коэффициент)
3.0 1.8 1.6 2.1 0.25

Используя формулу, вычисляем минимальный объем ГА, который равен 31.41 литра.

Поэтому выбираем следующий ближайший размер ГА, который равен 35 л.

Объем бака в диапазоне 25-50 литров идеально согласуется со всеми методиками расчета объема ГА для бытовых водопроводных систем, а также с эмпирическими назначениями разных производителей насосного оборудования.

При частом выключении электроэнергии целесообразно выбирать бак большего объема, но в это же время следует помнить, что вода сможет заполнить бак лишь на 1/3 общего объема. Чем мощнее установлен насос в системе, тем больший должен быть объем гидроаккумулятора. Это соответствие размеров сократит количество коротких включений насоса и продлит срок эксплуатации его электродвигателя.

Если вы купили гидроаккумулятор большого объема, нужно знать, что если водой не пользоваться регулярно, она застаивается в баке ГА и ее качество ухудшается. Поэтому, выбирая в магазине гидробак, нужно учитывать, максимальный объем используемой воды в системе водопровода дома. Ведь при небольшом расходе воды использовать бак объемом 25-50 л намного целесообразнее, чем 100-200 л., вода в котором будет пропадать зря.

Ремонт и профилактика гидроаккумулятора

Даже самые простые гидробаки требуют к себе внимания и ухода, как любое работающее и приносящее пользу устройство.

Поводы для ремонта гидроаккумулятора бывают разные. Это коррозия, вмятины корпуса, нарушение целостности мембраны или нарушение герметичности бака. Также существует множество других причин, которые обязывают владельца ремонтировать гидробак. Чтобы не допустить серьезных поломок, необходимо регулярно осматривать поверхность гидроаккумулятора, следить за его работой, чтобы предотвратить возможные проблемы. Недостаточно осматривать ГА два раза в год, как оговаривается в инструкции. Ведь можно устранить одну неисправность сегодня, а завтра не обратить внимание на другую возникшую проблему, которая на протяжении полугода превратиться в непоправимую и может привести к выходу гидробака из строя. Поэтому гидроаккумулятор нужно осматривать при каждой возможности, чтобы не пропустить малейших неисправностей, и вовремя проводить их ремонт.

Причины поломок и их устранение

Причиной поломки расширительного бака может быть слишком частое включение-выключение насоса, выход воды через клапан, слабый напор воды, слабое давление воздуха (ниже расчетного), слабый напор воды после насоса.

Как устранить неисправность гидроаккумулятора своими руками? Поводом для ремонта гидроаккумулятора может стать слабое давление воздуха или его отсутствие в мембранном баке, повреждение мембраны, повреждение корпуса, большая разница в давлении при включении и выключении насоса, неправильно выбранный объем гидробака.

Устранить неисправности можно следующим образом:

  • чтобы увеличить давление воздуха нужно произвести его нагнетание через ниппель бака гаражным насосом или компрессором;
  • поврежденную мембрану можно восстановить в сервисном центре;
  • поврежденный корпус и его герметичность устраняется тоже в сервисном центре;
  • исправить разницу в давлениях можно, выставив слишком большой дифференциал в соответствие с частотой включений насоса;
  • достаточность объема бака нужно определить до его установки в систему.

py-sm.com

Гидроаккумулятор - это... Что такое Гидроаккумулятор?

Условное обозначение гидроаккумулятора на принципиальных гидравлических схемах

Гидроаккумулятор — это сосуд, работающий под давлением, который позволяет накапливать гидравлическую энергию и возвращать её в систему в нужный момент.

История появления гидроаккумулятора

Прообраз современного гидроаккумулятора впервые спроектировал и запатентовал английский изобретатель Джозеф Брама. Он создал сложную гидросистему для подачи разных сортов пива из бочек, стоявших в погребе. Хранить бочки наверху было нельзя, так как при жаре пиво быстро скисало. Поэтому раньше в каждой пивной приходилось держать ватагу мальчишек, все время сновавших по лестницам. Источником энергии для «пивопровода» стал груз, давивший на жидкость. Так был изобретен грузовой гидроаккумулятор.

Классификация гидроаккумуляторов по способу накопления энергии

  • гидроаккумуляторы с механическим накопителем;
  • гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем.

Гидроаккумуляторы с механическим накопителем

Классификация гидроаккумуляторов с механическим накопителем
  • грузовые гидроаккумуляторы;
  • пружинные гидроаккумуляторы.

В грузовых гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счет потенциальной энергии находящегося на определённой высоте груза.

В пружинных гидроаккумуляторах накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт механической энергии сжатой пружины.

Преимущества и недостатки

Каждому типу гидроаккумуляторов свойственны свои преимущества и недостатки.

Тип гидроаккумулятора Преимущества Недостатки
Грузовой гидроаккумулятор
  • постоянное давление аккумулятора
  • простота конструкции
  • большой рабочий объём
  • низкая стоимость
Пружинный

гидроаккумулятор

  • относительная простота конструкции
  • невысокая стоимость
  • давление зависит от характеристики и линейной деформации пружины
  • небольшой рабочий объём
  • инерционность

Гидроаккумуляторы с пневматическим накопителем

В пневмогидравлических аккумуляторах (пневмогидроаккумуляторах) накопление энергии гидравлической жидкости и её возврат в систему происходит за счёт энергии сжатого газа. В пневмогидроаккумуляторах в качестве сжимаемой среды используется газ азот или сжатый воздух.

Преимущества и недостатки
Тип гидроаккумулятора Преимущества Недостатки
Пневмогидравлический аккумулятор
  • высокая энергоёмкость при малых размерах;
  • различные исполнения по конструкции и назначению

Ввиду ряда недостатков гидроаккумуляторы с механическим накоплением энергии не получили широкого распространения и имеют ограниченное применение. Наиболее широкое применение на практике во всём мире получили пневмогидравлические аккумуляторы.

Процесс сжатия и расширения газа в пневмогидроаккумуляторе является политропным процессом. Для модели идеального газа справедлива зависимость:

P0V0n = P1*V1n = P2*V2n.

Причём, интервал времени, за который происходит процесс, учитывает показатель политропы «n». Медленно протекающие процессы расширения и сжатия газа близки к изотермическому с показателем политропы n~1. Быстрому расширению и сжатию газа близок адиабатный процесс, поэтому показатель политропы принимается n~1,4. При давлении выше 200 бар поведение реального газа отличается от поведения модели идеального газа и, если его не учитывать, то при расчётах получается заниженное значение объёма гидроаккумулятора. В этом случае необходимо ввести корректирующий коэффициент, учитывающий это несоответствие. При практическом применении зависимость давления от объёма газа может быть снижена за счёт увеличения газовой полости путём присоединения дополнительного объёма.

При малом изменении давления в жидкостной полости гидроаккумулятора газ сжимается незначительно. В этом случае для поддержания давления в узком диапазоне изменяемый объём гидроаккумулятора может оказаться недостаточным для рабочего процесса. Для того, чтобы изменение объёма в меньшей степени влияло на изменение давления, газовую полость гидроаккумулятора увеличивают посредством подключения к ней дополнительного ресивера. В этом случае объём газовой полости складывается из объёма ресивера и изменяемого объёма гидроаккумулятора. Экономически целесообразно применять гидроаккумуляторы в системах с эпизодическими пиками потребляемого расхода, которые значительно превышают средний расход жидкости в гидросистеме. Установленная мощность гидропривода при этом может быть уменьшена в полтора-два раза, а потребление энергии такой системой можно снизить более, чем на 50 %.

Назначение пневмогидроаккумуляторов

Различные по конструкции (поршневые, баллонные, мембранные, сильфонные) и назначению пневмогидроаккумуляторы позволяют получить решения для многих задач, таких как:

  • аккумулирование гидравлической энергии;
  • питание системы в нештатных и аварийных ситуациях;
  • уравновешивание сил и нагрузок;
  • компенсация утечек;
  • компенсация объёмов рабочей жидкости;
  • демпфирование пульсации поршневых насосов;
  • демпфирование пульсаций в напорных и всасывающих магистралях;
  • демпфирование пульсации при работе топливных насосов высокого давления дизельных двигателей;
  • гашение гидроударов;
  • амортизационная подвеска мобильной техники и пр;
  • увеличение срока службы насосов.

Использование гидроаккумуляторов в быту и промышленности

Наибольшее распространение в быту и промышленности нашли пневмогидроаккумуляторы. Они представляют собой достаточной прочности для заданных давлений емкость (металлическую, композитную и т.п.) с эластичной мембраной/баллоном внутри, служащей для поддержания давления рабочей жидкости в гидравлической системе или системе водоснабжения/отопления. В быту, в большинстве случаев гидроаккумуляторы используются для систем автономного обеспечения водой загородных домов, коттеджных поселков, небольших предприятий.

Гидрофор

Гидрофор — устройство в системе санитарно-бытового водоснабжения, служащее для автоматического поддержания необходимого напора воды (либо с целью препятствовать перепадам давления в трубопроводе, например, при нагреве).

Экспанзомат

Экспанзомат — металлический бак с резиновой мембраной внутри. Используется в системах водоснабжения и отопления для создания необходимого давления (напора) в водопроводных трубах, защищает систему от ​гидроударов.

В автомобилестроении

В автомобилях гидроаккумуляторы могут использоваться для рекуперации энергии, для быстрого запуска двигателя или как замена трансмиссии. В первом случае давление в гидроаккумулятор нагнетается во время торможения, а используется для разгона. Во втором случае гидроаккумулятор используется совместно с гидростартёром, облегчающим запуск двигателя. Подобная схема нашла применение в системе старт-стоп для тяжелого коммерческого транспорта CleanStart[1]. В третьем случае давление в гидроаккумулятор нагнетается двигателем внутреннего сгорания, а расходуется гидромотором на приведение колёс в движение.[2]

В авиации

Широко применяются в качестве аварийных источников энергии при отказе основной гидросистемы. Как правило, в обязательном порядке устанавливаются в гидросистеме (контуре) торможения колёс шасси и выпуска стоек шасси.

Современные производители гидроаккумуляторов

Источники

Примечания

dic.academic.ru

Как работают пневмогидроаккумуляторы?

Главная → Полезное → Как работают пневмогидроаккумуляторы?

В быту и промышленности широкое применение нашли пневмогидроаккумуляторы. В быту они чаще всего применяются совместно с системами автономного обеспечения водой коттеджных поселков или небольших предприятий.

Также сосуды, которые работают под давлением и могут накапливать энергию сжатого газа и транспортировать ее через жидкость, находящийся под давлением, в гидросистему, могут применяться в совершенно разных сферах промышленности.

Такое техническое устройство, как пневмогидроаккумулятор, позволяет решать различные задачи:

  • Накапливание энергии;
  • Поддержание работы гидросистемы при возникновении незапланированных ситуаций;
  • Предотвращение изменений объема рабочей жидкости и ее потери в результате колебания температуры и др.

Пневмогидроаккумуляторы могут быть с разделителем сред или без такового. Это влияет на контактирование газа и жидкости друг с другом. Также возможно неполное разделение в устройстве.

Разделителями могут служить поршень, мембрана, баллон. И, соответственно, выделяют три типа устройств, учитывая этот параметр. Газ, используемый для пневмогидроаккумуляторов, — чаще всего инертный, например, аргон. Иногда устройство заправляют азотом или сжатым воздухом, если используются негорючие жидкости.

К преимуществам пневмогидравлического аккумулятора можно отнести:

  • Минимальные размеры и высокую энергоемкость;
  • Исполнение конструкции в разных видах;
  • Небольшую инерционность;
  • Простую, прочную и надежную конструкцию.

Пневматические гидроаккумуляторы активно используется в следующих сферах:

  • Автомобилестроение;
  • Строительство воздушных судов;
  • Строительное машиностроение;
  • Создание прессового оборудования;
  • Функционирование электрораспределительных сетей и т.д.

Кроме того, пневматические гидроаккумуляторы применяются при нефтедобыче, наряду с другим противовыбросовым оборудованием. Купить противовыбросовое оборудование по оптимальной стоимости можно на заводе «Роснефтемаш». Подобные устройства используются во время строительства и ремонта скважин и позволяет предотвратить появление фонтана и выброса добываемого сырья в окружающую среду.

rosneftemash34.ru


Смотрите также