Подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения своими руками

Автономная система водоснабжения – сложное техническое сооружение, требующее использования внушительного ряда технических средств. Чтобы автоматизировать работу насосного оборудования и подачу воды в краны, понадобится установка гидробака. Согласитесь, не каждый домовладелец знает, как его устанавливать, да и вообще, что это за устройство.

Мы подробно расскажем, как производится подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения. Детально разберем, что необходимо для его монтажа, в каких независимых водопроводных сетях он используется, с каким оборудованием и как может эксплуатироваться.

Осуществленная согласно нашим рекомендациям установка гидравлического бака предотвратит множество вероятных проблем: защитит бытовую технику, минимизирует действие гидроудара. Для оптимизации восприятия представленную информацию дополняют фото, схемы и видео.

Содержание статьи:

Устройство и назначение гидробака

Гидроаккумулятор, который иначе называют гидробаком или мембранным баком, – это герметичная металлическая ёмкость, в которую помещена частично заполненная водой эластичная мембрана грушевидной формы. По сути, мембрана, помещенная в корпус гидробака и прикрепленная к его корпусу фланцем с патрубком, разделяет его ёмкость на две части: водную и воздушную.

При увеличении объема воды в гидробаке естественным образом уменьшается объем воздуха. В результате повышается давление в поставляющей воду системе. При достижении заданных пользователем параметров давления оно , которое планомерно подает команду на отключение насоса.

Галерея изображений

Фото из

Гидроаккумулятор — металлический бак, внутрь которого помещена эластичная мембрана в форме колбы, заполняемая водой. Остаток пространства между колбой и корпусом занимает газ или воздух

Изменение объема воды в колбе и воздуха в корпусе фиксируется автоматикой, которая контролирует циклы включения/отключения насоса

Гидробаки используются как в составе систем с погружным насосом, так и в паре с поверхностным. В обоих случаях они требуются для автоматизации работы системы

Гидроаккумуляторы устанавливают либо на входе водопровода в дом, либо возле водозаборной скважины непосредственно в кессоне

На входном патрубке в гидробак устанавливается обратный клапан, предотвращающий отток воды обратно в выработку после остановки насоса

Оптимальным местом для установки манометра считается выход из гидроаккумулятора, требующийся для контроля параметров давления в системе

В обустройства дач и небольших загородных домов используются гидробаки емкостью от 12 до 24 л. Для работы в паре с погружными насосами объем берут больше, рассчитывают исходя из технических характеристик конкретного агрегата

Если для нормальной работы автономной системы требуется резерв воды в 300 — 500л, то схему с гидробаком дополняют большим гидроаккумулятором, готовым или самодельным накопителем

Компоненты системы водоснабжения с гидробаком

Гидоаккумулятор в составе насосной станции

Установка гидроаккумулятора в кессоне

Гидроаккумулятор на вводе водопровода в дом

Расположение обратного клапана

Место установки манометра

Стандарты объема гидроаккумулятора

Система для резервного запаса воды

Корпус бака выполнен из металла, но вода не контактирует с ним: она заключена внутрь камеры-мембраны, которую производят из прочного резинового бутила.

Этот стойкий к воздействию бактерий материал помогает воде не терять тех качеств, которые предъявляются к ней санитарными и гигиеническими нормами. Питьевая вода при взаимодействии с резиной сохраняет все свои замечательные свойства.

Вода в попадает через присоединительный патрубок, снабженный резьбовым соединением. Напорный патрубок и выход соединительного водопровода должны, в идеале, иметь одинаковые диаметры. Это условие позволяет избегать дополнительных гидравлических потерь внутри трубопровода системы.

В тех гидроаккумуляторах, которые входят в состав бытовых систем водоснажбения, используется воздух. Если же это устройство предназначено для производственного применения, в него закачивают газ

Чтобы регулировать давление внутри устройства, в воздушной камере предусмотрен специальный пневмоклапан. Воздух накачивается в отведенный для него отсек через обычный автомобильный ниппель. Кстати, через него можно не только докачать воздух, но, при необходимости, и стравить его излишки.

Закачивают воздух внутрь мембранного бака, используя для этой цели компактный автомобильный или простой велосипедный насос. При поступлении воды в резиновую грушу сжатый воздух оказывает её напору сопротивление, не позволяя мембране прорваться. Давление внутри гидроаккумулятора тоже регулируется с помощью сжатого воздуха.

Гидроаккумулятор состоит из следующих элементов: 1 – металлический корпус, 2 – резиновая мембрана, 3 – фланец, снабженный клапаном, 4 – ниппель, через который можно закачать воздух, 5 – воздух под давлением, 6 – ножки, 7 – установочная платформа для насоса

Принцип работы гидроаккумулятора

Если система только что смонтирована, большую часть внутреннего объёма гидроаккумулятора занимает та камера, которая предназначена для воздуха.

Поступая в грушевидную мембрану через патрубок, вода сжимает воздух. Это происходит вплоть до той поры, пока не будет достигнуто предусмотренное давление. Затем реле отключает насос. Работу реле можно отрегулировать.

Когда мы открываем вентиль и используем воду для своих нужд, происходит разгерметизация системы. Воздух, надавливая на мембрану, помогает воде выйти из ёмкости. Этот процесс будет происходить, пока давление в системе не снизится до установленного минимума -1,5 атм. В этот момент должен заработать насос, нагнетающий в бак воду.

Как известно, в воде тоже есть растворенный воздух. Когда он скапливается внутри мембранного мешка, работа гидроаккумулятора ухудшается, поэтому его необходимо стравить. На некоторых моделях для этой цели имеется специальный клапан. Если клапана нет, нужно раз в 1-3 месяца устраивать мембранному баку профилактику.

Важно правильно вмонтировать . Тогда при его поломке или при проведении на нем профилактических работ, устройство можно будет легко разобрать так, чтобы не пришлось полностью сливать воду из всей системы.

При открывании любого водопроводного крана системы объем воды в баке уменьшается, как следствие падает давление. Падение давления до заданного значения фиксирует реле, которое запускает в работу насос (+)

Роль в водопроводной сети

Казалось бы, устройство просто пропускает через себя воду. Можно было бы обойтись и без него? На самом деле именно с помощью гидробака в системе водопровода сохраняется стабильное давление.

Водяной насос при его наличии включается не так часто, что позволяет экономно использовать его эксплуатационный ресурс. Кроме того, система извлечения и транспортировки воды надежно защищена от гидроударов.

Если по какой-либо причине напряжение в электросети пропадёт, небольшой «аварийный» запас воды в баке поможет решить первоочередные хозяйственные задачи.

Уточним перечень преимуществ, которые обеспечивает это довольно простое устройство:

• Преждевременный износ насоса. В мембранном баке имеется некоторый запас воды. Она удовлетворяет первоочередные потребности владельцев коттеджа. И только тогда, когда запас иссякнет, включится насос. Следует отметить, что все насосы имеют норму включений на протяжении часа. При наличии гидроаккумулятора этот показатель не будет превышен, и агрегат прослужит дольше.
• Стабилизация давления в системе. Если одновременно включить два крана, например, в ванной комнате и на кухне, перепады напора могут повлиять на температуру воды. Это очень неприятно, особенно для тех домочадцев, которые в этот момент принимают душ. Благодаря гидроаккумулятору таких недоразумений можно избежать.
• Гидроудары. Эти явления, которые способны навредить трубопроводу, могут возникать в момент включения насоса. С гидробаком риск возникновения гидроудара практически исключен.
• Запас воды. В загородном доме проблема водоснабжения стоит особенно остро. Если произошло внезапное отключение электричества, и насос не может выполнять свои функции, то для решения неотложных проблем больше не надо хранить запас воды в ведре или другом резервуаре. В ёмкости гидроаккумулятора она имеется и регулярно обновляется.

Очевидно, что наличие этого устройства в независимой от централизованных сетей системе водоснабжения не случайно. Оно необходимо и полезно.

Гидроаккумулятор в контуре водоснабжения выполняет ряд значимых функций: защищает технику от гидроударов, обеспечивает запас воды, формирует условия для автоматизации ее забора

Варианты мембранных замкнутых емкостей

Мембранные баки эксплуатируются в составе трубопроводов, смонтированных для разных целей, в числе которых:

• Холодное водоснабжение. Бак применяется для накопления и подачи холодной воды, защищает разнообразные бытовые приборы от гидроударов при изменении давления в системе. Продлевает срок эксплуатации насосов путем сокращения количества их включений.
• Обеспечение горячей водой. Используемое при этом устройство должно успешно работать в высокотемпературном режиме.
• Отопительные системы. Такие баки называют расширительными. Они функционируют в составе закрытых отопительных систем и являются их важными составными частями.

В зависимости от конфигурации, гидробаки бывают горизонтальными и вертикальными. Впрочем, принцип их работы не зависит от конфигурации.

Гидроаккумуляторы, предназначенные для включения в систему водоснабжения, окрашивают в синий цвет, а те, которые работают в отопительной схеме, – красные. Эти два вида мембранных баков имеют и некоторые конструктивные отличительные особенности, что хорошо видно на представленной схеме (+)

Особенностью можно назвать наличие специального клапана для стравливания воздуха в верхней части вертикальных моделей, объём которых превышает 50 литров. Этот воздух, как уже говорилось выше, скапливается в верхней части камеры по мере работы устройства. Поэтому присутствие в этом месте стравливающего клапана – вполне обоснованная мера.

Если стравить воздушные массы необходимо при эксплуатации горизонтальных моделей, то для этой цели используется слив или отдельный кран, расположенный за мембранным баком. Чтобы вывести воздух из устройств небольшого размера, придется полностью слить из него воду.

Поскольку вертикальные и горизонтальные модели одинаково эффективны и функциональны, то выбирать подходящее устройство следует, исходя из габаритов помещения, в котором оно будет располагаться. Какая модель лучше впишется в помещение, ту и берут.

Кроме конструкционных особенностей и разного предназначения, баки могут отличаться ещё и своей ёмкостью: на этом фото представлены гидроаккумуляторы различных объёмов, конструкций и предназначения

Схемы подключения гидроаккумулятора

Это устройство может быть подключено к системе водопровода разными способами. Выбор схемы подключения гидроаккумулятора зависит от того, в каком качестве он будет использован, и какие функции на него предполагается возложить. Рассмотрим те схемы подключения, которые наиболее популярны.

Стандартный вариант с поверхностным насосом

Самым распространенным вариантом автономного водоснабжения с гидроаккумулятором является тандем с поверхностным насосом. В этом случае гидробак может быть частью , собранного производителем в заводских условиях, или отдельной составляющей, размещенной рядом с насосом в кессоне или в отапливаемом подсобном помещении.

Перед гидроаккумулятором ставят обратный клапан, чтобы исключить изменение направление потока, после него располагают реле давления, реагирующее на изменение напора, и манометр для отслеживания рабочих параметров.

Для нормального подключения к водопроводному контуру гидробак обычно оснащают угловым патрубком, который подсоединяется к фланцу:

Галерея изображений

Фото из

Подготовка гидробака к подключению

Установка уголка на выходной патрубок

Накрученный на патрубок фитинг

Устанавливаемые на выходе устройства

Использование с повысительной насосной станцией

Насосный агрегат повысительного типа используется для постоянного поддержания и регулирования давления в трубопроводах с активным водопотреблением. Обычно на таких станциях имеется насос, который работает в постоянном режиме.

Если возникает потребность в подключении дополнительных насосов, гидроаккумулятор помогает компенсировать возникающие при этом в системе скачки давления.

В составе системы водоснабжения повысительной насосной станции гидроаккумулятор исполняет функцию аварийного источника водоснабжения и своеобразного демпфера, предотвращающего гидроудары в случае подключения дополнительных мощностей

Такая же схема используется, если подача электроэнергии на повысительные насосы в системе нестабильна, а водоснабжение, тем не менее, должно быть бесперебойным. В период отключения электричества используется тот запас воды, который содержится внутри гидроаккумулятора. По сути, мембранный бак играет в этот период роль запасного источника водоснабжения.

Чем мощнее насосная станция, тем масштабнее задачи, которые на неё возлагаются. Она должна поддерживать , большим должен быть и объём её гидроаккумулятора.

Применение в схемах с погружным насосом

Чтобы максимально продлить срок службы погружного насосного агрегата, количество его включений в течение часа должно соответствовать заявленным техническим характеристикам прибора. Обычно этот показатель порядка 5-20 раз.

Если давление в водопроводной сети падает, при достижении им минимального значения срабатывает реле, включающее насос, подающий воду. При максимальных значениях давления реле отключается, подача воды прекращается.

Если в схеме водоснабжения присутствует погружной насос, то гидроаккумулятор продлит срок его службы, поскольку ему не придется включаться и отключаться, если затраты потребителей воды будут незначительными

Если система водоснабжения автономная и маленькая, даже небольшой объём водопотребления может запустить насос. В этом случае эксплуатация насоса будет малоэффективной. А сам прибор прослужит не так долго, как хотелось бы его владельцу.

Тот запас воды, который содержится в мембранном баке, спасет ситуацию. Кроме того, он не допустит скачка давления в тот момент, когда начнет свою работу погружной насос.

Чтобы выбрать гидробак подходящего объёма, нужно знать следующие характеристики: мощность и частоту включения насоса, предполагаемый расход воды в час и высоту установки устройства.

Если в схеме подключения фигурирует , то гидроаккумулятор выполняет в ней функции расширительного бака. Если воду нагреть, то её объём увеличиться. Она расширится. Для замкнутого пространства, каким и является система водоснабжения, такой процесс мог бы привести к разрушительным последствиям, если бы не гидробак.

В схеме с накопительным водонагревателем гидроаккумулятор используется в качестве расширительного бачка, спасающего систему от разрывов, поскольку несжимающаяся вода отлично расширяется при нагревании

Для включения в эту схему необходимо выбирать гидроаккумулятор, учитывая следующие его характеристики: предельная температура нагреваемой воды и максимально допустимое давление в водопроводной системе.

Выбор мембранного бака со знанием дела

Гидробак – ёмкость, основным рабочим органом которой является мембрана. От её качества зависит, сколько времени прослужит устройство от момента подключения до первого ремонта.

Лучшими считаются изделия из пищевой (изобутированной) резины. Металл корпуса изделия важен только для расширительных баков. Там же, где вода содержится в груше, характеристики металла не имеют решающего значения.

Если не обратить особого внимания на толщину фланца вашего приобретения, то уже через год-полтора, а не через 10-15 лет, как вы планируете, придется покупать совершенно новое устройство или, в лучшем случае, менять сам фланец

Особое внимание при выборе устройства стоит сосредоточить на фланце, который, как правило, изготавливают из оцинкованного металла. Толщина этого металла очень важна. При его толщине всего в 1 мм срок эксплуатации изделия составит не больше 1,5 года, так как в металле фланца непременно образуется прореха, которая выведет из строя всё устройство.

При этом гарантия на бак составляет всего-то год при заявленном сроке эксплуатации в 10-15 лет. Так что дыра появится как раз после истечения гарантийного срока. И запаять или заварить тонкий металл будет невозможно. Можно, конечно, попытаться отыскать новый фланец, но, скорее всего, понадобится новый бак.

Чтобы избежать подобных напастей, следует искать бак, фланец которого сделан из нержавейки или из толстой оцинковки.

Подключение гидроаккумулятора к контуру водоснабжения

Как стало понятно из всего написанного выше, мембранный бак – это не просто ёмкость с водой. Это специальное устройство, вовлеченное в непрерывный рабочий процесс. Поэтому и процедура его установки совсем не так проста, как это может показаться. Закреплять его следует очень тщательно, учитывая факторы вибрации и шума.

Необходимо закреплять гидроаккумулятор на поверхности с помощью резиновых прокладок, чтобы уменьшить уровень шума при его работе и сократить влияние вибраций на само устройство

К полу его крепят с применение резиновых прокладок, а к трубопроводу – с помощью переходников из резины. И ещё следует учесть, что диаметр подводки не может уменьшаться на выходе гидросистемы.

С новым баком следует обращаться особенно осторожно, заполняя его водой под слабым напором. Мембрана от долгого хранения могла слежаться. Резкая струя воды может её повредить и даже полностью вывести из строя. Правильнее удалить из груши мембраны весь воздух до того, как вы приступите к заполнению её водой. Место для установки гидроаккумулятора должно быть выбрано с учетом его доступности.

Процесс подключения гидроаккумулятора производится в стандартной последовательности:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Ввод водопровода через цоколь или фундамент

Шаг 2: Ввод силового кабеля погружного электронасоса

Шаг 3: Настройка гидроаккумулятора после сборки линии

Шаг 4: Подсоединение гидробака к системе водоснабжения

Шаг 5: Расположение второго гидробака в кессоне

Шаг 6: Установка манометра для второго гидроаккумулятора

Шаг 7: Обратный клапан гидробака для ветки на полив

Шаг 8: Сливной кран водопроводной линии для полива

Правильная настройка нового устройства

Новый гидробак следует проверить на то, каков уровень его внутреннего давления. Предполагается, что он должен составлять 1,5 атм. Но в процессе транспортировки изделия от места производства до склада и во время хранения могла произойти утечка, снизившая на момент продажи этот важный показатель. Проверить давление можно, сняв колпачок на золотнике и выполнив замеры.

Для измерения давления можно использовать манометры разных видов:

• Электронные. Это дорогие приборы. На результат их работы может оказать влияние температура и заряд батареи.
• Механические. Выпускаются в корпусе из металла, называемые по-другому автомобильными. Если этот прибор успешно прошел проверку, то лучше него не найти. Чтобы получить наиболее точное значение, поскольку измерять нужно будет всего-то 1-2 атм., лучше купить прибор с большим количеством делений на измерительной шкале.

Недорогие насосные станции и насосы-автоматы чаще всего укомплектовываются манометрами в пластиковом корпусе. Погрешность в показаниях таких китайских моделей слишком велика.

Если в баке будет меньший объём воздуха, чем нужно, его место займет вода. Это повлияет на напор воды в водопроводе. При высоком давлении и напор постоянно будет высоким. Большее давление обеспечит меньший запас воды в мембранной груше, поэтому насосу придется чаще включаться. Если света не будет, запаса воды может не хватить на все нужды.

Поэтому-то иногда разумнее будет пожертвовать давлением для достижения других важных целей. Впрочем, ниже рекомендованных значений давление лучше не снижать, как и не превышать предельных характеристик. Недостаток давления может привести к контакту поверхности груши с корпусом бака, что нежелательно.

Для измерения давления можно использовать разные устройства, но оптимальным является относительно недорогой автомобильный манометр с корпусом из металла и достаточно развернутой шкалой результатов замеров

Оптимальное давление воздуха

Чтобы бытовая техника работала нормально, давление в гидробаке обязано находиться в интервале 1,4-2,8 атм. Для лучшей сохранности мембраны необходимо, чтобы давление в системе водопровода на 0,1-0,2 атм. превышало давление в баке. Например, если внутри мембранного бака давление составляет 1,5 атм., то в системе оно должно быть 1,6 атм.

Именно это значение и следует выставить на , которое работает совместно с гидроаккумулятором. Для одноэтажного загородного дома такая настройка считается оптимальной. Если же речь идёт о двухэтажном коттедже, давление придется повышать. Для расчета его оптимального значения применяют следующую формулу:

Vатм.=(Hmax+6)/10

В этой формуле V атм. – оптимальное давление, а Hmax – высота наиболее высоко расположенной точки водоразбора. Как правило, речь идёт о душе. Чтобы получить нужное значение, следует высчитать высоту нахождения лейки душа относительно гидроаккумулятора. Полученные данные вводятся в формулу. В результате расчета будет получено оптимальное значение давления, которое должно быть в баке.

Обратите внимание, что полученное значение не должно превышать максимально допустимые характеристики для прочих бытовых и сантехнических приборов, иначе они попросту выйдут из строя.

Если говорить о упрощенно, то её составными элементами являются:

• насос,
• гидроаккумулятор,
• реле давления,
• обратный клапан,
• манометр.

Последний элемент используется для того, чтобы можно было оперативно контролировать давление. Постоянное нахождение его в системе водоснабжения не обязательно. Он может быть подключен только в тот момент, когда производятся тестовые замеры.

Как видите, именно на этой схеме манометр не отображен, но это не значит, что он вообще не нужен. Просто его включат в момент выполнения контрольных замеров

При участии в схеме поверхностного насоса, гидробак монтируют рядом с ним. Обратный клапан при этом устанавливают на всасывающем трубопроводе, а остальные элементы образуют единую связку, соединяясь между собой с помощью пятивыводного штуцера.

Пятивыводное устройство безупречно подходит для этой цели, поскольку имеет выводы различных диаметров. Входящий и исходящий трубопроводы и некоторые другие элементы связки могут соединяться со штуцером с помощью американок, чтобы облегчить профилактические и ремонтные работы на отдельных участках водопровода.

Впрочем, этот штуцер можно заменить кучей соединительных элементов. Но зачем?

На этой схеме порядок подключения хорошо виден. Когда происходит подключение штуцера к гидроаккумулятору, необходимо удостовериться в герметичности соединения

Итак, к насосу гидроаккумулятор подключается следующим образом:

• один дюймовый вывод присоединяет сам штуцер к патрубку гидробака;
• к выводам на четверть дюйма подключаются манометр и реле давления;
• остались два свободных дюймовых вывода, к которым монтируются труба от насоса, а также разводка, идущая к потребителям воды.

Если в схеме работает поверхностный насос, то соединять с ним гидроаккумулятор лучше с помощью гибкого шланга, имеющего металлическую обмотку.

К тем частям, которые заканчиваются муфтами, будут присоединяться труба от насоса и разводка водопровода, которая пойдет к потребителям воды

К погружному насосу гидроаккумулятор подключается точно так же. Особенностью этой схемы является местоположение обратного клапана, не имеющее никого отношения к вопросам, которые мы сегодня рассматриваем.

Выводы и полезное видео по теме

Если после прочтения текста вам всё ещё непонятно, как именно следует подключать гидроаккумулятор, посмотрите это видео, в котором коротко, но предельно ясно отображены все нюансы этой процедуры.

Гидробак является важным составным элементом водопроводной системы. С его помощью решается целый комплекс задач. А выполнить своими руками грамотное подключение гидроаккумулятора, как оказалось, совсем не сложно. Зато преимущества от его использования бесспорны.

Появились вопросы во время ознакомления с представленной информацией? Есть полезные сведения или личный опыт, которым хотелось бы поделиться с нами и с посетителями сайта? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном под статьей блоке.

Подключение гидроаккумулятора: схемы

Для того чтобы насос не включался каждый раз при открывании крана, в систему устанавливают гидроаккумулятор. В нем содержится некоторый объем воды, достаточный для небольшого расхода. Это позволяет практически избавиться от кратковременных включений насоса. Установка гидроаккумулятора процедура несложная, но потребуется еще некоторое количество устройств — как минимум — реле давления, а еще желательно наличие манометра и воздухоотводчика.

Содержание статьи

Функции, назначение, виды

Место установки — в приямке или в доме

В системе водоснабжения частного дома без гидроаккумулятора насос включается всякий раз как где-то идет расход воды. Эти частые включения приводят к износу оборудования. Причем не только насоса, но и всей системы в целом. Ведь каждый раз происходит скачкообразное повышение давления, а это — гидроудар. Чтобы уменьшить количество включения насоса и сгладить гидроудары используют гидроаккумулятор. Это же устройство называют расширительный или мембранный бак, гидробак.

Назначение

Одну из функций гидроаккумуляторов — сглаживать гидроудары, мы выяснили. Но есть и другие:

Не удивительно, что в большинстве систем частного водоснабжения данное устройство присутствует — плюсов от его использования много.

Виды

Гидроаккумулятор — это бак из листового металла поделенный на две части эластичной мембраной. Мембрана бывает двух видов — диафрагмы и баллона (груши). Диафрагма крепится поперек бака, баллон в виде груши закрепляют на входе вокруг входного патрубка.

По назначению они бывают трех видов:

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

Гидробаки для отопления выкрашены в красный цвет, баки для водопровода окрашены в синий. Расширительные баки для отопления имеют обычно меньшие размеры и более низкую цену. Это связано с материалом мембраны — для водоснабжения она должна быть нейтральной, ведь вода в трубопроводе питьевая.

Два вида гидроаккумуляторов

По типу расположения гидроаккумуляторы бывают горизонтальные и вертикальные. Вертикальные снабжены ножками, некоторые модели имеют пластины для навешивания на стену. Именно вытянутые вверх модели чаще используют при самостоятельном создании систем водопровода частного дома — они занимают меньше места. Подключение гидроаккумулятора такого типа стандартное — через вывод размером в 1 дюйм.

Горизонтальными моделями обычно комплектуют насосные станции с насосами поверхностного типа. Тогда насос располагают сверху емкости. Получается компактно.

Принцип работы

Радиальные мембраны (в виде тарелки) используются в основном в гироаккумуляторах для систем отопления. Для водоснабжения в основном внутри устанавливают резиновую грушу. Как работает такая система? Пока внутри есть только воздух, давление внутри штатное — то, которое выставлено на заводе (1,5 атм) или которое вы выставили сами. Включается насос, начинает закачивать в бак воду, груша начинает увеличиваться в размерах. Вода постепенно заполняет все больший объем, все больше сжимая воздух, который находится между стенкой бака и мембраной. При достижении некоторого давления (обычно для одноэтажных домов это 2,8 — 3 атм) насос отключается, давление в системе стабилизируется. При открытии крана или другом расходе воды, она поступает из гидроаккумулятора. Течет она до тех пор, пока в баке давление не упадет ниже определенной отметки (обычно около 1,6-1,8 атм). После чего насос включается, цикл повторяется снова.

Принцип работы гироаккумулятора с мембраной в виде груши

Если расход идет большой и постоянный — набираете ванную, например, — насос качает воду транзитом, не закачивая ее в бак. Бак начинает набираться после того, как закрыты все краны.

За включение и отключение насоса при определенном давлении отвечает реле давления воды. В большинстве схем обвязки гидроаккумулятора это устройство присутствует — такая система работает в оптимальном режиме. Подключение гидроаккумулятора рассмотрим чуть ниже, а пока поговорим о самом баке и его параметрах.

Баки большого объема

Внутреннее строение гидроаккумуляторов объемом от 100 литров и выше немного отличается. Отличается груша — она крепится к корпусу и вверху, и внизу. При таком строении появляется возможность бороться с воздухом, который присутствует в воде. Для этого в верхней части имеется выход, в который можно подключить клапан для автоматического сброса воздуха.

Строение гидроаккумулятора большого размера

Как выбрать объем бака

Объем бака выбираете произвольно. Никаких требований или ограничений нет. Чем больше объем бака, тем больший запас воды у вас будет на случай отключения и тем реже будет включаться насос.

При выборе объема стоит помнить, что тот объем, который стоит в паспорте — это размер всей емкости. Воды в ней будет почти вполовину меньше. Второе что надо иметь в виду — это габаритные размеры емкости. Бак на 100 литров это приличная такая бочка — около 850 мм высотой и 450 мм в диаметре. Для нее и обвязки надо будет где-то найти место. Где-то — это в помещении, куда приходит труба от насоса. Там обычно и устанавливают все оборудование.

Объем выбирают исходя из среднего расхода

Если чтобы выбрать объем гидроаккумулятора вам требуются хоть какие-то ориентиры, посчитайте средний расход с каждой точки водоразбора (есть специальные таблицы или можно посмотреть в паспорте к бытовой технике). Все эти данные суммируйте. Получите возможный расход в том случае, если все потребители будут одновременно работать. Потом прикиньте, сколько и каких одновременно устройств может работать, посчитайте сколько в этом случае за минуту уйдет воды. Скорее всего к этому времени вы уже придете к какому-то решению.

Чтобы было немного проще, скажем, что объема гидробака в 25 литров хватает на обеспечение нужд двух человек. Он обеспечит нормальное функционирование совсем небольшой системы: кран, унитаз, мойка и небольшой водонагреватель. При наличии другой бытовой техники емкость надо увеличивать. Хорошая новость в том, что если вы решите, что имеющегося резервуара вам недостаточно, можно всегда установить дополнительный.

Каким должно быть давление в гидроаккумуляторе

В одной части гидроаккумулятора находится сжатый воздух, во вторую закачивается вода. Воздух в баке находится под давлением — заводские настройки — 1,5 атм. Это давление не зависит от объема — и на баке емкостью 24 литра и в 150 литров оно одинаковое. Больше-меньше может быть предельно допустимое максимальное давление, но оно зависит не от объема, а от мембраны и указывается в технических характеристиках.

Конструкция гидроаккумулятора (изображение фланцев)

Предварительная проверка и коррекция давления

Перед подключением гидроаккумулятора в систему желательно давление в нем проверить. От этого показателя зависят настройки реле давления, а при транспортировке и хранении давление могло упасть, так что контроль очень желателен. Контролировать давление в гидробаке можно при помощи манометра, подключенного к специальному входу в верхней части бака (емкость от 100 литров и больше) или установленного в нижней его части как одну из деталей обвязки. Временно, для контроля, можно подключить автомобильный манометр. Погрешность у него обычно невелика и работать им удобно. Если такого нет, можно использовать штатный для водопроводов, но они обычно точностью не отличаются.

Подключить манометр к ниппелю

При необходимости давление в гидроаккумуляторе можно увеличить или уменьшить. Для этого есть ниппель в верхней части бака. Через ниппель подключается автомобильный или велосипедный насос и при необходимости давление увеличивается. Если же его надо стравить, каким-то тонким предметом отгибают клапан ниппеля, выпуская воздух.

Какое давление воздуха должно быть

Так таким же должно быть давление в гидроаккумуляторе? Для нормальной работы бытовой техники необходимо давление 1,4-2,8 атм. Чтобы мембрана бака не рвалась, давление в системе должно быть чуть больше давления бака — на 0,1-0,2 атм. Если в баке давление 1,5 атм, то давление в системе не должно быть ниже чем 1,6 атм. Это значение и выставляют на реле давления воды, которое работает в паре с гидроаккумулятором. Это оптимальные настройки для небольшого одноэтажного дома.

Если дом двухэтажный, придется давление повышать. Есть формула расчета давления в гидробаке:

                                                               Vатм.=(Hmax+6)/10 

Где Hmax — высота наивысшей точки водоразбора. Чаще всего это душ. Измеряете (высчитываете) на какой высоте относительно гидроаккумулятора находится его лейка, подставляете в формулу, получаете давление, которое должно быть в баке.

Подключение гидроаккумулятора к поверхностному насосу

Если в доме установлена джакузи, все сложнее. Придется подбирать опытным путем — меняя настройки реле и наблюдая за работой точек водоразбора и бытовой техники. Но при этом рабочее давление не должно быть больше максимально допустимого для другой бытовой техники и сантехнических приборов (указывается в технических характеристиках).

Как выбрать

Основной рабочий орган гидробака — мембрана. От качества материала зависит срок ее службы. Лучшими на сегодня являются мембраны из пищевой резины (вулканизированные резиновые пластины). Материал корпуса имеет значение только в баках мембранного типа. В тех, в которых установлена «груша» вода контактирует только с резиной и материал корпуса значения не имеет.

Фланец должен быть из толстой оцинкованной стали, но лучше — из нержавейки

Что действительно важно в баках с «грушами» — это фланец. Обычно его делают из оцинкованного металла. В этом случае важна толщина металла. Если это всего 1 мм, примерно через год-полтора эксплуатации в металле фланца появится дырка, бак потеряет герметичность и система перестает работать. Причем гарантия всего год, хоть заявленный срок эксплуатации — 10-15 лет. Фланец прогнивает обычно после окончания гарантийного срока. Заварить его нет никакой возможности — очень тонкий металл. Приходится искать в сервисных центрах новый фланец или покупать новый бак.

Итак, если хотите чтобы гидроаккумулятор служил долго, ищите фланец из толстой оцинковки или тонкий, но из нержавейки.

Подключение гидроаккумулятора к системе

Обычно системе водоснабжения частного дома состоит из:

В данной схеме может еще присутствовать манометр — для оперативного контроля давления, но это устройство не обязательно. Его можно периодически подключать — для проведения тестовых замеров.

С пятивыводным штуцером или без

Если насос поверхностного типа, гидроаккумулятор обычно ставят возле него. В этом случае обратный клапан ставят на всасывающем трубопроводе, а все остальные устройства устанавливаются в одной связке. Соединяются они обычно при помощи пятивыводного штуцера.

Пятивыводной штуцер для обвязки гидроаккумулятора

Он имеет выводы с разными диаметрами, как раз под используемые для обвязки гидроаккумулятора устройства. Поэтому систему чаще всего и собирают на его основе. Но данный элемент совсем необязателен и можно все соединить при помощи обычных фитингов и кусков труб, но это более трудоемкое занятие, к тому же соединений будет больше.

Как подключить гидроаккумулятор к скважине — схема без пятивыводного штуцера

Одним своим дюймовым выводом штуцер накручивается на бак — патрубок расположен внизу. К выходам на 1/4 дюйма подключается реле давления и манометр. К оставшимися свободными дюймовым выводам подключается труба от насоса и разводка к потребителям. Вот и все подключение гироаккумулятора к насосу. Если собираете схему водоснабжения с поверхностным насосом, использовать можно гибкий шланг в металлической обмотке (с дюймовыми штуцерами) — с ним работать проще.

Наглядная схема подключения насоса и гидроаккумулятора — там где необходимо используйте шланги или трубы

Как обычно, вариантов несколько, выбирать вам.

Подключают гидроаккумулятор к погружному насосу точно так же. Вся разница в том, где установлен насос и куда подавать питание, но к установке гидроаккумулятора это не имеет отношения. Его ставит в том месте, куда заходят трубы от насоса. Подключение — один в один (смотрите схему).

Схема подключения гидроаккумулятор к погружному насосу

Как установить два гидробака на один насос

При эксплуатации системы, иногда владельцы приходят к выводу, что имеющегося объема гидроаккумулятора им недостаточно. В таком случае можно параллельно установить второй (третий, четвертый и т.д.) гидробак любого объема.

Подключение нескольких гидробаков в одну систему

Перенастройку системы делать не надо, реле будет отслеживать давление в том баке, на котором установлено, а жизнеспособность такой системы намного выше. Ведь если повредится первый гидроаккумулятор, второй будет работать. Есть и еще один положительный момент — два бака по 50 литров стоят меньше, чем один на 100. Дело в более сложной технологии производства крупногабаритных емкостей. Так что это еще и экономически выгоднее.

Как подключить второй гидроаккумулятор в систему? На вход первого накрутить тройник, к одному свободному выходу подключить вход от насоса (пятивыводного штуцера), к оставшемуся свободным — вторую емкость. Все. Можно схему тестировать.

схема подключения установки, как подключить его к системе водоснабжения, как правильно установить с наносной станцией, сборка и обвязка блока автоматики, как соединить насос с гидробаком

Наличие собственной точки водозабора – это увеличение возможностей жилья. Больше не нужно следить за графиком отключений воды, переживать, что напор будет недостаточным. Однако не каждый собственник частного дома знает, как правильно подключить гидроаккумулятор с поверхностным скважинным или глубинным насосом через реле для систем водоснабжения, используя схемы подключения к насосной станции и правила установки. А ведь именно этот элемент способствует бесперебойной подаче жидкости на участок, а также продлевает срок эксплуатации. Прежде чем перейти к рекомендациям по монтажу, давайте разберемся, как устроено все оборудование и зачем его устанавливать.

Назначение гидробака

Его также называют накопительным баком. Основная задача прибора, что видно уже из названия, – это накопление жидкости для последующей равномерной подачи под постоянным напором. Он является незаменимым элементом. И у него есть несколько функций:

• Сокращение числа включений и отключений оборудования. Если устройство подключается напрямую к крану, то каждый раз, когда пользователь поворачивает вентиль, включается устройство. Но это сильно изнашивает его, приводит к скорой поломке. А при наличии гидробака потребность в постоянном подключении нет – это делается только тогда, когда в резервуаре уровень воды становится ниже определенных границ. Это приводит к минимизации гидроударов и, как следствие, к продлению срока эксплуатации.
• Создает небольшой запас воды. Это важно в тех случаях, когда отключают электроэнергию. Но даже на удаленном участке вы не останетесь без жизненно необходимого ресурса, на некоторое время его хватит. Это также можно назвать независимостью, временной автономностью от электричества.
• Поддерживает постоянное давление. Напор остается стабильным даже при высоких расходах жидкости. При этом нет зависимости от уровня грунтовых вод, как при прямом подключении без накопительного резервуара.

Таким образом, мы настоятельно рекомендуем при подсоединении гидроаккумулятора заняться установкой гидробака в частном доме.

Зачем нужен водный аккумулятор, его отличие от расширительного бака

Несмотря на то что два этих понятия совершенно разные, их часто путают. Чтобы понять, в чем отличие, расскажем о втором виде резервуаров. Их монтируют в системы горячего водоснабжения и отопления. Дело в том, что жидкость, проходя через нагревательный элемент, становится горячей. Но при течении через трубы часть тепла уходит, вода охлаждается. А как мы знаем, при разных температурах давление в одном и том же объеме влаги меняется. Чтобы трубы не чувствовали сильного напора, излишек, который образуется при нагреве жидкого теплоносителя, сливается в специальную камеру – расширительный бак. А затем оттуда он снова отправляется обратно.

Гидроаккумулятор же обычно монтируется в ХВС вместе со всем остальным оборудованием. Он нужен для устранения гидроударов, а также для поддержания постоянного напора в кране. Соответственно, гидробаки для систем водоснабжения имеют принципиально другую схему подключения.

Устройство накопительного бака

Сосуд выполнен из листовой стали, он имеет округлую вытянутую форму. Его размер может быть небольшим, например, на 15 литров, но для оснащения крупного частного дома для большой семьи чаще берут модели от 100 л. Внутри пространство гидробака разделено на две части с помощью эластичной мембранной ткани – под воду и под воздух. Мембрана может быть изготовлена в двух формах:

• как груша (этот вариант наиболее распространенный) – она прикрепляется ко входному патрубку;
• как диафрагма, крепится посередине.

Сверху корпус покрыт краской – красной или синей, в соответствии с тем, для какого водоснабжения устройства – горячего или холодного.

Также подключение вертикального гидроаккумулятора и реле давления гидробака к насосу было бы невозможно без входного и выходного отверстия для рабочей среды. А со стороны воздушного клапана располагается ниппель, как на автомобильной шине, через которую производится подкачка воздуха. Дополнительно могут быть подсоединены такие устройства, как манометр и реле, но это уже детали автоматической системы накачки жидкости.

Виды гидробаков

Разновидности устройств принято отличать по назначению.

• Для ГВС – это расширительные баки, они имеют несколько другую конструкцию. Применяются с целью сохранения постоянного давления.
• Для ХВС – классические гидроаккумуляторы разных объемов.
• Для отопления. Чаще всего они небольшие и недорогие. Это объясняется тем, что на их производство уходит не самая качественная мембрана, ведь для отопительных целей перекачивается техническая, а не питьевая вода.

Вторая категория видов – это расположение. При монтаже они могут быть:

• Горизонтальными. Баки как бы лежат на поверхности.
• Вертикальными, в их основании предусмотрены ножки, на которые устанавливается система.
• Подвесными. Это актуально в тех случаях, когда насосная станция монтируется в отдельном павильоне или в подвале.

Некоторые модели можно устанавливать несколькими способами по желанию владельца.

Различаются гидробаки и по внутреннему устройству – они могут быть с грушей или с диафрагмой, но, несмотря на это, смысл действия остается прежним.

Основной же характеристикой, по которой покупатели выбирают оборудование, является размер. Стоит отметить, что объем закачиваемой воды – это где-то ⅓ от общей вместительности резервуара, остальное будет заполнять воздух по ту сторону мембраны.

Принцип работы: как подключить автоматику к гидроаккумулятору

Чтобы правильно произвести подключение, необходимо понимать, каким способом работает вся установка. Производители закачивают в воздушный резервуар воздух под давлением 1,5 атмосферы. Через ниппель можно регулировать это значение и подкачивать кислород.

После подсоединения патрубков устройство начинает закачивать влагу в водную грушу (или по ту сторону диафрагмы). Она растет, мембрана постепенно сдвигается и, как результат, менее плотный воздух начинает приобретать все большее давление. Когда оно достигает определенных (заводских или заданных вручную) параметров, реле отключается и электрический контур размыкается – вода больше не поступает.

Затем пользователь приеменяет ресурс, например, включает кран в ванной или запускает стиральную машинку. При этом сжатый кислород под постоянным напором выталкивает жидкость, собранную в мембранной груше. А когда количество воздушных атмосфер снова опускается до исходного значения, реле реагирует и дает команду включить оборудование.

Важный нюанс, который нужно учесть при подключении гидроаккумуляторного бака, – следует сделать так, чтобы при наборе больших объемов воды, она поступала транзитом от скважины сразу к точке расхода, минуя накопительный резервуар. А уже после того, как краны будут перекрыты, будет наполняться груша. Это актуально в двух случаях:

• при маленьких объемах гидробака – такой не спасет от частых включений/выключений, но зато хорошо снимает гидроудары;
• когда набирается большая ванная или расходуется влага для орошения посадок.

Также стоит отметить, что иногда происходят неполадки, например, подтекание капель через ниппель или отсутствие постоянного давления в резервуаре. Это может свидетельствовать о неправильном подсоединении аппарата или его поломке.

Как правильно выбрать и установить гидроаккумулятор в системе водоснабжения для дома

Основной рабочий орган, который приводит все в движение — мембрана. Поэтому именно от ее качества зависит, насколько долговечной будет аппаратура. Пищевой полимер, который также называется изобутированной резиной, считается самым качественным веществом. В гидробаках вода не контактирует с корпусом, но в расширительных баках – да, поэтому в них важен и металл, из которого сделан резервуар.

Учитываются также фланцы, то есть соединительные детали. Если они тонкие, некачественные, то уже через год использования могут начать пропускать влагу, придется менять их или использовать дополнительные уплотнители. Их изготавливают, как правило, из оцинкованного металла. И если он не превышает одного миллиметра, то поломка случится уже через год-полтора использования. Лучше всего, если фланец будет из нержавейки.

Как сделать расчет параметров, чтобы поставить гидроаккумулятор на водопровод

Приведем формулу, по которой рассчитывается минимально допустимое значение объема:

Если вы приобретаете насосную установку современного образца, то она оснащена системами плавного запуска и имеет возможность поддерживать постоянное давление в водопроводной сети. В таком случае не требуется монтировать крупный бак, достаточно малого, ведь гидроудары чувствоваться не будут.

Вот таблица, по которой можно определить минимальное количество закачиваемой жидкости при технических характеристиках электронасоса:

Как правильно подсоединить гидроаккумулятор к глубинному насосу

Для подключения вам понадобится пятивыводной штуцер, поскольку наравне с гидробаком будет присутствовать манометр и реле давления. Дополнительными, но не обязательными, являются датчик «сухого хода» и обратный клапан. Они отвечают за то, чтобы двигатель не перегрелся при отсутствии жидкости в водопроводе, а также за то, чтобы при отключенном оборудовании влага не выходила обратно в скважину.

Когда само подсоединение осуществлено, следом идут пусконаладочные работы, то есть настройка приборов (проставление давления и других показателей) и проверка герметизации. Обычно пограничными параметрами являются 1,7 и 2,8 бар.

Как соединить насос с гидроаккумулятором

На схеме все кажется простым: взяли патрубок, прикрепили его к штуцеру на 4 или 5 отверстий, к одному из выходов присоединили гидробак, к остальным – манометр, реле давления и выводную трубу.

Но на деле все может усложняться. Рассмотрим особенности подсоединения, в зависимости от конкретной ситуации.

Два накопительных бака к одному устройству

Такое случается, когда изначально неправильно были произведены расчеты водопотребления или по каким-либо причинам расход увеличился. Тогда легче подсоединить еще один резервуар. Для этого только нужно, чтобы штуцер имел запасное неиспользуемое отверстие (мы всегда рекомендуем брать на одно больше, закрывая его заглушкой, – вдруг пригодится) и водопроводный шланг. Такая конструкция не только увеличит общий запас накапливаемой жидкости, но и спасет во время поломки одной из мембран, ведь оборудование все равно сможет работать, хоть и на пониженных мощностях.

Схема подключения блока автоматики к гидроаккумулятору для погружного (глубинного) насоса, сборка с реле давления

Особенность монтажа электронасоса, который погружается в скважину, – это наличие клапана обратного хода. Он отвечает за то, чтобы при выключенном оборудовании водный ресурс не спускался снова в колодец. Так аппарат не будет качать «на сухую», что сильно вредит ему.

Еще один нюанс – напор может пострадать, если перекачивающее устройство будет недостаточно мощным, а глубина забой большой.

Поверхностный вариант

Сам алгоритм подключения через пятивыводной штуцер мы описали выше. Отметить стоит:

• обязательную герметизацию каждого соединения;
• проверочные запуски – нужно сделать не менее 4-5 тестовых пусков;
• наличие фильтрации – качественные фильтры с установкой можно заказать в компании «Вода Отечества».

Схема обвязки насосной станции с гидроаккумулятором к водонагревателю

В данном случае мы говорим о расширительном баке. На изображении показана последовательность его присоединения к нагревательному элементу сети:

Как наладить оборудование

Пусконаладочные работы включают:

• Настройку реле – иногда подходят заводские показатели, но их стоит проверить.
• Герметизацию всех соединений.
• Несколько тестовых запусков.

После этого можно безбоязненно приступать к эксплуатации.

Нюансы подключения

Первое, что нужно учесть, — где ставить гидроаккумулятор в системе водоснабжения. Также стоит установить на входе в дом фильтрацию. Фильтры разных типов и размеров можно найти в компании «Вода Отечества». Про остальные особенности монтажа расскажем ниже.

Обвязка расширительного бака

Он прикрепляется к одному из отверстий штуцера посредством гибкого шланга. Диаметр резьбы – 1 дюйм. Но можно обойтись и без него, тогда вся автоматика (датчики и измерительные приборы) будут встраиваться непосредственно у входа гидробака.

Настройка при подключении

Заводские стандартные пороги срабатывания реле – от 1,4 до 2,8 бар. При этом изначально в воздушную камеру закачивается воздух в 1,5 атмосферы. Для того чтобы наполнение мембранной груши происходило до максимальных значений, можно поменять параметры, но незначительно. Они должны совпадать с допусками насоса.

Оптимальное давление

Мембрана останется целостной дольше, если в водопроводе будет на 0,1-0,2 бара больше, чем в гидробаке. Предлагаем формулу, которая позволит определить самое подходящее значение:

V Атм.= (Hmax+6)/10, где Hmax – самая большая высота водозабора, например, если на 2 этаже установлена душевая кабина, то это будет именно она.

Закачка воды в гидроаккумулятор

Если вы вручную решили производить настройку, то нужно помнить, что подходящей разницей между порогами включения и отключения является 1-2 атмосферы. Если перекачивать больше, то скорее износится мембранная груша. Чтобы скорректировать эти значения, следует подкручивать гайки на пружинах реле.

Как выбрать объем резервуара

Предлагаем плюсы и минусы разных размеров. Исходя из них, сделайте для себя выбор:

Параметры резервуара	Достоинства	Недостатки
Небольшой	Занимает мало места. Имеет более скромную цену.	Чаще происходят включения и отключения. Может обеспечить постоянным напором только небольшую семью.
Большой	Защищает от гидроударов. Подходит при частых отключениях электричества. Идеально для постоянного проживания 4-5 человек.	Занимает много места и сложнее при установке. Если влага не расходуется, она может застаиваться.

Заключение

Мы рассказали, как подключить гидроаккумулятор для системы водоснабжения, а в качестве завершения темы посмотрим два видео:

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Автор Монтажник На чтение 10 мин. Просмотров 15.3k. Обновлено 07.12.2020

Любая линия для снабжения частного дома водой состоит из приборов, автоматизирующих процесс ее работы. Одним из основных ее узлов является накопительный бак, при установке которого своими руками важно знать, как выглядит схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения.

Помимо правильного подключения, гидробак необходимо точно отрегулировать, создав внутри оптимальное давление при работе в индивидуальной системе водозабора. Для выполнения данной работы необходим сантехнический инструмент и соблюдение технологии при регулировочных работах.

Зачем нужен гидробак

Гидроаккумулятор всегда ставят в магистраль индивидуального водоснабжения, он работает постоянно и выполняет следующие функции:

• Сглаживает негативные последствия гидравлических ударов. При срабатывании электронасоса водный поток резко останавливается или ускоряется, при этом жидкость воздействует на трубопровод и его узлы с физическим усилием. Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения позволяет плавно накапливать и отдавать воду за счет расположенной внутри пластичной резиновой мембраны.
• Подключение гидробака уменьшает количество циклов включения и отключения скважинного или колодезного электронасоса за счет накопления жидкости, которая отдается в магистраль при использовании и поддерживает в ней давление, не давая электронасосу включаться.
• Гидроаккумуляторы создают аварийный запас воды в моменты отключения электричества или выхода насосного оборудования из строя.
• Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения нормализует давление, позволяя избежать его резких перепадов при нестабильной работе электронасоса.

Рис. 1 Гидроаккумуляторы для водопроводных магистралей

Устройство гидробака

Устройство гидроаккумулятора не отличается сложностью, он состоит из металлического бака со встроенной грушевидной мембраной или плоской диафрагмой из резины. Диафрагма крепится поперек корпуса между его половинками, грушевидный баллон устанавливают на входе около горловины — такой тип используют для подачи воды при индивидуальном водоснабжении. В задней части металлической емкости установлен ниппель, с помощью которого в корпус гидробака закачивают воздух, подстраивая его внутреннее давление к системе.

Гидробаки выпускают для отопительных систем, горячей воды (красного цвета) и холодного водоснабжения (синий цвет). В зависимости от объема гидробака и способа монтажа различают модели с горизонтальным расположением и объемные вертикальные агрегаты, которые устанавливаются на ножках.

Горизонтальные модели небольшой емкости чаще используют в насосных станциях со встроенным центробежным электронасосом поверхностного типа и элементами автоматической системы управления. Гидробаки с вертикальным расположением используют отдельно, их удобнее монтировать при работе с погружными электронасосами. Вертикальные баки конструктивно отличаются от горизонтальных моделей: мембранная оболочка крепится в верхней и нижней части корпуса, помимо ниппеля для накачки воздуха они имеют дополнительный штуцер для его стравливания из резиновой оболочки.

При приобретении гидробака следует знать, что его полезный объем при накоплении жидкости составляет не более 30% от общего.

Рис. 2 Конструкция гидробака

Принцип работы гидробака

Обычно внутренняя груша располагается в емкости с воздухом под стандартным давлением 1,5 бар. При включении вода подается установленным в скважину электронасосом в бак, заполняя резиновую грушу — она увеличивается в объеме, сжимая воздушное пространство внутри. При достижении давления (стандарт 3 бара), равного порогу срабатывания автоматического реле, электронасос отключается, и поступление воды в линию прекращается.

При включении вода идет к потребителю под давлением, которое создает резиновая мембрана, сжатая воздухом. По достижении минимальной отметки в 1,7 бар. реле замыкает цепь питания электронасоса и происходит заполнение магистрали.

Рис.3 Пример установки гидроаккумулятора в систему водоснабжения с погружным насосом

Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Установка гидроаккумулятора для систем индивидуального водоснабжения своими руками производится вместе с автоматикой и переходниками, к которым относятся коммутирующий пятивходовой штуцер, манометр для настройки и контроля, коммутирующее гидравлическое реле. При использовании в водозаборе скважинного глубинного электронасоса обвязка для скважины включает в себя реле сухого хода и обратный клапан, если он отсутствует в насосном агрегате.

Если в водопроводной магистрали используется поверхностный центробежный электронасос, то практичнее и дешевле приобрести готовую смонтированную насосную станцию, чем проводить монтаж элементов системы самостоятельно.

Рис. 4 Бачок расширительный в станции

Статья по теме:

Схема водоснабжения частного дома от скважины с гидроаккумулятором. В отдельной статье даются схемы подключения гидроаккумулятора, рассказывается про монтаж водоснабжения из скважины с погружным и поверхностным насосом.

Настройка гидроаккумулятора при подключении

Перед использованием в частном доме водопровода с гидроаккумулятором нужно знать, каким должно быть давление в гидроаккумуляторе для его оптимальной работы, для снятия показаний берут переносной манометр. Типовая водопроводная линия со стандартным реле давления имеет пороги срабатывания от 1,4 до 2,8 бар., заводская установка давления в гидробаке при этом — 1,5 бар. Чтобы работа гидроаккумулятора была эффективной и происходило его полное наполнение, для заданной заводской установки подбирают нижний порог включения электронасоса на 0,2 бар. больше — на реле устанавливают порог 1,7 бар.

Если в гидробаке в процессе эксплуатации или в связи с длительным сроком хранения при измерениях манометром определяют, что давление недостаточно, поступают следующим образом:

1. Отключают электронасос от питания.
2. Снимают защитную крышку и прижимают клапан гидробака в виде головки ниппеля на выходе устройства — если оттуда поступает жидкость, значит произошло повреждение резиновой мембраны и ее необходимо менять. Если из гидробака поступает воздух, с помощью автомобильного манометра измеряют его давление.
3. Сливают воду из магистрали, открывая ближайший к расширительному баку кран.
4. При помощи ручного насоса или компрессора накачивают в аккумуляторный бак воздух до достижения показаний манометра в 1,5 бар. Если после автоматики происходит подъем воды на определенную высоту (дома высокой этажности), общий напор и диапазон работы системы повышают исходя из того, что 1 бар. приравнивают к 10 метрам вертикального водного столба.

При расчете необходимого давления в гидробаке для любых диапазонов выбирают его значение на 10% меньше нижнего порога срабатывания реле. Выбор данного значения гарантирует, что встроенная мембрана будет расширяться и сжиматься в небольшом диапазоне и соответственно увеличится срок ее службы и всего расширительного бака.

Рис.5 Настройка гидроаккумулятора

Определение параметров бака

В большинстве случаев включений, гидробаки для водоснабжения устанавливают по принципу: чем больше объем, тем лучше. Но слишком большой объем не всегда оправдан: гидробак займет много полезного места, вода в нем будет застаиваться, и если перебои с электроэнергией бывают очень редко, в нем просто нет необходимости. Слишком маленький гидробак также неэффективен — если используется мощный насос, то он будет часто включаться и выключаться и быстро выйдет из строя. Если возникает ситуация, когда пространство для монтажа ограничено или финансовые средства не позволяют приобрести накопительный бак большой емкости — можно рассчитать его минимальный объем по приведенной ниже формуле.

Рис. 6 Как правильно в системе водоснабжения рассчитать объем гидробака

Еще один метод вычислений — расчет необходимого объема гидробака по мощности используемого электронасоса.

В последнее время на рынке появились современные высокотехнологичные электронасосы с плавным пуском и остановкой, частотным регулированием скорости вращения рабочих колес в зависимости от водопотребления. В этом случае необходимость в гидравлическом баке с большим объемом отпадает — плавный пуск и регулировка не вызывают гидроударов, как в системах с обычными электронасосами. Автоматические блоки управления высокотехнологичных устройств с частотным управлением имеют встроенный гидробак очень маленького объема, рассчитанный на свою насосную группу.

Рис.7 Таблица рассчитанных значений давления и объема гидробака в зависимости от режимов работы поставляющей воду линии

Установка нескольких гидробаков

Некоторые пользователи сталкиваются с проблемой, как подключить дополнительный бак для линии водоснабжения, если произошло увеличение потребления или объем накопительного бака слишком мал для нормальной работы. Установка двух гидроаккумуляторов не представляет особых сложностей, их можно собрать, подключив параллельно, с использованием дополнительного переходного штуцера, гибкого шланга или обрезка водопроводной трубы.

Преимуществом системы с двумя баками является ее высокая надежность в случае, если в одном из них произойдет разрыв резиновой мембраны.

Рис. 8 Гидробак в блоке частотного управления насосами

Как выбрать гидроаккумулятор

При выборе гидроаккумулятора лучше отдать предпочтение моделям с резиновой грушей — в мембранных видах жидкость контактирует с металлическим корпусом, что может вызвать его коррозию.

Основной рабочий элемент баллонного гидробака — грушевидная мембрана, от качества которой зависит срок его службы, при этом материал корпуса играет менее важную роль, так как не контактирует с водой. Обычный материал изготовления груши — изобутированная пищевая резина, при выборе модели для наружного монтажа повышенное внимание следует обращать на фланец, к которому крепится резиновая мембрана. Предпочтение следует отдавать моделям, фланец которых сделан из толстой нержавейки или оцинкованной стали — такое изделие прослужит 10-15 лет без потери своей герметичности.

Еще одно преимущество баллонного бака — простота замены резиновой мембраны. Для этого откручивают несколько шестигранных болтов крепления фланца и снимают его вместе с оболочкой.

Рис. 9 Вертикальные гидробаки в водопроводной линии

Установка гидроаккумулятора

После приобретения подходящей модели электронасоса к скважине или колодцу и подключения его к трубопроводу, расчета объема и покупки нужного гидробака, необходимо его правильно установить. Если модель имеет большой объем и устанавливается на вертикальное ножки, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

• Лучше ставить объемный накопительный бак в самой высокой точке дома (чердак, второй этаж) — это позволит создать максимальное давление в водопроводной линии.
• Пол в помещении должен быть ровным, влажность не должна превышать установленные нормы во избежание коррозии оцинкованного фланца и поверхности бака.
• Устройство лучше подключать при помощи гибкого напорного шланга в оплетке из нержавейки и диаметром накидных гаек в один дюйм, выполненных из латуни. Следует избегать шлангов для подачи с алюминиевой оплеткой и монтажными муфтами из дешевого силумина — хрупкого сплава алюминия с кремнием.

Рис. 10 Схема подключения гидроаккумулятора к насосу и системе водоснабжения

Обвязка расширительного бака

Перед тем, как подключить гидроаккумулятор для систем индивидуального водоснабжения, готовят комплектующие: автоматические приборы, фильтры и переходные муфты для подсоединения труб ПНД. После подсоединения электронасоса к водопроводу из ПНД при помощи переходных пластиковых муфт и размещения его в скважине, дальнейшие работы по сборке проводят в следующей последовательности:

1. На выходе водопроводной трубы из насоса устанавливают шаровый кран и фильтр грубой очистки для удаления песка из воды.
2. После фильтра устанавливают тройник с диаметром отверстий, подходящих для подключения автоматики. В его верхний отвод вкручивают переходную муфту для подключения реле.
3. Для присоединения к электронасосу реле давления и манометра применяется стандартный пятивходовой штуцер, который подключают к тройнику при помощи переходника.
4. На выходе штуцера с наружной резьбой диаметром 1 дюйм устанавливают шаровый кран с накидной гайкой — это позволит производить ремонт и замену узлов, не сливая воду из всей водопроводной магистрали.
5. К выходному отверстию штуцера с внутренней резьбой 1 дюйм при помощи гибкой подводки присоединяют гидроаккумулятор.
6. Далее в пятивыводной штуцер устанавливают манометр и реле давления, в тройник вкручивают реле сухого хода.
7. В конце подключают электрический кабель питания к реле — монтаж автоматики на этом можно считать законченным.

Многие предпочитают устанавливать всю автоматику с помощью соединительных штуцеров непосредственно на выходе гидроаккумулятора – такая методика не требует подводного шланга.

Рис. 11 Как установить гидроаккумулятор в линию

Гидробак является основным узлом в автоматических системах управления электронасосами, необходимым для снижения нагрузки на водопроводную магистраль и уменьшения циклов срабатывания насосного оборудования. Его соединение с трубопроводом и настройку довольно просто сделать своими руками при использовании простейшего сантехнического инструмента. Для правильного выбора расширительного бака можно использовать не слишком сложную формулу или определить его параметры приблизительно в зависимости от объема подачи или мощности насосного оборудования.

Схема Подключения Гидроаккумулятора К Погружному Насосу, Видео

Насосная станция с гидроаккумулятором

Гидроаккумулятор для насосной станции – специальная металлическая емкость, внутри которой встроена металлическая мембрана и заключен определенный объем воды под давлением. Устройство предназначено для поддержания стабильного давления в системе водоснабжения, предохранение водяного насоса, из-за частого включения, от преждевременного износа, а всю систему от действия возможных гидроударов.
Имея в системе водоснабжения насос с гидроаккумулятором 50 литров, владелец дома всегда будет обеспечен небольшим запасом воды.

Основные функции гидроаккумулятора

Устройство в системе обеспечения дома водой гидроаккумулятора решает несколько важных проблем:

• Предохраняет насос от преждевременного износа. Запас воды в мембранном баке, позволяет включать насос, при открытии крана в водопроводе лишь в случае, когда запас воды в баке полностью исчезнет. Любой насос содержит определенную величину включений в час, а устройство гидроаккумулятора позволяет насосу иметь неиспользованные включения, что повышает срок его эксплуатации.
• Поддерживает постоянное давление в водопроводной системе, предохраняет от перепадов напора воды, которые могут, при одновременном открытии нескольких кранов, привести к резким колебаниям напора воды, например на кухне и в душе. Гидроаккумулятор(см.Гидроаккумулятор для скважины: виды оборудования и способы его использования) с такими неприятными ситуациями успешно справляется.
• Предохраняет от возникновения гидроударов, возникающих при включении насоса, которые могут нанести существенный вред трубопроводу.
• Поддерживает в системе запас воды, что позволяет пользоваться ею даже при отключении электричества. Особенно это актуально в загородных домах.

Виды и устройство гидроаккумуляторов

Прежде чем познакомиться с видами устройств нужно познакомиться с особенностями его конструкции. Она не отличается особой сложностью.

Устройство гидроаккумулятора насосной станции

Основными конструкционными элементами гидроаккумуляторов являются:

• Корпус, представляет собой герметичный баллон, способный выдерживать при постоянном режиме работы давление 1,5 – 5,6 атмосфер или до 10 атмосфер если нагрузка кратковременная.
• Мембраны. Это эластичная «груша», которая фиксируется у горловины баллона и размещается в его внутреннем пространстве. Только сквозь фланец с клапаном, закрепленными к горловине корпуса аккумулятора, может открываться доступ в мембрану.
• Ниппеля для переходника. Элемент врезан в корпус со стороны противоположной от горловины. Через ниппель в аккумулятор происходит закачка воздуха, занимающего все пространство, имеющееся между внешней поверхностью мембраны и внутренней полостью корпуса.

Помимо этого в конструкции накопителя имеются ножки и опорный кронштейн, служащие для монтажа насоса. Ножки привариваются внизу накопителя, а сверху размещается насос.
Особенности конструкций позволяют сортамент накопителей разделить на такие их разновидности:

• Аккумулирующие баки для накопления холодной воды, используются в технических трубопроводах и для питья. В этом случае аккумуляторы для современных трубопроводов имеют лишь инертные мембраны, которые изготавливаются из каучука особого сорта.
• Аккумулирующие баки, для хранения горячей воды, используемые в системах горячего водоснабжения. В таких накопителях мембрана изготавливается из материала, устойчивого к высоким температурам.
• Аккумулирующие баки, используемые для систем отопления в замкнутой среде. Основным требованием, которое предъявляется к таким аккумуляторам, является присутствие в их конструкции мембраны, у которой высокая сопротивляемость к возникновению высокой температуре и давлению.

При этом мембраны аккумуляторов в системе для подачи горячей воды могут выдержать температуру до 90 градусов Цельсия, а элементы, которые служат для систем отопления, могут выдерживать до 110 градусов Цельсия.

Как выбрать модель гидроаккумулятора

При выборе модели накопителя необходимо обратить внимание на такие особенности конструкции и эксплуатационные характеристики устройства:

• Рабочий объем должен удовлетворять потребностям владельца и соответствовать производительности насоса станции.
• Мембран должна быть изготовлена из материала, соответствующего функциональной нагрузке. Например, для «питьевого» аккумулятора берется одна мембрана, а для «отопительного» — абсолютно другая.
• Схема монтажа аккумулятора на опорную плоскость должна быть приемлемой для его владельца. Напольный бак достаточно больших размеров просто нельзя разместить на кронштейне.

Совет: Ключевым фактором, при выборе модели накопителя, является его вместимость.  Не важно, где и как установить и подключить гидроаккумулятор, главное, чтобы его объема хватило для всех нужд потребителя.

Основные правила при покупке накопителя:

• Минимальный объем его должен быть 25 литров. В противном случае, из-за частых включений и выключений, насос износится достаточно быстро.
• Оптимальным объемом гидроаккумулятора считается бак от 50 литров. Но он подойдет лишь для семьи из 3-4 человек. Холостяку или пенсионерам можно использовать накопители и меньшей емкости, цена его намного меньше.

Где устанавливать и подключить накопительный бак

Схема подключения гидроаккумулятора и насоса, их правильная эксплуатация не представляет особой сложности:

• Вода во внутрь грушевидной мембраны подается через фланцевый клапан.
• Под ее давлением мембрана начинает расширяться.
• Закаченный в корпус воздух, сжимается и мембрану удерживает от разрыва. По мере заполнения мембраны воздух уплотняется, что в итоге создает область повышенного давления между стенками корпуса и мембраны, которая обеспечена энергией сжатого воздуха.
• После открытия в домашнем водоводе крана, воздух начнет сдавливать грушевидный вкладыш и вода начинает под нужным давлением идти по трубам.
• Насос наполняет опустошенную мембрану, а его работа контролируется датчиком давления, установленного на насосной станции.

Совет: Для систем водоснабжения месторасположение гидроаккумулятора, определяется схемой функционирования этого узла, предполагающей, что накопитель нужно размещать между насосом и «входным» штуцером в коллектор внутреннего водопровода дома. Исключением может быть устройство гидроаккумулятора в системе отопления. В этом случае его нужно врезать в обратку, расположенную перед входом линии в котел, за насосом.

• Аккумулятор лучше всего закрепить на полу или специальном кронштейне, который зафиксирован на стене. При этом между ножками накопителя и поверхностью для их установки, обязательно нужно установить амортизирующие прокладки из резины.

При подключении накопителя в водопровод учитываются конструктивные особенности насосной станции, тип используемого в ней насоса для закачивания в накопитель воды.
В станциях используются два вида устройств:

• Погружные, опускаемые прямо в воду.
• Поверхностные, фиксируемые у гидроаккумулятора.

От особенностей используемого оборудования, зависит схема подключения насоса и гидроаккумулятора. На фото показан пример установки устройства в загородном доме.

Схема подключения водяного насоса, гидроаккумулятора

Порядок подключения системы с поверхностным насосом заключается в следующем:

• Измеряется давление воздуха со стороны ниппеля при пустой мембране, его величина должна быть на 0,5-1 атмосферу меньше, чем в аккумуляторе минимальное давление, при срабатывании насоса. Это минимальное давление задается на реле управления станцией, к величине которого прибавляются 0,5-1 атмосфера. Фиксируется его показания манометром на ниппеле бака.
• Монтаж бака особого коллектора с пятью выходами к фланцевому штуцеру.
• Подключение:

1. к первому выходу напорной трубы от насоса;
2. ко второму — патрубка бытового водопровода;
3.  к третьему подсоединяется реле давления;
4. к четвертому выходу – манометр;
5. к пятому уже подключен штуцер гидробака.

Совет: Сборка выполняется с использованием полимерного уплотнителя, который общепринят для правил подсоединения элементов резьбовых соединений, чтобы обеспечить их герметизацию. После сборки оборудование считают подготовленным к эксплуатации.

При подключении устройства своими руками с использованием погружного насоса необходимо выдержать такой порядок действий:

• Насос погружается в воду. На поверхность выводится напорный шланг от насоса и подключается к реле давления, через тот же коллектор на пять разъемов.
• Поток от коллектора отводится на гидроаккумулятор, при этом на этом участке движение будет двусторонним.
• Водопроводом соединяется от коллектора еще один патрубок, а оставшийся разъем подключается к системе управления насосом.
• Между коллектором и насосом, в этом случае, врезается еще один фитинг или обратный клапан, не дающий воде «слиться» назад в скважину, после того как прекратится напорная подача. Этот клапан необходимо монтировать непосредственно в горловину выпускного патрубка, установленного на насосе.

Как выполнить ремонт и профилактику гидроаккумулятора

Так же как и насосные станции без гидроаккумулятора самые простые гидробаки требуют своевременного внимания и ухода.
Поводов для этого может быть несколько:

• Коррозия.
• Образование вмятин на корпусе.
• Нарушение целостности мембраны.
• Отсутствие герметичности бака.

Существуют и другие причины, которые необходимо устранять, чтобы избежать возможные проблемы. Несмотря на то, что инструкция по уходу предлагает осматривать устройство два раза в год, этого может быть недостаточно.
Если в течение полугода не заметить какую-то проблему она может стать причиной выхода гидробака полностью из строя, что требует проводить осмотр и ремонт изделия при каждой возможности.
Причинами поломок могут быть:

• Частое включение и выключение насоса.
• Выход жидкости через клапан.
• Небольшой напор воды.
• Низкое давление, ниже расчетного, воздуха.
• Слабый напор после насоса воды.

Поводом для проведения ремонта гидроаккумулятора может быть:

• Низкое давление воздуха или отсутствие его в мембранном баке.
• Мембрана получила повреждение.
• Повредился корпус.
• Образовалась большая разница в давлении при выключении и включении насоса.
• Неверно выбран объем гидробака.

Для устранения неисправностей необходимо:

• Увеличить давление воздуха, путем его нагнетания через ниппель бака компрессором или обычным гаражным насосом.
• Мембрану, получившую повреждения, можно восстановить в специализированной мастерской.
• Здесь же устраняются повреждения в корпусе и восстанавливается его герметичность.
• Исправление разницы в давлениях можно произвести, если выставить очень большой дифференциал таким образом, чтобы он соответствовал частоте включений насоса.
• Необходимый объем бака определяется до его монтажа в систему.

Как подключаются насосная станция без гидроаккумулятора, отдельно гидробаки хорошо показывает видео в этой статье. Использование накопителя в системе водоснабжения загородного дома улучшит обустройство автономного источника, создаст ему необходимое количество жидкости при аварийном отключении от источника.

Схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения

Правильно выбранная схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения обеспечит удобство эксплуатации, а также долговечность и экономичность работы системы. Гидроаккумулятор – это важный узел системы водоснабжения, в котором находится вода и сжатый воздух, разделенные мембраной.

При изменении параметров потока воды (снижение давления), насос включается и вода закачивается в гидроаккумулятор, восстанавливая параметры необходимого максимального давления и затем отключается. Далее расход воды идет из гидравлического устройства, предотвращая частые включения перекачивающего агрегата, что происходит до следующего момента падения давления до минимального порога. Кроме того, гидроаккумуляторы могут обеспечивать работу системы некоторое время (зависит от объема резервуара) при отключении электроэнергии или повреждении насоса.

Виды гидроаккумуляторов и их устройство

В общем виде все гидроаккумуляторы стоят из следующих основных частей:

• корпус с ножками,
• мембрана (в некоторых моделях заменяется резиновой грушей, расположенной в корпусе по принципу «сосуд в сосуде»),
• ниппеля для закачки воздуха, обычно снабженного защитной крышкой.

Некоторые изделия имеют отличительные конструктивные особенности:

• горизонтальные модели дополняются краном или вентилем для стравливания воздуха,
• оборудование для питьевой воды снабжается «грушами» из специальных сортов каучука, химически нейтральных и не дающих жидкости посторонних запахов или привкусов,
• гидроаккумуляторы для систем отопления представляют собой расширительные баки.

По типу расположения различают два типа моделей:

• Горизонтальные изделия чаще используются для наружных насосов. Перекачивающие агрегаты в таких случаях устанавливаются на гидроаккумуляторы.
• Вертикальными моделями чаще оснащаются системы водоснабжения с погружными насосами.

Выбор конфигурации и установка гидроаккумулятора для систем водоснабжения в то же время может осуществляться из соображений наличия свободного пространства для монтажа той или иной модели.

По назначению различают следующие типы гидроаккумуляторов:

• для холодного водоснабжения (наиболее популярный вариант, использующийся не только в домах с постоянным проживанием, но и на дачах),
• для горячего водоснабжения, изготавливаемые из материалов, способных выдерживать высокие температуры и устанавливающиеся при монтаже полноценной системы, включающей холодное и горячее водоснабжение
• расширительные баки для отопительных систем.

Отопительные гидроаккумуляторы окрашиваются в красный цвет, а оборудование для систем водоснабжения (ХВС и ГВС) – в синий.

Различные виды гидроаккумуляторов для водоснабжения и отопления

Подключение гидроаккумулятора к погружному насосу

Схема подключения гидроаккумулятора к погружному насосу в обязательном порядке должна включать в себя обратный клапан. Его наличие не позволит сжатому воздуху через мембрану выдавить воду обратно в скважину. Клапан монтируют сразу на насос, до подключения других элементов системы.

На фото схема подключения гидроаккумулятора к погружному насосу

Первым этапом является установка погружного насоса. Для этого с помощью веревки и груза определяется глубина скважины, после чего отмечается место на веревке, до которого необходимо будет опустить перекачивающий агрегат, чтобы он находился на расстоянии 20-30 см от дна. После фиксации насоса, его напорную трубу или шланг, выходящий на поверхность, соединяют с реле давления, используя коллектор (штуцер) на пять разъемов. К этому же коллектору последовательно подключают гидроаккумулятор и водопровод для подачи к точкам потребления. Оставшийся разъем используется для подключения системы управления оборудованием.

Схема подключения гидроаккумулятора

Подключение погружного насоса к гидроаккумулятору, как и другие, описанные ниже системы, обязательно нуждаются в герметизации всех соединений. Для этого используется лента ФУМ либо пакля с герметиком.

Подключение к поверхностному насосу

Перед тем, как приступить к подключению гидроаккумулятора к поверхностному насосу, необходимо определиться с требуемыми параметрами подачи воды в частности, решить, какое давление необходимо в системе. Считается, что водоснабжение с небольшим количеством точек потребления может работать при давлении 1,5 атм. В зависимости от наличия оборудования, требующего большого напора, это значение может увеличиваться до 6 атм., более высокое давление считается опасным для коммуникаций и соединительных элементов.

Считая выбранное давление номинальным, определяют, какое понижение целесообразно считать допустимым, то есть, при каком значении будет включаться насос. Критическое значение выставляют на реле управления, а со стороны ниппеля производят измерения давления воздуха в гидроаккумуляторе при отсутствии в нем воды. Полученное значение должно быть ниже минимально допустимого на 0,5-1,0 атм.

Схема подключения гидроаккумулятора к поверхностному насосу такая же как при подключении насосной станции, в комплектацию которой уже включен гидроаккумулятор

Если в этом направлении не требуется корректировка (например, подкачка насосом), собирается схема подключения гидроаккумулятора для систем водоснабжения
с использованием пятивходного коллектора. Первым устанавливается гидроаккумулятор, потом последовательно: напорная труба насоса, бытовой водопровод, реле давления, манометр.

Подключение насосной станции

Бытовые насосные станции часто представляют собой комплекс оборудования, включающего перекачивающий агрегат, гидроаккумулятор и приборы контроля. Поэтому схема подключения гидроаккумулятора к насосной станции в данном случае аналогична подсоединению обычного перекачивающего агрегата.

Несколько более сложно подключение повышающей насосной станции для большого объема водопотребления. Такое оборудование часто устанавливается при водоснабжении нескольких домов от одного источника (скважины). Такие станции, как правило, оснащаются несколькими перекачивающими агрегатами, один из которых работает постоянно. В этом случае организуется два мини-коллектора. К одному из них подключаются всасывающие патрубки насосов, а в другой подается перекачивающаяся жидкость. Такая схема позволяет переключать насосы, выводить один из них в ремонт без прекращения водоснабжения.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

Разобравшись с тем, как подключить гидроаккумулятор для систем водоснабжения, будет легче понять принципы установки оборудования при монтаже отопительной системы.

Функции гидроаккумулятора в системе отопления несколько отличаются от задач, выполняемых в системе водоснабжения, хотя принцип действия остается тем же. Вода, являющаяся теплоносителем, при нагреве расширяется, поэтому для предотвращения разрушения элементов системы необходимо резервуар с меняющимся объемом для нивелирования происходящих в системе изменений. Гидроаккумуляторы отопительных систем, представляющие собой расширительные баки, врезаются в отличии от аналогичных резервуаров для водоснабжения не в прямую, а в обратную линию перед соединением ее с котлом по ходу циркуляции.

Вы можете посмотреть видео как подключить гидроаккумулятор для систем водоснабжения с подробными комментариями.

Настройка реле

Несмотря на отсутствие сложных элементов в конструкции реле давления, его настройка требует знания некоторых нюансов. Под крышкой устройства находятся только две пружины и две гайки – одна пара меньше чем вторая. В инструкциях обычно указывается, что большая пара «пружина-гайка» предназначена для выставления значения, при котором будет включаться насос. Меньшая пара используется для настройки разницы давлений (корректная работа перекачивающего агрегата – это включение и выключение, а следовательно необходим верхний и нижний предел). В этом отношении пружинно-гаечные пары работают согласованно, и большая пара, отвечающая за включение агрегата, является в то же время отправной точкой для работы и настройки меньшей пары.

Обычно для нормальной работы системы достаточно, чтобы разница между верхним и нижним порогом (значениями отключения и включения насоса), составляла порядка 1-2 атмосфер.

Настройка гидроаккумулятора водоснабжения производится в определенной последовательности.

При рабочем давлении (по манометру) насос отключается, а гайка меньшей пружины медленно вращается по направлению уменьшения до момента срабатывания.

Открывается кран, вода из системы сливается. В процессе слива контролируются показания манометра и отмечается давление срабатывания (насос включился). В идеале полученный параметр выше от аналогичного в пустом гидроаккумуляторе, но незначительно (0,5-1 атм.).

Вращением гайки большей пары устанавливается нижний предел давления.

Малая пара подстраивается под установленное значение.

Подробнее о том, как отрегулировать реле давления насосной станции тут.

Источник okanalizacii.ru

Подключение гидроаккумулятора к системе водоснабжения

На чтение 7 мин. Просмотров 893 Опубликовано 29.11.2018 Обновлено 22.07.2019

Гидробак позволяет избавить водяной насос от кратковременных включений. Именно в этот момент электрооборудование переносит максимальную нагрузку, что пагубно сказывается на его эффективности и сокращает срок службы. Подключение гидроаккумуляторов к системам водоснабжения полностью решает вопрос непрерывного водоснабжения, так как в емкости находится запас воды.

Зачем нужен гидробак

Помимо стратегического запаса жидкости гидробак позволяет решить следующие проблемы:

1. Исключает пагубные последствия гидроударов. Подача воды производится дозировано, напор не меняется, скачков давления нет.
2. При включении водяного насоса компенсируется нагрузка на рабочие узлы водопровода, подключенного к системе оборудования и бытовую технику.
3. Электрический насос, качающий воду из колодца или скважины, включается реже, что экономит расход электроэнергии.
4. Подключение гидроаккумулятора позволяет пользоваться водой даже при отключении электроснабжения дома, района или улицы.

Имеющегося запаса воды хватит, чтобы провести профилактику насосной станции, почистить фильтры, отремонтировать оборудование.

Принцип работы гидроаккумулятора

По своей сути это металлическая емкость, внутри которой устанавливается грушевидная мембрана.

Ту же самую роль в некоторых модификациях играет резиновая плоская мембрана. Грушевидные баллоны монтируются возле горловины. Диафрагма делит бак на две части. Она устанавливается горизонтально посередине бака. Одна часть объема заполняется водой, другой сжатым воздухом.

Гидробаки применяются в системах отопления, а также снабжения холодной и горячей водой. По принципу использования они различаются по цветам. Горячая вода и теплоноситель – бак красного цвета. Холодная вода – синего. Есть модели, которые представляют собой цилиндрический бак, устанавливаемый вертикально. Для удобства разработаны модификации, горизонтально сориентированные, которые монтируются на опорах.

Устройство предполагает наличие ниппелей. Один из них находится сзади, и предназначен для закачивания воздуха. Другой – для стравливания. Изначально требуется, чтобы давление в воздушной камере было 1,5 бар. При этом происходит включение насосной станции. Модели отличаются в соответствии с тем, какое давление воздуха должно быть для его отключения. Обычно это 3,0 бар.

Схема работы следующая:

1. В воздушную камеру нагнетается воздух.
2. Давление выдавливает воду в систему, направляя ее к потребителю.
3. При расходе жидкости происходит падение давления воздуха, так как груша расширяется, а диафрагма выгибается.
4. Срабатывает реле, включается насос, пополняется запас воды, давление воздуха стабилизируется.

Циклы повторяются, и в итоге домовладелец всегда может пользоваться водой, не переживая, что напор станет недостаточным или слишком сильным.

Настройка и схема подключения к системе водоснабжения

Помимо насоса и гидробака потребуется реле давления и манометр. В соответствии со схемой подключения гидроаккумулятора к системе водоснабжения, все эти элементы взаимодействуют через пятивыводной штуцер. Устанавливается бак с реле и контрольно-измерительными приборами в котельной или ином помещении.

В качестве дополнительного оснащения системы используются реле сухого хода и обратные клапаны. Эти приспособления ответственны за то, чтобы в трубах всегда была вода, и чтобы она не стекала в колодец или скважину. Но это если речь идет об индивидуальных системах водоснабжения. После монтажа требуется произвести пусконаладочные работы, которые заключаются в проверке герметичности соединений и настройке гидробака.

В качестве установленных эксплуатационных параметров используется отметка в 1,7 бар. При этом происходит включение насосного оборудования. Реле настраивают так, чтоб отключение производилось при 2,8 бар. Эти параметры считаются идеальными для большинства моделей. Информация находится в инструкциях по эксплуатации гидроаккумулятора с насосом.

Ход работ

Если в процессе пусконаладки выявится, что давления недостаточно для нормального функционирования системы, нужно сделать следующее:

1. Отключить насос от электросети, обесточить другие элементы, запитанные от электричества.
2. Снимают крышку гидроцилиндра. Наличие жидкости в воздушной камере указывает на то, что мембрана или «груша» имеет повреждения.
3. Проверяют плотность воздушного потока, выходящего из ниппеля. Для этого используют автомобильный манометр.
4. Стравливают воду из труб, открыв кран сброса возле расширительного бака.
5. Искусственно, вручную нагнетаю давление насосом до полутора бар. Отмечают подъем уровня жидкости в трубах.

Принято считать, что разница в 1 бар поднимает водяной столб на высоту 10 метров. Перед тем, как подключить гидроаккумулятор для системы водоснабжения, ее нужно заполнить. Чтобы мембрана прослужила дольше, система настраивается с 10-процентным запасом (ниже минимального порога давления).

Установка двух гидроаккамуляторов на один насос

Если одной емкости недостаточно ввиду возросшей потребности в воде, можно установить второй гидроаккумулятор, подключение которого не представляет особой проблемы.

Баки подключаются параллельно, для чего потребуется гибкий шланг или обычная водопроводная труба. Преимущество заключается не только в увеличение водяного запаса. Если один гидроаккумулятор выйдет из строя, второй будет решать проблему водоснабжения.

Нюансы подключения гидроаккумулятора

Устройство с грушевидной емкостью предполагает, что внутри нее находится вода, а не воздух. Эта особенность дает преимущество над модификацией с плоской мембраной. Причина в том, что в последнем случае жидкость контактирует с металлом, из которого изготовлен корпус бака. В итоге появляются очаги коррозии. Это нужно учитывать при выборе модели.

Жми для увлечения картинки!

Кроме того, «грушу» проще поменять, если она выйдет из строя. Обычно это происходит через 10-15 лет после подключения циркуляционного насоса с гидроаккумулятором. Кроме проблемы выбора при монтаже нужно учитывать следующие аспекты:

1. Точка монтирования должна располагаться на максимально возможной высоте. В идеале это чердак дома. Данный фактор позволяет увеличить давление в трубопроводе.
2. Несмотря на то, что фланцы оцинкованные, а корпус окрашен, помещение, где устанавливается гидроаккумулятор должно быть сухим. Повышенная влажность приведет к появлению конденсата, ржавчины и преждевременному выхода оборудования из строя.
3. Подключать лучше при помощи гибких шлангов в нержавеющей оплетке. Крепить стоит накидными дюймовыми гайками.
4. Входная труба – место врезки фильтра грубой очистки, который не даст возможности ржавчине, окалине и прочим твердым взвешенным частицам попасть в емкость и повредить мембрану.
5. На входе монтируется шаровый кран, с помощью которого можно отсечь разводку от подающей трассы, если придется ее ремонтировать или обслуживать насос. Вода в доме будет все равно.

Перед покупкой необходимо произвести предварительные расчеты. Они заключаться в определении требуемых рабочих параметров и характеристик гидробака.

Обязательно посмотри это видео, там человек рассказывает как самостоятельно выбрать бак.

Мнение «чем больше емкость, тем лучше» – неверное. Слишком большой запас воды приведет к ее застаиванию. В результате могут размножиться вредные бактерии, образоваться осадок, появиться неприятный запах. Места такой бак занимает много, весит ответственно. Если потребление небольшое, а электроэнергия отключается редко, покупка такого оснащения нецелесообразна.

Слишком малая емкость неэффективна, так как насос будет включаться часто, что неблагоприятно сказывается на сроке службы. Для расчетов применяется специальная формула. В качестве альтернативного метода определения требуемого объема бака используют соответствие мощности насосной станции и размера емкости. Больше производительность – больше размер бака.

Для этого используют специальные таблицы. Если условия совсем стесненные, имеет смысл рассмотреть возможность приобретение насоса с плавным пуском, и не тратить деньги на гидроаккумулятор. Но если есть возможность установить оба элемента, преимущества будут заключаться еще и в экономии. Но главное, такая система будет работать долго и бесперебойно.

Какое оптимальное давление зарядки для моего аккумулятора? — Инженер-наставник

Аккумуляторы — замечательные устройства, выполняющие множество функций. Одна из функций — свести к минимуму скачки давления в результате гидроудара. У многих из нас может быть аккумулятор, прикрепленный к системе водоснабжения вашего дома, чтобы предотвратить «удары» при отключении воды.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Для удержания нагрузки требуются более высокие давления наддува, а приложения с низкими рабочими циклами будут работать при среднем давлении.

Энди Кинг50 [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Амортизация

В приведенной выше ситуации используется аккумулятор, иногда называемый расширительным баком с водяными системами, для поглощения ударов. Этот тип гидроаккумулятора может справиться с большими изменениями объема по сравнению с низкими изменениями давления. Учет большого изменения громкости сведет к минимуму удары по системе.

Аккумуляторы для удержания груза

Еще одно преимущество аккумулятора заключается в том, что он сохраняет энергию для будущего использования.Возможно, вам нужно подавать давление в баллон в течение длительного периода времени, но вы не хотите, чтобы ваш насос работал на холостом ходу. Многие статические тесты похожи на это. Вы прикладываете нагрузку и оставляете ее там на часы или дни.

Добавление гидроаккумулятора позволит вам накапливать жидкость под давлением, а затем отключить насос. Вы также можете запрограммировать насос на повторное включение при слишком низком давлении в гидроаккумуляторе. Как только он зарядится, выключите его снова.

Аккумуляторы для малотоннажной техники

Наконец, вы можете использовать гидроаккумуляторы, чтобы уменьшить размер вашей гидравлической системы за счет малого рабочего цикла.Многие американские горки используют гидравлику для линейного ускорения, что требует высокого давления и расхода для их работы.

Традиционное решение — подобрать систему для давления и расхода, необходимых при запуске. Допустим, нам нужно 400 галлонов в минуту при 1500 фунтах на квадратный дюйм в течение 10 секунд. То есть 350 л.с.! И очень большая гидравлическая система.

При такой скорости потока и времени запуска нам нужно 67 галлонов на запуск. (Не беспокойтесь о математике или числах.)

Поскольку между запусками есть 2–3 минуты, мы можем использовать это время для накопления жидкости под давлением в аккумуляторе.Если мы планируем запускать 10 секунд каждые две минуты (130 с), мы можем снизить скорость потока до 31 галлона в минуту с упомянутых ранее 400 галлонов в минуту. Однако для того, чтобы вся нагнетаемая жидкость была выше 1500 фунтов на квадратный дюйм, нам нужно будет запустить насос до 2000 фунтов на квадратный дюйм. Тем не менее, это снижает мощность до 36 л.с.

Компоненты на этом этапе будут намного меньше, и с ними будет проще работать. Только шланги между гидроаккумуляторами и тягачом будут большими.

Как работает аккумулятор

Аккумулятор представляет собой стальной сосуд высокого давления с двумя камерами.Одна камера присоединена к водопроводу или шлангу гидравлического масла, а другая находится под давлением газа.

Секции разделены гибкой резиновой диафрагмой или поршнем, который скользит подобно гидравлическому цилиндру.

Для работы системы необходимо заправить камеру под давлением газа. Давление, до которого он заряжается, называется «давлением наддува».

Когда гидравлическое масло входит, другая сторона баллона или поршня будет двигаться к противоположной стороне, сжимая газ.Это движение не является линейным при увеличении давления, потому что газ сжимается.

Чем заряжать аккумулятор?

Большинство расширительных баков низкого давления, используемых в бытовых системах водоснабжения, заполнены сжатым воздухом. Это сделано потому, что сжатый воздух легко доступен в большинстве домашних хозяйств, а его давление относительно низкое, от 20 до 60 фунтов на квадратный дюйм (от 138 до 414 кПа).

Сжатый воздух — не лучший газ для этого применения, азот — это! Азот — наиболее распространенный компонент нашей атмосферы, поэтому его легко усвоить.Он инертен, и это здорово, потому что он не взрывается, как кислород. Если он вытечет наружу, то для людей нет такого риска, как угарный газ или углекислый газ.

Азот также не содержит водяного пара. Стандартный воздух будет содержать пары воды и кислород. Это с комбинацией любой плесени или бактерий в воздухе (которые есть) запустит красивую чашку Петри в вашем аккумуляторе. Никто этого не хочет.

Кроме того, при колебаниях температуры водяной пар может конденсироваться, что приводит к непредсказуемой работе при более высоких давлениях.

По этим причинам гидроаккумуляторы заправлены азотом.

Определение давления наддува

Определение давления заряда аккумулятора — самая сложная часть использования аккумулятора. Скажу честно, потому что я тоже борюсь с этим.

Поскольку мы имеем дело со сжимаемым неидеальным газом, приведенный ниже расчет основан на эмпирических данных и не является точным. 95%, использованные в уравнении, — это рейтинг эффективности.

Уравнение аккумулятора

Где:

• D — объем нагнетания
• P ₁ — давление заряда аккумулятора
• P ₂ — давление нагнетания
• P ₃ — давление в системе или максимальное давление, до которого заряжен аккумулятор, и
• V — общий полезный объем аккумулятора.

Поскольку уравнение является эмпирическим, вы всегда должны проектировать с большей емкостью аккумулятора, чем требуется.По крайней мере, вы сможете немного увеличить давление в системе.

Степень сжатия

Накопитель имеет предел сжатия, основанный на физических ограничениях конструкции. Это называется степенью сжатия и определяется как давление в системе / давление наддува.

Для баллонных аккумуляторов это соотношение составляет 4: 1. Для поршневых аккумуляторов соотношение выше 6: 1. В случае превышения это может вызвать разрыв поршня цилиндра или баллона

.

Минимальное давление

Чтобы предотвратить повреждение гидроаккумулятора, нам необходимо поддерживать минимальное давление на уровне давления наддува или выше.Благодаря этому в гидроаккумуляторе всегда остается немного масла, чтобы баллон или поршень не касались внутренних упоров. Это может быть или не быть требованием в зависимости от требований конкретного производителя.

Установка аккумулятора на стороне давления с компенсацией давления насоса является хорошим способом для поддержания минимального давления на аккумуляторе.

Это требование минимального давления предназначено только для нормального использования. Аккумулятор может работать без давления в целях транспортировки и технического обслуживания.

Раз уж мы затронули эту тему, я должен также упомянуть, что должен быть безопасный способ опорожнить гидроаккумуляторы от всего гидравлического давления для обслуживания. Это не должно быть ослабление штуцера и сбор масла в поддон. (Это опасно)

Хорошо, глубокий вдох. Мы пойдем немного глубже, чтобы лучше это понять.

Давайте посмотрим на график, чтобы дать наглядное представление о том, как аккумулятор ведет себя при нескольких давлениях заряда. Каждая линия имеет разное давление заряда, и все они перекрываются давлением заряда аккумулятора.Я выбрал аккумулятор емкостью 1 галлон, поэтому, если позже вам понадобится больший объем разряда, вы можете просто масштабировать размер аккумулятора.

Обратите внимание, что все линии сходятся при максимальном давлении в системе (3000 фунтов на кв. Дюйм). Это потому, что в уравнении P ₂ равно P ₃ , и члены сокращаются.

Кривая — это то место, где существует сложность выбора давления наддува, чтобы сделать это простым способом с примерами.

Давление наддува расширительного бака

В случае, если мы защищаем систему от гидроудара, мы можем добавить к рассматриваемой линии расширительный бак (небольшой аккумулятор).

Наше желание — добиться значительного изменения объема при очень небольшом изменении давления. Это будет почти вертикальная линия на графике, и очевидным выбором будет давление заряда 250 фунтов на квадратный дюйм.

Мы можем даже захотеть пойти с меньшим давлением, но если у вас нет заряда, объем может расшириться при слишком низком давлении и не будет работать по назначению. Другая опасность заключается в том, что вы нарушите степень сжатия 4: 1 или 6: 1.

Давление наддува для удержания груза

Приложения

для удержания нагрузки довольно распространены и обычно не требуют большого потока, поскольку положение не меняется.Большая часть потери жидкости будет из-за внутренней утечки в распределительные клапаны.

Для этого типа системы вам потребуется высокое давление наддува . Скажем, наше приложение зарядит аккумулятор до 2500 фунтов на квадратный дюйм и отключит насос. Наша нагрузка должна удерживаться на уровне 2500 фунтов на квадратный дюйм. (Нам понадобится редукционный клапан для поддержания необходимого давления.)

На приведенном выше графике, если я использую давление наддува 500 фунтов на квадратный дюйм, я могу сохранить только около 7 в ³ жидкости между 2500 фунтов на квадратный дюйм и 3000 фунтов на квадратный дюйм.Не достаточно близко для большинства требований.

Однако, если я изменю давление наддува на 2500 фунтов на квадратный дюйм, теперь я могу хранить около 37 в ³ ; невероятная разница.

Теперь, если мы немного изменим наши требования, мы сможем получить больше преимуществ. Я хочу, чтобы моя нагрузка составляла 2000 фунтов на квадратный дюйм. Если давление заряда моего аккумулятора по-прежнему составляет 2000 фунтов на квадратный дюйм, но я подаю на аккумулятор только 2500 фунтов на квадратный дюйм, я увеличиваю объем нагнетания.

Чтобы рассчитать это, нам нужно увидеть, какой объем доступен при каждом давлении.При 2000 фунтов на квадратный дюйм в ³ 73,2; у 2500, у ³ 29,3. Доступный разряд составляет 43,9 дюйма ³ (73,2 — 29,3).

Определение давления наддува для гидроаккумуляторов с малым рабочим циклом

В приведенном выше примере линейного ускорения американских горок мы продемонстрировали, как длительные периоды отдыха можно использовать для постоянного хранения жидкости для внезапного выброса. Основным преимуществом этого было меньшее количество компонентов и более высокий уровень загрузки системы.

Чтобы эти приложения были успешными, вы хотите, чтобы ваша функция работала при более низком давлении. Я рекомендую проектировать вашу систему так, чтобы давление в ней составляло менее 50%. Это будет не более 1500 фунтов на квадратный дюйм для системы 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Для этого приложения вы также хотите, чтобы давление наддува соответствовало расчетному давлению функций. В примере с линейным ускорением аккумулятор должен быть заряжен до 1500 фунтов на квадратный дюйм, чтобы обеспечить наилучшую производительность.

Как давление в системе влияет на объем

В системе, которой требуется 67 галлонов для выполнения определенной функции, давление в системе перед сбросом зависит от размера необходимого аккумулятора.При давлении 1500 фунтов на квадратный дюйм доступно 109,7 дюйма из ³ .

В таблице ниже показано, каким будет разряд для аккумулятора, заряженного до 1500 фунтов на кв. Дюйм при различных рабочих давлениях.

9016

Давление (фунт / кв. Дюйм)	Нагнетание (дюйм 3 )	Доступный напор (дюйм 3 )	Необходимый размер (галлоны)
16 2000
16 2000	282
2500	21.9	87,8	176
3000	0	109,7	141

На первый взгляд кажется, что рабочее давление 3000 фунтов на квадратный дюйм имеет наибольший смысл, потому что дополнительное давление 1000 фунтов на квадратный дюйм , Я могу уменьшить размер аккумулятора вдвое. Довольно мило.

В небольших системах, вероятно, имеет смысл использовать более высокое давление. Однако в больших системах работа при более высоком давлении может быть нерентабельной из-за затрат на электроэнергию и компоненты.

Могу ли я заряжаться до давления выше, чем давление в моей системе?

Короткий ответ: нет. Как упоминалось ранее, гидравлическое давление всегда должно быть не ниже давления наддува. Это необходимо для предотвращения внутреннего повреждения поршня или баллона.

Так как это относится к минимальному рабочему давлению, оно должно быть таким же для максимального рабочего давления.

Заключение

Проанализировав три случая использования аккумулятора, мы определили, что давление заряда аккумулятора различно для каждого использования.

Аккумуляторы, используемые в качестве расширительных баков, необходимо заряжать при низком давлении. Более высокие давления наддува необходимы для ситуаций с удержанием нагрузки, а приложения с низкими рабочими циклами будут работать при среднем давлении.

Связанные

3 способа уменьшения гидравлического удара

Гидравлический удар возникает, когда масло быстро начинает или перестает течь в гидравлической системе. Расход масла в напорном трубопроводе систем ниже 3000 фунтов на квадратный дюйм, как правило, 15-20 футов в секунду.В системах с давлением выше 3000 фунтов на квадратный дюйм скорость потока может достигать 30 футов в секунду. Удар также может возникать при воздействии внешней силы на гидроцилиндр или двигатель.

В отличие от воздуха гидравлическое масло обычно считается несжимаемым. Масло сжимается только на половину процента при давлении 1000 фунтов на квадратный дюйм. Когда в системе происходит скачок давления, давление может увеличиваться в четыре или пять раз по сравнению с нормальным рабочим давлением. Поскольку средняя продолжительность скачка разряда составляет 25 миллисекунд, манометр не может среагировать достаточно быстро, чтобы дать точные показания.Датчики давления обычно используются для регистрации скачков давления.

Скачки удара, которые не были должным образом демпфированы или поглощены, могут привести к утечке и повреждению линий и компонентов в системе. В этой статье будут рассмотрены три способа уменьшения гидравлического удара.

Рисунок 1. Баллонный аккумулятор

Установить аккумулятор

Гидроаккумулятор предварительно заряжен сухим азотом.Некоторые типы разделительных устройств, таких как поршень, баллон или диафрагма, используются для отделения азота от гидравлического масла внутри гидроаккумулятора. Для поглощения ударов рекомендуется использование мочевого пузыря (рис. 1) или диафрагмы. Оба этих аккумулятора содержат резиновые элементы, которые будут сжиматься, когда гидравлическое давление поднимется выше уровня предварительной заправки сухим азотом. В зависимости от системы, гидроаккумулятор должен быть предварительно заряжен от 100 фунтов на квадратный дюйм ниже до 200 фунтов на квадратный дюйм выше максимального рабочего давления в системе.Аккумуляторы, которые используются для разряда, могут быть небольшого размера, обычно от одной кварты до одного галлона.

Аккумулятор следует устанавливать как можно ближе к месту возникновения скачка удара. Например, если скачок давления происходит, когда цилиндр полностью выдвигается, гидроаккумулятор следует устанавливать рядом с отверстием, соединенным со стороной полного поршня цилиндра.

Аккумуляторы часто используются для поглощения больших скачков потока в обратных линиях. В этом случае предварительная зарядка должна быть ниже, чем максимальное номинальное давление любых обратных фильтров или теплообменников, расположенных ниже по потоку.Каждый раз, когда аккумулятор используется в напорной линии, автоматический и / или ручного клапана сброса давления должен быть установлен, чтобы удалить воздух из гидравлического давления вниз до нуля, когда система выключена.

Рисунок 2. Двухступенчатый распределитель

Добавить дроссели направляющего клапана

Типичный двухступенчатый гидрораспределитель с электромагнитным управлением показан на рис. 2. Клапан содержит пилотные дроссели, которые расположены в блоке между пилотным клапаном вверху и главным золотником внизу.Блок включает в себя два регулятора расхода, соединенных по принципу дозирования, и два перепускных обратных клапана. Когда один из соленоидов пилотного клапана находится под напряжением, управляющее давление передается через один из внутренних обратных клапанов на одну сторону главного золотника.

Когда золотник перемещается, масло в пилотной полости на противоположной стороне течет через регулятор потока и обратно в резервуар через пилотный клапан. Настройка регулятора расхода определяет скорость смещения главного золотника.Позволяя золотнику постепенно перемещаться, объем насоса постепенно передается через клапан в систему.

Несколько лет назад меня попросили проконсультироваться с заводом по производству ориентированно-стружечных плит в Миннесоте по поводу снижения ударов при горячем прессе. Линии неоднократно приваривались из-за утечки, возникшей из-за скачков давления. В прессе использовалось восемь лопастных насосов производительностью 109 галлонов в минуту для подачи большого количества масла для закрытия пресса. Направляющие клапаны, подобные показанному на рисунке 2, использовались для направления объема насосов обратно в резервуар, когда он находится в режиме холостого хода и когда в гидроцилиндрах больше нет необходимости.

Когда была дана команда закрыть пресс, это прозвучало так, будто восемь кувалд ударили по резервуару. После закрытия пресса и обесточивания соленоидов в линиях возникла огромная вибрация и сотрясения. Это произошло из-за быстрой смены направления потока от насосов. Объем насосов вместо того, чтобы попасть в пресс, быстро изменил направление и вернулся в резервуар через клапаны сброса. На регулировку пилотных заслонок всех восьми насосов ушел целый день.В конце дня насосы плавно входили и разгружались.

Пилотные дроссели считаются дополнительным оборудованием для гидрораспределителей. На клапанах, у которых их нет, после подачи питания на соленоид пилотного клапана давление в пилотном клапане будет перенесено для смещения главного золотника с очень высокой скоростью. Это позволяет насосу немедленно проходить через клапан, что вызывает скачок удара. Пилотные дроссели можно легко добавить к существующим клапанам, используя более длинные болты для крепления пилотного клапана и блока к корпусу главного золотника.

Используйте предохранительные клапаны с поперечным портом

Перекрестные предохранительные клапаны обычно используются с гидравлическими двигателями, когда необходимо относительно быстро остановить груз. Основные проблемы с перекрестными предохранительными клапанами заключаются в том, что они обычно не включаются в систему, устанавливаются слишком высоко или устанавливаются слишком далеко от двигателя. На рисунке 3 показана типичная схема с направленным клапаном с закрытым центром, двумя перекрестными предохранительными клапанами и гидравлическим двигателем.

Перепускные клапаны с поперечным сечением выполняют две функции в гидравлической системе: они поглощают первоначальный скачок удара, который возникает, когда масло впервые подается для приведения в действие двигателя, и останавливают двигатель, когда направляющий клапан обесточен.

Перекрестные предохранительные клапаны должны быть настроены на 200-400 фунтов на квадратный дюйм выше максимального давления, необходимого для привода двигателя. На рис. 4 соленоид «A» распределительного клапана находится под напряжением, чтобы направить объем насоса к двигателю. Как только давление на мгновение повысится до настройки клапана «2А», золотник откроется и направит жидкость под давлением через направляющий клапан обратно в резервуар. Когда давление упадет ниже значения «2A», золотник клапана закроется, и двигатель начнет вращаться.

Когда соленоид направляющего клапана обесточен, чтобы остановить двигатель, золотник клапана переместится в закрытое центральное положение (Рисунок 5). Двигатель будет продолжать вращаться из-за инерции движущейся нагрузки и на мгновение превратится в гидравлический насос, подающий масло к выходному отверстию. Давление будет расти до тех пор, пока не будет достигнута настройка перекрестного предохранительного клапана «2B». Затем клапан «2B» откроется и направит поток масла обратно во впускное отверстие двигателя. Настройка пружины «2B» определяет, насколько быстро двигатель остановится.

Если вы испытываете проблемы с ударами и утечками в контурах гидравлического двигателя, сначала убедитесь, что кросс-портальные предохранительные клапаны расположены в системе. Я видел некоторые системы, в которых они не использовались, что позволяло снимать ударную нагрузку в линиях, шлангах и фитингах, что приводило к утечке. Во-вторых, убедитесь, что перекрестные предохранительные клапаны правильно настроены. Когда возникает проблема в гидравлической системе, обычно первым делом нужно увеличить давление. В-третьих, перекрестные предохранительные клапаны должны располагаться как можно ближе к гидромотору.

На фанерном заводе в Северной Каролине возникла проблема с отсоединением вала двигателя от гидравлического двигателя вращающегося бревна. Когда бревна спускались по конвейеру, двигатель вращался и отбрасывал бревна с конвейера на подающий конвейер к токарному станку. При осмотре перекрестные предохранительные клапаны были обнаружены в блоке под направляющим клапаном, который был установлен на расстоянии 30 футов от двигателя. Рядом с двигателем был установлен дополнительный комплект крестовых предохранительных клапанов, что исключало срезание валов двигателя.

Точно так же, используя эти три средства, вы можете значительно уменьшить гидравлический удар в ваших системах и помочь устранить утечку масла на вашем предприятии.

Гидравлические аккумуляторы | ESP International

Справочный материал:

Каталог аккумуляторов TOBUL (PDF)

---

ESP International гордится тем, что является официальным дистрибьютором гидроаккумуляторов для Freudenberg / Tobul.У нас есть полная стандартная линейка баллонных и диафрагменных аккумуляторов, включая аксессуары для зарядки, установки и управления вашими аккумуляторами.

Опытная команда ESP может помочь вам выбрать тип, размер и давление предварительной зарядки вашего аккумулятора. ESP также имеет оборудование для обслуживания и ремонта аккумуляторов всех марок, включая восстановление и зарядку.

Что такое аккумулятор?

Гидравлические аккумуляторы — это устройства, в которых потенциальная энергия хранится в виде сжатого газа, используемого для приложения силы к относительно несжимаемой жидкости.Они сокращают время цикла, увеличивают срок службы и повышают эффективность.

Для Полнотранскрипта ВИДЕО — нажмите здесь

Ключевые свойства:

Накопитель энергии

Аккумуляторы разряжаются в периоды высокого спроса и заряжаются в периоды низкого спроса. Часто используется для увеличения расхода насоса во время пиковой нагрузки.

Аварийное резервное копирование

Аккумуляторы могут поддерживать заряд высокого давления почти неограниченное время и служить в качестве аварийного источника питания, если машина потеряет электроэнергию или откажет насос.

Снижение вибрации и ударов

Насосы, особенно поршневые и шестеренчатые, создают пульсации давления в гидравлических контурах. Быстрое замедление больших цилиндров, удары ковшей экскаватора и внезапное закрытие клапана могут вызвать скачки давления. Гидравлическая жидкость легко передает удары и пульсации через шланги и трубки, что может нанести ущерб компонентам, расположенным ниже по потоку.

Установка небольшого аккумулятора рядом с выпускным отверстием насоса может поглотить пульсацию, минимизировать вибрацию и обеспечить более плавную работу.Добавление гидроаккумулятора в возвратную линию машин может смягчить удары и смягчить воздействие «водяного» удара, чтобы предотвратить повреждение чувствительных компонентов.

Компенсация утечки и температуры

Некоторые гидравлические системы должны поддерживать давление и силу, когда нет движения или потока, например, удерживание нагруженного цилиндра в выдвинутом положении или удерживание зажима закрытым в течение продолжительных периодов времени. В таких случаях пользователи часто отключают систему для экономии энергии. В гидроаккумуляторе может поддерживаться постоянное давление, даже если жидкость медленно вытекает изнутри через уплотнения поршня или клапанные зазоры.Только когда давление в контуре падает ниже установленных пределов, насос запускается и перезаряжает аккумулятор.

Аккумулятор может компенсировать связанные с температурой перепады давления в закрытой гидравлической системе. Аккумуляторы минимизируют влияние изменений давления за счет добавления или уменьшения количества жидкости в контуре.

Более быстрый ответ

Баллонные и мембранные гидроаккумуляторы

имеют практически мгновенный отклик и могут быстро подавать жидкость к быстродействующим сервоприводам и пропорциональным клапанам и улучшать их характеристики.Аккумуляторы также могут незамедлительно удовлетворить требования к пиковому расходу; помогают поддерживать постоянное давление в системах с помощью насосов переменной производительности; и обеспечивают компенсацию сил в непрерывных процессах, например при прокатке материалов с различным рабочим сопротивлением, что обеспечивает стабильную производительность и повышает производительность и качество.

% PDF-1.5 % 7637 0 obj> эндобдж xref 7637 129 0000000016 00000 н. 0000008757 00000 н. 0000009007 00000 н. 0000002939 00000 н. 0000009052 00000 н. 0000009728 00000 н. 0000009876 00000 н. 0000009974 00000 н. 0000010052 00000 п. 0000010166 00000 п. 0000010278 00000 п. 0000010563 00000 п. 0000011191 00000 п. 0000011275 00000 п. 0000011353 00000 п. 0000011403 00000 п. 0000011453 00000 п. 0000012025 00000 п. 0000019333 00000 п. 0000027159 00000 н. 0000035015 00000 п. 0000042554 00000 п. 0000051398 00000 п. 0000059461 00000 п. 0000067554 00000 п. 0000075176 00000 п. 0000079937 00000 н. 0000080194 00000 п. 0000080277 00000 п. 0000080333 00000 п. 0000080590 00000 п. 0000080673 00000 п. 0000080729 00000 п. 0000080827 00000 п. 0000081546 00000 п. 0000081803 00000 п. 0000081886 00000 п. 0000081942 00000 п. 0000082020 00000 н. 0000082840 00000 п. 0000109213 00000 п. 0001529084 00000 н. 0001531734 00000 п. 0001535232 00000 п. 0001537881 00000 п. 0001544574 00000 п. 0001544644 ​​00000 п. 0001544714 00000 п. 0001544787 00000 п. 0001544892 00000 п. 0001545023 00000 п. 0001545196 00000 п. 0001545339 00000 п. 0001545522 00000 п. 0001545571 00000 п. 0001545698 00000 п. 0001545809 00000 п. 0001546040 00000 п. 0001546089 00000 п. 0001546210 00000 п. 0001546299 00000 н. 0001546533 00000 п. 0001546582 00000 п. 0001546715 00000 п. 0001546818 00000 п. 0001547007 00000 пн 0001547055 00000 п. 0001547144 00000 п. 0001547233 00000 п. 0001547354 00000 п. 0001547402 00000 п. 0001547513 00000 п. 0001547560 00000 п. 0001547607 00000 п. 0001547744 00000 п. 0001547792 00000 п. 0001547929 00000 п. 0001547977 00000 п. 0001548025 00000 п. 0001548073 00000 п. 0001548168 00000 н. 0001548216 00000 н. 0001548433 00000 н. 0001548481 00000 п. 0001548570 00000 н. 0001548699 00000 н. 0001548820 00000 н. 0001548869 00000 н. 0001548976 00000 п. 0001549025 00000 п. 0001549164 00000 п. 0001549213 00000 п. 0001549378 00000 п. 0001549427 00000 п. 0001549548 00000 н. 0001549597 00000 п. 0001549728 00000 н. 0001549776 00000 п. 0001549979 00000 п. 0001550027 00000 н. 0001550174 00000 п. 0001550222 00000 п. 0001550369 00000 п. 0001550417 00000 п. 0001550465 00000 п. 0001550514 00000 п. 0001550563 00000 п. 0001550611 00000 п. 0001550762 00000 п. 0001550811 00000 п. 0001550946 00000 п. 0001550995 00000 н. 0001551044 00000 п. 0001551093 00000 п. 0001551222 00000 п. 0001551271 00000 п. 0001551396 00000 п. 0001551445 00000 п. 0001551582 00000 п. 0001551631 00000 п. 0001551680 00000 п. 0001551729 00000 п. 0001551892 00000 п. 0001551941 00000 п. 0001552112 00000 п. 0001552161 00000 п. 0001552210 00000 п. 0001552259 00000 п. 0000008455 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 7640 0 obj> поток xY} TS! H0 | 7g ֱ cEu> # QLE = δ8L-m = gt ڞ} ޛ = g {8 =

Понимание функции аккумуляторов

Аккумуляторы бывают разных форм и выполняют важные функции во многих гидравлических контурах.Они используются для хранения или поглощения гидравлической энергии.

При накоплении энергии они получают гидравлическую жидкость под давлением для дальнейшего использования. Иногда для ускорения процесса к потоку насоса добавляют поток из гидроаккумулятора. В других случаях накопленная энергия сохраняется в резерве до тех пор, пока она не понадобится, и может не зависеть от потока насоса. Это могло быть для аварийного питания, когда поток насоса недоступен. Его можно использовать для поддержания давления в системе, когда поток насоса остановлен, путем подачи жидкости для компенсации утечки.

Есть несколько способов использования аккумуляторов для поглощения энергии. Обратный поток из цилиндра с большим внутренним диаметром может быть больше, чем должен проходить водопровод. Аккумулятор низкого давления может принимать часть потока, а затем разряжать ее с соответствующей скоростью для водопровода. Гидравлическая жидкость имеет относительно высокую скорость теплового расширения. Если объем жидкости ограничен и не может расширяться или сжиматься из-за изменений температуры, может возникнуть очень высокое давление, которое может повредить оборудование, или низкое давление, которое может вызвать пузырьки воздуха в гидравлической жидкости.Аккумуляторы могут использоваться для поглощения расширяющейся жидкости и / или подачи сжимающейся жидкости. Они также поглощают и рассеивают энергию при использовании для гашения импульсов давления, уменьшая шум и вибрацию.

Совет по безопасности: Аккумуляторы накапливают энергию. При работе с гидроаккумуляторами или рядом с ними существует вероятность внезапного неконтролируемого высвобождения энергии. Перед выполнением каких-либо работ с аккумулятором или компонентами, которые могут быть подключены к аккумулятору, энергия должна быть высвобождена или изолирована.Когда гидравлическое давление сбрасывается, в газе все еще сохраняется энергия. Это также должно быть облегчено или изолировано.

Накопители

предварительно нагружены, поэтому давление любой доступной жидкости будет минимальным. Три типа предварительной нагрузки: вес, пружина и газ. Символом для устройства накопления или поглощения энергии жидкости является удлиненный овал, показанный на рисунке 1. Конкретный тип аккумулятора показан дополнительными символами внутри овала, как показано на рисунках 2, 3 и 4.Из трех типов гидроаккумуляторов только утяжеленный имеет постоянное давление. Давление создается за счет веса, деленный на площадь опорного поршня. Весовые аккумуляторы привлекательны с точки зрения схемотехники, но обычно не подходят для мобильных приложений. Их нужно устанавливать вертикально, они относительно большие и тяжелые. Подпружиненные и газовые аккумуляторы весят меньше, занимают меньше места и могут быть установлены горизонтально, хотя предпочтительно устанавливать аккумуляторы вертикально.

Иногда называют газовые аккумуляторы с газовой пружиной. В категории газовых аккумуляторов выделяют шесть основных типов:

• Поршень
• Шумоглушитель
• Сильфон
• Диафрагма
• Мочевой пузырь
• Воздух над маслом

Подобно сжатой пружине, которая хочет подтолкнуть к своему растянутому положению, сжатый газ хочет подтолкнуть к своему разжатому состоянию. Используемый газ негорючий, обычно азот, если только давление не очень низкое.Несмотря на то, что обычно существует разделительный элемент между используемым газом и гидравлической жидкостью, использование газа, содержащего кислород, например воздуха, может привести к взрыву. Когда воздух сжимается, он нагревается, и если нагретый кислород взаимодействует с гидравлической жидкостью, это может вызвать возгорание.

Для проверки давления газа в гидроаккумуляторе может потребоваться гидромеханик. При работе с газовыми аккумуляторами учитываются три различных давления. Эти давления не всегда описаны в литературе и могут иметь просто обозначения p0, p1 и p2.

p0 = Давление предварительной зарядки: исходное давление газа до накопления гидравлической жидкости в гидроаккумуляторе.

p1 = Минимальное давление: минимальное гидравлическое давление, необходимое для системы.

p2 = Максимальное давление. Максимальное давление, которое будет видеть гидроаккумулятор.

Каждое из этих давлений предоставляет информацию о гидравлической системе. Если гидроаккумулятор полностью заряжен (вмещает максимальное количество гидравлической жидкости), максимальное значение давления в системе равно p2.Если это значение слишком высокое или слишком низкое, возможно, потребуется отрегулировать регулирующий предохранительный клапан или компенсатор давления. Во время работы следует учитывать минимальное давление в системе (p1). Затем проверяется предварительная зарядка (p0), чтобы убедиться, что она находится при указанном давлении ниже p1. Со временем часть газа может улетучиться, что уменьшит предварительную зарядку. Если это происходит слишком часто, это говорит о том, что шлагбаум вышел из строя, и аккумулятор необходимо отремонтировать или заменить. Когда аккумулятор теряет свою предварительную зарядку, он больше не накапливает энергию.Аккумулятор можно заполнить до полного давления в системе, но в пневматической пружине не будет энергии, необходимой для выталкивания жидкости.

Калибровка газовых аккумуляторов: Газовые аккумуляторы не характеризуются тем, сколько гидравлической жидкости они могут удерживать. Они описываются объемом газа, который они удерживают. Аккумулятор емкостью 1 литр вмещает 1 литр сжатого газа. Когда гидравлическая жидкость попадает в аккумулятор, она сжимает газ, увеличивая его давление и уменьшая его объем. Количество сохраненной гидравлической жидкости — это разница между исходным объемом газа и новым сжатым объемом.В 1-литровом газовом аккумуляторе, наполовину заполненном гидравлической жидкостью, будет ½ литра сжатого газа и ½ литра хранимой гидравлической жидкости.

Поршневые гидроаккумуляторы: Изготавливаются из цилиндров с поршнями. Уплотнения на поршнях являются разделительными элементами, изолирующими газ от жидкости. Как и все газовые аккумуляторы, они предварительно заряжаются (p0) при давлении ниже минимального гидравлического давления (p1). Это сделано для того, чтобы гидравлическое давление всегда препятствовало выходу поршня за нижнюю границу.

Баллонные аккумуляторы: Металлический или композитный баллон снабжен расширяемым баллоном, который используется для хранения сжатого газа и отделения его от гидравлической жидкости. Зарядный клапан подсоединен к баллону в верхней части баллона. На дне бутылки находится подпружиненный тарельчатый клапан, который находится в открытом положении. Когда мочевой пузырь предварительно заряжен (p0), он растягивается и полностью заполняет бутылку, закрывая тарелку. Тарельчатый клапан предотвращает разрушение баллона из-за выдавливания в трубопровод.

Когда аккумулятор заполнен максимальным объемом гидравлической жидкости, газ сжимается до максимального давления (p2). Как и в поршневом гидроаккумуляторе, предварительная зарядка ниже минимального давления в системе. Таким образом, мочевой пузырь не достигает дна тарелки. Если предварительная зарядка слишком высока, баллон может выдавиться под тарелку, защемиться и разорваться при закрытии тарелки.

Мембранные аккумуляторы: Мембранные аккумуляторы используют резиновый диск для изоляции газа от жидкости.Этот диск расположен между двумя сферическими оболочками, которые либо сварены, либо привинчены. Отсек над диафрагмой заполнен азотом. Отсек ниже напрямую подключен к гидравлическому контуру. Имеется тарельчатый клапан, который предотвращает выдавливание диафрагмы в трубопровод. Некоторые мембранные гидроаккумуляторы не обслуживаются, поэтому в случае разрыва диска или потери предварительной зарядки их необходимо заменить.

Сильфонный аккумулятор: Менее распространенный аккумулятор сильфонного типа.Он состоит из расширяемой металлической камеры внутри корпуса. Металлическая камера предварительно заполняется азотом, а затем корпус подвергается воздействию гидравлической жидкости под высоким давлением. Стенки расширяемого контейнера не касаются стенок корпуса, поэтому отсутствует износ от трения при расширении и втягивании сильфона. В них не используются эластомерные баллоны, диафрагмы или поршневые уплотнения; поэтому на них не распространяются ограничения эластомеров. Металлические сильфоны надежно работают при высоких температурах, чрезвычайно абразивных и суровых условиях.Сварные сильфоны герметичны и могут надежно работать без обслуживания и ремонта.

Шумоподавитель: Большинство гидравлических насосов вырабатывают импульсы энергии, поскольку отдельные камеры выпускают жидкость. Эти энергетические импульсы производят вибрацию и шум. Тип аккумулятора используется для гашения звука и уменьшения вибрации в гидравлических линиях. Это встроенное устройство, снабженное баллоном, окружающим диффузорную трубку. Баллон наполняется газом, как правило, при давлении 1/2 гидравлической системы.Когда жидкость проходит через глушитель, большая часть импульса энергии поглощается, обеспечивая снижение вибрации и шума.

Воздух над маслом: Система наддува над маслом представляет собой простую версию аккумулятора. Однако у него есть серьезные ограничения. Он должен быть установлен вертикально и представлять собой систему с относительно низким давлением. Воздух под высоким давлением может стать очень горячим и вызвать воспламенение гидравлической жидкости. Как видно на рисунке, гидравлическое давление будет таким же, как и давление воздуха.Поскольку между воздухом и гидравлической жидкостью нет барьера, агрегат не должен сильно двигаться. Движение и вибрация могут вызвать смешивание воздуха с гидравлической жидкостью, создавая в системе пористость.

Проверьте свои навыки

1. Аккумуляторы бывшие в употреблении:

а. сжать азот.

г. сжать гидравлическую жидкость.

г. накапливают твердые частицы.

г.хранить или поглощать энергию.

e. уменьшить поток.

2. Преимущество взвешенного аккумулятора в том, что:

а. его можно установить горизонтально.

г. он легче по весу.

г. занимает меньше места.

г. может заряжаться магазинным воздухом.

e. он имеет постоянное давление.

Ознакомьтесь с решениями

Материал этой статьи включен в обновленное руководство по сертификации мобильных гидравлических механиков, которое будет выпущено в 2021 году.

Аккумуляторы добавляют функциональности гидравлическим контурам

Гидравлические аккумуляторы — один из наиболее недоиспользуемых инструментов в гидравлической системе, что прискорбно, поскольку они обеспечивают бесчисленное множество преимуществ гидравлической системе. Аккумуляторы часто понимают неправильно, особенно когда речь идет о поиске и устранении неисправностей, но принципы их работы просты, даже если математика, используемая в их спецификации, не для всех.

Аккумуляторы

доступны в двух группах: механические и гидропневматические.Механические аккумуляторы могут заряжаться либо пружиной, либо массой, хотя и то, и другое редко. Подпружиненные аккумуляторы поршневого типа и установлены с пружиной, противоположной масляной стороне. Как и в случае со сжатым газом, степень сжатия пружины влияет на уровень выходной мощности, поскольку больше потенциальной энергии теряется, когда поршень движется к выходному отверстию, и энергия истощается.

Аккумуляторы с весовой нагрузкой устанавливаются вертикально и также являются поршневыми, но с большой массой, использующей силу тяжести для сжатия жидкости, а не сжатую пружину или газ.Поскольку механические гидроаккумуляторы применяются редко, мы можем оставить их вне обсуждения, за исключением того, что нагруженный аккумулятором является единственным типом, способным обеспечивать неуменьшенное давление на всей длине своего хода, поскольку сила тяжести остается постоянной на всем расстоянии поршня. путешествовать.

Накопители баллонные

Рис. 1. Баллонные аккумуляторы, подобные приведенному выше, являются наиболее распространенной формой и используют синтетический каучук, такой как нитрил, для предварительной зарядки газообразного азота.

Гидропневматические аккумуляторы содержат как сухую сторону (содержащую сжатый газ, обычно азот), так и влажную сторону, содержащую гидравлическую жидкость. Сухая сторона аккумулятора заполняется газом до заданного давления, известного как предварительная зарядка, в соответствии с требованиями системы. Поскольку гидравлические системы плохо работают, когда гидравлическая жидкость газообразна, в гидроаккумуляторах требуется какое-то разделение, чтобы предотвратить смешивание жидкостей; мочевые пузыри, диафрагмы и поршни являются наиболее распространенными.

Баллонные аккумуляторы, Рис. 1 , являются наиболее распространенной формой и используют синтетический каучук, такой как нитрил, для предварительной зарядки газообразного азота.Баллон установлен внутри герметичного цилиндра высокого давления с полусферическими крышками на обоих концах. Идеальное монтажное положение баллонных гидроаккумуляторов — отверстие для жидкости вниз и отверстие для газа вверх. Когда баллонный аккумулятор заряжен, его баллон заполняет большую часть пустоты внутри корпуса, а тарельчатый клапан на масляном отверстии предотвращает выдавливание баллона за дно. Баллонные аккумуляторы обычно доступны в широком диапазоне размеров, от 1⁄4 до 15 галлонов, в зависимости от диапазона, предлагаемого производителем.

Когда баллон-аккумулятор заполняется гидравлической жидкостью под давлением, баллон, заряженный азотом, сжимается, накапливая гидравлическую энергию, равную объему жидкости, взятой с учетом давления предварительной зарядки. Когда жидкость выпускается при падении гидравлического давления ниже по потоку, баллон снова расширяется, выталкивая масло наружу. Вертикальное монтажное положение поможет предотвратить неравномерный износ баллона во время цикла гидроаккумулятора, а также поможет избежать случайных случаев захвата жидкости или преждевременного закрытия тарелки.При этом баллонный аккумулятор прослужит дольше в любом положении, включая горизонтальное, если загрязнение жидкости хорошо контролируется.

Баллонные аккумуляторы легко ремонтируются, и, к счастью, основные игроки в игре с аккумуляторами предлагают сменные комплекты для восстановления аккумуляторов обычных размеров. Наиболее часто выбираемые баллонные аккумуляторы подлежат ремонту снизу, хотя предлагается также ремонт верхней части. Аккумуляторы с возможностью верхнего ремонта полезны для установки на машины со сложной сантехникой или в трудных местах установки, поскольку они позволяют ремонтировать аккумулятор, оставаясь установленным на машине.Аккумуляторы, подлежащие ремонту снизу, необходимо снимать с машины для ремонта.

Рис. 2. Мембранные аккумуляторы используют тот же тип синтетического каучука, что и баллонные аккумуляторы, но вместо баллонной формы они представляют собой просто мембрану, разделяющую верхнюю и нижнюю половины корпуса.

Мембранные аккумуляторы используют тот же тип синтетического каучука, что и баллонные аккумуляторы, но вместо баллонной формы они представляют собой просто мембрану, разделяющую верхнюю и нижнюю половины корпуса, Рисунок 2 .Мембранные аккумуляторы бывают либо сварными, неремонтируемыми, либо резьбовыми, ремонтируемыми. Сварной тип имеет диафрагму, прикрепленную посередине для разделения газовой и жидкой сторон, и из-за характера своей конструкции они способны выдерживать среднее давление, обычно не более 5000 фунтов на квадратный дюйм.

Рис. 3. Резьбовые баллонные гидроаккумуляторы сжимают диафрагму между верхней и нижней оболочкой, чтобы удерживать ее прочно, обеспечивая более высокую допустимую нагрузку.

Резьбовые баллонные аккумуляторы, Рис. 3 , имеют несколько преимуществ перед сварным типом, хотя, как правило, стоят дороже, чем последний.Их конструкция с резьбой сжимает диафрагму между верхней и нижней оболочкой, чтобы удерживать ее прочно, обеспечивая более высокое давление, некоторые из которых могут достигать 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Другое преимущество, конечно же, состоит в том, что диафрагму можно заменить, открутив две половинки. Оба типа мембранных аккумуляторов обычно не имеют больших размеров, от нескольких кубических дюймов до примерно 1 галлона.

Аккумуляторы поршневые

Поршневые гидроаккумуляторы, Рис. 4 , похожи на бесштоковый гидроцилиндр, закрытый с обоих концов.Они включают в себя обработанную стальную трубу с резьбовыми крышками на обоих концах, одна крышка просверлена для отверстия для масла, а другая — для порта для газа. Некоторые поршневые гидроаккумуляторы могут быть приварены с одной стороны, а другая сторона имеет резьбу для ремонтных работ. Независимо от конструкции свободно скользящий поршень будет разделять встречные жидкости.

Рис. 4. Поршневые гидроаккумуляторы похожи на бесштоковый гидроцилиндр с крышками с обоих концов и включают в себя обработанную стальную трубку с резьбовыми крышками на обоих концах.

Поршневые гидроаккумуляторы обычно устанавливаются масляным отверстием вниз, а газовым отверстием вверх.Однако, как и баллонные аккумуляторы, они прослужат дольше на своей стороне, если кондиционирование жидкости оптимально. Это особенно важно, учитывая, что загрязнения могут находиться на дне трубки аккумулятора, когда поршень движется вперед и назад через частицы. Поршневые гидроаккумуляторы, как ни странно, доступны в неремонтопригодном типе, но их довольно легко ремонтировать, особенно если на стволе не наблюдается неравномерного износа.

То, что мало что меняется среди типов гидроаккумуляторов, — это то, как они работают и работают в гидравлических системах.В большинстве схем используется аккумулятор для хранения энергии, аналогичный батарее или конденсатору, хотя в некоторых системах они используются для гашения скачков или пульсаций давления.

Поскольку объемный модуль гидравлической жидкости очень высок, она мало сжимается под давлением, предотвращая накопление любого полезного количества потенциальной энергии. С другой стороны, азот обладает высокой сжимаемостью и, как таковой, может расширяться до своего первоначального объема после сжатия. Хотя это не совсем эффективный процесс, поскольку некоторая энергия теряется на тепло, энергия, вложенная в аккумулятор, может быть востребована при необходимости.Этот тип накопителя гидравлической энергии может дать разработчикам гидравлических машин несколько преимуществ.

Универсальность аккумулятора

Рис. 5. В некоторых гидравлических системах требуется кратковременный всплеск высокого потока, например, в пробивном прессе. Одним из преимуществ гидроаккумуляторов является добавление потока насоса для удовлетворения этой потребности.

Одним из преимуществ гидроаккумуляторов является увеличение расхода насоса, Рисунок 5 . В некоторых гидравлических системах требуется короткий всплеск высокого потока, например, в пробивном прессе.Для достижения желаемой скорости цикла при перфорации требуется 20 галлонов в минуту в течение 10 секунд. Однако производительность насоса составляет всего 5 галлонов в минуту, так что эта скорость недостижима только при одной исходной мощности насоса. В течение 50 секунд паузы между функциями прессования мы можем использовать производительность насоса 5 галлонов в минуту для хранения энергии в аккумуляторе, поэтому система снова готова к работе с функцией высокоскоростного прессования. Аккумуляторы, используемые для пополнения потока насоса, экономят энергию, необходимую для простоя более крупного насоса, а также позволяют использовать насос меньшего размера для достижения более высокого потребления.

Эту же схему можно использовать для периодического управления приводом, например, зажим, который использует менее 20 галлонов в минуту. Если нашему зажимному цилиндру требуется всего 5 галлонов в минуту один раз в минуту для пяти секунд работы зажима, то силовой установкой можно управлять с помощью реле давления, установленного после обратного клапана. Энергии в аккумуляторе будет достаточно для нескольких функций фиксации, прежде чем емкость будет исчерпана, что приведет к тому, что переключатель снова включит блок питания, пока переключатель снова не покажет полное давление, а затем снова выключит блок.Третье использование схемы на фиг. 5 — удержание давления на исполнительном механизме. Зажим может быть постоянно функционирующим, если направленный клапан остается активированным, в то время как аккумулятор компенсирует любую утечку или разрушение компонентов в цепи.

Аккумуляторы

рассчитаны на использование в системах хранения энергии в зависимости от количества потока, который требуется пополнять, и разницы между максимальным рабочим давлением и минимальным давлением в системе. Кроме того, степень сжатия самого аккумулятора должна быть учтена в уравнении, которое описывает рекомендуемое максимальное соотношение между минимальной и максимальной работой аккумулятора.Более высокая степень сжатия позволяет хранить больший объем жидкости, и, как правило, поршневые гидроаккумуляторы в этом отношении опережают своих собратьев по баллонам.

В таблице показан пример использования баллонных и поршневых аккумуляторов емкостью 10 галлонов и их взаимосвязь со степенью сжатия, рабочим давлением и требуемой предварительной зарядкой. Оптимальная предварительная зарядка обычно составляет 80% от минимального рабочего давления, потому что слишком высокое давление не позволит полностью заполнить аккумулятор, а слишком низкое не позволит накопить много энергии.Чем выше разница между максимальным и минимальным давлением, тем выше энергетическая емкость, поскольку падение с 5000 до 1000 фунтов на квадратный дюйм из аккумулятора обеспечит больший объем, чем, например, падение с 5000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Выше в таблице представлен пример использования баллона и поршневых аккумуляторов емкостью 10 галлонов и их взаимосвязь со степенью сжатия, рабочим давлением и требуемой предварительной зарядкой. На рисунке 6 показаны два примера аккумуляторов, используемых для демпфирования пульсаций насоса и амортизации.Пульсации насоса являются результатом волн давления, возникающих, когда шестерни, лопатки или поршни достигают выпускного отверстия цифровыми струями, а не непрерывным потоком. Эти пульсации иногда вызывают раздражающие вибрации, хрипы и шумы. Аккумулятор подходящего размера (обычно мембранного типа) будет гасить эти пульсации, чтобы «сгладить» поток насоса.

Рисунок 6. На приведенном выше рисунке показаны два примера аккумуляторов, используемых для демпфирования пульсаций насоса и амортизации.

Вторая схема На рис. 6 показан пример аккумулятора, используемого для поглощения скачков давления, например, подушки на валках камнедробителя.Любой скачок давления, вызванный давлением, вызванным нагрузкой, будет поглощен гидроаккумулятором. В том же контуре можно использовать предохранительный клапан, но он будет направлять жидкость от крышки цилиндра, а затем больше не будет возвращаться в исходное положение, как это было бы с аккумулятором.

Не забывайте безопасность

Соблюдайте правила техники безопасности при работе с гидроаккумуляторами, как при их настройке, так и при обслуживании. При зарядке аккумуляторов помните о потенциальной азотной ракете, с которой вы работаете, и будьте осторожны при обращении с баллонами.Также убедитесь, что ваше зарядное устройство находится в хорошем рабочем состоянии и соответствует стилю; на рынке представлены десятки различных головок для зарядки. Наконец, перед обслуживанием убедитесь, что гидравлическая энергия из аккумулятора истощена, что обычно выполняется с помощью предохранительных клапанов аккумулятора или шаровых кранов. Накопленная энергия может быть быстро выброшена, что может вызвать повреждение или телесные повреждения, если ее высвободить неправильно.

Джош Косфорд (Josh Cosford) — проектировщик и сертифицированный специалист по гидравлической гидравлике в компании The Fluid Power House, Кембридж, Онтарио, Канада.Для получения дополнительной информации посетите www.fluidpowerhouse.com.

Что такое гидроагрегаты и как они работают?

Что такое гидроагрегаты?

Гидравлические силовые агрегаты (иногда называемые гидравлическими силовыми агрегатами) — это автономная система, которая обычно включает в себя двигатель, резервуар для жидкости и насос. Он работает для приложения гидравлического давления, необходимого для привода двигателей, цилиндров и других дополнительных частей данной гидравлической системы.

Как работает гидравлический силовой агрегат?

Гидравлическая система использует замкнутую жидкость для передачи энергии от одного источника к другому с последующим созданием вращательного движения, линейного движения или силы.Силовой агрегат / агрегат обеспечивает мощность, необходимую для этой передачи жидкости.

В отличие от стандартных насосов, в гидроагрегатах используются многоступенчатые системы наддува для перемещения жидкости, и они часто включают устройства контроля температуры. Механические характеристики и технические характеристики гидроагрегата определяют тип проекта, для которого он может быть эффективным.

Некоторые из важных факторов, влияющих на работу гидроагрегата, — это пределы давления, мощность и объем резервуара.Кроме того, важны его физические характеристики, включая размер, источник питания и мощность накачки. Чтобы лучше понять принципы работы и конструктивные особенности гидроагрегата, может быть полезно взглянуть на основные компоненты стандартной модели, используемой в промышленных гидравлических системах.

Компоненты конструкции гидравлического силового агрегата / агрегата

Большой прочный гидравлический силовой агрегат, созданный для работы в различных условиях окружающей среды, будет иметь множество конструктивных характеристик, отличных от типичной насосной системы.Некоторые из стандартных конструктивных особенностей включают:

• Аккумуляторы: Это емкости, которые могут быть прикреплены к гидравлическим приводам. Они собирают воду из насосного механизма и предназначены для создания и поддержания давления жидкости в дополнение к насосной системе двигателя.
• Мотор-насосы: Гидравлический силовой агрегат может быть оборудован одним мотор-насосом или несколькими устройствами, каждое из которых имеет собственный гидроаккумулирующий клапан. В системе с несколькими насосами обычно работает только один.
• Емкости: Емкость представляет собой резервуар, рассчитанный на достаточный объем, чтобы жидкость в трубах могла стекать в него. Аналогичным образом, иногда может потребоваться слить исполнительную жидкость в резервуар.
• Фильтры: Фильтр обычно устанавливается в верхней части резервуара. Это автономный байпасный блок с собственным двигателем, насосом и фильтрующим устройством. Его можно использовать для наполнения или опорожнения резервуара, активировав разнонаправленный клапан. Поскольку они автономны, фильтры часто можно заменять во время работы силового агрегата.
• Охладители и нагреватели: Как часть процесса регулирования температуры, охладитель воздуха может быть установлен рядом с фильтрующим блоком или за ним, чтобы предотвратить повышение температуры выше рабочих параметров. Аналогичным образом, система отопления, такая как нагреватель на масляной основе, может использоваться для повышения температуры, когда это необходимо.
• Контроллеры силовых агрегатов: Гидравлический контроллер — это интерфейс оператора, содержащий переключатели питания, дисплеи и функции мониторинга.Он необходим для установки и интеграции силового агрегата в гидравлические системы, и обычно его можно найти подключенным к силовому агрегату.

Как выбрать гидравлические силовые двигатели

Источником энергии или первичным двигателем, связанным с большинством гидравлических силовых агрегатов, является двигатель, который обычно выбирается на основе его скорости, уровня крутящего момента и мощности. Двигатель, размер и возможности которого дополняют характеристики гидравлического силового агрегата, может минимизировать потери энергии и повысить рентабельность в долгосрочной перспективе.

Критерии выбора двигателя зависят от типа используемого источника питания. Например, электродвигатель имеет начальный крутящий момент, намного превышающий его рабочий крутящий момент, но дизельные и бензиновые двигатели имеют более равномерную кривую зависимости крутящего момента от скорости, обеспечивая относительно стабильное количество крутящего момента как на высоких, так и на низких скоростях вращения. Следовательно, двигатель внутреннего сгорания может приводить в действие нагруженный насос, но не обеспечивать достаточную мощность, чтобы довести его до рабочей скорости, если он не согласован должным образом с гидравлической силовой установкой.

Размер двигателя

Как показывает опыт, номинальная мощность дизельного или бензинового двигателя, используемого с гидравлической силовой установкой, должна быть как минимум вдвое выше, чем у электродвигателя, подходящего для той же системы. Однако стоимость электроэнергии, потребляемой электродвигателем в течение срока его службы, обычно превышает стоимость самого двигателя, поэтому важно найти устройство подходящего размера, которое не будет тратить впустую потребление энергии. Если давление нагнетания и расход жидкости установлены на постоянном уровне, размер двигателя можно измерить по следующим параметрам:

• Мощность

• Галлонов в минуту

• Давление, измеряемое в фунтах на квадратный дюйм (psi)

• КПД механической откачки

В некоторых случаях гидравлическая система может требовать разных уровней давления на разных этапах процесса откачки, а это означает, что мощность в лошадиных силах может быть рассчитана как среднеквадратичное значение (среднеквадратичное значение), и для проекта может быть достаточно двигателя меньшего размера.Однако двигатель по-прежнему должен соответствовать требованиям крутящего момента для самого высокого уровня давления в цикле. После расчета среднеквадратичного и максимального крутящего момента (включая начальный и рабочий уровни) их можно сопоставить с диаграммами характеристик производителя двигателя, чтобы определить, соответствует ли двигатель необходимому размеру.

Мощность электродвигателя

Электродвигатели и двигатели внутреннего сгорания, такие как дизельные или бензиновые двигатели, демонстрируют различные характеристики крутящего момента, которые определяют их различную мощность.Типичный трехфазный электродвигатель начинает свою рабочую последовательность с вращения ротора. Когда ротор ускоряется, уровень крутящего момента немного падает, а затем снова увеличивается, когда вращение достигает определенной скорости вращения. Это временное падение называется «тяговым моментом», а максимальное значение обозначается как «крутящий момент пробоя». Когда частота вращения ротора превышает допустимый уровень, крутящий момент резко уменьшается. Кривая зависимости крутящего момента от скорости электродвигателя остается примерно одинаковой независимо от мощности, и он обычно работает с полной нагрузкой, но ниже точки отказа, чтобы снизить риск остановки.

Мощность бензиновых и дизельных двигателей

Двигатели внутреннего сгорания имеют существенно другую кривую зависимости крутящего момента от скорости с меньшими колебаниями крутящего момента. Как правило, дизельные и бензиновые двигатели должны работать на более высоких скоростях, чтобы достичь необходимого крутящего момента для привода насоса. Номинальная мощность в лошадиных силах примерно в два с половиной раза выше, чем у аналога электродвигателя, обычно требуется, чтобы двигатель внутреннего сгорания достиг уровней крутящего момента, необходимых для гидравлического силового агрегата.Производители обычно рекомендуют, чтобы бензиновые или дизельные двигатели работали непрерывно только на части их максимальной номинальной мощности, чтобы продлить срок службы двигателя, а поддержание крутящего момента ниже максимального уровня часто может улучшить топливную экономичность.

Процесс работы гидроагрегатов

Когда гидравлический силовой агрегат начинает работать, шестеренчатый насос вытягивает гидравлическую жидкость из бака и перемещает ее в аккумулятор. Этот процесс продолжается до тех пор, пока давление внутри аккумулятора не достигнет заданного уровня, после чего заправочный клапан переключает насосное действие, чтобы начать циркуляцию жидкости.Это заставляет насос выпускать жидкость через заправочный клапан обратно в резервуар при минимальном давлении. Специальный односторонний клапан предотвращает вытекание жидкости из аккумулятора, но если давление падает на значительную величину, заправочный клапан снова активируется, и аккумулятор заполняется жидкостью. Далее по линии клапан пониженного давления регулирует поток масла, поступающего к исполнительным механизмам.

Если аккумулятор оборудован устройством быстрого хода, его можно подключить к другим аккумуляторам, чтобы они также могли заряжать давление.Часто в комплект входит автоматический термостат или вентилятор, чтобы помочь снизить повышение температуры. Если жидкость в системе начинает перегреваться, температурный выключатель может отключить мотопомпу, что также может помочь наполнить бак, если уровень жидкости в нем слишком низкий. Если гидравлический силовой агрегат имеет несколько насосов с электродвигателем, реле потока может переключать их в случае уменьшения подачи жидкости. Реле давления могут использоваться для регулирования давления в гидроаккумуляторе, а система мониторинга может предупреждать операторов, когда давление упало слишком низко, что повышает риск отказа силового агрегата.

No related posts.