Динамическая балансировка гидравлической схемы: Гидравлическая балансировка отопительных систем

Гидравлическая балансировка отопительных систем

Опубликовано: 11 декабря 2019 г.

1160

Гидравлическая балансировка системы отопления решает две основные задачи: 1 – обеспечение комфортного обогрева во всех отапливаемых помещениях; 2 – снижение энергозатрат, благодаря эффективному использованию энергоресурсов. Кроме того, правильно выполненная балансировка системы отопления способствует работе котла в оптимальном режиме, продлевая его безаварийную эксплуатацию, и предупреждает возникновение шумов в отопительных приборах.

Суть гидравлической балансировки заключается в перераспределении рабочей среды по всем замкнутым участкам системы отопления так, чтобы через каждый отопительный прибор проходил расчетный объем теплоносителя. В результате правильно выполненной балансировки насосное оборудование, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя в контурах отопления, начинает потреблять минимум электричества, а тепловая энергия расходуется рационально.

Гидравлическая балансировка необходима для отладки работы как централизованных систем отопления многоквартирных многоэтажных домов, так и автономных систем отопления загородных домов – везде, где применяются системы водяного отопления. То же самое касается и использованных при организации систем отопления схем – однотрубная, двухтрубная или коллекторная (двухтрубная с лучевой разводкой) – все они нуждаются в гидравлической балансировке, которая гарантирует долговечную работу труб, арматуры, отопительного котла и всего комплекса приборов в системе.

Для эффективной регулировки работы отопительных систем, должны быть выполнены следующие условия: расчетный расход теплоносителя должен соблюдаться для всех отопительных приборов, в том числе и для расположенных на самом отдаленном участке (ветви) системы; перепад давления – иметь минимальный разброс по значениям; вся система должна быть гидравлически согласована как единое целое, а не только ее отдельные зоны.

Гидравлическая балансировка системы отопления или холодоснабжения производится с помощью применения запорно-регулирующей арматуры, а также измерительной аппаратуры – электронных расходомеров.

Запорно-регулирующая арматура

Разновидностью запорной арматуры, используемой для гидравлической балансировки в системах отопления, является балансировочный клапан (рис. 1, 2), который регулирует гидравлическое сопротивление изменением диаметра сечения трубы. Конструкция клапана предусматривает два ниппеля для измерения давления, температуры, перепада расхода теплоносителя.

Рис. 1. Балансировочный клапан

В системах отопления обычно используются балансировочные клапаны с ручным управлением (механические, статические) и автоматические (динамические) балансировочные клапаны. А также дифференциальные клапаны контроля давления (DPCV). Статические балансировочные клапаны имеют конструкцию, позволяющую регулировать (изменять) и поддерживать расход в заданных расчетных значениях при запуске системы. Динамические балансировочные клапаны предназначены для поддержания постоянного расхода независимо от перепада давления, поскольку условия системы могут меняться. Клапаны дифференциального давления поддерживают перепад давлений подающей и обратной магистралей динамически постоянным между конкретными точками циркуляционного контура.

Рис. 2 Балансировочный клапан — схема

Механические балансировочные клапаны предназначены для плавного и точного регулирования расхода. Значение расхода устанавливают маховиком управления в соответствии с настроечной шкалой на клапане. Все клапаны оснащены механизмом фиксации предварительной настройки. Это означает, что после предварительной настройки позиционирование маховика может быть ограничено таким образом, что можно отключить клапан, для технического обслуживания, но открытие можно осуществить до положения предварительной настройки. Такие краны предназначены для работы в системе с постоянным давлением теплоносителя. При помощи механического клапана можно не только менять сечение трубопровода до требуемого, но и отсоединить отдельный отопительный прибор из сети, слить с него теплоноситель через кран. Механический балансировочный клапан может быть снабжен ниппелями для измерения давления в системе с обеих сторон от регулятора и фактического расхода транспортируемой среды, но выпускаются статические балансиры и без ниппелей (рис. 3).

Рис. 3 Механический балансировочный клапан

Автоматический балансировочный клапан (рис 4) позволяет оперативно изменять рабочие параметры автономной отопительной сети в соответствии с перепадами давления и потреблением нагретого теплоносителя. На каждый трубопровод автоматические балансировочные клапаны устанавливаются парой.  Автоматический балансир и запорный клапан на подающем трубопроводе ставит ограничение на расход теплоносителя в соответствии с расчетными требованиями. На обратную трубу устанавливается клапан, препятствующий резким перепадам давления. Это дает возможность разделить отопительную систему на отдельные участки, которые могут функционировать независимо друг от друга. Выравнивание давления и регулировка подачи теплоносителя осуществляются в автоматическом режиме.

Рис. 4. Автоматический балансировочный клапан

Автоматические клапаны ограничивают расход до заданного значения при изменении скорости насоса или закрытии другой регулирующей арматуры в системе. Эти клапаны часто называют PICV (Pressure Independent Control Valves) – независимые от давления клапаны. Расход можно регулировать двумя способами: вручную, посредством предварительной настройки картриджа и автоматически через пропорциональный привод в соответствие с изменяющимися условиями в системе.

Дифференциальные клапаны контроля давления (DPCV) предназначены для регулирования дифференциального давления и поддержания его на постоянном заданном уровне, независимо от граничных условий, в диапазоне между минимальным и максимальным расходами (рис. 5). Например, дифференциальное давление балансировочных клапанов Giacomini R206C можно плавно регулировать в диапазонах настройки от 5 до 30 кПа в режиме «L» (низкий) или от 25 до 60 кПа в режиме «H» (высокий) переключением селектора. Эта особенность гарантирует большую гибкость во время запуска и во время последующих изменений в гидравлической системе.

Рис. 5. Дифференциальный клапан контроля давления

В типовом гидравлическом циркуляционном контуре управление осуществляют двумя клапанами: механическим балансировочным клапаном и регулятором перепада давления. Статический балансировочный клапан устанавливают на контуре подачи, настраивают на проектный расход и подключают к регулятору дифференциального давления, который устанавливают на обратном контуре (рис. 6). Подключение между этими клапанами осуществляют медной трубкой, входящей в состав дифференциального клапана. Такая конфигурация позволяет регулятору дифференциального давления поддерживать перепад давления в заданном диапазоне расчетных значений в пределах балансируемого контура.

Рис. 6. Механический балансировочный клапан и регулятор перепада давления на прямой и обратной линии системы отопления

Области применения динамического управление дифференциальным давлением можно обозначить следующим образом:

– регулирование перепада давления в контурах с пропорциональными приводами (как правило, радиаторными клапанами с термостатическими головками) – это конфигурация, в которой регулирование предназначен для защиты каждого контура от избыточного давления, поступающего из смежных контуров

– регулирование перепада давления в контурах с отключаемыми приводами (как правило, в системах панельного отопления или с фанкойлами), где индивидуальный поток в каждом контуре контролируется косвенным образом. После ввода в эксплуатацию и предварительной настройки клапана дифференциального давления со всеми открытыми контурами, клапан будет поддерживать дифференциальное давление коллектора, когда некоторые контуры будут закрыты. Поскольку дифференциальное давление и гидравлическое сопротивление для открытого контура не изменяется, его расход останется неизменным

Варианты балансировки

Метод предварительной настройки клапанов основан на балансировке в соответствии с гидравлическим расчетом при проектировании системы до монтажа. Циркуляционные кольца увязываются настройкой регулирующих клапанов и терморегулятора. Настройку определяют по пропускной способности Kv. Однако в этом случае невозможен учет отклонений от проекта при монтаже, к тому же принимается, что коэффициенты местных сопротивлений постоянны во всем диапазоне регулирования и не оказывают взаимовлияния.

При пропорциональном методе, основанном на закономерностях отклонения потоков в параллельных участках системы при регулировании одного из них, принимается, что в разветвленных системах регулирование одного из клапанов внутри модуля не влечет пропорционального изменения параметров в остальных его клапанах. Модулем системы может быть совокупность стояков либо ветвей, регулируемых общим клапаном. На каждом стояке либо ветви должен также быть регулирующий элемент. Вся система делится на иерархические модули с общими регулирующими клапанами. Совокупность модулей низших уровней составляет модуль высшего уровня. Балансировку начинают внутри первых, переходя по иерархии модулей, увязывая их между собой и приближаясь к главному регулирующему клапану всей системы.

Критериями оптимизации служат: достижение наиболее низкого допустимого давления в системе и наиболее высоких внешних авторитетов (авторитет – отношение потерь давления в регулирующем сечении полностью открытого клапана к потерям давления на регулируемом участке системы, безразмерный параметр, характеризующий отклонение от идеальной расходной характеристики) клапанов.

В обоих случаях наилучшим вариантом являются минимальные потери давления в основном циркуляционном кольце системы. Для этого потери давления в регулирующем клапане также должны быть минимальными. Их принимают, исходя из точности приборов измерения перепада давления, как правило, выше 3 кПа. В регулирующих клапанах с расходомерной шайбой – не ниже 1 кПа.

Наличие большого количества регулирующих клапанов (на каждом иерархическом уровне) приводит к уменьшению авторитетов терморегуляторов и, следовательно, отдаляет проектировщика от создания системы с идеальным регулированием. Кроме того, приходится выбирать насос с увеличенным напором, что приводит к нерациональным потерям энергии.

Пропорциональный метод балансировки применяют для разветвленных систем, имеющих сложную конфигурацию модулей, а также предусматривающих дальнейшее расширение и поэтапный ввод в эксплуатацию. Основной недостаток метода, который требует наличия измерительного прибора и затрат времени для проведения наладки каждого клапана, – многократные измерения при итерационном приближении к заданному результату.

Компенсационный метод балансировки проводится в один этап, но требует двух измерительных приборов и трех наладчиков. Основное его преимущество – отсутствие многократных измерений. Время экономится также за счет балансировки отдельных ответвлений системы при монтаже остальной ее части, при функционировании контура насоса. При этом методе регулирующий (эталонный) клапан основного циркуляционного кольца устанавливают на определенный перепад давления (обычно 3 кПа). Первый наладчик следит за тем, чтобы он поддерживался. Второй – компенсирует возникающие отклонения за счет регулировки клапана-партнера до достижения на эталонном клапане изначально заданного перепада. Третий наладчик регулирует клапаны последовательно, приближаясь к клапану-партнеру. Компенсационный метод используется в системах с ручными регулирующими клапанами.

Автоматическая балансировка

Ускорить и облегчить процесс балансировки систем отопления поможет использование интеллектуальных приборы (рис. 7) для настройки балансировочных клапанов, например, Smart Balancing (Швеция).  В электронной памяти прибора помимо обновляемого программного обеспечения содержатся данные о необходимой для проведения регулировки характеристике Kv (коэффициент пропускной способности) продукции различных компаний. Управление прибором осуществляется при помощи ручного терминала или мобильного телефона с функцией bluetooth (операционная система Windows Mobile). Устройство само выполняет подключение и информирует об этом индикатором. Соединение с входом/выходом регулируемого балансировочного клапана осуществляется при помощи стандартных разъемов и гибких шлангов.

Рис. 7.  Настройка балансировочного клапана с применением компьютерной технологии

Упомянутый прибор рассчитан на работу в системах отопления с максимальным давлением до 25 бар, перепадом давления до 10 бар и температурой теплоносителя до 120 ˚С.

Ещё одно простое решение предлагает компания Grundfos – циркуляционный насос с функцией балансировки, например, ALPHA2 или ALPHA3 (рис. 8) со встроенной технологией Go Balance. С ним монтажник выполнит гидравлическую балансировку системы отопления в доме площадью 200 м2 всего за 2 часа. Для этого нужно установить на смартфон бесплатное приложение Grundfos GO Balance, соединиться с насосом по Bluetooth и следовать инструкциям программы.

Рис. 8 Циркуляционный насос ALPHA3 со встроенной технологией Go Balance смонтированный в системе отопления

Коллекторная балансировка

Для распределения теплоносителя к конечным потребителям (радиаторы, контуры теплого пола) применяют коллекторные узлы, состоящие из двух коллекторов (рис. 9) – подающего и обратного, на которых предусмотрены регулирующие клапаны (рис 10 а, б).

Рис. 9.  Коллектор для подключения теплого пола

Рис. 10. Настройка расходов (балансировка) контуров коллектора: а – с отсечными клапанами; б –   с отсечными клапанами с расходомерами (б)

Предварительная установка требуемых расходов (балансировка) на распределительных коллекторах необходима для обеспечения подачи расчетного количества теплоносителя для каждого контура. Ее выполняют с помощью отсечных (настроечных) клапанов или клапанов с расходомерами.

Для коллекторов со статическими отсечными клапанами настройка занимает много времени, если расчет предварительной настройки не был сделан заранее. Однако, чтобы определить предварительную настройку отсечных клапанов необходимо получить всю информацию о системе. Использование расходомеров на коллекторе также требует значительного времени, так как изменение положения отсечного клапана одного контура изменяет расходы в других. В любом случае балансировка является статической, то есть когда отдельные контуры будут отключены, количество воды в соседних изменится, что приведет к избытку в этих контурах.

Автоматическая гидравлическая балансировка с динамическим управлением расхода позволяет избежать этого переполнения и обеспечить оптимальное распределение температуры, сэкономит энергию и повысит комфорт.

Коллекторы с динамическим управлением расходом теплоносителя поддерживают и ограничивают индивидуальный расход в подключенных контурах посредством картриджа, установленного на каждом выходе обратного коллектора. Достаточно выполнить предварительную настройку требуемого расхода, и картридж обеспечивает его в диапазоне дифференциального давления, когда другие контуры на коллекторе открываются или закрываются. Кроме того, расход отдельного контура можно проконтролировать на расходомерах, которые установлены в подающем коллекторе. Гидравлическая балансировка достигается за одну операцию.

Рис. 11 Комбинированная система отопления на базе наносмесительного узла

         Комбинирование высокотемпературного (радиаторного) контура отопления и низкотемпературного, например, теплый пол требует дополнительной гидравлической увязки, так как у каждого из контуров (рис. 11) предусмотрен собственный циркуляционный насос и значительно различаются значения гидравлических потерь. Например, для насосносмесительного узла с коллектором серии R557R-2 (Giacomini) для гидравлической балансировки (рис. 12) предусмотрены два клапана (поз. 5 – 6 на рисунке). Один клапан регулирует подачу высокотемпературного теплоносителя в контур подмеса, второй, установленный на перепускном байпасе, регулирует расход возвращаемого теплоносителя из низкотемпературного контура теплого пола. Регулирование контуров теплого пола и радиаторов производят отсечными клапанами коллекторов.

Рис. 12 Наносмесительный узел: 1 — металлический шкаф, 2 -подача высокотемпературного контура, 3 — обратка высокотемпературного контура, 4 — трехходовой клапан подмеса с термостатической головкой, 5 — первичный балансировочный клапан, 6 — вторичный балансировочный клапан, 7 — корпус датчика предохранительного термостата, 8 — запорный клапан насоса, 9 — ручной воздухоотводчик, 10 – насос, 11 — сливной кран, 12 – термометры, 13 — подающий коллектор низкотемпературного контура, 14 — обратный коллектор низкотемпературного контура, 15, 16 — направляющие для крепления, 17 — предохранительный термостат, 18 — корпус датчика термостатической головки.

Статья из журнала «Аква-Терм»  № 6/2019, рубрика «Отопление и ГВС»

вернуться назад

Читайте также:

гидравлическая, видео-инструкция по монтажу своими руками, балансировочный клапан, фото и цена

Если вы думаете, что установив котел, дополнительное оборудование и трубопроводы, подсоединив к ним радиаторы и заполнив систему теплоносителем можно считать, что работа сделана, это не так. Хотя и основной массив завершен, остается важный этап – настройка системы отопления или ее балансировка. Главная задача процесса – правильное распределение энергии теплоносителя по комнатам.

Сегодня мы расскажем, как это делается в частном доме.

Самостоятельная балансировка отопления с помощью кранов

Все работы можно выполнить своими руками, соблюдая несложные рекомендации. Есть ошибочное мнение, что балансировку нужно делать только в крупных зданиях, однако этот посыл не верен. Она требуется для любых строений, а особенно жилых, в противном случае тепло в одни помещения будет идти с избытком, а в других, наоборот, ощущаться его недостаток.

Наша задача сегодня – рассказать, как можно не допустить такого дисбаланса. В итоге котел, радиаторы и остальные элементы системы будут работать как одно целое, и обогревать равномерное строение.

На фото – перед началом работы системы отопления необходимо провести ее настройку и регулировку

Основная цель

Как бы мы ни старались сделать правильно отопительный контур, нередко получается так, что последняя батарея прогревается не просто дольше, но и недостаточно.

Повышать мощность ни системы, ни насоса в данном случае нет резона, так как проблема не в этом.

1. Балансировка служит для распределения теплоэнергии, поступающей от теплогенератора по трубопроводам, в зависимости от потребностей каждой комнаты.
2. Помогает выполнять данную процедуру, прежде всего, запорно-регулирующая арматура. Она является важным компонентом отопления, который дает возможность увеличивать или уменьшать поток теплоносителя на определенный участок отопительной системы.

Гидравлическая увязка тупиковой схемы двухтрубного водяного отопления – слева статическая балансировка, справа – динамическая

Совет: установка автоматической аппаратуры регулировки температуры не исключает проведения балансировки батарей.

3. В данном случае они являются только дополнительным средством, которое позволяет поддерживать необходимый комфорт в помещениях.
4. Настройка радиаторов и отопительного оборудования – первостепенная необходимость. Поэтому рекомендуем сначала провести балансировку и только потом устанавливать автоматические системы, если будет желание.

Совет: учтите, что главным образом последние обладают централизованным характером, отвечая не за регулировку подачи теплоносителя, а за его температуру в отопительном устройстве.

Балансировка систем отопления с помощью специальных вентилей сокращает расходы на топливо

Что для этого нужно

Балансировку выполняют с помощью следующих компонентов:

• регуляторов расхода;
• перепускных клапанов;
• балансировочных клапанов;
• регуляторов давления.

Рекомендуем вам покупать изделия только у проверенных временем производителей, даже когда их цена несколько выше остальных.

Монтаж определенных элементов базируется на устройстве системы отопления:

• в однотрубном контуре инструкция рекомендует только установить ручные краны, которые помогут варьировать интенсивностью подачи нагретой воды на любую комнату;
• в двухтрубных системах, особенно где температура регулируется автоматическими устройствами, не обойтись без монтажа балансировочных клапанов.

Как производится регулировка и настройка системы обогрева дома

Способы

Для выполнения процедуры есть несколько методов. Рассмотрим их суть на примере:

Регулировка баланса в двухтрубной схеме обогрева

Совет: перед началом балансировочных работ отопительной системы необходимо открыть каждый запорный кран и сделать тестовый запуск. Вы должны убедиться в правильности работы циркуляционного насоса для отопления, батарей и других компонентов схемы.

Балансировочный кран

Это вид запорной арматуры, с помощью которой происходит регулирование гидравлического сопротивления изменением диаметра сечения трубы на выбранном участке.

Устанавливать его необходимо, когда:

• отсутствует комфортная температура даже при максимальной нагрузке;
• происходит значительное изменение температуры в помещении при постоянной нагрузке в системе отопления;
• нет возможности выйти на номинальную мощность обогрева.

Автоматический балансировочный клапан перепуска Danfoss

Преимущества оборудования

Балансировочный клапан для отопления обладает следующими достоинствами:

• уменьшает общие расходы топлива, что через некоторое время заметят домовладельцы;
• увеличивает комфорт в помещении, так как удается добиться для каждой отдельной комнаты подходящего уровня температуры;
• убирает сложности при запуске системы.

Подключение оборудования в систему обогрева

Установка и регулировка

Обычно монтаж балансировочных кранов для отопления производят для регулирования двухтрубных систем обогрева. Для этого используются специальные фитинги и адаптеры.

Совет: обращайте внимание на стрелку, выштампованную на корпусе устройства, так как есть краны, которые устанавливаются только в определенном направлении движения теплоносителя. В противном случае может произойти поломка оборудования и сбой в системе отопления.

После монтажа необходимо провести замеры, позволяющие определить уровень регулировки.

Установка балансировочного крана

Вывод

Для нормальной работы отопительной системы дома обязательно нужно проводить ее балансировку. Только в этом случае удастся равномерно обогреть здание целиком, установив в каждой комнате необходимую температуру. Эту работу помогают сделать специальное оборудование – балансировочные краны, которые позволяют отрегулировать функционирование системы отопления (см.также статью “Отопление бассейна: доступные методы и советы по самостоятельной реализации”).

Видео в статье даст возможность найти дополнительную информацию по вышеуказанной теме.

Статическая и динамическая балансировка деталей

При больших скоростях вращения даже незначительная неуравновешенная масса детали относительно оси вращения может явиться причиной появления значительной неуравновешенной центробежной силы, вызывающей дополнительную динамическую нагрузку на подшипники, что приводит к преждевременному износу деталей. Неуравновешенные центробежные силы являются одной из главных причин вибрации гидропередачи, которая представляет собой весьма вредное явление.

Статическая балансировка. Показателем статической уравновешенности детали является способность ее сохранять состояние покоя в любом положении на горизонтальных направляющих. Балансируемую деталь устанавливают таким образом, чтобы неуравновешенная масса Я (рис. 41) располагалась в горизонтальной плоскости, проходящей через ось балансируемой детали. На противоположной стороне детали прикрепляют груз п, при котором неуравновешенная масса Я могла бы сообщить балансируемой детали поворот на небольшой угол. Затем поворачивают балансируемую деталь в том же направлении на 180°, т. е. в такое положение, чтобы груз п и масса Я оказались бы снова в горизонтальной плоскости. В этом случае масса Я перевесит и изделие будет стремиться повернуться в обратном направлении. Далее подбирают добавочный груз Р к грузу так, чтобы балансируемое изделие оставалось в том положении, в какое его ставят.

Если статическая балансировка выполняется на призмах качения, то возникающие силы трения в точках опоры

Рис. 41. Схема статической балансировки детали препятствуют перекатыванию детали. Точность балансировки зависит от соотношения вращающего момента, создаваемого неуравновешенной массой, и момента сил трения в точках опоры.

Динамическая балансировка. Вращающиеся части гидропередачи, имеющие форму роторов, хотя и уравновешенные статически, могут иметь дисбаланс, который способствует износу шеек валов и подшипников, а также появлению вибраций, могущих привести к разрушению деталей. Неуравновешенные массы создают центробежные силы. Независимо от места расположения в роторе (например, вал в сборе с насосными колесами) неуравновешенных масс, их величины и количества суммарное действие сводится к двум силам, действующим на опоры, разным по величине и направлению. Эти силы вызывают колебания подшипников, а через них и корпусов гидропередачи.

Для динамической балансировки используют станки Минского станкостроительного завода. Устранение неуравновешенности осуществляется высверливанием или снятием металла в технологически предусмотренных местах (плоскостях исправления).

Задачами динамического уравновешивания являются выбор плоскости корректирования неуравновешенных масс и определение величины и положения приведенных неуравновешенных масс в этих плоскостях .

Простейшее устройство для динамического уравновешивания представляет собой две упругие подшипниковые опоры (рис. 42, а). Одну из опор с помощью соответствующих приспособлений при уравновешивании запирают, а другой дают возможность свободно колебаться в вертикальной плоскости, и при прохождении резонанса измеряют размах колебаний этой опоры. Разделив окружность одного из колес на восемь равных частей и пронумеровав их (рис. 42, б), устанавливают поочередно в каждом из пронумерованных мест (на одинаковом радиусе) пробный груз и измеряют размах резонансных колебаний при каждой установке пробного груза.

Результаты измерений записывают и наносят в системе прямоугольных координат кривую (рис. 42, в), по которой судят о положении и величине уравновешивающего груза. Наиболее низкая точка полученной кривой (точка К) определяет собой место расположения уравно-

Рис. 42, Схема динамического уравновешивания вешивакяцего груза. Путем нескольких попыток изменения груза в данной точке определяется масса уравновешивающего груза.

Уравновесив деталь в одной плоскости, аналогичным образом поступают при ее балансировке в другой плоскости. Установка уравновешивающего груза на другой стороне вызывает нарушение уравновешенности первой стороны. Поэтому производится повторная проверка с установкой необходимого дополнительного корректировочного груза, который бы компенсировал нарушение уравновешенности.

⇐Контроль за качеством ремонта | Ремонт гидравлических передач тепловозов | Монтаж и демонтаж соединений с прессовыми посадками⇒

Устройства для балансировки систем отопления

Балансировочные клапаны предназначены для регулирования расхода в системах отопления и охлаждения, они позволяют не только повысить комфортность отопления, но и существенно оптимизировать энергопотребление. Рассмотрим особенности их устройства, применения, проектирования и монтажа

Современные системы отопления, холодоснабжения и водоснабжения имеют разветвлённую сеть трубопроводов с различной протяжённостью, диаметрами и гидравлическими сопротивлениями. Если не произвести гидравлическую балансировку системы, то это приведет как к потерям тепла, в излишне перегретых помещениях, так и жалобам потребителей в недогретых помещениях (рис. 1), а также кросту энергозатрат и увеличению платежей за отопление.

Рис. 1. Последствия плохо отрегулированной системы

Кроме энергетических потерь, неравномерное распределение теплоносителя в отдельных частях системы может привести к шумам на регулирующих термостатических клапанах.

Причин отклонений расчетных расходов от реальных величин довольно много. Это и ошибки при проектировании, погрешности, связанные с выбором труб, отопительных приборов, насосов, отклонения от проекта при монтаже, появление дополнительных сопротивлений в гидравлической системе из-за сужений сечения трубопроводов в сварных стыках, несанкционированные реконструкции, появления отложений в трубопроводах и др.

Поэтому для гидравлической увязки циркуляционных колец и ограничения расхода через отдельные приборные ветки используют балансировочные клапаны, которые формируют необходимые гидравлические сопротивления и, тем самым, обеспечивают расчётный расход теплоносителя. По сравнению с используемыми ранее дроссельными шайбами, они имеют неоспоримые преимущества – возможность регулировки, запирания потока, меньшая вероятность засора и возможность устранения его без длительной остановки системы и с меньшим объемом монтажно-наладочных работ. Балансировочные клапаны разделяются на ручные (статические, рис. 2) и автоматические (динамические, рис. 3).

Ручные балансировочные клапаны используются в системах с постоянным расходом теплоносителя, автоматические – в более разветвленных и современных системах, оборудованных терморегуляторами на приборах отопления. Часто их применяют совместно.

Рис. 2. Ручной балансировочный клапан (4217GM «Штрёмакс»):
1 – корпус, 2 – маховик с указателем преднастройки, 3 – измерительный клапана, 4 – отверстия для сливной арматуры и присоединения импульсной трубки от регулятора, 5 – скрытый шпиндель для блокировки предварительной настройки

Рис. 3. Автоматический регулятор перепада давления в разрезе (HERZ 4007):
1 – мембрана, 2 – импульсная трубка, 3 – пружина, 4 – блокировочное кольцо, 5 – фиксаторы, 6 – маховик для установки перепада давления, 7 – золотник, 8 – внутренний винт для механического запирания клапана регулятора

Принцип работы ручных балансировочных клапанов (модели 4017М, 4117М, 4217 GM, 4218GMF, 4218GF) основан на настройке необходимого гидравлического сопротивления за счет изменения проходного сечения клапана. Они позволяют вручную, плавно изменить расход воды и поддерживать его на заданном уровне при постоянном гидравлическом режиме работы системы. Но такой тип арматуры помогает обеспечить баланс системы только при номинальной нагрузке. На практике системы в основном работают с частичной нагрузкой, при этом в двухтрубных системах отопления при регулировании расхода теплоносителя, например, радиаторными терморегуляторами, возникают избыточные перепады давления, которые ручные балансировочные клапаны не могут нейтализировать, что приводит к ухудшению работы системы во время эксплуатации. Значительно эффективнее с этой задачей справляются динамические балансировочные клапаны – регуляторы перепада давления (модели 4002, 4007, F4007) которые осуществляют гидравлическую балансировку системы в автоматическом режиме, поддерживая постоянный перепад давления в приборных ветках при частичной нагрузке, исключают шумообразование, отличаются точностью и быстродействием. Правильная балансировка системы позволяет также термостатическим клапанам устойчиво работать при оптимальном для них перепаде давления (5…20 кПа).

В системах с постоянным гидравлическим режимом, а также в однотрубных системах отопления применяются автоматические регуляторы расхода (модель 4001) и комби-клапаны-регуляторы расхода (модели 4006, F4006), которые ограничивают расход тепло- или холодоносителя и защищают от перетоков. В клапанах моделей 4006, F4006 комбинируется балансировочный и регулирующий клапан, что дополнительно позволяет обеспечить зональное регулирование температуры воздуха в помещении.

Необходимость применения статических и динамических балансировочных клапанов регламентировано в действующих в Украине строительных нормах – ДБН В.2.5-67:2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» (рис. 4). При выборе такой арматуры в соответствии с нормативами важно обеспечить необходимую точность регулирования и ошибку измерения расхода не более 5%. Согласно п.п. 6.7.31 ДБН В.2.5-67:2013, настройки всей ручной и автоматической запорно-регулирующей арматуры, которой увязаны циркуляционные кольца системы отопления, должны быть определены гидравлическим расчетом, указаны в проектной документации и выставлены при налаживании системы. В то же время, допускается изменение настроек, определенных гидравлическим расчетом, еслииначе невозможно обеспечить проектный расход теплоносителя.

Рис. 4. Схема подключения и монтажа автоматического регулятора перепада давления HERZ 4007

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Вернуться к списку статей «Технологии компании HERZ»

Просмотрено: 7 119

Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

Чем автоматическая балансировка лучше ручной?

1. Главная
2. Статьи
3. Чем автоматическая балансировка лучше ручной?

Проектные решения, помимо соответствия требованиям нормативных документов, обычно оценивают по самой очевидной характеристике – капитальным затратам на их реализацию. Внимание также уделяется надёжности и удобству обслуживания инженерных систем. Но есть другие параметры, которые в последнее время становятся не менее важными, чем стоимость реализации проекта. В России наступило время, когда начали уделять должное внимание энергоэффективным технологиям и техническому обслуживанию систем другим экологическим аспектам.

Для того, чтобы все заинтересованные стороны выигрывали, требуется грамотно использовать как хорошо известное оборудование, так и новые разработки из различных инженерных областей. Применение новых решений позволяет сэкономить не только время и деньги, но и продлить срок службы системы, облегчить эксплуатацию, сервис и самое главное значительно улучшить необходимый температурный режим в помещениях.

Наладка и обеспечение устойчивой работы гидравлической системы с переменным расходом является довольно трудной задачей. Одним из наиболее эффективных способов регулирования расхода тепло/холодо носителя  является применение динамических балансировочных клапанов . В данном контексте слово «динамическая» означает независимая от посторонних воздействий. Устройства, которые поддерживают постоянное сопротивление в контуре, называют стабилизаторами расхода и обозначают аббревиатурой AFCV (Automatic Flow Control Valve). Развитием арматуры управляемой по перепаду давления и назависимым от перепадов давления (Differential Pressure Control Valve, DPCV) стали динамические балансировочные и регулирующие клапаны PICV (Pressure Independent Control Valve). Объединение стабилизатора расхода и регулятора расхода называется комбинированным клапаном.

В зависимости от типа системы: радиаторная или системы кондиционирования, можно подобрать необходимый клапан в зависимости от функций которые он должен выполнять.

Для радиаторных систем отопления применяют балансировку в виде гидравлической пары (Регулятор перепада давления  в паре с динамическим клапаном ограничения расхода). Применение такой пары даёт независимость участков системы друг от друга (особенно в случае применения термостатов на радиаторах). Тем самым достигается комфорт конечного потребителя и энергоэффетивность за счёт отсутствия перерасхода теплоносителя. Последней разработкой для радиаторных систем является комбинированный клапан, включающий в себя функцию ограничителя расхода и регулятора перепада давления.

Для систем кондиционирования применяют комбинированный динамический клапан — с тремя функциями. Его ещё называют независимый от давления регулирующий клапан. При изменении перепада давления в контуре автоматический балансировочный клапан обеспечивает постоянство давления на регулирующем клапане. Благодаря стабильному давлению на регулирующем клапане расход будет изменяться только при работе привода.

Благодаря передаче динамическому /регулирующему клапану функции стабилизации давления, формула для определения расхода будет определяться следующей зависимостью

Здесь переменной является только значение проходного сечения А, поэтому при постоянном давлении на регулирующем клапане можно обеспечивать постоянный расход или пропорциональное регулирование потока (в случае применения привода).

Другим значительным достоинством автоматической балансировки является лёгкость выбора клапанов при проектировании, так как рассчитывать авторитет теперь не требуется. Расчёт авторитета необходим в контурах, где расход и потери давления связаны. Авторитет регулирующего клапана будет равен 100% если из его расчёта исчезает сопротивление смежных элементов.

Экономия по капитальным затратам от применения автоматических балансировочных клапанов зависит от конфигурации схемы системы тепло/холодоснабжения. Чем более разветвлённая система, тем значительнее разница в стоимости комплекта регулирующей арматуры. Сравнение показало, что при рассматриваемой конфигурации гидравлической схемы,  замена ручных балансировочных клапанов на автоматические балансировочные и комбинированные клапаны снижает затраты на арматуру более, чем на 20% и окупятся менее, чем за один год.

Балансировка деталей динамическая статическая — Энциклопедия по машиностроению XXL

Машины для балансировки механических деталей (динамические, статические или с электронным симметрирующим устройством), например, якорей, роторов, коленчатых валов, шатунов, валов винтов, колес, маховиков.  [c.169]

Из сказанного о динамическом дисбалансе следует, что при незначительной длине тела по оси вращения (например, маховик, диск сцепления) практически вполне достаточно балансировать его статически, так как действие всякой пары сил в осевой плоскости слишком незначительно при небольшой длине плеча. При длинных же деталях динамическая балансировка особенно существенна, так как даже незначительный дисбаланс создает пару сил, которая, действуя на большом плече, оказывает значительное влияние на всю систему.  [c.312]

Статическую балансировку деталей в динамическом режиме выполняют на станке мод. 9765.  [c.550]

Существует два способа балансировки статическая и динамическая. Статическая балансировка — это уравновешивание деталей в неподвижном состоянии на специальных приспособлениях — ножевых направляющих, роликах и др.  [c.148]

Шой длины можно только на специальных балансировочных машинах. Этот вид балансировки называется динамическим. Для деталей, имеющих небольшое отношение длины к диаметру, можно ограничиваться установкой одного противовеса или удалением металла с одной стороны детали, так чтобы центр тяжести детали расположился на оси вращения. Такая балансировка называется статической и осуществляется на простых балансировочных приспособлениях.  [c.12]

Быстровращающиеся детали в машинах должны быть сбалансированы, так как в противном случае они создают вибрации. Несбалансированность, называемая иногда неуравновешенностью, бывает статическая и динамическая (рис. 218, а). Деталь будет статически неуравновешенной, если центр тяжести Р ее не совпадет с осью детали, а находится на расстоянии К. Такая деталь, положенная на призмы, стремится повернуться, чтобы центр тяжести ее переместился в низшее положение. Динамическую неуравновешенность можно обнаружить лишь при врашении детали из-за возникновения пары сил Р (рис. 218, б), действующих на расстоянии / и создающих на опорах силы, направленные в разные стороны. При уменьшении расстояния / динамическая неуравновешенность также уменьшается. Поэтому детали типа шкивов и маховиков обычно подвергают только статической балансировке, так как у них величина / мала. Рис. 218. схемы неуравновешенности  [c.249]

Балансировка бывает статическая и динамическая. При статической балансировке деталь или узел цилиндрическими цапфами кладут на острые грани двух призм, расположенных горизонтально и строго параллельно между собою. Под действием разницы в весе различных частей узла или детали последние начинают перекатываться по острым граням до тех пор, пока наиболее тяжелая часть не займет самого нижнего положения, очень близкого к вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения узла. Чтобы уравнять вес различных частей по окружности детали, либо удаляют излишек металла из тяжелой части, либо добавляют противовесы в легкую часть. Перераспределение массы производят до тех пор, пока деталь или узел, положенные на приспособление, после каждого толчка начнут останавливаться в разных положениях.  [c.49]

Динамическая балансировка. Сущность динамической балансировки заключается в следующем. Если длинную деталь с неуравновешенной массой т (рис. 25) статически отбалансировать грузом Q, то при вращении ее вокруг оси возникнут две центробежные силы Р. Эти силы, равные по значению и действующие в противоположные стороны на расстоянии (плече) I одна от другой, образуют момент пары сил / /, стремящийся повернуть деталь — вал. В результате этого опоры вала испытывают дополнительную нагрузку, которая вызывает вибрацию узла и машины в целом. Нагрузки на опоры и вибрация возрастают с увеличением частоты вращения детали. Чтобы уравновесить возникающий момент пары сил Р1, необходимо приложить к детали равный ему, но противоположно направленный момент пары сил F l[.  [c.68]

Таким образом, динамическая балансировка заключается в уравновешивании возникающего момента пары сил при помощи уравновешивающих грузов или в снятии масс, возмущающих этот момент. Выполняют динамическую балансировку на балансировочных машинах. Деталь помещают на специальные опоры машины, которые при вращении детали колеблются под действием неуравновешенных сил. Амплитуда колебания опор указывает на значение возникающих центробежных сил инерции и их моментов. Если деталь динамически сбалансирована, колебания опор прекращаются. Уравновешивают деталь так же, как и при статической балансировке, снятием металла, сверлением или постановкой пластин, шайб, наваркой и т. п.  [c.68]

Статическая неуравновешенность легко обнаруживается при установке детали опорными шейками на параллели или- диски в специальных приспособлениях. Для проведения динамической балансировки деталей и комплектов типа тел вращения применяют специальные балансировочные станки. Дисбаланс ликвидируется обычно сверлением отверстия в одной из деталей. Иногда устранение дисбаланса осуществляется наплавлением металла на противоположной от места дисбаланса стороне детали. Для окончательной ликвидации неуравновешенных сил инерции необходимо проводить динамическую балансировку комплектов в сборе. Балансировка их непосредственно на станке не дает высокой точности из-за большой разности между собственной частотой колебаний комплекта как твердого тела и частотой возмущений от неуравновешенных сил. ЭНИМСом разработан и испытан метод балансировки комплектов в сборе на качающейся платформе. При этом 254  [c.254]

Балансировка деталей. Неуравновешенность любой вращающейся детали тепловоза может возникнуть как в процессе эксплуатации вследствие неравномерного износа, изгиба, скопления загрязнений в каком-либо одном месте, при утере балансировочного груза, так и в процессе ремонта из-за неправильной обработки детали (смещения оси вращения) или неточной центровки валов. Для уравновешивания деталей их подвергают балансировке. Существуют два вида балансировки статическая и динамическая.  [c.123]

Различают два вида балансировки—статическую и динамическую. Статической балансировкой устраняют неуравновешенность, вызванную несовпадением центра тяжести детали 0 с осью ее вращения О (рис. 133). При статической балансировке деталь 1 устанавливают на призмы 2. При неуравновешенности деталь под действием неуравновешенной массы т будет поворачиваться вокруг оси О вращения, пока утяжеленная ее сторона не займет нижнее положение.  [c.192]

Характеристика работ. Регулировка и испытание на стендах и шасси сложных и ответственных агрегатах, узлов и приборов, автомобилей и замена их при техническом обслуживании. Проверка деталей и узлов электрооборудования на проверочной аппаратуре и проверочных приспособлениях. Установка приборов и агрегатов электрооборудования по схеме, включение их в сеть. Выявление и устранение сложных дефектов и неисправностей в процессе ремонта, сборки и испытания агрегатов, узлов автомобилей и приборов электрооборудования. Сложная и ответственная слесарная обработка. доводка деталей по 6—7-м квалитетам (1—2-м классам точности). Статическая и динамическая балансировка деталей и узлов особо сложной конфигурации. Диагностирование и регулировка систем и агрегатов грузовых и легковых автомобилей и автобусов, обеспечивающих безопасность движения.  [c.275]

Ввиду того, что статическая балансировка собранных роторов, имеющих в большинстве турбомашин большие размеры и вес, не может дать точных результатов и требует для своего производства громоздких нетранспортабельных приспособлений, в условиях ремонтных работ ее не производят, а ограничиваются статической балансировкой деталей, насаживаемых на вал ротора. Ротор же в сборе подвергают динамической балансировке.  [c.351]

После статической балансировки деталей ротора производится его сборка, после чего ротор подвергается динамической балансировке.  [c.354]

Если р5 = О, т. е. центр масс ротора находится на его оси вращения (ротор статически сбалансирован), но ось вращения не является главной осью инерции (/ и Iху отличны от нуля), то остается одна пара сил инерции, которая все равно вызывает переменные по направлению пропорциональные квадрату угловой скорости ротора динамические нагрузки на подшипники. Поэтому конструкция всякой быстро вращающейся детали должна предусматривать соблюдение всех трех условий, выражаемых равенствами (6.26). Однако вследствие неточности изготовления и сборки, неоднородности материала, износа и т. д. эти условия могут быть нарушены, что вызывает необходимость проверки уравновешенности уже изготовленных деталей и их балансировки, если эта уравновешенность окажется недостаточной.  [c.98]

Статическая балансировка ротора. Этот вид балансировки преследует цель превращения оси вращения ротора в его центральную ось. Удалением избытка металла в более тяжелой части ротора или добавлением металла в более легкой его части добиваются безразличного равновесия ротора на роликах или горизонтально расположенных линейках, что служит признаком его статической уравновешенности (= 0). Статическая балансировка достаточна при малых угловых скоростях и небольших размерах вращающейся детали в направлении оси вращения (маховики, неширокие шкивы, зубчатые колеса). При деталях значительной длины и больших угловых скоростях (роторы турбин, электродвигателей и т. д.) статическая балансировка не гарантирует устранения динамических нагрузок на подшипники, а иногда даже увеличивает их. Кроме того, недостатком существующих способов статической балансировки является не всегда достаточная точность ее, обусловленная влиянием трения.  [c.98]

Статическая и динамическая уравновешенность вращающегося тела может быть достигнута установкой двух противовесов, центры масс которых лежат в двух произвольно выбранных плоскостях. Это положение учитывается при конструировании устройств, с помощью которых уравновешивают вращающиеся детали. Такие детали могут иметь небольшую неуравновешенность из-за неточности изготовления, неоднородности материала н т. д. Процесс устранения небольшой неуравновешенности деталей называется балансировкой, его проводят на специальных балансировочных машинах. Конструкции балансировочных машин разнообразны, но в большинстве случаев балансируемую деталь устанавливают на упругое основание (подшипники на упругом основании или люльку на пружинах) и сообщают детали частоту вращения, близкую к резонансной. Силы инерции создают колебания с большой амплитудой.  [c.404]

БАЛАНСИРОВКА ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН Статический и динамический дисбаланс  [c.310]

Статическая и динамическая балансировки вращающихся деталей  [c.193]

Задачей статической балансировки является приведение центра тяжести на ось вращения, т. е. обращение оси вращения в центральную ось инерции. В этом случае при вращении детали не будет возникать суммарной центробежной силы, но может остаться пара сил инерции, зависящая от величины центробежных моментов инерции. Если деталь по длине имеет небольшие размеры, то величины этих пар сил инерции невелики, и поэтому можно бывает ограничиться одной статической балансировкой. Например, статической балансировкой можно ограничиться в случае таких деталей, как маховики, неширокие шкивы, зубчатые колеса и т. п. Но для барабанов, длинных трубчатых валов и роторов различного рода, если они имеют высокое число оборотов (например, турбинные роторы), необходима динамическая балансировка, задачей которой является обращение оси вращения в главную центральную ось инерции, т. е. такую, при вращении около которой в детали не возникает не только центробежной силы, но и пары сил инерции, зависящей от центробежных моментов инерции ее масс. К статической балансировке тихоходных деталей при-  [c.193]

Качество металлорежущих станков во многом определяется виброустойчивостью. Для уменьшения вибрации ряд деталей и сборочных единиц подвергается статической или динамической балансировке на специальных стендах или балансировочных станках, а для высокоскоростных шпиндельных сборочных единиц — балансировке в собственных опорах шпинделя. При сборке гидравлических и пневматических систем на подготовительных операциях широко применяются приспособления для резки, гибки и развальцовки труб, станки для доводки отверстий и притирки плоскостей. Контроль гидроаппаратуры производится на универсальных испытательных стендах, имитирующих все перемещения и переключения станка.  [c.242]

Замена динамической балансировки статической для длинных деталей не достигает цели и может даже увеличить динамическую несбалансированность.  [c.443]

Рассмотрим принципиальную схему станка для статической балансировки роторов в динамическом режиме, изображенную на фиг. 5. Из схемы видно, что основной деталью станка является платформа Б, которая покоится на винтовых пружинах Д. Шпиндель станка смонтирован на платформе и вращается с постоянной угловой скоростью со . Ротор, подлежащий балансировке, укрепляется на шпинделе.  [c.343]

При динамической балансировке определяют величину и положение грузов, которые нужно приложить к детали или отнять от нее,чтобы деталь оказалась уравновешенной статически и динамически. Динами-  [c.362]

При технологической обработку вращаюш,ихся деталей (шкивов, зубчатых колес, валов, барабанов, муфт и т. д.) тр дно получить их полную уравновешенность вследствие неоднородности материала (пустоты, раковины при отливке), некоторой неточности изготовления при отливке, механической обработке и сборке. Неуравновешенность вращающейся детали выражается в том, что центр тяжести детали не совпадает с осью вращения, а кроме того, эта ось вращения не является главной центральной осью инерции вращающейся детали. Самый процесс уравновешивания вращающейся детали называют балансировкой. Имеются два вида балансировки — статическая и динамическая.  [c.257]

Собранные агрегаты механизмов трансмиссии подвергают обкатке и испытанию на стендах. В процессе обкатки происходит приработка сопряженных поверхностей деталей, собранных с зазором. Продолжительность и режимы испытаний устанавливаются техническими условиями на капитальный ремонт автомобиля. Некоторые узлы и детали перед сборкой подвергают статической и динамической балансировке. Особое внимание при сборке следует уделить взаимному расположению деталей, что контролируется соответствующими инструментами, приборами и приспособлениями. В агрегатах не допускаются заедания, стуки, повышенные шумы и нагрев, подтекание масла. Для объективной оценки качества ремонта агрегатов необходимо применять приборы, с помощью которых определяют потери мощности на трение, вибрацию, шум, нагрев, суммарный угловой зазор шестеренчатых зацеплений и другие параметры. Суммарный угловой зазор на выходных валах устанавливают индикатором или гидравлическим прибором. По изменению суммарного углового зазора судят о качестве ремонта агрегата и об остаточном ресурсе.  [c.180]

У шкивов, маховиков и колес некоторых типов требуется механическая обработка внутренних поверхностей контура (обода, диска и ступицы), что ведет к значительному увеличению трудоемкости. Помимо требований, касающихся точности размеров и шероховатости поверхностей после обработки, к ряду деталей этого класса предъявляют дополнительные требования по уравновешенности детали, что вызывает необходимость их статической или динамической балансировки. Заготовками деталей этого класса чаще всего бывают отливки, штамповки и поковки, холодные штамповки, прокат, трубы и др.  [c.218]

Динамическая балансировка. Статической балансировкой обнаружить полную неуравновешенность детали нельзя. Деталь, уравновешенная статически, может оставаться неуравновешенной динамически. Если на звене выбрать две плоскости исправления 1—/ и //—//, перпендикулярные к оси вращения, и расположить в них по разные стороны от оси вращения на одинаковом расстоянии массы т (рис 1.59), то звено остается уравновешенным статически, так как силы инерции этих масс Р взаимно погашаются, но будет неуравновешено динамически, так как возникает момент сил инерции М. Р 1. Поэтому динамической балансировке подвергаются детали, имеющие боль-  [c.92]

В работе [5], посвященной вопросам статической и динамической балансировки деталей в машиностроении, приведены графики допустимой неуравновешенности в виде прямых, соединяю-Ш.ИХ две характерные точки. Одна из этих точек определяет допустимую неуравновешенность легкой детали, враш,аюш,ейся со скоростью 50 тыс. об1мин, другая — сравнительно тяжелой детали, вращающейся со скоростью около 200 об/мин. Обе характерные точки графика установлены весьма приближенно. При этом графики следует рассматривать как сугубо ориентировочные. Действительно, на их основе невозможно установить обоснованный допуск, например, для таких ответственных роторов, какими являются роторы авиационных ГТД. И только в исследовании В. А. Щепетильникова [И ] дается теоретический расчет допустимой неуравновешенности для роторов тяговых двигателей электровозов и моторных вагонов железнодорожного транспорта.  [c.481]

Балансировка производится в целях уравновешивания вращающихся деталей и узлов машин. Балансировкой определяются места и величины дисбаланса с последующим устранением его посредством удаления эквивалентного количества материала или (реже) при помощи корректирующих грузов. Неуравновешенность может быть следствием 1) неоднородности материала детали, 2) погрешности заготовки, если на детали оставляются чёрные, необрабатываемые поверхности, 3) погрешностей механической обработки и 4) погрешностей сборки узла из-за донупгенных перекосов или смещения сопряжённых деталей. Различают статическую и динамическую балансировки.  [c.863]

Статическую и динамическую балансировку проводят на специальных станках. Динамическую балансировку деталей ПТМ при монтаже обычно не выполняюг.  [c.193]

Фланцы карданного вала статически балансируют с точностью до 0,03 Н-м. Кардан в сборе подвергают динамической балансировке с точностью до 0,09 Н-м. Статическую балансировку производят путем снятия металла с ненагруженных элементов деталей динамическую— установкой двух пар балансировочных грузов 10 с каждой стороны кардана в пазах типа ласточкина хвоста . Раздвигая или сдвигая балансировочные грузы, добиваются устранения дисбаланса. Окончательно установленные балансировочные грузы фиксируют винтами 9 и кернят.  [c.123]

Станки для динамической балансировки отличаются от станков для статической балансировки тем, что на них проверяемая деталь приводится во вращение специальным электродвигателем во время вращения детали определяется ее неуравнове-щенность при помощи специальных измерительных приборов.  [c.511]

Динамическая балансировка необходима для длинных деталей. В недостаточности статической балансировки таких деталей можно убедиться из рассмотрения фиг. 35. Статически отбаланси-  [c.158]

Динамической балансировкой устраняются оба вида неуравно-вешивания. В зависимости от скорости вращающейся детали выбирается способ уравновешивания. Практикой установлено, что для деталей и узлов жесткой конструкции с окружной скоростью вращения менее 5—6 м сек достаточна одна статическая балансировка.  [c.81]

При осуществлении в отрасли узловой и детальной специализации на турбинных заводах будут использованы методы серийного производства в механической обработке крупногабаритных и специфических для турбин деталей (валы роторов, диски, корпуса турбин, обоймы, корпуса подшипников и др.) и в сборке (облопачивание дисков и роторов, статическая и динамическая балансировка, гидроиспытания, достендовая и стендовая сборка турбин,, стендовые испытания, консервация, упаковка и пр.). Узловая и детальная специализация в отрасли может организовываться на первом этапе при сохранении предметной специализации.  [c.76]

Балансировать деталь статически в динамическом режиме. Допускается несбалансированность детали до 35 г/см Вьшержать размер 1, 3. Сверлить отверстие 2 при балансировке, требуемое количество отверстий с шагом не менее 20 мм  [c.182]

Балансировка производится в целях уравновешивания вращающихся масс шпинделя и деталей, закрепленных на нем. Неуравновешенность шпинделя обусловливается неоднородностью металла, неточностью размеров, наличием на шпинделе шпонок, пазов, крепежных отверстий и т. д. Различают статическую и динамическую неуравновешенность. Статическая неуравновешенность возникает от смещения центра тяжеста системы с оси вращения (фиг. 182, а). Методы статической балансировки описаны на стр. 135. Динамическая неуравновешенность возникает тхэлько при вращении шпинделя вследствие образования лары сил, которая стремится вывести его из опор (фиг. 182, б).  [c.265]

Схемы гидросистемы — Москва, Гидропарт

Трубопроводы

Трубопроводы на гидравлических схемах показаны сплошными линиями, соединяющими элементы. Линии управления обычно показывают пунктирной линией. Направления движения жидкости, при необходимости, могут быть обозначены стрелками. Часто на гидросхемах обозначают линии — буква Р обозначает линию давления, Т — слива, Х — управления, l — дренажа.

Соединение линий показывают точкой, а если линии пересекаются на схеме, но не соединены, место пересечения обозначают дугой.

Бак

Бак в гидравлике — важный элемент, являющийся хранилищем гидравлической жидкости. Бак, соединенный с атмосферой показывается на гидравлической схеме следующим образом.

Закрытый бак, или емкость, например гидроаккумулятор, показывается в виде замкнутого контура. В машиностроительной гидравлике применяются грузовые, пружинные и газовые аккумуляторы.

Фильтр

В обозначении фильтра ромб символизирует корпус, а штриховая линия фильтровальный материал или фильтроэлемент.

Насос

На гидравлических схемах применяется несколько видов обозначений насосов, в зависимости от их типов.

Центробежные насосы, обычно изображают в виде окружности, в центр которой подведена линия всасывания, а к периметру окружности линия нагнетания:

Объемные (шестеренные, поршневые, пластинчатые и т.д) насосы обозначают окружностью, с треугольником-стрелкой, обозначающим направление потока жидкости.

Если на насосе показаны две стрелки, значит этот агрегат обратимый и может качать жидкость в обоих направлениях.

Если обозначение перечеркнуто стрелкой, значит насос регулируемый, например, может изменяться объем рабочей камеры.

Гидромотор

Обозначение гидромотора похоже на обозначение насоса, только треугольник-стрелка развернуты. В данном случае стрелка показывает направление подвода жидкости в гиромотор.

Для обозначения гидромотра действую те же правила, что и для обозначения насоса: обратимость показывается двумя треугольными стрелками, возможность регулирования диагональной стрелой.

На рисунке ниже показан регулируемый обратимый насос-мотор.

Гидравлический цилиндр

Гидроцилиндр — один из самых распространенных гидравлических двигателей, который можно прочитать практически на любой гидросхеме. Особенности конструкции гидравлического цилиндра обычно отражают на гидросхеме, рассмотрим несколько примеров.

Цилиндр двухстороннего действия имеет подводы в поршневую и штоковую полость.

Плунжерный гидроцилиндр изображают на гидравлических схемах следующим образом.

Принципиальная схема телескопического гидроцилиндра показана на рисунке.

Распределитель

Распределитель на гидросхеме показывается набором, квадратных окон, каждое из которых соответствует определенному положению золотника (позиции). Если распределитель двухпозиционный, значит на схеме он будет состоять из двух квадратных окон, трех позиционный — из трех. Внутри каждого окна показано как соединяются линии в данном положении.

Рассмотрим пример.

На рисунке показан четырех линейный (к распределителю подведено четыре линии А, В, Р, Т), трех позиционный (три окна) распределитель. На схеме показано нейтральное положение золотника распределителя, в данном случае он находится в центральном положении (линии подведены к центральному окну). Также, на схеме видно, как соединены гидравлические линии между собой, в рассматриваемом примере в нейтральном положении линии Р и Т соединены между собой, А и В — заглушены.

Как известно, распределитель, переключаясь может соединять различные линии, это и показано на гидравлической схеме.

Устройства управления

Для того, чтобы управлять элементом, например распределителем, нужно каким-либо образом оказать на него воздействие.

Ниже показаны условные обозначения: ручного, механического, гидравлического, пневматического, электромагнитного управления и пружинного возврата.

>

Эти элементы могут компоноваться различным образом.

На следующем рисунке показан четырех линейный, двухпозиционный распределитель, с электромагнитным управлением и пружинным возвратом.

Клапан

Клапаны в гидравлике, обычно показываются квадратом, в котором условно показано поведение элементов при воздействии.

Предохранительный клапан

На рисунке показано условное обозначение предохранительного клапана. На схеме видно, что как только давление в линии управления (показана пунктиром) превысит настройку регулируемой пружины — стрелка сместиться в бок, и клапан откроется.

Обратный клапан

Назначение обратного клапана — пропускать жидкость в одном направлении, и перекрывать ее движение в другом. Это отражено и на схеме. В данном случае при течении сверху вниз шарик отойдет от седла, обозначенного двумя линиями. А при подаче жидкости снизу — вверх шарик к седлу прижмется, и не допустит течения жидкости в этом направлении.

Часто на схемах обратного клапана изображают пружину под шариком, обеспечивающую предварительное поджатие.

Дроссель

Дроссель — регулируемое гидравлическое сопротивление.

Гидравлическое сопротивление или нерегулируемый дроссель на схемах изображают двумя изогнутыми линями. Возможность регулирования, как обычно, показывается добавлением стрелки, поэтому регулируемый дроссель будет обозначаться следующим образом:

Устройства измерения

В гидравлике наиболее часто используются следующие измерительные приборы: манометр(показывает рабочее давление в гидролинии), расходомер(показывает расход жидкости протекающий в гидролинии за определенное время), указатель уровня,( показывает уровень рабочей жидкости в гидробаке) обозначение этих приборов показано ниже.

Делитель потока

Зачастую в гидравлике для обеспечения синхронной работы исполнительных органов(гидроцилиндров,гидромоторов) приходится делить поток гидравлической жидкости на равные части – в этом помогает делитель потока.

Устройства охлаждения/подогрева

При длительной работе гидростанции масло начинает нагреваться, поэтому чтобы не происходило перегрева и не снижались эксплуатационные характеристики гидравлического оборудования – в схемах предусматривают маслоохладители, которые отводят тепло от проходящей через него рабочей жидкости. При работе в условиях холода, для гидростанции предусматривают подогреватель.

Реле давления

Данное устройство осуществляет переключение контакта при достижении определенного уровня давления. Этот уровень определяется настройкой пружины. Все это отражено на схеме реле давления, которая хоть и чуть сложнее, чем представленные ранее, но прочитать ее не так уж сложно.

Гидравлическая линия подводится к закрашенному треугольнику. Переключающий контакт и настраиваемая пружина, также присутствуют на схеме.

Объединения элементов

Довольно часто в гидравлике один блок или аппарат содержит несколько простых элементов, например клапан и дроссель, для удобства понимания на гидросхемеэлементы входящие в один аппарат очерчивают штрих-пунктирой линией.

Для того, чтобы правильно читать гидравлическую схему нужно знать условные обозначения элементов, разбираться в принципах работы и назначении гидравлической аппаратуры, уметь поэтапно вникать в особенности отдельных участков, и правильно объединять их в единую гидросистему.

Для правильного оформления гидросхемы нужно оформить перечень элементов согласно стандарту.

Ниже показана схема гидравлического привода, позволяющего перемещать шток гидроцилиндра, с возможностью зарядки гидроаккумулятора.

Балансировка гидравлических контуров | Caleffi

Современные кондиционеры должны соответствовать некоторым фундаментальным критериям, а именно обеспечению высокого теплового комфорта и управлению использованием энергии. Выбор системы отопления становится все более важным. Есть очевидные экономические причины, но есть и экологические. Все более важный стандарт EPB также играет важную роль. Влияние и выбор системы отопления и правильный баланс установки имеют большое влияние на комфорт и эффективность.

Правильно сбалансированная система — это система, которая обеспечивает правильный поток и мощность при любых обстоятельствах и в любых условиях.

Гидравлический дисбаланс вызывает неоднородные температурные зоны между различными теплообменниками. Это приводит к снижению теплового комфорта и увеличению потребления энергии.

1. Потери энергии из-за больших потерь тепла, чем было рассчитано.
2. Чрезмерная скорость воды в трубах, вызывающая шум и, возможно, эрозию.
3. Слишком высокое потребление энергии и слишком низкая производительность насосов из-за того, что им приходится обрабатывать слишком большой поток.
4. Слишком низкая скорость потока приводит к тому, что система отопления производит слишком малую мощность.
5. Обогрев помещений, которые нельзя отапливать.

• РУКОВОДСТВО «УСТРОЙСТВА ДЛЯ БАЛАНСИРОВКИ ЦЕПЕЙ. 2015»: совершенно новый, в нем представлены все продукты, которые могут предоставить решения для балансировки Caleffi.

• ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ «ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА ГИДРОННЫХ КОНТУРОВ» : в этом отчете анализируются технические преимущества автоматических регуляторов расхода AUTOFLOW®, используемых для динамической балансировки гидравлических контуров в установках кондиционирования воздуха.Цепи проверяются при полной и частичной нагрузке, а эффективность балансировки сравнивается с эффективностью, полученной с использованием традиционных ручных балансировочных клапанов.
• ИНФОРМАЦИОННЫЕ ЛИСТЫ AUTOFLOW @ : набор прикладных листов, описывающих различные реальные установки, в которых эффективно используются стабилизаторы потока AUTOFLOW @. На каждом листе заявки описывается функционирование конкретной установки и приводится функциональная принципиальная схема.

На нашем YouTube канале несколько видео по балансировке.Здесь мы предлагаем клапан на независимом регулирующем клапане (PICV)

.

В чем разница между статической и динамической балансировкой

Блог

Вращающиеся части машин не должны подвергаться вибрации, чтобы обеспечить их бесперебойную работу и долгий срок службы. Снижение вибрации в вашем оборудовании зависит от ряда факторов, таких как плавно вращающийся вал, хорошее состояние подшипников и надлежащая смазка, но одним из наиболее важных способов гарантировать работу без вибрации является симметричное распределение массы.

Хотя конструкторы стремятся создавать машины как можно более симметричными, на практике все вращающиеся тела имеют асимметрию веса относительно оси вращения, и это вызывает вибрацию. Вибрации вызывают шум в машине и сокращают срок службы ее частей, особенно подшипников. Вибрация также может вызывать усталостное напряжение конструкции, а чрезмерная вибрация может привести к опасным условиям эксплуатации из-за неожиданных катастрофических отказов.

Статическая и динамическая балансировка двигателей и генераторов сделает их работу более плавной и более эффективной в течение более длительных периодов времени.Балансировка также улучшит рабочую среду операторов станков за счет снижения шума, минимизации вибраций и устранения риска опасных катастрофических отказов.

Статический дисбаланс — это простейшая форма дисбаланса. Это эквивалентно одной тяжелой точке в роторе. Он называется статическим, потому что он будет присутствовать, даже когда ротор не вращается. Статическая балансировка необходима для предотвращения качения неподвижного объекта. Когда центр тяжести объекта находится на его оси вращения, он остается неподвижным.Но если центр тяжести находится не на его оси вращения, он имеет тенденцию катиться, и для удержания его в неподвижном состоянии необходимо тормозное усилие. Вращающееся тело в состоянии покоя находится в статическом равновесии, если оно продолжает оставаться в покое при всех угловых положениях своей оси. Статический дисбаланс можно исправить с помощью весов в одной плоскости.

На самом деле ротор будет иметь бесконечное количество дисбалансов, произвольно распределенных вдоль его оси вращения. Это можно выразить как 2 результирующих дисбаланса, действующих в 2 произвольных плоскостях баланса.Они различаются по величине и не имеют четко определенного углового положения. Поскольку это состояние дисбаланса может быть полностью определено только при вращении компонента, оно называется динамическим дисбалансом. Динамический дисбаланс можно исправить с помощью двухплоскостной балансировки.

Асимметричное распределение массы вокруг оси вращения заставляет вращающееся тело вибрировать. Динамическая балансировка — это метод измерения дисбаланса с помощью чувствительного электронного оборудования при быстром вращении тела.Этот процесс также проверяет вибрацию, добавляя или снимая вес с вращающегося тела, чтобы выровнять эффективный центр масс с осью вращения. Когда эффективный центр масс находится на оси вращения, нет остаточных центробежных сил и устраняется вибрация.

Вращающийся объект должен иметь статическое равновесие, прежде чем он сможет иметь динамическое равновесие. Но объект может иметь динамический дисбаланс, даже если он статически сбалансирован. В этом случае объект будет иметь тенденцию вибрировать при вращении, даже если он не имеет тенденции к качению в неподвижном состоянии.

Другими словами, динамический баланс можно рассматривать как способность объекта балансировать во время движения. Совершенно динамически сбалансированному телу требуется только сила, поддерживающая его вес, чтобы оно оставалось на месте во время вращения; динамически неуравновешенное тело во вращении требует внешних сил, чтобы противодействовать раскачиванию от вибраций.

Правильная балансировка и выравнивание вращающихся частей необходимы для обеспечения оптимальной производительности и длительного срока службы. Компания Renown Electric уже более 30 лет предлагает услуги по динамической балансировке как на месте, так и на месте.Мы специализируемся на предоставлении профилактических и профилактических услуг по техническому обслуживанию, чтобы свести к минимуму износ, который может возникнуть в результате чрезмерной вибрации машины. Наши клиенты используют наши услуги по измерению и калибровке для динамической балансировки вращающегося оборудования, помогая обеспечить его эффективную работу и продлить срок его службы.

Наша компания зарегистрирована в соответствии с ISO 9001: 2015. Наши специалисты, сертифицированные по ISO 18436-2, проводят анализ остаточного дисбаланса в соответствии с DIN ISO 21940. Наше современное оборудование для динамической балансировки включает систему балансировки VIBXPERT II.

Чтобы узнать больше о преимуществах услуг динамической балансировки Renown и других наших программ профилактического и диагностического обслуживания, свяжитесь с нами сегодня. Мы готовы помочь вам круглосуточно.

Engineering Essentials: основы гидравлических насосов

Загрузите эту статью в формате .PDF

Когда работает гидравлический насос, он выполняет две функции. Во-первых, его механическое действие создает вакуум на входе насоса, который позволяет атмосферному давлению вытеснять жидкость из резервуара во входную линию к насосу.Во-вторых, его механическое действие подает эту жидкость к выпускному отверстию насоса и заставляет ее поступать в гидравлическую систему.

Насос создает движение или поток жидкости: не создает давления . Он создает поток, необходимый для развития давления, которое является функцией сопротивления потоку жидкости в системе. Например, давление жидкости на выходе насоса составляет ноль для насоса, не подключенного к системе (нагрузки). Далее, для насоса, подающего в систему, давление поднимется только до уровня, необходимого для преодоления сопротивления нагрузки.

Классификация насосов

Все насосы могут быть классифицированы как поршневые или непогруженные. Большинство насосов, используемых в гидравлических системах, являются объемными.

Насос непрямого вытеснения обеспечивает непрерывный поток. Однако, поскольку он не обеспечивает надежного внутреннего уплотнения от проскальзывания, его выходная мощность значительно меняется при изменении давления. Центробежные и пропеллерные насосы являются примерами поршневых насосов непрямого действия.

Если выходной порт поршневого насоса непрямого действия был заблокирован, давление повысилось бы, а выходная мощность упала бы до нуля. Хотя насосный элемент продолжит движение, поток остановится из-за проскальзывания внутри насоса.

В поршневом насосе проскальзывание пренебрежимо мало по сравнению с объемным выходным потоком насоса. Если выходной порт был закупорен, давление мгновенно увеличилось бы до такой степени, что насосный элемент насоса или его корпус вышли из строя (возможно, взорвались, если приводной вал не сломался первым), или первичный двигатель насоса остановился.

Принцип прямого вытеснения

Насос прямого вытеснения — это насос, который вытесняет (подает) одинаковое количество жидкости за каждый цикл вращения насосного элемента. Постоянная подача во время каждого цикла возможна из-за посадки с малыми допусками между насосным элементом и корпусом насоса. То есть количество жидкости, которая проскальзывает мимо насосного элемента в поршневом насосе прямого вытеснения, минимально и незначительно по сравнению с теоретически максимально возможной подачей.Подача за цикл остается почти постоянной, независимо от изменений давления, против которого работает насос. Учтите, что если проскальзывание жидкости является значительным, насос не работает должным образом и его необходимо отремонтировать или заменить.

Насосы прямого вытеснения могут быть как фиксированного, так и переменного рабочего объема. Производительность насоса постоянного рабочего объема остается постоянной в течение каждого цикла откачки и при заданной скорости насоса. Производительность насоса с регулируемым рабочим объемом может быть изменена путем изменения геометрии камеры смещения.

Другие названия для описания этих насосов: гидростатический для поршневого насоса и гидродинамический для непрямого вытеснения. Гидростатический означает, что насос преобразует механическую энергию в гидравлическую при сравнительно небольшом количестве и скорости жидкости. В гидродинамическом насосе скорость и движение жидкости велики; выходное давление фактически зависит от скорости, с которой жидкость течет.

Поршневые насосы

Рисунок 1.Поршневой насос.

Принцип прямого вытеснения хорошо проиллюстрирован на примере поршневого насоса, самого простого поршневого насоса, рис. 1. По мере выдвижения поршня частичный вакуум, создаваемый в камере насоса, вытягивает жидкость из резервуара через впускной обратный клапан. в камеру. Частичный вакуум помогает прочно удерживать выпускной обратный клапан. Объем жидкости, втянутой в камеру, известен из-за геометрии корпуса насоса, в данном примере цилиндра.

Когда поршень втягивается, впускной обратный клапан возвращается в исходное положение, закрывая клапан, и сила поршня смещает выпускной обратный клапан, выталкивая жидкость из насоса в систему. Во время каждого цикла возвратно-поступательного движения из насоса вытесняется одинаковое количество жидкости.

Все поршневые насосы прямого вытеснения подают одинаковый объем жидкости в каждом цикле (независимо от того, являются они возвратно-поступательными или вращающимися). Это физическая характеристика насоса, не зависящая от скорости движения.Однако чем быстрее работает насос, тем больше общего объема жидкости он доставит.

Ротационные насосы

В насосе роторного типа вращательное движение переносит жидкость от входа насоса к выходу насоса. Ротационные насосы обычно классифицируются по типу элемента, передающего жидкость, поэтому мы говорим о шестеренчатых, лопастных, лопастных или поршневых ротационных насосах.

Рисунок 2. Цилиндрический шестеренчатый насос.

Насосы с внешним зацеплением можно разделить на типы с внешним зацеплением и внутренним зацеплением.Типичный шестеренчатый насос с внешним зацеплением показан на рисунке 2. Эти насосы поставляются с прямозубой, косозубой или елочкой. Прямозубые цилиндрические зубчатые колеса легче всего нарезать, и они наиболее широко используются. Цилиндрические и елочные шестерни работают тише, но стоят дороже.

Шестеренчатый насос создает поток, перемещая жидкость между зубьями двух зацепляющихся шестерен. Одна шестерня приводится в движение приводным валом и вращает промежуточную шестерню. Камеры, образованные между соседними зубьями шестерни, закрыты корпусом насоса и боковыми пластинами (также называемыми износостойкими или нажимными пластинами).

На входе в насос создается частичный вакуум, поскольку зубья шестерни не зацепляются. Жидкость втекает, заполняя пространство и разносится по внешней стороне шестерен. Когда зубья снова зацепляются на выпускном конце, жидкость вытесняется.

Объемный КПД шестеренчатых насосов достигает 93% при оптимальных условиях. Рабочие зазоры между поверхностями шестерен, гребнями зубьев шестерен и корпусом создают почти постоянные потери в любом перекачиваемом объеме при фиксированном давлении. Это означает, что объемный КПД при низких скоростях и расходах низок, поэтому шестеренчатые насосы должны работать с максимальной номинальной скоростью.

Хотя потери через рабочие зазоры или «проскальзывание» увеличиваются с увеличением давления, эти потери почти постоянны при изменении скорости и мощности. Для одного насоса потери увеличиваются примерно на 1,5 галлона в минуту от нуля до 2000 фунтов на квадратный дюйм независимо от скорости. Изменение скольжения с изменением давления мало влияет на производительность при работе с более высокими скоростями и выходами. Насосы с внешним зацеплением сравнительно невосприимчивы к загрязнениям в масле, что увеличивает скорость износа и снижает эффективность, но внезапное заклинивание и выход из строя маловероятны.

Рисунок 3. Лопастной насос.

Лопастной насос представляет собой роторный насос с внешним зацеплением, рис. 3. Он отличается от обычного насоса с внешним зацеплением способом привода «шестерен». В шестеренчатом насосе одна шестерня приводит в движение другую; в кулачковом насосе оба кулачка приводятся в действие через соответствующие приводные шестерни вне камеры корпуса насоса.

Винтовой насос представляет собой осевой шестеренчатый насос, работающий аналогично ротационному винтовому компрессору. Винтовые насосы трех типов: одновинтовые, двухвинтовые и трехвинтовые.В одновинтовом насосе спиральный ротор эксцентрично вращается во внутреннем статоре. Двухвинтовой насос состоит из двух параллельно зацепляющихся роторов, вращающихся в корпусе, обработанном с жесткими допусками. Трехвинтовой насос состоит из ротора центрального привода с двумя зацепленными холостыми роторами; роторы вращаются внутри корпуса, обработанного с жесткими допусками.

Поток через винтовой насос осевой и в направлении силового ротора. Входная гидравлическая жидкость, окружающая роторы, задерживается при вращении роторов.Эта жидкость равномерно выталкивается при вращении роторов вдоль оси и вытесняется с другого конца.

Жидкость, подаваемая винтовым насосом, не вращается, а движется линейно. Роторы работают как бесконечные поршни, которые непрерывно движутся вперед. Пульсации нет даже на более высокой скорости. Отсутствие пульсаций и отсутствие контакта металл-металл обеспечивает очень тихую работу.

Более крупные насосы используются в качестве насосов предварительного заполнения большого объема низкого давления на больших прессах.Другие применения включают гидравлические системы на подводных лодках и другие применения, где необходимо контролировать шум.

Рисунок 4. Насосы шестеренные — героторные и серповидные.

Насосы с внутренним зацеплением , рис. 4, имеют внутреннюю шестерню и внешнюю шестерню. Поскольку эти насосы имеют на один или два зубца меньше на внутренней шестерне, чем на внешней, относительные скорости внутренней и внешней шестерен в этих конструкциях низкие. Например, если количество зубьев на внутренней и внешней шестернях составляет 10 и 11 соответственно, внутренняя шестерня будет совершать 11 оборотов, а внешняя — 10.Эта низкая относительная скорость означает низкий уровень износа. Эти насосы представляют собой небольшие компактные агрегаты.

Серповидное уплотнение . Внутренняя шестерня. Насос состоит из внутренней и внешней шестерен, разделенных серповидным уплотнением. Две шестерни вращаются в одном направлении, причем внутренняя шестерня вращается быстрее, чем внешняя. Гидравлическое масло всасывается в насос в точке, где зубья шестерни начинают разъединяться, и направляется к выпускному отверстию в пространстве между серпом и зубцами обоих разрывов.Точка контакта зубьев шестерни образует уплотнение, так же как и небольшой зазор на вершине полумесяца. Хотя в прошлом этот насос обычно использовался для малых выходов, с давлением ниже 1000 фунтов на квадратный дюйм, недавно стала доступна двухступенчатая модель на 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Геротор с внутренним зацеплением Насос состоит из пары шестерен, которые всегда находятся в скользящем контакте. Внутренняя шестерня имеет на один зуб больше, чем героторная шестерня. Обе шестерни вращаются в одном направлении. Масло всасывается в камеру, где зубцы разделяются, и выбрасывается, когда зубцы снова начинают зацепляться.Уплотнение обеспечивается скользящим контактом.

Как правило, шестеренчатый насос с внутренним зацеплением с уплотнением под давлением зубчатого гребня имеет более высокий объемный КПД на низких скоростях, чем серповидный насос. Объемный и общий КПД этих насосов находится в том же общем диапазоне, что и насосы с внешним зацеплением. Однако их чувствительность к грязи несколько выше.

Рисунок 5. Базовый (неуравновешенный) лопастной насос.

В лопастных насосах несколько лопаток скользят в пазах ротора, который вращается в корпусе или кольце.Корпус может быть эксцентричным по отношению к центру ротора или его форма может быть овальной, Рис. 5. В некоторых конструкциях центробежная сила удерживает лопатки в контакте с корпусом, в то время как лопатки с силой входят и выходят из пазов эксцентриситет корпуса. В одном лопастном насосе легкие пружины прижимают лопатки к корпусу; в насосе другой конструкции находящиеся под давлением штифты толкают лопатки наружу.

Во время вращения, когда пространство или камера, окруженная лопатками, ротором и корпусом, увеличивается, создается вакуум, и атмосферное давление нагнетает масло в это пространство, которое является входной стороной насоса.По мере уменьшения замкнутого пространства или объема жидкость вытесняется через выпускные отверстия.

Рисунок 6. Уравновешивающий пластинчатый насос.

Рис. 7. Пластинчатый насос переменной производительности с компенсацией давления.

Сбалансированные и неуравновешенные лопастные насосы — Насос, показанный на Рисунке 5, — это неуравновешенный , потому что все перекачивающее действие происходит в камерах с одной стороны ротора и вала. Эта конструкция создает боковую нагрузку на ротор и приводной вал.Пластинчатый насос этого типа имеет внутренний корпус круглой формы. Неуравновешенные лопастные насосы могут иметь постоянный или переменный рабочий объем. Некоторые лопастные насосы имеют конструкцию , уравновешенную, , в которой эллиптический корпус образует две отдельные области нагнетания на противоположных сторонах ротора, так что боковые нагрузки компенсируются, рис. 6. Уравновешенные лопастные насосы бывают только в конструкциях с фиксированным рабочим объемом.

В несбалансированной конструкции с переменным объемом (рис. 7) рабочий объем может быть изменен с помощью внешнего элемента управления, такого как маховик или компенсатор давления.Устройство управления перемещает кулачковое кольцо для изменения эксцентриситета между кольцом и ротором, тем самым изменяя размер насосной камеры и, таким образом, изменяя смещение за оборот.

Когда давление достаточно велико, чтобы преодолеть усилие пружины компенсатора, кулачковое кольцо смещается, чтобы уменьшить эксцентриситет. Регулировка пружины компенсатора определяет давление, при котором кольцо смещается.
Поскольку центробежная сила необходима для прижимания лопаток к корпусу и обеспечения плотного уплотнения в этих точках, эти насосы не подходят для работы на низких оборотах.Не рекомендуется работать на скоростях ниже 600 об / мин. Если использовать пружины или другие средства для удержания лопаток напротив кольца, возможна эффективная работа на скоростях от 100 до 200 об / мин.

Пластинчатые насосы долго сохраняют высокий КПД, так как компенсация износа концов лопастей и корпуса происходит автоматически. По мере износа этих поверхностей лопатки выдвигаются дальше в своих пазах, чтобы поддерживать контакт с корпусом.

Пластинчатые насосы, как и другие типы, бывают сдвоенными.Сдвоенный насос состоит из двух насосных агрегатов в одном корпусе. Они могут быть одинакового или разных размеров. Хотя они смонтированы и приводятся в действие как одиночные насосы, гидравлически они независимы. Другой вариант — это последовательный агрегат: два насоса одинаковой мощности подключены последовательно, так что мощность одного насоса питает другой. Такое расположение дает вдвое большее давление, чем обычно бывает от этого насоса. Пластинчатые насосы имеют относительно высокий КПД. Их размер невелик по сравнению с объемом производства. Устойчивость к грязи относительно хорошая.

Поршневые насосы

Рисунок 8. Аксиально-поршневой насос изменяет рабочий объем за счет изменения угла наклонной шайбы.

Поршневой насос — это роторный агрегат, в котором для создания потока жидкости используется принцип поршневого насоса. Вместо использования одного поршня в этих насосах используется множество комбинаций поршень-цилиндр. Часть насосного механизма вращается вокруг приводного вала для создания возвратно-поступательных движений, которые втягивают жидкость в каждый цилиндр, а затем вытесняют ее, создавая поток.Есть два основных типа: аксиально-поршневой и радиально-поршневой; обе области доступны как насосы с фиксированным и регулируемым рабочим объемом. Вторая разновидность часто допускает переменное обратимое (сверхцентровое) смещение.

Большинство аксиально- и радиально-поршневых насосов могут быть как с регулируемым, так и с фиксированным рабочим объемом. Насосы с регулируемым рабочим объемом, как правило, несколько больше и тяжелее, потому что в них добавлены внутренние элементы управления, такие как маховик, электродвигатель, гидроцилиндр, сервопривод и механический шток.

Аксиально-поршневые насосы — Поршни аксиально-поршневого насоса совершают возвратно-поступательное движение параллельно центральной линии приводного вала поршневого блока. То есть вращательное движение вала преобразуется в осевое возвратно-поступательное движение. Большинство аксиально-поршневых насосов являются многопоршневыми и используют обратные клапаны или распределительные пластины для направления потока жидкости от входа к выходу.

Рисунок 9. Радиально-поршневой насос.

Линейные поршневые насосы — Самый простой тип аксиально-поршневого насоса — это конструкция с наклонной шайбой, в которой блок цилиндров вращается приводным валом.Поршни, вставленные в отверстия в блоке цилиндров, соединяются через башмаки поршней и втягивающее кольцо, так что башмаки упираются в наклонную наклонную шайбу. При вращении блока (рис. 8) башмаки поршней следуют за наклонной шайбой, заставляя поршни совершать возвратно-поступательное движение. Отверстия расположены в пластине клапана так, что поршни проходят через входное отверстие при вытягивании и выходное отверстие, когда они принудительно возвращаются внутрь. В этих насосах рабочий объем определяется размером и количеством поршней, а также длиной их хода. , который зависит от угла наклона шайбы.

В моделях линейного насоса с регулируемым рабочим объемом наклонная шайба вращается в подвижной вилке. Поворот вилки на цапфе изменяет угол наклонной шайбы, увеличивая или уменьшая ход поршня. Ярмо может быть установлено с помощью различных органов управления: , т.е. , ручное управление, сервопривод, компенсатор, маховик и т. Д.

Рис. 10. Кривая давление-расход гидравлического насоса постоянной производительности.

Насосы с изогнутой осью — Этот насос состоит из приводного вала, который вращает поршни, блока цилиндров и неподвижной клапанной поверхности, обращенной к отверстиям блока цилиндров, через которые проходит впускной и выпускной поток.Ось приводного вала расположена под углом по отношению к оси блока цилиндров. Вращение приводного вала вызывает вращение поршней и блока цилиндров.

Поскольку плоскость вращения поршней находится под углом к ​​плоскости поверхности клапана, расстояние между любым из поршней и поверхностью клапана постоянно изменяется во время вращения. Каждый отдельный поршень перемещается от поверхности клапана в течение одной половины оборота вала и к поверхности клапана в течение другой половины.

Клапанная поверхность имеет отверстия таким образом, что ее впускной канал открыт для отверстий цилиндров в той части вращения, где поршни отходят. Его выходной канал открыт для отверстий цилиндров в той части вращения, где поршни движутся к поверхности клапана. Следовательно, во время вращения насоса поршни втягивают жидкость в соответствующие отверстия цилиндров через впускную камеру и вытесняют ее через выпускную камеру. Насосы с изогнутой осью бывают с фиксированной и переменной производительностью, но не могут быть реверсированы.

Рис. 11. Кривая давления и расхода гидравлического насоса переменного рабочего объема с идеальной компенсацией расхода и давления.

В радиально-поршневых насосах поршни расположены радиально в блоке цилиндров; они движутся перпендикулярно оси вала. Доступны два основных типа: в одном используются поршни цилиндрической формы, в другом — с шариковыми поршнями. Их также можно классифицировать по расположению портов: обратный клапан или игольчатый клапан. Они доступны с фиксированным и переменным смещением, а также с регулируемым обратимым (сверхцентровым) смещением.

В радиально-поршневом насосе с штыревыми отверстиями, рис. 9, блок цилиндров вращается на неподвижном штифте внутри круглого реактивного кольца или ротора. Когда блок вращается, центробежная сила, давление наддува или какое-либо механическое воздействие заставляют поршни следовать за внутренней поверхностью кольца, которая смещена от центральной линии блока цилиндров. Поскольку поршни совершают возвратно-поступательное движение в своих отверстиях, отверстие в стержне позволяет им впитывать жидкость при движении наружу и выпускать ее при движении внутрь.

Размер и количество поршней, а также длина их хода определяют рабочий объем насоса. Смещение можно изменять, перемещая реактивное кольцо для увеличения или уменьшения хода поршня, изменяя эксцентриситет. Для этого доступны несколько элементов управления.

Рис. 12. Схема типичного пропорционального регулятора давления насоса.

Плунжерные насосы в чем-то похожи на роторно-поршневые, в том смысле, что перекачивание является результатом возвратно-поступательного движения поршней в отверстиях цилиндров.Однако в этих насосах цилиндры неподвижны; они не вращаются вокруг приводного вала. Поршни могут совершать возвратно-поступательное движение коленчатым валом, эксцентриками на валу или качающейся шайбой. При использовании эксцентриков возвратный ход осуществляется пружинами. Поскольку клапаны не могут быть обеспечены путем закрытия и открытия портов при вращении, в этих насосах можно использовать обратные клапаны на входе и выходе.

Из-за своей конструкции эти насосы обладают двумя особенностями, которых нет у других насосов: один имеет более надежное уплотнение между входом и выходом, что позволяет создавать более высокие давления без чрезмерной утечки скольжения.Во-вторых, во многих насосах смазка движущихся частей, кроме поршня и цилиндрического канала, может быть независимой от перекачиваемой жидкости. Следовательно, можно перекачивать жидкости с плохими смазывающими свойствами. Объемный и общий КПД близок к аксиально-поршневым насосам.

Измерение производительности насоса

Объем перекачиваемой жидкости за один оборот рассчитывается исходя из геометрии масленых камер. Насос никогда не может полностью подавать расчетное или теоретическое количество жидкости.Насколько близко он подходит, называется объемной эффективностью . Объемная эффективность определяется путем сравнения рассчитанной доставки с фактической доставкой. Объемный КПД зависит от скорости, давления и конструкции насоса.

Механический КПД насоса также не идеален, потому что часть входящей энергии тратится на трение. Общий КПД гидравлического насоса — это результат его объемного и механического КПД. Насосы
обычно оцениваются по максимальному рабочему давлению и производительности в галлонах в минуту или л / мин при заданной скорости привода в об / мин.

Согласование мощности насоса с нагрузкой

Рис. 13. График зависимости давления от расхода гидравлического насоса переменной производительности с компенсацией давления.

Рисунок 14. Схема управления двухступенчатым компенсатором насоса.

Компенсация давления и определение нагрузки — это термины, которые часто используются для описания характеристик насоса, которые повышают эффективность работы насоса. Иногда эти термины используются как синонимы, заблуждение, которое проясняется, когда вы понимаете различия в том, как работают два улучшения.

Чтобы исследовать эти различия, рассмотрим простую схему, в которой используется насос постоянной производительности, работающий с постоянной скоростью. Этот контур эффективен только тогда, когда нагрузка требует максимальной мощности, поскольку насос обеспечивает полное давление и расход независимо от нагрузки. Предохранительный клапан предотвращает чрезмерное повышение давления, направляя жидкость под высоким давлением в резервуар, когда система достигает уставки сброса. Как показано на Рисунке 10, мощность теряется всякий раз, когда нагрузка требует меньше полного потока или полного давления.Неиспользованная энергия жидкости, производимая насосом, превращается в тепло, которое необходимо отводить. Общая эффективность системы может составлять 25% или ниже.

Насосы с регулируемым рабочим объемом, оснащенные регуляторами рабочего объема, рис. 11, могут сэкономить большую часть этой потери гидравлической мощности при перемещении одиночного груза. Варианты управления включают ручное колесо, рычаг, цилиндр, сервопривод штока и электрогидравлическое сервоуправление. Примерами приложений управления перемещением являются гидростатические трансмиссии с рычажным управлением, используемые для движения косилок, погрузчиков с бортовым поворотом и дорожных катков.

Хотя эти регуляторы точно соответствуют потребностям потока и давления для отдельной нагрузки, они не имеют встроенных возможностей ограничения давления или мощности. Таким образом, должны быть приняты другие меры для ограничения максимального давления в системе, и первичный двигатель по-прежнему должен иметь мощность в лошадиных силах на поворотах. Более того, когда насос питает контур с несколькими нагрузками, характеристики согласования расхода и давления ухудшаются.

Подход к проектированию системы, в которой один насос питает несколько нагрузок, заключается в использовании насоса, оснащенного пропорциональным компенсатором давления, рис. 12.Пружина вилки смещает наклонную шайбу насоса в сторону полного рабочего объема. Когда давление нагрузки превышает настройку компенсатора, сила давления действует на золотник компенсатора, преодолевая силу, оказываемую пружиной.

Золотник затем смещается к камере компенсатора-пружины, направляет выходную жидкость насоса к поршню хода и уменьшает рабочий объем насоса. Золотник компенсатора возвращается в нейтральное положение, когда давление насоса соответствует настройке пружины компенсатора. Если нагрузка блокирует приводы, расход насоса падает до нуля.

Использование насоса с регулируемым рабочим объемом и с компенсацией давления вместо насоса с постоянным рабочим объемом значительно снижает требования к мощности контура, рис. 13. Выходной поток этого типа насоса изменяется в соответствии с заданным давлением нагнетания, измеряемым отверстием в компенсаторе насоса. . Поскольку сам компенсатор работает от жидкости под давлением, давление нагнетания должно быть установлено выше, скажем, на 200 фунтов на кв. Дюйм выше, чем максимальное значение давления нагрузки. Таким образом, если настройка давления нагрузки насоса с компенсацией давления составляет 1100 фунтов на квадратный дюйм, насос будет увеличивать или уменьшать свой рабочий объем (и выходной поток) в зависимости от давления нагнетания 1300 фунтов на квадратный дюйм.

A Двухступенчатое управление компенсатором давления , рис. 14, использует пилотный поток под давлением нагрузки через отверстие в золотнике компенсатора основной ступени для создания перепада давления в 300 фунтов на квадратный дюйм. Это падение давления создает на золотнике усилие, которому противодействует основная пружина золотника. Пилотная жидкость поступает в резервуар через небольшой предохранительный клапан. Давление в камере пружины 4700 фунтов на квадратный дюйм обеспечивает настройку управления компенсатором на уровне 5000 фунтов на квадратный дюйм. Увеличение давления по сравнению с настройкой компенсатора смещает золотник главной ступени вправо, направляя выходную жидкость насоса к поршню хода, который преодолевает силу смещения поршня и уменьшает рабочий объем насоса, чтобы соответствовать требованиям нагрузки.

Ранее заявленное заблуждение проистекает из наблюдения, что давление на выходе из насоса с компенсацией давления может упасть ниже уставки компенсатора во время движения привода. Это происходит не из-за того, что насос чувствует нагрузку, а из-за того, что размер насоса недостаточен для применения. Давление падает, потому что насос не может генерировать достаточный поток, чтобы справиться с нагрузкой. При правильном размере насос с компенсацией давления всегда должен пропускать через отверстие компенсатора достаточное количество жидкости для работы компенсатора.

Superior в динамике

Рисунок 15. Типовые характеристики одно- и двухступенчатой ​​компенсации давления.

Рис. 16. Схема пропорционального компенсатора насоса, который обеспечивает чувствительность к нагрузке.

В отношении функции согласования двухступенчатый компенсатор идентичен пропорциональному компенсатору управления, показанному на рисунке 12. Однако динамические характеристики двухступенчатого управления лучше. Это становится очевидным при анализе переходного процесса, который включает в себя внезапное уменьшение потребности в потоке нагрузки, начиная с полного хода при низком давлении.

Одноступенчатый золотник управления подает нагнетательную жидкость к поршню хода только тогда, когда давление нагнетания насоса достигает значения компенсатора. Золотник главной ступени двухступенчатого управления начинает движение, как только давление нагнетания насоса за вычетом давления в камере пружины превышает настройку пружины в 300 фунтов на кв. Дюйм. Поскольку управляющая жидкость протекает через отверстие и из-за потока, необходимого для сжатия жидкости в камере пружины, давление в камере пружины отстает от давления нагнетания насоса. Это приводит к разбалансировке катушки и ее смещению вправо.

Разрушение насоса начинается до того, как давление нагнетания насоса достигает уставки компенсатора, рис. 15. Обратите внимание, что в системе, оснащенной аккумулятором, двухступенчатое управление компенсатором дает небольшое преимущество. Однако в гидравлических системах экскаваторов преимущество двухступенчатого компенсатора очевидно: он обеспечивает более надежную защиту компонентов системы от скачков давления.

Рис. 17. Кривая давление-расход насоса с регулированием по нагрузке.

Рисунок 18.Схема управления насосом, обеспечивающего определение нагрузки и ограничение давления.

Определение нагрузки: следующий шаг
Аналогичным элементом управления, который недавно стал популярным, является элемент управления с измерением нагрузки , иногда называемый управлением согласованием мощности, рис. 16. Одноступенчатый клапан почти идентичен одноступенчатому клапану. Управление ступенчатым компенсатором, рис. 12, за исключением того, что пружинная камера подключается за регулируемым отверстием, а не напрямую с резервуаром. Золотник компенсатора с измерением нагрузки достигает равновесия, когда перепад давления на регулируемом отверстии соответствует настройке пружины на 300 фунтов на квадратный дюйм.

Любой из трех основных сигналов определения нагрузки управляет насосом с измерением нагрузки: ненагруженный, рабочий и разгрузочный. В ненагруженном режиме отсутствие давления нагрузки заставляет насос производить нулевой расход нагнетания при давлении смещения или разгрузки. Во время работы давление нагрузки заставляет насос генерировать поток нагнетания относительно установленного падения давления или давления смещения. Когда система достигает максимального давления, насос поддерживает это давление, регулируя расход нагнетания.

Подобно насосу с компенсацией давления, насос с измерением нагрузки имеет регулятор компенсации давления, но он модифицирован для приема двух сигналов давления, а не только одного.Как и в случае компенсации давления, управление с измерением нагрузки получает сигнал, представляющий давление нагнетания, но также получает второй сигнал, представляющий давление нагрузки. Этот сигнал исходит от второго отверстия, расположенного ниже по потоку от первого. Это второе отверстие может быть клапаном регулирования потока, расположенным непосредственно за выпускным отверстием насоса, отверстием золотника направленного регулирующего клапана или может быть ограничением в проводнике жидкости.

Сравнение этих двух сигналов давления в модифицированной секции компенсатора позволяет насосу определять как нагрузку, так и расход.Это еще больше снижает потери мощности, рис. 17. Выходной поток насоса изменяется в зависимости от перепада давления двух отверстий. Так же, как насос с компенсацией давления увеличил свое давление нагнетания на величину, необходимую для работы компенсатора давления, давление нагнетания насоса с датчиком нагрузки и расхода обычно на 200–250 фунтов на кв. Дюйм выше фактического давления нагрузки.

Кроме того, чувствительный к нагрузке насос может соответствовать требованиям к нагрузке и расходу для функции одного контура или нескольких одновременных функций, соотнося мощность в лошадиных силах с максимальным давлением нагрузки.Это потребляет минимально возможную мощность и генерирует наименьшее количество тепла.

Панель управления

Если регулируемое отверстие представляет собой регулирующий клапан с ручным управлением, система может работать в режиме согласования нагрузки по указанию оператора. Когда он открывает клапан управления потоком, поток увеличивается пропорционально (постоянный перепад давления на отверстии увеличивающегося диаметра) при давлении, немного превышающем давление нагрузки.

Как показано на Рисунке 17, при использовании компенсатора насоса переменного объема с регулированием по нагрузке потери мощности очень малы.Поскольку система управления определяет падение давления, а не абсолютное давление, необходимо предусмотреть предохранительный клапан или другие средства ограничения давления.

Эта проблема решается с помощью управления с измерением нагрузки / ограничением давления, рис. 18. Этот элемент управления функционирует как управление с измерением нагрузки, описанное ранее, до тех пор, пока давление нагрузки не достигнет настройки ограничителя давления. В этот момент ограничительная часть компенсатора отменяет управление с измерением нагрузки и разрушает насос. Опять же, тягач должен обладать мощностью в лошадиных силах на поворотах.

Чувствительные к нагрузке шестеренные насосы

Рис. 19. Чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы с двумя разными типами гидростатов. Пружинная регулировка позволяет настраивать падение давления для клапанов разных производителей или длины трубопроводов.

Поршневые и лопастные насосы

зависят от их способности изменять рабочий объем для измерения нагрузки. Как же тогда шестеренчатый насос может определять нагрузку, если его рабочий объем фиксирован? Как и стандартные шестеренчатые насосы, чувствительные к нагрузке шестеренные насосы имеют низкую начальную стоимость по сравнению с другими конструкциями с эквивалентными характеристиками расхода и давления.Однако чувствительные к нагрузке шестеренчатые насосы предлагают универсальность аксиально-поршневых и лопастных насосов переменного рабочего объема, но без высокой сложности и высокой стоимости механизмов переменного рабочего объема.

Шестеренчатый насос с регулированием по нагрузке может:

• обеспечивают высокую эффективность измерения нагрузки без высоких затрат, связанных с поршневыми или лопастными насосами,
• производит нулевой или полный выходной поток менее чем за 40 миллисекунд с небольшим скачком давления или без него и без наддува на входе насоса,
• приводные контуры с низким (приближающимся к атмосферному) давлением разгрузки,
• обеспечивает приоритетный поток и вторичный поток с низким давлением разгрузки для снижения потребляемой мощности в режиме ожидания и вторичной нагрузки, а
• взаимозаменяема с лопастными или поршневыми насосами с измерением нагрузки без изменения размеров трубопровода или компонентов.

Рис. 20. В чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос добавлено управление разгрузчиком. В системе управления используется тарельчатый клапан или поршень, чтобы обеспечить максимальный поток при минимальном падении давления на разгрузчике с минимальным движением управления.

Рис. 21. Комбинированное управление достигается за счет включения пилотного предохранительного клапана, который заставляет гидростат действовать как основную ступень пилотного предохранительного клапана.

Поршневые насосы

с регулированием по нагрузке используют компенсатор давления и гидростат для изменения объемной производительности системы в зависимости от давления нагрузки и требований к расходу.Гидростат — это подпружиненное устройство, которое измеряет поток в соответствии с силой пружины на своих равных, но противоположных эффективных площадях. Он может быть ограничительным, как в последовательном контуре, или может обходить давление первичной нагрузки во вторичное давление или давление в резервуаре. Проще говоря, гидростат разделяет общий поток на два потока: один представляет требуемый поток, а другой представляет требуемое давление в первичном контуре. Поршневой насос с регулированием по нагрузке использует свой гидростат для регулирования выходного потока относительно давления нагрузки и отводит избыточный поток насоса к вторичному маршруту, который может быть подключен к резервуару или вторичному контуру.

Чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос, с другой стороны, использует гидростат в сочетании с разгрузчиком для изменения своей объемной производительности в соответствии с требованиями нагрузки и расхода. Поскольку поршневые и шестеренчатые насосы с измерением нагрузки используют один сигнал измерения нагрузки для управления давлением и расходом нагнетания насоса, они являются взаимозаменяемыми в схемах измерения нагрузки. Оба типа имеют много общего и обеспечивают значительную экономию энергии по сравнению с системами, в которых используются насосы с фиксированным рабочим объемом. Оба предлагают сниженное энергопотребление в рабочем режиме — когда поток и давление требуются для работы функции.Они также экономят электроэнергию в режиме ожидания — когда система находится в режиме ожидания или в нерабочем режиме. Кроме того, они могут уменьшить требуемый размер и, следовательно, стоимость клапанов, проводов и фильтров, необходимых для схемы.

Чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос, показанный на рис. 19, минимизирует потребление энергии в рабочем режиме за счет разделения общего нагнетаемого потока в соответствии с удаленным давлением основной функции и основным потоком. Это достигается с помощью одного сигнала измерения нагрузки, исходящего из схемы приоритета и направляемого как можно ближе к нагнетательной стороне шестерен насоса.

Добавление устройства управления разгрузкой в ​​схему насоса, рис. 20, позволяет системе экономить электроэнергию как в режиме ожидания, так и в рабочем режиме. Этот регулятор должен быть установлен параллельно впускному отверстию гидростата и как можно ближе к выпускной стороне шестерен. Он должен управляться тем же сигналом измерения нагрузки, что и на рисунке 19. Этот сигнал заставляет насос сбрасывать весь поток из выпускного во вторичный контур и при давлении значительно ниже значения падения давления гидростата в режиме ожидания.

Управление разгрузчиком должно работать от того же сигнала дистанционного определения нагрузки, который управляет гидростатом. В отличие от гидростата, тарелка разгрузочного устройства управления разгрузчиком спроектирована с противостоящими участками, имеющими соотношение по крайней мере 2: 1. Любое обнаруженное давление в линии, превышающее 50% давления нагнетания насоса, закроет управление разгрузчиком. Способность разгрузочного устройства разгрузить насос до давления нагнетания, близкого к атмосферному, контролируется силой тарельчатого клапана или пружины плунжера. Регулировка разгрузочного устройства установлена ​​на минимальное значение, чтобы поддерживать внутреннее давление шестеренчатого насоса.По сравнению со стандартной схемой шестеренчатого насоса фиксированного рабочего объема этот элемент управления может снизить энергопотребление в режиме ожидания на 90%.

Двойное и комбинированное управление

Рис. 22. На этом разрезе показано комбинированное управление, которое имеет регулируемый гидростат, входящий в состав устройства управления разгрузчиком. Расположение гидростата в системе управления низкой разгрузкой позволяет всем областям поршня работать от одного сигнала реакции на нагрузку. Он предназначен для приложений с использованием больших насосов, где вторичный поток переходит в резервуар.

Сигнал измерения нагрузки может быть обусловлен ограничением давления в линии дистанционного зондирования или доведением его до 0 фунтов на кв. Дюйм. Это приводит к тому, что гидростат и управление разгрузочным устройством чувствительного к нагрузке шестеренчатого насоса реагируют на условный сигнал в соответствии с давлением нагнетания. Это достигается за счет создания предохранительного клапана с пилотным управлением, рис. 21, который заставляет гидростат действовать как главную ступень предохранительного клапана с пилотным управлением. Возможность кондиционирования линии измерения нагрузки запатентована и делает чувствительный к нагрузке шестеренчатый насос полезным для других функций, помимо измерения нагрузки.

Шестеренчатый насос с регулировкой по нагрузке и датчиком нагрузки с комбинированным управлением, рис. 22, предназначен для насосов большой производительности и направляет вторичный поток в резервуар. Он также запатентован и может использоваться в тех же приложениях, что и насос с двойным управлением. Однако, поскольку вторичный поток должен быть направлен в резервуар, его нельзя использовать, когда вторичный контур управляет нагрузкой.

Загрузите эту статью в формате .PDF

SIGMA Компактный динамический балансировочный клапан | Frese

Динамические балансировочные клапаны Frese Sigma используются для регулирования расхода воды в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Регулируемый снаружи клапан обеспечивает простое и точное ограничение и изоляцию потока. Функция внутреннего контроля перепада давления обеспечивает ограничение установленного расхода независимо от колебаний перепада давления в системе. SIGMA Compact может изолировать перепад давления до 10 бар.

Приложения

Frese SIGMA Compact может использоваться как в системах отопления, так и в системах охлаждения для эффективного распределения потока в различных частях системы.Он может использоваться вместо традиционных двойных регулирующих клапанов и может быть установлен как в системах с переменным расходом, так и в системах с постоянным расходом.

Типичные области применения:

• Фанкойлы
• Балка охлаждающая
• Цепи радиатора
• Контуры теплого пола
• Цепи впрыска

Ключевые преимущества

• Простота подбора и выбора, так как требуется только расход
• Упрощенная конструкция системы с уменьшенным количеством балансировочных клапанов
• Работает как ограничитель потока, предотвращая переливы
• Простота установки и настройки на месте
• Обеспечивает гибкость при изменении системы после первоначальной установки
• Упрощает процесс ввода в эксплуатацию и сокращает время ввода в эксплуатацию за счет автоматической балансировки системы
• Высокий уровень комфорта для конечных пользователей благодаря правильной балансировке гидравлической системы
• Надежная работа в качестве динамического балансировочного клапана, автоматически находит гидравлический баланс независимо от колебаний давления в системе
• Уменьшает количество устанавливаемых клапанов, поскольку в системе не требуются балансировочные клапаны главного контура или ответвления.

Основные характеристики

• Съемный картридж дифференциального давления упрощает процедуру промывки
• Не требуется минимальная длина прямой трубы до или после клапана
• Встроенные дополнительные порты P / T для игольной системы
• Простая регулировка потока запирающейся ручкой

Технические характеристики

Диапазон размеров
от DN15 до DN50

Материал
Корпус: латунь DZR, CW602N (DN15-32), высокопрочный чугун (DN40-50)
Регулировка потока: PA6 (20% стекло)
Пружина: нержавеющая сталь
Мембрана: HNBR
Уплотнительные кольца: EPDM

Класс давления
PN25

Макс.перепад давления
400 кПа

Диапазон температур
от -10 ° C до 120 ° C

Диапазон расхода
от 40 л / ч до 10350 л / ч

Принадлежности

Изоляция
Только для отопления. Изготовлен из EPP (макс. Температура 120 ° C).

Динамические балансировочные клапаны Frese Sigma используются для регулирования расхода воды в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Регулируемый снаружи клапан обеспечивает простое и точное ограничение и изоляцию потока.Функция внутреннего контроля перепада давления обеспечивает ограничение установленного расхода независимо от колебаний перепада давления в системе. SIGMA Compact может изолировать перепад давления до 10 бар.

Приложения

Frese SIGMA Compact может использоваться как в системах отопления, так и в системах охлаждения для эффективного распределения потока в различных частях системы. Он может использоваться вместо традиционных двойных регулирующих клапанов и может быть установлен как в системах с переменным расходом, так и в системах с постоянным расходом.

Типичные области применения:

• Фанкойлы
• Балка охлаждающая
• Цепи радиатора
• Контуры теплого пола
• Цепи впрыска

Ключевые преимущества

• Простота подбора и выбора, так как требуется только расход
• Упрощенная конструкция системы с уменьшенным количеством балансировочных клапанов
• Работает как ограничитель потока, предотвращая переливы
• Простота установки и настройки на месте
• Обеспечивает гибкость при изменении системы после первоначальной установки
• Упрощает процесс ввода в эксплуатацию и сокращает время ввода в эксплуатацию за счет автоматической балансировки системы
• Высокий уровень комфорта для конечных пользователей благодаря правильной балансировке гидравлической системы
• Надежная работа в качестве динамического балансировочного клапана, автоматически находит гидравлический баланс независимо от колебаний давления в системе
• Уменьшает количество устанавливаемых клапанов, поскольку в системе не требуются балансировочные клапаны главного контура или ответвления.

Основные характеристики

• Съемный картридж дифференциального давления упрощает процедуру промывки
• Не требуется минимальная длина прямой трубы до или после клапана
• Встроенные дополнительные порты P / T для игольной системы
• Простая регулировка потока запирающейся ручкой

Технические характеристики

Диапазон размеров
от DN15 до DN50

Материал
Корпус: латунь DZR, CW602N (DN15-32), высокопрочный чугун (DN40-50)
Регулировка потока: PA6 (20% стекло)
Пружина: нержавеющая сталь
Мембрана: HNBR
Уплотнительные кольца: EPDM

Класс давления
PN25

Макс.перепад давления
400 кПа

Диапазон температур
от -10 ° C до 120 ° C

Диапазон расхода
от 40 л / ч до 10350 л / ч

Принадлежности

Изоляция
Только для отопления. Изготовлен из EPP (макс. Температура 120 ° C).

Эффективность вашей оросительной системы зависит от целостности конструкции, монтажа и обслуживания.

Пожалуй, самая недооцененная проблема с производительностью системы ландшафтного орошения — это давление.Здоровый баланс давления хорош для производительности и долговечности вашей оросительной системы, а значит, и для эстетики вашего ландшафта. Помня о некоторых фундаментальных принципах гидравлики, свести к минимуму воздействие слишком большого или слишком низкого давления в ирригационной системе просто, быстро и эффективно.

Статическое и рабочее давление

Статическое давление — это момент, когда вода неподвижна. В системе с закрытым уровнем давление одинаково во всех точках.Если система не выровнена, будет небольшая разница в давлении, вызванная перепадом высоты.

Динамическое или рабочее давление — это давление в любой точке, когда течет вода. Это давление всегда меньше статического, потому что поток воды приводит к потере давления из-за трения в трубе и через любую трубную арматуру. Потеря давления в системе равна статическому давлению минус рабочее давление. Теперь, когда основные сведения были рассмотрены, можно рассмотреть следующие рекомендации по устранению неполадок.

Проблемы, связанные с давлением, и решения

Недостаточное давление является основной причиной плохих характеристик газона на многих участках. Признаками являются узоры в виде пончиков, стоки и крупные капли воды в струе дождевателей. Результатом является плохая однородность и, возможно, проблемы с вращением разбрызгивателя для зубчатой ​​передачи и ударных головок, что приводит к увеличению количества сухих участков. Лучшие методы преодоления недостаточного давления:

• Увеличьте давление.
• Используйте форсунки низкого давления. На них есть зазубрины, поэтому диаметр броска не может измениться, но больше воды будет помещаться вдоль ручья и ближе к разбрызгивателю.
• Используйте более короткие отводы, особенно если есть разница между давлением в первом и последнем оросителе в зоне. Если давление слишком низкое по всей длине отвода, добавьте клапан и разделите отвод на две отдельные станции.
• Уменьшите размеры сопел на всех головках зоны на один размер.Помните, что вы уменьшаете общее количество поливаемой воды, но это может улучшить однородность, и вам, возможно, не придется корректировать расписание.
• Проконсультируйтесь с проектировщиком или производителем перед тем, как вносить большие изменения в модернизацию.

Слишком большое давление вызывает запотевание и снос воды для полива, что может потенциально повредить ударные головки из-за быстрого вращения. Некоторые клапаны имеют функции регулирования давления (не путать с регулированием расхода) и могут регулироваться на месте.

Если на объекте нет регулятора, его можно установить за вентилем. Чтобы настроить регулятор давления, поместите манометр на самый дальний спринклер. Отрегулируйте регулятор или регулирующий клапан так, чтобы давление в спринклерной системе находилось в среднем диапазоне давления. Давления могут варьироваться, и это давление будет недостаточным при низком давлении и слишком высоким при высоком давлении. В этих случаях может потребоваться регулятор.

Регулирование давления

Многие системы полагаются исключительно на подаваемое давление.Когда это колеблется, также будет расстояние разбрызгивания и количество осадков разбрызгивателей. 10-процентная разница давления между боковыми стволами может вызвать 5-процентную разницу в нормах осадков. Разница в 30 процентов может вызвать разницу в количестве осадков на 14 процентов. Разница в 15 процентов должна быть максимальной.

После установки соотношения разница между дождевателями будет почти постоянной. Осадки увеличиваются, если давление увеличивается из-за увеличения потока через сопло.Этот дифференциал регулируется размером трубы.

На многих объектах есть регуляторы давления для настройки расхода и давления. Часто эти устройства выходят из строя или устанавливаются на слишком низкое давление во время установки. Возможно, их придется установить на более высокое давление или полностью заменить. Рассмотрите возможность установки регулятора с более высоким диапазоном для увеличения давления ниже регулятора.

Контроль расхода и давления

Использование контроля расхода для контроля давления почти всегда приводит к неравномерному давлению и плохой однородности.Большинство клапанов поставляются с ручкой управления потоком или шкалой в верхней части клапана, которую обслуживающий персонал обычно использует в качестве регулятора давления, когда давление слишком велико. К сожалению, это устройство реагирует на изменения давления и не компенсирует их. Всегда используйте регулятор давления, предназначенный для регулирования давления. Проблема низкого давления также может быть связана с частично закрытыми клапанами. Проверьте штоки клапанов, чтобы убедиться, что они полностью открыты.

Изменение системы

Добавление новых головок или отводов к существующему клапану абсолютно повлияет на давление в зоне.Хотя намерение может заключаться в увеличении охвата или уменьшении горячих точек, на самом деле это увеличивает проблемы в летние месяцы пикового стресса. Как и в любой другой конструкции, при добавлении к существующей системе необходимо учитывать как статическое, так и динамическое давление, размер трубы, тип и расход спринклерной головки, а также расстояния между существующими головками и отводами. Попробуйте изменить размеры сопел или головок, чтобы улучшить покрытие.

Изменение размера форсунки спринклера может быть помощью или препятствием, в зависимости от давления в системе и количества осадков, выпадающих из головки.Сопла с низким расходом или регулирующие поток используются для улучшения однородности и могут спасти жизнь в системах с небольшими трубами или участками с перепадом высот.

Правильно спроектированные форсунки обеспечивают одинаковую скорость потока от каждого спринклера, даже если у каждого спринклера разное давление. В сопле используется гибкое отверстие для отклонения струи воды. При высоком давлении отверстие маленькое, при низком — большое. Это помогает улучшить скорость потока и количество осадков.

Другой метод, согласованное осаждение, представляет собой конфигурацию сопла, используемую на разных дугах головок. Например, головка под углом 45 градусов не будет иметь такой же размер сопла, как головка под углом 90 градусов из-за разницы в охвате. Если бы они это сделали, 45 градусов выдавали бы вдвое больше воды, чем 90 градусов, что привело бы к большему количеству осадков и плохой однородности. Всегда используйте совпадающие форсунки при работе с проблемами давления.

К сожалению, личные встречи слишком часто являются роскошью, а не стандартом.Менее 75 процентов прямого попадания приведет к появлению горячих точек и небольшому количеству осадков. Если давление низкое, эти проблемы усугубляются. Если давление упало, возможно, вам придется переставить головы или перейти на марку с лучшим броском и более низким давлением. Всегда лучше иметь избыточное давление, чем недостаточное, поскольку регулирование давления обходится дешевле, чем попытки преодолеть проблему низкого давления.

Эффективность вашей оросительной системы зависит от целостности конструкции, монтажа и обслуживания.Когда любой из этих трех компонентов находится под угрозой, это ухудшает гидравлические характеристики. Поддержание расчетного давления в системе приводит к экономии воды, здоровому растительному материалу и общей долговечности системы.

Клапанная техника и гидравлическая балансировка

Гидравлическая балансировка трубопроводов в зданиях является экономической и экологической необходимостью. Это также поддерживается соответствующими стандартами и директивами DIN. Только радиатор, через который протекает достаточно горячей воды, может обеспечить необходимую тепловую мощность.

Гидравлическая балансировка включает ограничение расхода горячей воды до соответствующего значения, которое соответствует потребности в тепле отдельных радиаторов в системе. Каждая система отопления с физически изолированным источником тепла и отводом тепла в обогреваемую зону сталкивается с проблемой распределения тепла в соответствии с потребностями.

Современная традиционная насосная система горячего водоснабжения предназначена для равномерного распределения тепла по всем отапливаемым помещениям в соответствии с потребностями.Такое распределение тепла требует расхода воды, который распределяется в соответствии с теплопроизводительностью в трубопроводной сети. К сожалению, это бывает очень редко. По принципу наименьшего сопротивления отопительная вода, поступающая от источника тепла, по кратчайшему пути течет обратно к центру нагрева. Этот путь обычно проходит через радиаторы, расположенные ближе всего к циркуляционному насосу в системе трубопроводов. Это означает, что радиаторы, расположенные дальше от центра отопления в невыгодном с гидравлической точки зрения положении, пропускают через них лишь недостаточное количество горячей воды.В результате помещения, находящиеся на большом расстоянии, не отапливаются должным образом или помещения вблизи центра обогрева перегреваются.

Опыт показывает, что этой проблеме часто неправильно оценивают. Часто насосы слишком маленького размера, со слишком низкой температурой подачи или слишком маленьким источником тепла диагностируются как предполагаемая причина недостаточного распределения тепла. Соответственно, установлены слишком большие насосы, установлена ​​слишком высокая температура подачи или регулировка нагрева смещена.Следствием этого являются шумы потока в системе отопления, перегретые помещения и помещения с недостаточной подачей тепла. Кроме того, это связано с повышенным потреблением энергии для выработки и распределения тепла. Эта проблема может быть решена только путем оптимального использования энергии, достигаемой за счет гидравлической балансировки, например путем установки правильных значений k _v , которые создают практически одинаковое сопротивление для всех радиаторов в сети распределения тепла.

КЛАПАН ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И БАЛАНСИРОВКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

«КЛАПАН ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И БАЛАНСИРОВКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

»

D E S C R I P T I O N

ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ

Настоящее изобретение относится к клапану для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к новому техническому подходу к клапану или гидравлическому устройству для статического контроля и динамической балансировки расхода жидкости в трубопроводе, в частности и неограничивающим образом, для использования в гидравлических установках. и теплотехнические установки для отопления и охлаждения жилых или промышленных помещений.

Уровень техники

Клапаны для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, известные также как PICV (регулирующие клапаны, не зависящие от давления), обычно используются в гидравлических и теплотехнических приложениях, в которых наличие на входе постоянного Требуется расход жидкой текучей среды, обычно воды, независимо от изменений давления текучей среды на входе и выходе.

Упомянутые известные типы клапанов для гидравлического управления и балансировки расхода позволяют более универсальную и упрощенную конструкцию и реализацию гидравлических установок, в которых требуется поддерживать постоянным расход жидкого теплоносителя на входах один или несколько пользователей, таких как, например, теплообменники, радиаторы, вентиляторные конвекторы или аналогичные, независимо от условий давления жидкости, присутствующих выше по потоку в направлении источника тепла и ниже по потоку в направлении пользовательского контура или в его ответвлениях или секциях, чтобы для удовлетворения проектных тепловых требований каждого отдельного пользователя и для предотвращения тепловых или гидродинамических дисбалансов, потерь энергии и использования дополнительных устройств управления.

Обычный пример клапана управления расходом реализован в виде простого шарового запорного клапана со сквозным отверстием. Вращающийся шар выравнивает или смещает отверстие шара с впускным и выпускным отверстиями клапана, следовательно, изменяя поперечное сечение прохода для жидкости между минимальным и максимальным значениями,

Описан еще один пример клапанов для динамического управления и балансировки расхода жидкости. в европейском патенте EP 3 201 500 (B1) на имя того же заявителя и относительно клапана, содержащего средства для статического управления расходом жидкости, сконфигурированные для изменения поперечного сечения проходного отверстия между входом и выходом клапана, и средство динамической балансировки расхода, сконфигурированное для регулирования расхода жидкости, выходящей из клапана, в зависимости от изменения расхода входящей жидкости.Средство динамической балансировки содержит перфорированный элемент, расположенный между впускным отверстием и промежуточной камерой, чтобы позволить текучей среде проходить только через по меньшей мере одно отверстие перфорированного элемента. Кроме того, упругий элемент размещается на поверхности перфорированного элемента, обращенной к впускному отверстию для жидкости в корпусе клапана, так что увеличение разницы давлений между впуском и выпуском клапана согласовывается с увеличением упругого элемента. для уменьшения площади проходного сечения отверстия перфорированного элемента и обеспечения постоянного расхода.

Существующие малые и большие теплотехнические и гидронные установки, жилые или промышленные предприятия могут работать как для отопления по трубопроводу к контуру потребителя «горячего» теплоносителя, так и для охлаждения по трубопроводу к одному и тому же контуру. пользователь устанавливает «холодный» жидкий теплоноситель, причем как горячие, так и холодные жидкие теплоносители питаются от разных источников тепла. Как правило, альтернативная подача горячего жидкого теплоносителя и холодного жидкого теплоносителя в контурах гидравлических установок, объединенных для нагрева и охлаждения, известных также как «четырехтрубные» контуры, обычно переключается с помощью обычных многоходовых клапанов, обычно «шестиходовых». «клапаны (три плюс три пути), сконфигурированные для подачи и управления внутри одного контура подачей и возвратом жидкости, в качестве альтернативы, между горячим источником тепла для нагрева или холодным источником тепла для охлаждения, в соответствии с ре- требования пользователя.

Более того, в настоящее время во многих приложениях от контуров некоторых пользователей или некоторых секций одной и той же установки может потребоваться работа в режиме обогрева, в то время как от других может потребоваться одновременная работа в режиме охлаждения. Использование шестиходового гидравлического клапана, установленного на концах каждой секции контура потребителя или (подачи и возврата) установки, позволяет альтернативно переключать одних и тех же пользователей или секции из режима обогрева в режим охлаждения и, таким образом, независимо1 друг от друга.

Некоторыми примерами многоходовых переключающих клапанов, используемых в данной области техники, являются известные шестиходовые клапаны, полученные, например, путем объединения двух обычных трехходовых переключающих клапанов, обычно используемых в «четырехтрубных» установках для управления одной и той же зоной. с двумя отдельными источниками тепла.

Типичный пример многоходовых переключающих клапанов описан в итальянской патентной заявке IT 201700010534 на имя того же заявителя и касается многоходового клапана, содержащего корпус клапана с первым и вторым переключающими клапанами, взаимодействующими друг с другом и каждый из которых снабжен первый и второй элементы отклонения и с тройкой отверстий для открытия в корпусе клапана, при этом упомянутый многоходовой клапан содержит трубчатый картридж, объединяющий упомянутые первый и второй элементы отклонения.Трубчатый картридж размещен внутри корпуса клапана и может перемещаться внутри корпуса клапана и снабжен элементами управления, вызывающими указанное смещение.

Другие примеры этих типов многоходовых переключающих клапанов описаны в следующих документах предшествующего уровня техники US 2011/0303863 (A1), CN 2402891 (Y) и CN 103133444 (A).

Вышеупомянутые процитированные известные регулирующие балансировочные клапаны или PICV имеют, однако, недостатки и эксплуатационные ограничения, особенно когда они используются в комбинированных контурах и гидравлических установках для отопления и охлаждения, снабженных переключающими клапанами.Серьезным недостатком этих упомянутых типов регулирующих / балансировочных клапанов, особенно в комбинированных водяных установках отопления и охлаждения, является их размер и отсутствие места для их установки, а также из-за того, что в обоих соединительные коллекторы нагнетания-возврата пользователя и соединительные коллекторы переключающего клапана, существует большое количество гидравлических соединительных трубопроводов и труб, которые часто необходимо размещать и размещать в небольших и узких пространствах, таких как кассеты или распределительные коробки.В частности, в установках, изготовленных и настроенных для уже существующих зданий и жилых домов, помещения становятся еще теснее или недоступны.

Еще один типичный предел и недостаток традиционных комбинированных систем отопления и охлаждения, снабженных переключающими многоходовыми клапанами, связан с тем, что номинальные расходы теплоносителя жидкости, требуемые пользователем в режиме нагрева, как правило, отличается от расхода в режиме охлаждения, следовательно, необходимо использовать средства управления расходом или клапаны, сконфигурированные для изменения количества потока жидкого теплоносителя, входящего в переключающий клапан, в зависимости от того, исходит ли поток от горячего или холодного источника. .

Таким образом, оператору чрезвычайно трудно иметь достаточно помещений, в которых можно легко установить упомянутые обычные клапаны для гидравлического управления и балансировки расхода и для соединения их с трубопроводами и нагнетательными коллекторами на входе переключающего клапана из различные источники тепла.

Кроме того, также трудно или даже невозможно обеспечить дополнительное пространство для обработки или удобство, необходимое для приведения в действие самого регулирующего / балансировочного клапана, как если он ручного типа, с помощью рычага, ручки, колеса или кран, либо автоматический с помощью электрических или электромеханических приводов или сервомеханизмов; поэтому, даже если можно было физически установить клапан, необходимое пространство для ручного управления или размещения дистанционно управляемых электромеханических приводов или сервомеханизмов все равно будет тесным или неудобным.

Тем не менее, дополнительное ограничение обычных регулирующих балансировочных клапанов связано с тем, что указанное пространство для обслуживания или удобство и пространство для размещения привода или сервомеханизма увеличиваются пропорционально поперечному сечению прохода для жидкости самого клапана. . Действительно, по мере увеличения размера клапана также увеличивается рычаг или ручной управляющий элемент, сконфигурированный для приложения крутящего момента, необходимого для перемещения заслонки, в противном случае размер и размер аналогичного механического или электромеханического сервомеханизма должны быть увеличены для создания крутящего момента. требуется для маневрирования самой заслонки.Более того, дополнительный недостаток малогабаритных и геометрически простых динамических балансировочных клапанов, которые не снабжены мембранами или другими типами средств, сконфигурированных для измерения давления на входе и выходе, связан с тем, что они регулируют скорость потока жидкости. обычно только как функция входного момента, прикладываемого к регулирующим элементам, вместо управления расходом, также как функция разницы давлений текучей среды между входным и выходным портами клапана.

Еще одним ограничением обычных регулирующих балансировочных клапанов является их низкое отношение поперечного сечения прохода для жидкости к внешнему размеру клапана, а также наличие внутренних элементов, их размер и внезапные изменения направления, которые они навязывают жидкости, ограничивают максимальный расход на выходе, так что пользователь вынужден выбирать клапаны большего размера.

Требуемое обеспечение различного управления номинальным расходом жидкого теплоносителя, подаваемого из разных источников в переключающий клапан, что является важной особенностью для обеспечения запланированного теплообмена внутри пользовательского контура, обычно достигается при наличии узких комнат, с помощью калиброванных шайб, предусмотренных на соединительных коллекторах труб, на отверстиях нагнетания и отверстиях переключающих клапанов. Упомянутые шайбы снабжены центральным отверстием калиброванного размера для создания концентрированной потери напора потока, которая при расчетных условиях номинального давления обеспечивает требуемый номинальный расход жидкости.

Этот традиционный технический подход, несмотря на то, что он подходит для установки в узких помещениях и объемах, также имеет ограничения и недостатки, поскольку он не делает возможным дальнейшее регулирование, например, из-за измененных условий установки пользователя после модификации или расширения, не позволяет оператор для визуальной проверки калиброванного диаметра заранее установленной шайбы.

Действительно, в современных реализациях инженерного типа требуется, чтобы установка была легко адаптируемой и модифицируемой в зависимости от изменяющихся потребностей пользователя, например, вызванных будущими расширениями или модификациями, которые невозможно в приведенных выше примерах, за исключением отсоединения, разборки или открытия коллекторов, соединения трубопроводов между портами переключающего клапана для замены или повторной калибровки средств управления, таких как калиброванные шайбы, такая операция помимо того, что является невыгодной. и неудобно, требует затрат и требует квалифицированного технического оператора.

ОБЪЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в преодолении, по меньшей мере частично, оперативных недостатков и ограничений вышеописанного известного уровня техники. Более конкретно, цель настоящего изобретения состоит в предоставлении оператору клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, который может быть установлен в очень узких помещениях, обычно в шкафах или общих распределительных коробках, снабженных большим количеством соединенных между собой труб или трубопроводов. .

Еще одна цель изобретения состоит в обеспечении клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, который может легко устанавливаться, регулироваться и маневрировать оператором в очень узких помещениях, типичных для шкафов и распределительных шкафов общего назначения. содержащие большое количество соединительных труб или каналов, без использования рычагов, кранов, колес или других управляющих сервомеханизмов за пределами корпуса самого клапана.

Еще одна цель изобретения состоит в обеспечении клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, который может быть легко установлен и адаптирован в паре с многоходовым переключающим клапаном или может быть связан с уже существующим растения.

Последней, но не менее важной целью настоящего изобретения является создание клапана малогабаритного размера, многоходового переключающего клапана в сборе или шестиходового клапана, одновременно обеспечивающих гидравлическое независимое управление и / или балансировку расхода жидкости на входе. или выходные порты.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить оператору клапан для динамической балансировки расхода, способный управлять расходом жидкости в зависимости от количества движения входящей жидкости, а также в зависимости от давления. разница между впускным и выпускным портами клапана.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в предоставлении оператору клапана для управления и балансировки расхода жидкости, имеющего большее соотношение между поперечным сечением канала для жидкости и, следовательно, расходом и внешним размером клапан.

Наконец, еще одна цель настоящего изобретения состоит в обеспечении клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, способного обеспечить высокий уровень прочности и надежности в долгосрочной перспективе, а также простого и экономичного. технически технологично.

Эти и другие задачи решаются с помощью клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению согласно независимому пункту формулы изобретения.

Конструктивные и функциональные характеристики клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости можно лучше понять из следующего подробного описания, в котором сделана ссылка на прилагаемые чертежи, представляющие некоторые предпочтительные неограничивающие варианты осуществления, в которых:

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схематическую иллюстрацию аксонометрического вида первого упрощенного варианта выполнения клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению, наглядно демонстрируя выполняемый этап ручного регулирования. оператором, воздействующим на внешнюю поверхность заслонки через отверстие, выполненное в корпусе клапана;

Фиг. 2 — схематическая иллюстрация дополнительного аксонометрического вида с другой точки зрения первого варианта осуществления клапана для гидравлического управления и балансировки объекта расхода жидкости согласно настоящему изобретению;

Фиг. 3 — схематическая иллюстрация аксонометрического вида в разобранном состоянии первого варианта выполнения клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, являющегося объектом настоящего изобретения;

Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение аксонометрического вида второго варианта выполнения клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению, четко показывающее этап ручного регулирования, выполняемый оператором, действующим на внешняя поверхность заслонки через отверстие, выполненное в корпусе клапана;

Фиг. 5 — схематическая иллюстрация дополнительного аксонометрического вида, с другой точки зрения, второго варианта осуществления клапана для гидравлического управления и балансировки объекта расхода жидкости согласно настоящему изобретению;

Фиг. 6 — схематическая иллюстрация аксонометрического вида в разобранном состоянии второго варианта выполнения клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, являющегося объектом настоящего изобретения;

Фиг. 7 и 8 представляют собой схематические иллюстрации соответственно вида спереди и вида сбоку первого варианта осуществления клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению;

Фиг. 9 и 10 представляют собой схематические изображения соответственно вида в продольном разрезе по плоскости BB на фиг. 7 и вида в продольном разрезе по плоскости AA на фиг. 9 первого варианта выполнения клапана. для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению;

Фиг. 11 и 12 представляют собой схематические иллюстрации соответственно вида спереди и вида сбоку второго варианта осуществления клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению;

Фиг.13 и 14 представляют собой схематические изображения соответственно вида в продольном разрезе по плоскости BB на фиг.11 и в продольном разрезе по плоскости AA на фиг.13 второго варианта выполнения клапана для гидравлического управления и балансировки. объекта расхода жидкости согласно настоящему изобретению;

Фиг. 15 — схематическая иллюстрация вида спереди известного многоходового гидравлического переключающего клапана, снабженного двумя клапанами для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению, расположенного на впускных отверстиях от источников тепла;

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С предварительными ссылками на Фигуры с 1 по 3 и, в частности, на Фигуры с 7 по 10, которые показывают первый упрощенный вариант выполнения клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости объекта Настоящее изобретение, обозначенное цифрой 10, подходит только для статического контроля или предварительного регулирования расхода жидкости.

Кроме того, делается ссылка на фигуры с 4 по 6 и с 11 по 14, на которых показан второй вариант клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, объект настоящего изобретения, обычно обозначенный цифрой 10 ‘ и оба сконфигурированы для статического контроля или предварительного регулирования и динамического баланса расхода жидкости.

Указанные клапаны 10, 10 ‘содержат:

корпус 12, обычно имеющий по существу трубчатую цилиндрическую форму, снабженный входным отверстием 14, выпускное отверстие 14′, расположенное на концах указанного корпуса 12 и имеющее по меньшей мере одно исполнительное отверстие 16 в радиальном направлении. сформирован на самом корпусе 12;

полая вращающаяся заслонка 20, размещенная с возможностью вращения внутри упомянутого корпуса 12 относительно оси вращения 11, упомянутая вращающаяся заслонка 20 сконфигурирована так, чтобы через нее проходила текучая среда и вращательно изменяло поперечное сечение прохода текучей среды. внутри самого корпуса 12 клапана 10, 10 ‘.

Ссылаясь, в частности, на фиг.9 и 10 и 13 и 14, клапан 10, 10 ‘обладает новыми характеристиками вращающейся заслонки 20, имеющей форму стакана или чаши, содержащей по меньшей мере одно первое отверстие 22’, развивающееся вдоль оси вращения. 11 упомянутой вращающейся заслонки 20 и эксцентрично относительно той же оси 11 вращения, упомянутое первое отверстие 22 ‘совместно вращается по меньшей мере с одним сопряженным вторым отверстием 15’, эксцентрично по отношению к той же оси 11 вращения вращающейся заслонки 20, упомянутому второму отверстию 15 ‘, сформированный на внутренней стенке 15 упомянутого корпуса 12, так что поворот упомянутого первого отверстия 22’ относительно упомянутого второго отверстия 15 ‘согласован с изменением поперечного сечения прохода для текучей среды.Упомянутая вращающаяся заслонка 20 сконфигурирована так, чтобы дополнительно приводиться в действие с вращением непосредственно вручную внутри указанного корпуса 12 за счет его открытой диаметральной поверхности через указанное исполнительное отверстие 16, так что поворот указанного первого отверстия 22 ‘относительно указанного Второе отверстие 15 ‘соответствует изменению поперечного сечения канала для жидкости в направлении, по существу совпадающем с осью вращения 11 той же вращающейся заслонки 20.

По-прежнему ссылаясь на предпочтительный вариант осуществления на чертежах, корпус 12 может преимущественно содержать два исполнительных отверстия 16, сформированных радиально и диаметрально противоположно друг другу, так что можно легко получить доступ к диаметрально противоположным частям внешней диаметральной поверхности вращающейся заслонки 20 с внешней стороны корпуса 12. так что оператор сможет захватить вращающуюся заслонку 20 двумя противоположными пальцами.

Первое отверстие 22 ‘сквозное, может иметь другую форму и образовано на нижней стенке 22 упомянутой вращающейся заслонки 20, причем упомянутая заслонка с возможностью вращения обращена к спинке сиденья напротив упомянутой внутренней стенки 15 корпуса 12.

второе сопряженное отверстие 15 ‘также является сквозным и может иметь другую форму, предпочтительно совпадающую с первым отверстием 22. Количество упомянутых первого и второго отверстий 22 и 15’ может быть больше одного, как в вариантах осуществления, показанных на фиг. и 6, и они позволяют посредством вращения первого относительно второго, посредством вращения вращающейся заслонки 20, альтернативно увеличивать или уменьшать поперечное сечение канала для текучей среды.

Указанная внутренняя стенка 15 может быть изготовлена ​​и сформирована непосредственно в корпусе 12 или может быть предпочтительно определена перфорированным дисковым элементом, съемно размещенным внутри корпуса 12. Указанная внутренняя стенка 15 может быть дополнительно снабжена по меньшей мере одна лопастная часть 17 сопряжена с соответствующей сопрягающейся выемкой, образованной внутри корпуса 12, причем упомянутая лопастная часть 17 предназначена для предотвращения вращения той же внутренней стенки 15 и удержания второго отверстия 15 ‘в неподвижном положении по отношению к первое сопряженное с вращением отверстие 22 ‘вращающейся заслонки 20.

Указанный корпус 12 и указанная вращающаяся заслонка 20 предпочтительно изготовлены из металлического материала, как правило, из медных сплавов или сплавов железа, однако также могут быть выгодно изготовлены из пластических полимерных материалов и термопластических материалов или из материалов, полученных путем спекания металла. или керамические порошки, или материалы, полученные с помощью процессов аддитивного производства. Корпус 12 также предпочтительно может быть снабжен на своих концах известными соединительными средствами 24, 24 ‘, сконфигурированными для соединения клапана 10 с обычными элементами для соединения труб и трубопроводов, такими как, например, резьба, соединители, фитинги или эквивалентны как по мужскому, так и по женскому типу.

Преимущественно один или несколько зажимных профилей 25, таких как хомуты или профили с шестигранными ключами, сконфигурированные для сопряжения с обычными сборочными шестигранными ключами и инструментами, также могут быть дополнительно выполнены на внешней поверхности корпуса 12.

Вращающаяся заслонка 20 может быть преимущественно снабжен частью 26 неправильной поверхности, сформированной на кольцевой части самой внешней поверхности и открытой через исполнительное отверстие 16 корпуса 12, например, полученной накаткой металлической поверхности и сконфигурированной так, чтобы легко позволять оператору приводить в действие вручную Это.

Обращаясь, в частности, только к фиг. 8 и 12, указанная вращающаяся заслонка 20 может быть также снабжена градуированной шкалой 27, сформированной снова на открытой кольцевой части ее внешней поверхности у исполнительного отверстия 16 корпуса 12, указанная градуированная шкала 27, полученный шелкотрафаретной печатью или штамповкой на металлической поверхности и сконфигурированный совместно с выемкой или меткой 19, сформированной на корпусе 12, для указания оператору вне корпуса 12 углового положения второго отверстия 22 ‘вращающейся заслонки 20 относительно неподвижного второго отверстия 15’ внутренней стенки 15 и соответствующей большей или меньшей протяженности отверстия для прохождения жидкости.

Ссылаясь на Фиг.3, 9 и 10, в первом варианте осуществления клапан 10 содержит прокладку 82, размещенную в указанном корпусе 12, имеющую по существу кольцевую форму, указанная прокладка 82

сконфигурирована для закрытия отверстия 14 для предотвращения извлечения внутренних элементов из корпуса 12 клапана 10.

Клапан 10, 10 ‘может также содержать обычные первые гидравлические уплотняющие элементы 90, расположенные между корпусом 12 и вращающейся заслонкой 20, и вторые гидравлические уплотняющие элементы. 90 ‘расположен между поворотной заслонкой 20 и прокладкой 82.Упомянутые первый и второй уплотнительные элементы 90, 90 ‘могут быть дополнительно установлены и размещены в сопряженных гнездах или выемках, образованных на одной и той же вращающейся заслонке 20 и прокладке 82, или, в качестве альтернативы, сформированы на внутренней поверхности корпуса 12.

Клапан 10, 10 ‘может также содержать обычные третьи гидравлические уплотнительные элементы 95, расположенные между корпусом 12 и другими соединительными элементами, гидравлическими устройствами или клапанами, не показаны, указанные третьи жидкостные уплотнительные элементы 95, как правило, подходят и размещаются в подходящих седлах. или углубления.

Обращаясь теперь к фигурам с 4 по 6 и с 11 по 14, и в частности к фигурам 6, 13 и 14, во втором варианте осуществления клапан 10 ‘дополнительно содержит:

втулку 30, имеющую по существу трубчатую форму. , размещенная внутри вращающейся заслонки 20 и определяющая с ней по существу тороидальную кольцевую камеру 50, указанная втулка 30 снабжена по меньшей мере одним первым сквозным радиальным отверстием 32, сформированным в боковой стенке самой втулки 30 и расположенным на ее конце. в контакте с нижней стенкой 22 упомянутой вращающейся заслонки 20 и с противоположным концом, обращенным к впускному отверстию 14;

плавающий поршень или заслонка 40, размещенный с возможностью скольжения внутри втулки 30, имеющий, по существу, трубчатую форму стекла или чашки, с дном 42 и снабженный по меньшей мере одним вторым сквозным радиальным отверстием 43, выполненным на боковой стенке, взаимодействующим и сопряженным с упомянутое первое радиальное отверстие 32, упомянутая плавающая заслонка 40 образует первую внутреннюю камеру 41 и вторую внутреннюю камеру 52, составляющих и ограниченных между дном 42 самой плавающей заслонки 40, втулкой 30 и нижней стенкой 42 поворотная заслонка 20;

, так что осевое поступательное движение упомянутого второго радиального отверстия 43 плавающей заслонки 40 относительно упомянутого первого радиального отверстия 32 втулки 30 согласовано с изменением поперечного сечения прохода для жидкости, пропорциональным осевому скольжению плавающий затвор 40.

Упомянутое поперечное сечение прохода для текучей среды, образованное между указанными первым и вторым радиальными отверстиями 32, 43, выполнено с возможностью гидравлического соединения указанной кольцевой камеры 50 с впускным отверстием 14 клапана 10 ‘через первую камеру 41. На фиг. Напротив, указанная вторая внутренняя камера 52 гидравлически соединена с выпускным отверстием 14 ‘по меньшей мере одним каналом 55, выполненным через нижнюю стенку 22 вращающейся заслонки 20 и внутреннюю стенку 15, так что сила, определяемая разницей давления между впускное отверстие 14 и выпускное отверстие 14 ‘воздействуют на дно 42 плавающей заслонки 40.

Предпочтительно, упомянутый канал 55 выполнен соосно с осью вращения 11, так что он не изменяет его поперечное сечение или ему не препятствует вращательное движение вращающейся заслонки 20 относительно внутренней стенки 15.

Что касается предпочтительного варианта выполнения клапана 10 ‘на фигурах, множество упомянутых первого и второго радиальных отверстий 32, 43 выполнено диаметрально и распределено по боковым стенкам упомянутой втулки 30 и упомянутой плавающей заслонки 40, так что относительная вращение между втулкой 30 и плавающей заслонкой 40 относительно оси вращения 11 определяет незначительное изменение поперечного сечения потока текучей среды по отношению к осевому скользящему движению плавающей заслонки 40.

Клапан 10 ‘также может быть снабжен упругим возвратным элементом 60, расположенным внутри второй внутренней камеры 52 между дном 42 плавающей заслонки 40 и нижней стенкой 22 вращающейся заслонки 20, и сконфигурирован так, чтобы удерживать плавающую заслонку 40. сам находится в моностабильном положении с первым радиальным отверстием 32 и вторым радиальным отверстием 43, в положении, соответствующем максимальному проходу для потока жидкости.

Преимущественно указанная втулка 30 может быть также стабильно размещена соосно во вращающейся заслонке 20 с помощью мундштука 21, образованного на нижней стенке 22 самой вращающейся заслонки 20, чтобы улучшить гидравлическое уплотнение между кольцевой камерой 50 и второй камерой. внутренняя камера 52.

Преимущественно эластичный элемент 60 может быть размещен на его концах внутри первой выемки 21 ‘, образованной на нижней стенке 22 поворотной заслонки 20, и внутри второй выемки 42’, выполненной на нижнем конце 42. плавающей заслонки 40, чтобы она надежно удерживалась в положении относительно муфты 30 и самой плавающей заслонки 40.

В частности, делается ссылка на предпочтительный вариант осуществления на фиг. 9 и 13, в котором втулка 30 и плавающая заслонка 40 могут быть преимущественно выполнены в форме «кубка» с увеличенным диаметром поперечного сечения. на соответствующих концах, обращенных к впускному отверстию 14, чтобы обеспечить больший структурный размер первого и второго сопряженных радиальных отверстий 32, 43, а также первого и второго сопряженных отверстий 22 ‘, 15’ по сравнению с структурный размер, достижимый за счет более простой цилиндрической трубчатой ​​формы.

Форма чаши втулки 30 и плавающей заслонки 40 определяет между ними еще одну третью камеру 53, объем которой изменяется в зависимости от осевого скольжения плавающей заслонки. Упомянутая третья камера также может действовать как упругий элемент при сжатии воздуха, захваченного внутри камеры.

Может быть предусмотрено одно или несколько сливных отверстий 44 для слива возможной несжимаемой жидкости, застрявшей между стенками указанной третьей камеры 53, и таких, чтобы предотвратить свободное скольжение плавающей заслонки 40 внутри втулки 30.

Обращаясь снова к предпочтительному варианту выполнения фигур, указанная втулка 30 может содержать часть 35 с увеличенным диаметром с заплечиком, сформированным на ее открытом конце, обращенным к впускному отверстию 14, причем указанная часть 35 с увеличенным диаметром может быть сконфигурирована таким образом, чтобы втулка 30 должна быть стабильно размещена внутри корпуса 12. В другом альтернативном варианте выполнения увеличенный по диаметру участок 35 может быть отделен от втулки 30 и находиться в контакте с ней или может быть заменен, например, проставкой 82 из первый упрощенный вариант клапана 10.

Ссылаясь, в частности, на фиг. 13 и 14, клапан 10 ‘может содержать один или несколько обычных первых гидравлических уплотняющих элементов 90, расположенных между корпусом 12 и вращающейся заслонкой 20, и один или несколько гидравлических уплотняющих элементов 90’, расположенных между указанной вращающейся заслонкой 20 и указанной втулкой 30. Упомянутые первый и второй уплотнительные элементы 90, 90 ‘могут быть установлены и размещены в сопряженных гнездах или выемках, образованных на вращающейся заслонке 20 и диаметрально увеличенной части 35 втулки 30 или, альтернативно, сформированной на внутренняя поверхность корпуса 12.

Втулка 30 и плавающая заслонка 40 также предпочтительно могут быть изготовлены из металлического материала, обычно из сплавов меди или железа, однако они также могут быть преимущественно изготовлены из пластических полимерных материалов или термопластических материалов или материалов, полученных путем спекания металлических или керамических порошков. или материалов, полученных в процессе аддитивного производства.

Обращаясь снова ко всем фигурам с 1 по 14, упомянутый клапан 10, 10 ‘может быть преимущественно снабжен обычными стопорными элементами 80, такими как, например, упругие стопорные кольца, стопорные кольца, также известные как Seeger, шайбы и аналогично, размещены в кольцевой выемке, образованной на входном отверстии 14 корпуса 12, при этом указанные стопорные элементы 80 выполнены с возможностью предотвращения осевого скольжения и извлечения указанной проставки 82 и / или заслонки 30.

Обращаясь теперь только к фигурам 6, 13 и 14, во втором варианте осуществления клапан 10 ‘может дополнительно содержать по меньшей мере один третий элемент гидравлического уплотнения

92, такой как, например, прокладки или уплотнительные кольца, расположенные между муфту 30 и плавающую заслонку 40 и сконфигурированы для поддержания гидравлического уплотнения между указанной первой внутренней камерой 41 и указанной второй внутренней камерой 52. Преимущественно указанный третий уплотнительный элемент 92 также может быть установлен и размещен в гнезде или выемке 45 формируется на наружной диаметральной поверхности плавающей заслонки 40.

Упомянутые первый и второй уплотнительные элементы 90 и 90 ‘и указанные другие уплотнительные элементы 95 могут быть типа прокладки или уплотнительного кольца, предпочтительно из полимерных и эластомерных материалов.

Ссылаясь только на фиг. 15, часть объекта настоящего изобретения также представляет собой устройство, содержащее клапан 10, 10 ‘, прикрепленный к обычному многоходовому гидравлическому клапану или переключающему клапану 100, такому как, например, шестиходовой (3 + 3) клапан, снабженный корпусом 102 клапана и множеством отверстий 104, сформированных на самом корпусе 102 клапана, и приводящими в действие внутренние элементы 106, способные выборочно регулировать скорость потока жидкости, поступающей во входные отверстия от двух различных источников тепла. к одному выпускному отверстию, открывающемуся в направлении тепловой схемы пользователя, и возвращающемуся из обратного отверстия из пользовательской схемы выборочно к двум выходным отверстиям, возвращающимся к источникам.

Многоходовой клапан или переключающий клапан 100 включает в себя, по меньшей мере, один клапан 10, 10 ‘для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости, стабилизированный в одном из отверстий самого многоходового клапана или переключающего клапана 100, предпочтительно, но неограничивающим образом, в отверстиях 104, соединенных тепловыми источниками, например горячими и холодными, с многоходовым клапаном или переключающим клапаном 100.

Из описания клапана 10, 10 ‘для гидравлического управления и балансировки Для объекта измерения расхода текучей среды по настоящему изобретению следует понимать операцию, описанную ниже.

Ссылаясь на фигуры с 1 по 3 и с 7 по 10, в первом упрощенном варианте осуществления клапан 10 может обеспечивать только одно статическое регулирование или предварительное регулирование расхода жидкости. Статическое управление расходом жидкости такое же, как и во втором варианте выполнения клапана 10 ‘, таким же образом, как описано выше со ссылкой на первый вариант выполнения клапана 10.

В клапане 10 , 10 ‘настоящего изобретения, вращающаяся заслонка 20, например, в отличие от обычной заслонки с полым шаром, выполнена с возможностью вращаться и проходить через нее текучей средой относительно оси, по существу совпадающей с направлением потока текучей среды, между впускным отверстием 14 и выпускным отверстием 14 ‘, без необходимости использования рычагов, ручек, кранов или колес, и когда внешняя диаметральная поверхность самой заслонки действует как средство приведения в действие.

Оператор, воздействуя одним или несколькими пальцами на участок 26 с неровной поверхностью через исполнительное отверстие 16 корпуса 12, приводит во вращение вращающуюся заслонку 20 относительно корпуса 12 клапана 10, 10. ‘. Вращение вращающейся заслонки 20 выравнивает первые отверстия 22 ‘так, чтобы они были совместно ориентированы с сопряженными вторыми отверстиями 15’ внутренней стенки 15, чтобы, следовательно, изменять порт или проходное сечение потока текучей среды внутри клапан 10, 10 ‘между минимальным или нулевым значением и максимальным значением, соответственно, соответствующими полученным максимальным и минимальным предельным значениям расхода.

Клапан 10, 10 ‘может быть выполнен с возможностью прерывания потока жидкости в положении, в котором первые отверстия 22’ и вторые отверстия 15 ‘не перекрываются, даже частично, или клапан 10, 10’ может быть сконфигурированным так, чтобы всегда обеспечивать минимальный проход потока текучей среды, всегда оставляя минимальную поверхность перекрытия между первым и вторым отверстиями 22 ‘, 15’. Когда формы первого отверстия 22 ‘вращающейся заслонки 20 совпадают друг с другом, за счет перекрытия форм вторых отверстий 15’ внутренней стенки 15 достигается максимальное открытие прохода для потока текучей среды.Чем больше угол смещения между первыми отверстиями 22 ‘и вторыми отверстиями 15’, тем меньше будет отверстие для прохода потока текучей среды. Градуированная шкала 27, присутствующая на внешней поверхности вращающейся заслонки 20, показывает оператору угол смещения отверстий 22 ‘и 15’; когда угол смещения составляет около 0 °, другими словами, отверстия полностью перекрываются друг с другом, максимальное значение градуированной шкалы устанавливается на выемке или опорной точке 19. И наоборот, когда максимальный угол смещения между первыми отверстиями 22 ‘и второе отверстие 15’ является наибольшим и соответствует минимальному или нулевому проходу для жидкости, минимальное значение градуированной шкалы соответствует отметке 19.

После регулировки открытия проходного отверстия или поперечного сечения поворотом вращающейся заслонки 20 для переноса числового значения, выбранного на градуированной шкале 27, на отметку или ссылку

19, соответствующую желаемому номинальному расходу Таким образом, расход на выходе из клапана 10, 10 ‘остается постоянным, если нет изменений давления на входе и выходе.

Со ссылкой на фигуры с 4 по 6 и с 11 по 14, клапан 10 ‘второго варианта осуществления может обеспечивать, помимо статического управления или предварительного регулирования, также динамическую балансировку расхода, другими словами, клапан 10 ‘способна к самоуравновешиванию и поддержанию постоянной скорости потока текучей среды, установленной градуированной шкалой 27, путем вращения вращающейся заслонки 20, также в результате изменения условий давления текучей среды выше и ниже по потоку.

В начальной переходной фазе поток текучей среды под давлением входит в клапан 10 ‘через впускное отверстие 14 и протекает вблизи первой внутренней камеры 41 плавающей заслонки 40, ударяясь о плавающую заслонку 40, которая сама заполняет кольцевую камеру. 50, протекая через поперечное сечение прохода, ограниченное первыми радиальными отверстиями 32 втулки 30 и вторыми радиальными отверстиями 43 плавающей заслонки 40, причем указанные отверстия полностью перекрываются.

Обращаясь, в частности, к фиг.13 и 14, увеличение количества движения входящего потока жидкости вызывает повышенное давление в первой внутренней камере 41 и, таким образом, создает силу, пропорциональную ее силе, на дне 42 камеры. плавающая заслонка заставляет ее перемещаться в осевом направлении и преодолевает силу упругого элемента 60.Увеличивающийся расход через первое и второе радиальные отверстия 32, 43, определяемый увеличением давления в первой внутренней камере 41, также увеличивает толкающую силу на плавающей заслонке 40, которая, следовательно, приводит к перемещению по направлению к выпускному отверстию 14 ‘, при этом вторые радиальные отверстия 43 поступательно перемещаются относительно первых радиальных отверстий 32 втулки 30, следовательно, уменьшая их перекрытие и поперечное сечение прохода потока жидкости в кольцевой камере 50, так что происходит уменьшение скорости потока.

Жесткость упругого элемента 50 определяет также диапазон давлений, в котором плавающая заслонка 40 способна компенсировать разницу давлений.

По-прежнему ссылаясь на те же фигуры, если давление жидкости и ее импульс уменьшаются, вызывая уменьшение расхода жидкости через клапан 10 ‘, упругий элемент 60 преодолевает противоположную силу, оказываемую жидкостью на дно

22, перемещая плавающую заслонку 40 в противоположном направлении и увеличивая поперечное сечение прохода для текучей среды от первой внутренней камеры 41 к кольцевой камере 50, чтобы всегда поддерживать постоянным расход около желаемого номинального значения.

Если импульс поступающей жидкости увеличивается, а также увеличивается разница давлений между входом и выходом, они также вызывают увеличение скорости потока жидкости, так что плавающая заслонка 40 перемещается влево, а Поперечное сечение прохода жидкости сокращается, так что повышенное давление на входе компенсируется, а заданная скорость потока поддерживается постоянной.

Если импульс жидкости выше по потоку уменьшается и / или давление ниже по потоку увеличивается в выпускном отверстии 14 ‘клапана 10’, скорость потока жидкости уменьшается.Давление жидкости в выпускном отверстии 14 ‘такое же, как давление внутри второй внутренней камеры 52, поскольку указанная вторая внутренняя камера 52 всегда находится в гидравлическом сообщении с выпускным отверстием 14’ через канал 55 (Фиг.13 и 14 ).

Давление жидкости в выпускном отверстии 14 ‘, следовательно, передается во вторую внутреннюю камеру 52, так что плавающая заслонка 40 с упругим элементом 60 смещается вправо, чтобы увеличить поперечное сечение жидкости в первой и вторые радиальные отверстия 32, 43, так что большее количество текучей среды извлекается в клапане 10 ‘и уменьшается перепад давления.

Первые уплотнительные элементы 90 обеспечивают работу клапана 10, 10 ‘посредством гидравлического уплотнения вращающейся заслонки 20 от корпуса 12, в то время как третий уплотнительный элемент 92 гидравлически герметизирует первую и вторую внутренние камеры 41, 52.

По-прежнему ссылаясь на те же рисунки, работа настоящего клапана является новаторской по сравнению с традиционными клапанами, поскольку сила, определяемая давлением жидкости во второй внутренней камере 52, действует на дно 42 поплавка. — шторка 40.Указанная сила, определяемая давлением за клапаном в выпускном отверстии 14 ‘, добавляется к силе упругого элемента 60, и вместе они толкают плавающую заслонку 40, чтобы увеличить поперечное сечение канала для жидкости в кольцевом пространстве. камеры 50, и большее количество жидкости извлекается в выпускном отверстии 14 ‘из кольцевой камеры 50 через первое и второе отверстия 22’, 15 ‘. В этой конфигурации клапан 10 ‘помимо того, что работает в зависимости от количества движения входящего потока текучей среды, также преимущественно работает как функция разницы давления Dr, измеренной между давлением текучей среды, поступающей в первую внутреннюю камеру 41, и давлением жидкость, выходящая из второй внутренней камеры 52.

Обращаясь снова только к фиг.15, клапан 10, 10 ‘в паре с традиционным гидравлическим многоходовым клапаном или переключающим клапаном 100, таким как, например, шестиходовой (3 + 3) клапан, позволяет управлять посредством одного Устройство, статический контроль и динамическая балансировка, на входе в гидравлический контур пользователя, от двух различных тепловых источников на входе, например горячего и холодного, для которых обычно требуются скорости потока жидкости, отличающиеся друг от друга.

Клапан 10, 10 ‘, помимо того, что он легко устанавливается и размещается на отверстии 104 многоходового клапана 100, а также имеет компактный размер, позволяет оператору предварительно регулировать расход от различных источников тепла без отсоединение подающих трубопроводов и коллекторов от отверстий 104 клапанов.Кроме того, клапан 10, 10 ‘позволяет оператору преимущественно видеть на градуированной шкале 27 самого клапана 10, 10’ предварительно отрегулированный набор расхода через различные отверстия 104 многоходового клапана 100.

Клапан 10, 10 ‘, являющийся предметом настоящего изобретения, может быть преимущественно установлен на отверстиях 104, выполненных как вход от источников тепла, независимо от их положения на многоходовом клапане 100.

Предыдущее На иллюстрации проясняются преимущества, полученные с помощью клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению.

Клапан для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению особенно полезен, поскольку может быть легко установлен в очень узких помещениях и в обычных боксах, где принимается большое количество трубопроводов и труб, поскольку указанный клапан геометрически упрощается до формы сегмента или куска цилиндрической трубы.

В частности, более легкая и плавная установка клапана по настоящему изобретению в узких помещениях делает его особенно удобным, когда он устанавливается в паре с традиционным многоходовым переключающим клапаном или «шестисторонним» клапаном.

Клапан для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению также имеет особое преимущество, поскольку позволяет пользователю проверять его снаружи и регулировать расход, например, в зависимости от измененных условий или расширения пользовательская установка, без демонтажа соединительных коллекторов и трубопроводов и без участия квалифицированного оператора.

Еще одним важным преимуществом клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости является то, что он не имеет исполнительных элементов, выступающих или выступающих над самим корпусом клапана, таких как рычаги, ручки, завинчивающиеся краны или электромеханические приводы, уменьшающие доступное монтажное пространство.

Последующее дополнительное преимущество клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости состоит в том, что требуется меньше места или пространства для маневрирования элементов управления, рычагов, ручек, кранов и т. Д., Поскольку этот клапан можно легко привести в действие, только одним пальцем оператора.

Еще одно преимущество клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости в соответствии с настоящим изобретением состоит в том, что во время этапа гидравлической балансировки клапан может регулировать расход в зависимости от разницы давлений на входе. и выпускные отверстия того же самого, и не только в зависимости от количества движения жидкой текучей среды, которое перемещает внутренние уравновешивающие элементы.

Еще одно важное преимущество клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости состоит в том, что он обеспечивает значительный расход жидкости по сравнению с небольшим внешним размером из-за низких потерь нагрузки и c, полученного при сохранении линейного направления жидкости без резких изменений направления.

Еще одно преимущество клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению связано с тем, что в то время как маневренные элементы и маневренные помещения традиционного клапана увеличиваются пропорционально размеру Клапан в клапанном объекте настоящего изобретения остается неизменным, так как он может легко приводиться в действие только одним пальцем оператора независимо от его размера и пропорции.

Еще одно преимущество клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости связано с тем, что продольный размер клапана может оставаться практически неизменным, даже если радиальный размер клапана увеличивается. Кроме того, в то время как в традиционном клапане сила, необходимая для приведения в действие элементов управления, увеличивается по мере увеличения размера клапана, с помощью клапана для гидравлического управления и балансировки расхода жидкости согласно настоящему изобретению сила остается постоянной, и клапан может быть изменен. легко приводится в действие только одним пальцем оператора, поскольку плечо рычага оператора, воздействующего на участок 26 с неровной поверхностью, увеличивается по мере увеличения диаметрального размера вращающейся заслонки 20.

Хотя ранее описанное изобретение было описано со ссылкой, в частности, на некоторые предпочтительные варианты осуществления, приведенные в качестве примера, но не ограничивающего, многие модификации и варианты будут понятны специалисту в данной области техники в свете вышеописанного описания.