Монтаж гидрострелки совместно с коллектором: Монтаж коллектора отопления Север. Монтаж и обвязка гидрострелки Север.

Гидрострелка с коллектором на 5 контуров

Мы продолжаем серию информационных обзоров о гидрострелках и коллекторах отопления. В прошлых выпусках мы рассказывали и показывали трёх и четырёх контурные модели. Сегодня поговорим об их ближайшей «родственнице».

Гидрострелка с коллектором на 5 контуров предназначена для распределения теплоносителя по трубопроводам системы отопления частного дома, муниципального, торгового или другого учреждения с оборудованной котельной. Как вы уже поняли из названия, в такой гидрострелке 5 выходов. Это значит, что к модулю без проблем подключаются радиаторы и теплые полы в разных комнатах, бойлер, нагреватель вентиляции и даже резервный котёл.

Принцип действия гидрострелки и коллектора

Коллектор с гидрострелкой на пять потребителей работает по принципу стабилизатора. Если температура жидкости на одной из линий понижена или завышена, происходит подмес обратки.

На фото. Гидрострелка с коллектором BMSS-60-5DU (балансировочный коллектор) из нержавейки

Благодаря тому, что коллектор оснащён патрубками входа и выхода, циркуляция осуществляется изолированно. Допустим, вам нужно настроить температуру радиаторов в детской комнате. Вы спускаетесь в котельную, находите группу, отвечающую за отопление в этом помещении, и меняете характеристики. Вам не придётся отключать котел и другие устройства, необходимые операции производятся стационарно. 

На фото. Схема гидрострелки подключения гидрострелки с коллектором на 5 контуров

Данный вариант обвязки не только исключает взаимодействие между контурами, но и надёжно защищает котел отопления. Последний является главным элементом, обеспечивающим бесперебойную работу всей системы.

Важно отметить, что стоимость и ремонт котла в несколько раз превышает расходы на все комплектующие. В связи с этим купить гидрострелку будет абсолютно верным решением. Цена конструкции меньше, а пользы несравнимо больше.

Преимущества

• Эффективно. Гидравлическая стрелка в сочетании с распределительными гребенками представляет более совершенную модификацию изделия, так как способна поддерживать баланс температур на всем пути следования рабочей жидкости.
• Удобно. Совмещённая конструкция имеет компактные размеры, подобранные в соответствии с площадью стандартной котельной.
• Качественно. Для производства выбраны металлы двух марок: конструкционная (чёрная) сталь 09г2с и нержавеющая AISI304. Все изделия проходят трёхступенчатую проверку и обязательную опрессовку, в результате чего могут эксплуатироваться в системах с давлением до 6 бар.
• Выгодно. Покупка и установка гидрострелки повысит функциональность обвязки, а главное — убережет её от преждевременной поломки.

Модельный ряд гидрострелок с коллекторами на 5 контуров

Классическое исполнение, BM-60-5DU рассчитано на максимальную мощность 60 кВт. Направление контуров смешанное: два направленно вниз, два вверх, 1 в сторону. Расстояние между выходами 125 миллиметров. Материал изготовления — конструкционная сталь. Вход 1 1/4 дюйма, выход 1 дюйм. Аналогичные габариты имеют коллекторы из нержавеющей стали.

Отдельно отметим компактную серию BMK-60-5DU, в которую входят изделия с межосевым расстоянием 90 миллиметров. Длина, высота, ширина, а также вес таких моделей меньше, что позволяет производить монтаж в ограниченных пространствах.

Ниже приведена таблица всех моделей с пятью контурами.

Подробные характеристики и цены коллекторов отопления с гидрострелками можно посмотреть в нашем каталоге. Здесь собран самый полный ассортимент промышленной группы Гидрусс, официальным представителем которого является наша компания.

В Краснодарском крае и ближайших регионах данная продукция хорошо известна как монтажным организациям, так и частным лицам. В первую очередь это отечественная марка, а значит цены на её продукцию «не кусаются». Ещё один существенный плюс — адаптация. Все модели идеально подходят для арматуры, которая продаётся в обычных магазинах. Соединительные размеры подобраны таким образом, чтобы монтаж занимал как можно меньше времени. Готовые сборки можно увидеть здесь.

Интересующие вопросы задать по телефону +7 (918) 315-04-30

Запрос можно отправить на электронную почту или воспользоваться корзиной сайта. Менеджер оперативно рассмотрит заявку и перезвонит, чтобы сообщить о наличии, оплате и сроках доставки. Постоянным клиентам предоставляются скидки.

Покупайте с удовольствием и экономьте без опасений вместе с Полисервис-юг! 

Гидравлический разделитель совместно с коллекторомМастер водовед

28 сентября 2016г.

На сегодняшний день гидравлический разделитель совмещенный с коллектором получило широчайшее распространение на просторах стран СНГ, сильно потеснив традиционную двухтрубную систему. В первую очередь, это связано со значительными трудностями, возникающими в процессе установки и эксплуатации последней.

К примеру, малейшее расхождение диаметров труб может послужить причиной образования участков с ослабленной (или даже отсутствующей) циркуляцией жидкости в отопительном контуре.

Однако даже идеально рассчитанная и собранная двухтрубная отопительная система со временем может значительно снизить свою эффективность из-за изменения гидравлического сопротивления своих отдельных участков, что происходит вследствие отложения солевых и грязевых накоплений.

И самое главное – традиционная отопительная система не предусматривает возможности ремонта трубопровода без отключения всей сети отопления.

Основные достоинства коллекторного отопления

Учитывая все вышеописанное, можно выделить целый ряд преимуществ коллекторного отопления перед традиционным:

1. Возможность осуществления локального ремонта. Ремонт коллекторной системы отопления не требует отключения всей сети – каждый ее элемент может чиниться отдельно.

2. Высокий уровень функциональности и эргономичности. Коллекторная система отопления предусматривает возможность частичного отопления дома: можно отапливать лишь определенные помещения. Кроме того, она, в отличие от традиционной двухтрубной системы, позволяет удобно реализовывать функции подогрева пола совместно с обогревом радиаторов. Управления коллекторной системой централизовано и может полноценно осуществляться из коллекторного шкафа.

3. Равномерная тепло подача.

Коллекторная система реализует равномерную подачу тепла от коллектора ко всем помещениям здания. Любой элемент этой отопительной системы работает в строгом соответствии с требуемой теплоотдачей.

4. Высокая эстетичность.

Благодаря тому, что использование коллекторных системы отопления не ставит жестоких ограничений к месту установки, возможности их внедрения в интерьер помещения становятся гораздо более широкими. Трубопровод может прокладываться за плинтусами или в полу, чтобы не вносить диссонанс в общий дизайн помещения.

Единственным достаточно ощутимым недостатком использования коллекторной системы отопления является сравнительно высокий расход материалов – и соответственно, значительно более высокие трудозатраты при ее монтаже.

Общая длина труб может в несколько раз превосходить соответствующий параметр традиционных систем отопления. Другими словами, для обогрева небольшого дачного домика гораздо более целесообразно было бы использовать простейшую однотрубную систему отопления с последовательно подсоединенными радиаторами.

Преимущества использования гидрострелки в коллекторной системе отопления

Коллектор отопления с гидрострелкой чаще всего устанавливается в зданиях с несколькими насосами  в отоплении. Гидрострелка представляет собой особую емкость в виде окружности, в которую в варены патрубки разного сечения.

Обычно она имеет четыре рабочих патрубка, установленных по два напротив друг друга. Опытным путем доказано, что использование гидрострелки в качестве одного из элементов коллекторной системы отопления дома делает работу отопительного котла более мягкой и надежной.

Такой эффект достигается благодаря улучшению распределения и определению оптимальной скорости движения жидкости по системе отопления — все это с большей эффективностью позволяет реализовать и контролировать гидрострелка.

Гидрострелку также называют бутылкой, гидроразделителем, гидравлической стрелкой, термогидравлическим разделителем и так далее. Основным ее параметром является скорость движения жидкости по отопительной системе.

Основные производители отопительного оборудования

На сегодняшний день основными серийными изготовителями коллекторов и гидрострелок являются:

Коллектор со встроенным гидравлическим разделителем Caleffi SEPCOLL.

Итальянская компания Caleffi была основана в далеком тысяча девятьсот шестьдесят первом году. Сегодня она является признанным лидером по производству комплектующих для систем отопления.

Огромный потенциал компании базируется на четырех мощных заводах, оснащенных по самому последнему слову техники. Отмечено, что продукция компании Caleffi отличается высокой надежностью, высочайшим качеством и сравнительной дешевизной.

Коллектор со встроенным гидравлическим разделителем  Север

Эта компания была образована сравнительно недавно — в 2012 году. Производство элементов коллекторных отопительных систем сегодня является основным направлением ее деятельности.

Создатели компании руководствовались стремлением создать отечественный аналог европейскому оборудованию, не уступающий ему по качеству, но более дешевый за счет использования местного сырья. Каждое произведенное изделие проходит целую серию серьезных испытаний, прежде чем отправиться на продажу. Продукция компании «Север» отличается повышенной стойкостью к коррозии, а также способна выдерживать температуру до трехсот градусов по Цельсию.

 Коллектор со встроенным гидравлическим разделителем GEFFEN.

Первый коллектор под торговой маркой GEFFEN впервые был создан в 2005 году. Его производителем стала компания ЦЕНТРГАЗСЕРВИС, основная деятельность которой направлена на качественное решение задач отопления, газо- и водоснабжения, а также производство коллекторного оборудования и элементов отопительных систем. Сегодня компания имеет собственное производство, а торговая марка GEFFEN стала своего рода гарантом качества отечественных отопительных систем.

Гидрострелки с коллектором для отопления. Гидравлический разделитель

«Гидрострелки с коллектором для отопления GSK 25-5 предназначены для устройства систем отопления с 5 потребителями тепла с различными параметрами расхода и температуры теплоносителя. Состоит из подающего и обратного коллекторов, расположенных друг над другом.

Гидравлический разделитель Прокситерм идеально подходит для монтажа насосных групп (группы быстрого монтажа) таких производителей как: Meibes (Майбес), Huch En TEC (Хук Эн Тек), Barberi (Барбери), Watts (Ватс).»

Купить гидрострелки с коллектором для отопления 60 кВт, 5 контуров

Гидрострелки с коллектором для отопления GSK 25-5 предназначены для устройства систем отопления с 5 потребителями тепла с различными параметрами расхода и температуры теплоносителя. Состоит из подающего и обратного коллекторов, расположенных друг над другом.

Распределительный коллектор

Гидравлический разделитель ПроксиТерм идеально подходит для монтажа насосных групп (группы быстрого монтажа) таких производителей как: Meibes (Майбес), Huch En TEC (Хук Эн Тек), Barberi (Барбери), Watts (Ватс).

Гидрострелки с коллектором для отопления

Прежде чем определится с количеством контуров в вашей системе отопления не упустите такие моменты как:

1) Контуры радиаторного отопления,

2) Контуры теплого пола и стен,

3) Контур загрузки бойлера косвенного нагрева,

4) Контур теплообменника бассейна,

5) Контур теплообменника вентиляции,

6) Контур теплообменника внешних сооружений,

дорожек, подъездов, эксплуатируемых крыш,

7) Контур теплообменника солнечных коллекторов.

Купить гидравлический разделитель с доставкой по СНГ от производителя по ценам завода

Провести анализ характеристик гидравлического разделителя для расчета эффективности отопительной системы

Распределительные коллекторы из нержавейки ПРОКСИТЕРМ

Распределительные коллекторы ПРОКСИТЕРМ из нержавеющей стали

Благодаря исполнению из труб круглого сечения, выдерживают самое большое давление среди аналогов, что позволяет проводить опрессовку теплового узла по СНиП 3.05.01-85 и подключать систему отопления к городским тепловым сетям.
Для производства коллекторов применяется высокотехнологичное современное оборудование: лазерная резка, станки с ЧПУ для нарезания резьбы и др.
Применяются в качестве распределителя теплоносителя в системах отопления и водоснабжения. Корпус коллектора, выполненный из полированной нержавеющей стали марки AISI 304 — практически вечный, с безукоризненным внешним видом, не засоряет систему отопления ржавчиной. AISI 304 (в России, согласно ГОСТ, её аналогом является сталь марки 08Х18Н10) — это аустенитная сталь с низким содержанием углерода, является кислотостойкой и термостойкой (выдерживает краткосрочное поднятие температуры до 900 градусов по Цельсию), легко поддаётся механической обработке, гибке, штамповке, формовке и сварке. Благодаря этим качествам, все элементы подогнаны практически идеально, а сварочные швы — высшего качества.

Коллекторы со встроенной гидрострелкой из нержавейки значительно упрощают и ускоряют монтаж системы отопления, это готовое изделие с минимумом разборных соединений значительно повышает надежность системы.
Коллекторы спроектированы непосредственно на предприятии Прокситерм его инженерами, изготовлены на автоматизированных линиях, проверены перед упаковкой. Это позволяет обеспечить правильную работу системы отопления и увязать работу нескольких насосов на контурах.
.

Модельный ряд распределительных коллекторов и гидрострелок из нержавейки ПроксиТерм:

• Гидравлические разделители (гидрострелки) GS для отопительных установок мощностью до 85 кВт;
• Коллекторы с гидрострелкой GSK мощностью до 85 кВт, до пяти контуров;
• Коллекторы без гидрострелки: до 85 кВт, до пяти контуров;
• Заказные изделия по эскизу заказчика. Срок изготовления 2-3 дня в зависимости от сложности изделия

Преимущества коллекторов из нержавеющей стали ПроксиТерм:

• практически неограниченный срок службы
• привлекательный внешний вид котельной — коллектор изготовлен из полированной нержавеющей стали AISI 304
• нержавеющая сталь не подвержена коррозии, поэтому не происходит засорения системы продуктами коррозии, устойчива к механическим и температурным воздействиям
• круглое сечение используемой трубы повышает рабочее давление теплоносителя в системе отопления до 10 бар
• возможность подключения коллекторов ПроксиТерм для систем центрального отопления
• аттестованные биметаллические термометры (2 штуки) входят в комплект поставки вместе с паспортами
• удобные универсальные крепления, крепежные хомуты входят в комплект поставки для упрощения и ускорения монтажа
• широкий модельный ряд позволяет подобрать устройство оптимальным образом
• стоимость нержавеющего коллектора ниже, чем самостоятельно изготовленного изделия
• удобство монтажа и компактные размеры
• гарантия от производителя: 10 лет

Обозначения
GSK – гидравлический разделитель с распределительным коллектором
GK – распределительный коллектор без гидрострелки
GS – гидравлический разделитель (гидрострелка)

Технические характеристики

• Материал исполнения: нержавеющая сталь AISI 304
• Максимальное рабочее давление: 10 бар
• Межосевое расстояние контуров потребителей: 125 мм
• Присоединительный размер контуров: н\р1”(Ду25)
• Гарантия: 10 лет
• Аттестованные биметаллические термометры: входят в комплект поставки
• Крепеж на стену: входит в комплект поставки

Коллекторы, особенно модели со встроенной гидрострелкой, очень удобны для совместного монтажа с насосными группами и обеспечивают привлекательный внешний вид котельной.

Компания уделяет боьшое внимание упаковке своих изделий

Стандартная схема подключения коллектора

Наши специалисты помогут Вам подобрать, а также смонтировать коллектор Прокситерм, найдут приемлемое решение по цене.
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

Гидрострелки с коллектором для отопления DN 25 из нержавеющей стали

Гидрострелки с коллектором для отопления DN 25 из нержавеющей стали

Коллекторы отопления, балансировочные коллекторы, гидросколлекторы, гидрострелки используют в монтаже котельной частного дома. Главным преимуществом данных изделий является функциональность. Коллектор отопления очищает, разделяет, смешивает и направляет потоки теплоносителя к радиаторам, теплым полам, бойлеру нагрева и другим потребителям. Благодаря контурной конструкции распределение рабочей жидкости осуществляется по выделенным линиям, что обеспечивает бесперебойную работу котла и устройств обвязки.

Преимущества 

• Надёжно. Нержавеющая сталь прочна и долговечна. Гарантированный срок службы составляет 10 лет. Однако фактически коллектор из нержавейки является вечным изделием.
• Удобно. Габаритные размеры подобраны таким образом, чтобы монтаж фитингов, запорной арматуры и других комплектующих занимал минимум времени. Также в комплект поставки включены кронштейны с регулируемым вылетом и типовая схема сборки, что позволяет производить сборку корректно и быстро.
• Красиво. Фирменный дизайн великолепно гармонирует практически с любым цветом стен и другими элементами отделки. Специальная обработка металла (механическая или электродиффузионная) смотрится стильно и невычурно.

В нашей компании вы можете купить коллектор отопления с гидрострелкой из нержавеющей стали от Gidruss для котлов различной мощности. Это отечественный производитель, отлично зарекомендовавший себя как среди профессионалов, так и среди новичков. Доставка в Екатеринбург осуществляется с терминала транспортной компании. Пред этим необходимо сделать заявку. Для этого отправьте запрос на электронную почту, позвоните или совершите покупку через корзину сайта. Поле того, как менеджер получит и обработает её, вам придёт письмо или поступит телефонный звонок с информацией о наличии, сроках поставки, актуальности цен. 

Что лучше купить коллектор отопления или гидрострелку?

При выборе балансировочных устройств прежде всего нужно разобраться с терминологией, так как у разных производителей она отличается. Мы рассмотрим продукцию Гидрусс. Гидрострелка представляет собой вертикальные резервуары с патрубками, внутрь которого встроен сепаратор, изготовленный из нержавеющей стали. Однако для формирования многоконтурной обвязки она не подойдёт. Обычно её дополняют гребенками или модульным коллектором. 

Коллектор отопления объединяет функционал стрелки и гребенки. Он считается более универсальным, поэтому применяется в системах с тремя контурами и более. Вам останется только докупить комплектующие, собрать и подключить. Смесительно-распределительный модуль в котельную готов.

Когда планируете покупку, обсудите с мастером, который будет делать монтаж, бюджет, планировку, марку котла и, конечно, используемое оборудование. Именно коллекторы отопления с гидрострелкой или как их частно называют балансировочные коллекторы способны обеспечить самую полную защиту котельного оборудования. Обязательно учитывайте этот факт при строительстве котельной, так вы сможете избежать многих проблем, а также создать производительную и эффективно работающую обвязку.  

Особенности коллекторов отопления из нержавеющей стали

• Производство. Профильные заготовки из нержавеющей стали проходят поэтапную обработку, начиная с лазерной резки и заканчивая отделкой. Готовые коллекторы проходят опрессовку и тройную проверку службы качества.
• Модельный ряд. Ассортимент представлен как классическими версиями до 60, до 100 кВт , так и расширенными до 250 кВт.
• Размеры. Расстояние между патрубками составляет 125 миллиметров, что позволяет устанавливать смесительные группы различных марок. Установка не вызовет сложностей. Условные проходы соответствуют типовой резьбе.
• Полезные дополнения. Вместе с коллектором клиент получает специальные крепления для настенного монтажа.

схема изготовления, коллектор отопления на 5 контуров, гидравлические разделители

Для получения права гарантийного обслуживания отопительной системы, приобретение и установка гидрострелки обязательныЕсли вы е относитесь к опытным монтажникам, то наверняка не знаете, зачем нужен такой элемент как гидрострелка. В большинстве случаев установка связывается скорее с меркантильностью. Многие монтажники устанавливают гидрострелка, чтобы получить дополнительные финансы, при этом описывая данный элемент как современное чудо, которое даст возможность повысить показатель тепла. Однако далеко не все знают, что этот предмет изготовить очень просто самостоятельно, так как его схема элементарна. Давайте рассмотрим детальнее, что же такое гидрострелка.

Гидрострелка с коллектором: схема изготовления

Если у вас есть обычный сварочный аппарат, и вы умеете им пользоваться, то вам не составит никакого труда изготовить гидрострелку самостоятельно. Но при таком самостоятельном изготовлении необходимо понимать, что в самом процессе изготовления оборудования необходимо учитывать множество тонкостей. Сейчас нет, никаких затруднений в том, чтобы найти чертеж изготовления гидрострелки, но при этом стоит понимать, что конструкция ее может быть самая различная, соответственно и чертежи, тоже разные и какого, то конкретного шаблона нет.

Внешне гидрострелки могут отличаться от показанной на фото, но «сущность» у всех них одинакова

Само строение гидрострелки каждый мастер видит по своему, но есть определенные правила, которые должны соблюдаться каждым специалистом.

Стрелка имеет представление железного резервуара, в который ввариваются патрубки, они необходимы для подключения к тепловому котлу и возможности подачи обратки. В общую систему встраивают так же патрубки потребителя. Вместе с этим можно использовать патрубки, которые предназначены для автоматического отвода воздуха, которые расположены в верхней части установленной стрелки. В нижнюю часть подключается кран для отвода различных осадков. Также можно вварить в стрелку патрубок для автоматического добавления воды в систему. Как выглядит коллектор с гидрострелкой в разрезе, вы можете увидеть на фото, там же доступно описана схема подключения.

Гидравлические разделители: что это такое и каков их принцип работы

Для разделения контура отопительного от контура котла используют гидравлический разделитель, это его основная задача. Также такое применение даст возможность снизить перепады давления и растраты теплового носителя, а также максимально быстро реагировать на изменение температуры воды. Гидравлические разделители, как правило, сделаны из нержавейки, их монтаж проводится совместно с установкой всего аппарата. Почти всегда его используют в системах отопления средней и большой мощности.

Гидрострелка – это простое устройство, которое предназначено для балансировки и защиты системы отопления

Такой разделитель для отопительных котлов с несколькими контурами, дает возможность исключить необходимость в балансировке потока насоса.

Кроме того устройства выполняют свои функции отдельно друг от друга. Отметим еще немало важную роль гидравлического разделителя в системе отопления. Это защита котла от обратного действия не прогретой воды.

Если рассказывать о принципе работы разделителя, то принцип очень простой. Отопительная система состоит из двух контуров, малого и большого. В то время когда в котле выработано необходимое количество теплоносителя с нужной температурой, вода начинает поступать в гидравлический разделитель, и начинает горизонтальное движение по разделителю. И как только нарушается равновесие в системе, то теплоноситель движется по малому контуру, температура перед котлом повысится. Автоматическая система в свою очередь отключит котел, для безопасности. Вода будет двигаться в обычном режиме до того времени пока температура не понизится. Охлажденная жидкость станет сигналом для включения котла.

Обвязка гидрострелки: для чего это нужно

Основной задачей обвязки гидрострелки является: правильная регулировка температуры, выбор подходящего режима работы, устранение риска перегрева котла и всей системы полностью. Если обвязка правильно выполняет свое предназначение, то это дает возможность заметно сэкономить деньги, за счет правильности и эффективности распределения тепла по всему собственному дому.

Установка дорогой автоматической системы в таком случае, не имеет не какого смысла.

Это является очень важным фактором для работы котлов, которые работают на твердотопливном горючем или на высококачественном топливе. Для таких котлов не предусмотрено наличие автоматической системы, а правильная обвязка котла в этом случае значительно повлияет на эффектность работы системы.

Коллектор отопления с гидрострелкой на 5 контуров: оправданность установки

Дать объяснение, для чего необходима гидравлическая стрелка для отопительной системы очень просто. Процесс разбалансировки отопительной системы, думаю, знаком всем хозяевам собственных домов. Котел в наше время оснащен меньшим контуром по объему, чем расход объема циркуляции потребителя. Гидравлическая стрелка разделяет контур теплогенератора, от вторичного контура цепи и повышает качество и надежность системы.

Труба для гидрострелки годится не только с круглым сечением, а и с квадратным

Ответом на вопрос: для чего все-таки необходима установка гидрострелки, будет список определенных достоинств.

Основные достоинства такие:

• Обязательным условием изготовителей, для гарантии технического обеспечения, на котлах с мощностью от 50кВт и выше или на котлах с чугунным теплообменником является наличие разделителя;
• Такой узел дает максимальный проток теплового элемента и поддерживает баланс температуры и гидравлику системы отопления;
• При параллельном подключении гидрострелки отопления и контура, владелец получает минимальные потери давления, тепловой энергии и производительности;
• Патрубки коленного расположения обеспечивают необходимой температурой вторичные контуры;
• Оригинальный подбор и расчет гидрострелки для отопительной системы защищает котел от разницы температуры подачи и обратки, оберегает устройство от теплового удара, выравнивает циркуляцию водяных потоков в первичном и вторичном контуре;
• Также повышает коэффициент полезного действия котла, дает возможность повторной циркуляции теплоносителя в котловом контуре, экономит электричество и топливо;
• Возможность сохранять постоянный объем воды в котле – подмес;
• При экстренной ситуации разделитель компенсирует расход жидкости во вторичном контуре;
• За снижение влияние насосов, которые имеют разную мощность, вторичные контура и сам котел, отвечает полый разделитель.

Также есть и дополнительные функции гидроразделителя – это формирование условий для сепарации растворенных газов и шламов, и уменьшение, гидравлического сопротивление.

Что такое коллектор с гидрострелкой (видео)

Гидрострелка обязательно должна быть включена в работу много контурных котлов для балансировки работы агрегата. Принцип работы стрелки дает возможность стабилизации гидродинамических процессов в системе отопления. Удаление механических примесей во время, даст возможность продлить срок использования котла, насосов, кранов. При разделении потоков гидрострелка дает возможность максимально использовать тепло топлива, которое сгорает.

Добавить комментарий

Гидрострелка для отопления своими руками

Гидрострелка своими руками

29 сентября 2015г.

Гидравлический разделитель ( гидрострелка ), как ни странно, не всеми считается функциональным узлом в системе автономного обогрева и горячего водоснабжения. Одни считают, что для системы достаточно встроенных защитных устройств в насосах, другие экономят (действительно, не дешево и по параметрам системы могут не подходить).

Опыт нашей работы показал, что надежная двух или более контурная система отопления или система ГВС и обогревом не может работать без гидрострелки. Мы изготавливаем для своих заказчиков распределительный блок (гидрострелка с распределительным коллектором ) и решили поделиться опытом его изготовления.

На фотографиях наш первый опытный (рабочий) образец. Для изготовления использовалось минимум покупок (сгоны, краны и манометры) и «подручные» материалы, точнее: прямоугольная труба, болгарка, молоток и сварочный трансформатор МИП (электроды до 3 мм).

Гидрострелка своими руками изготовление

Отверстия в гидроразделителе (и в коллекторе) прожигаются электродом по разметке. Перед сваркой в сгоны с внутренней резьбой вворачиваются технологические заглушки (сгоны с наружной резьбой) для защиты резьбы от брызг сварки и температурного коробления. На сгонах под сварку выполняется фаска около 1 мм. Сварка по кругу швом с катетом 3…4 мм.

На фото показана подготовка к приварке заглушек с двух сторон. Пластины вырезаны болгаркой. На краях пластин со стороны сварки и на наружных краях корпуса разделителя снимаются фаски 1…2 мм в зависимости от толщины деталей.

Мы прожигали отверстия в заглушках гидрострелки под сливной сгон и клапан давления после сварки, и это следует считать не хорошим решением. Фаски, которые мы не снимали, увеличили выступание швов, что увеличило последующую трудоемкость зачистки для придания товарного вида.

Начинаем размечать трубы коллектора. В нашем случае коллектор работает на три обогревающих контура. В трубе контура на «обратке» или «холодной» прожигаем два сквозных отверстия по краям и три отверстия под присоединительные сгоны (2 в одну сторону и 1 в другую). В трубе коллектора на «прямой» или «горячей» прожигаем одно сквозное отверстие на середине и три отверстия под присоединительные сгоны. Обратите внимание! Сквозные отверстия «обратки» должны находиться на одной оси с выпускными отверстиям на «горячей» трубе коллектора. В них будут вставляться и обвариваться два выпускных патрубка системы, а третьим будет выпускной сгон. На «холодной» трубе коллектора будут два отверстия подприсоединительные сгоны и одно под патрубок, который пройдет сквозь «горячую» трубу коллектора по середине сборки. Отверстия под манометры прожигаются после предварительной сборки.

Завершающий технический этап — испытание сборки под давлением. Испытывать можно в ванной с водой или обмазывать сварные швы мыльным раствором. Давление не менее 2 атм. подается любым способом в любую точку (напр. штуцер сливного крана). Можно не макать или обмазывать швы, если есть возможность контролировать падение давления. Если падение «имеет место быть», то придется макать или мазать, т.к. могут «травить» краны.

Испытания успешно пройдены. Отделочные работы показали, что к подготовке мест сварки надо подходить ответственнее (валик шва заглушек гидрострелки выше, чем аналогичные на коллекторе). А в остальном, все получилось.

Компания Мастер Водовед специализируется на профессиональном монтаже отопительного оборудования в котельных. Изначально, целью компании было создание не дорогого, не уступающего по качеству , европейским гидрострелкам . И мы изготавливали данные устройства самостоятельно.

Но с объёмом работ, нам пришлось отказаться от самостоятельного изготовления гидрострелок и сосредоточиться на проэктировании и последующем монтаже отопления. Поэтому мы нашли производителя нескольких типов распределительных коллекторов и гидравлических разделителей с функцией разделения потоков ,таких как Caleffi

master-vodoved.ru

Гидрострелка для отопления из полипропилена — рекомендации по изготовлению

О гидравлических разделителях для отопления на просторах интернета в буквальном смысле ходят легенды. Им приписывают множество «чудодейственных» свойств и функций. Но цель данной статьи – не развенчание мифов, а пояснение истинного назначения этого отопительного элемента и принципа его работы. Также любителям систем из ППР мы расскажем, как рассчитывается и устанавливается гидрострелка из полипропилена и можно ли ее сделать своими руками.

Для чего нужна гидрострелка

Если у вас в доме планируется монтаж простой системы отопления закрытого типа, где задействовано не более 2 циркуляционных насосов, то гидравлический разделитель вам точно не понадобится.

Когда контуров и насосов – три, при этом один из них предназначен для работы с бойлером косвенного нагрева, то и здесь можно обойтись без гидрострелки. Задуматься о разделении отопительных контуров надо в ситуации, когда схема выглядит следующим образом:

Примечание. Здесь показаны 2 котла, работающих в каскаде. Но это не принципиально, котел может быть и один.

В представленной схеме гидрострелки нет, но без ее монтажа тут явно не обойтись. Есть 4 контура, в которых действует столько же насосов разной производительности. Самый мощный из них создаст в подающем коллекторе разрежение, а в обратном – повышенное давление. При одновременной работе насосу меньшей производительности просто не хватит сил на преодоление этого разрежения и он не сможет отобрать теплоноситель на свой контур. По итогу ветвь не будет функционировать, поскольку насосы мешают друг другу.

Важно. Даже если паспортная производительность насосных агрегатов одинакова, то гидравлическое сопротивление ветвей всегда будет разным. Соответственно, реальный расход теплоносителя в каждом контуре все равно отличается, идеально выверить систему невозможно.

Чтобы устранить перепад давления ΔР, возникающий между коллекторами и дать возможность всем насосам спокойно отбирать нужное количество теплоносителя, в схему включается гидрострелка. Она представляет собой полую трубу расчетного сечения, чьей задачей является создание зоны нулевого давления между теплогенератором и несколькими потребителями. Как действует этот элемент в схеме обвязки котла, описано в следующем разделе.

Схема обвязки с котлом

Чтобы понять, как работает гидрострелка в системе отопления с несколькими контурами, мы предлагаем изучить схему ее обвязки с котлом, представленную ниже:

Теперь оба коллектора связаны между собой перемычкой, уравнивающей давление в подающей и обратной магистрали. Благодаря этому в каждый контур поступит столько теплоносителя, сколько нужно. При этом важно обеспечить такой же расход теплоносителя со стороны теплогенератора, иначе его температура на стороне потребителей может стать недопустимо низкой.

В интернете очень популярна схема гидрострелки (показана выше), изображающая 3 рабочих режима:

• суммарный расход теплоносителя в контурах потребителей и со стороны котла одинаков;
• отопительные ветви отбирают большее количество воды, чем ее обращается в котловом контуре;
• расход в кольце со стороны теплогенератора больше.

В действительности у гидрострелки режим работы один-единственный, он изображен на схеме под номером 3. Добиться идеального режима (№1) невозможно, так как гидравлическое сопротивление ветвей потребителей все время меняется из-за работы термостатов, да и подобрать так точно насосы нереально. По схеме №2 действовать нельзя, потому что тогда большая часть теплоносителя станет обращаться по кругу со стороны потребителей.

Это приведет к понижению температуры в системе отопления, ведь со стороны котла в гидрострелке будет подмешиваться мало горячей воды. Чтобы поднять эту температуру, придется выводить теплогенератор на максимальный режим, что не способствует стабильной работе системы в целом. Остается вариант №3, при котором в коллекторы идет достаточное количество воды требуемой температуры. А уж понизить ее в контурах – задача трехходовых клапанов.

Функция гидрострелки в системе отопления лишь одна – создание зоны с нулевым давлением, откуда смогут отбирать теплоноситель любое число потребителей. Главное, — обеспечить необходимый расход со стороны источника тепла. Для этого реальная производительность котлового насоса должна быть немного больше суммы расходов на всех ветвях потребителей. Подробнее обо всех нюансах рассказано и показано на видео:

Схема изготовления гидрострелки с коллектором

Прежде чем купить гидрострелку или приступить к ее изготовлению своими руками, не помешает изучить устройство данного элемента. Оно очень простое: полая труба круглого или прямоугольного сечения снабжена несколькими патрубками с разных сторон для присоединения к отопительной сети. Причем патрубки для подключения подачи расположены, как правило, в верхней части трубы, а обратки – в нижней.

Примечание. Указанный способ подключения актуален при вертикальном монтаже гидрострелки. В то же время ее можно устанавливать и в горизонтальном положении.

Чаще всего для отопления применяется гидравлический разделитель, чье устройство предусматривает установку коллектора. Они даже продаются одним комплектом, а изготавливаются из таких материалов:

• низкоуглеродистая сталь;
• нержавеющая сталь;
• из полипропилена.

Существуют и более сложные модели, оборудованные не только воздухоотводчиком и сливным штуцером, но и гильзами для присоединения контрольных приборов и датчиков, а также различными сеточками и пластинами. Они служат для очистки теплоносителя и разделения потоков. Подобная гидрострелка, чье устройство изображено на чертеже, имеет приличную стоимость и требует периодического обслуживания:

Среди домашних мастеров принято делать гидрострелку из металлической трубы, но в силу немалой популярности и дешевизны полипропилена эта тенденция меняется. Ведь даже изготовленный из ППР элемент вместе с коллектором стоит немалых денег. Поэтому все чаще люди предпочитают сделать разделитель из полипропилена в домашних условиях, чем покупать его в магазине. Для этого нужна ППР труба соответствующего диаметра, тройники по числу будущих патрубков и 2 заглушки.

Поскольку диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно велик, то потребуется приобрести к сварочному аппарату соответствующую насадку, а при пайке выдержать достаточный промежуток времени. В принципе, сложного ничего нет, тройники соединяются между собой отрезками труб, а с торцов ставятся заглушки. Другое дело, что подобный разделитель может выглядеть не очень эстетично, да и не во всякой системе его можно эксплуатировать.

Дело в том, что теплогенераторы на твердом топливе часто могут выходить на максимальный режим работы, при котором температура воды близка к 90—95 °С. Конечно, полипропилен ее выдержит, но в нештатной ситуации (например, когда отключат электричество) температура на подаче может резко подскочить и до 130 °С. Это случается из-за инертности твердотопливных котлов, поэтому вся обвязка к ним, включая гидрострелку, должны быть металлическими. Иначе вас ждут плачевные последствия, как на фото:

Расчет гидрострелки

Разделитель для любой отопительной системы подбирается либо изготавливается по 2 параметрам:

• число патрубков для подключения всех контуров;
• диаметр либо площадь поперечного сечения корпуса.

Если количество патрубков подсчитать нетрудно, то для определения диаметра необходимо произвести расчет гидрострелки. Он производится через вычисление площади поперечного сечения по следующей формуле:

S = G / 3600 ʋ, где:

• S – площадь сечения трубы, м2;
• G – расход теплоносителя, м3/ч;
• ʋ — скорость потока, принимается равной 0.1 м/с.

Для справки. Столь невысокая скорость течения воды внутри гидравлического разделителя обусловлена необходимостью обеспечить зону практически нулевого давления. Если скорость увеличить, то возрастет и давление.

Значение расхода теплоносителя определяется ранее, исходя из потребной тепловой мощности отопительной системы. Если вы решили подобрать или купить элемент круглого сечения, то произвести расчет диаметра гидрострелки по площади сечения достаточно просто. Берем школьную формулу площади круга и определяем размер трубы:

D = √ 4S/π

Выполняя сборку самодельной гидрострелки, надо расположить патрубки на определенном расстоянии друг от друга, а не как попало. Ориентируясь на диаметр подключаемых труб, вычисляют расстояние между врезками, пользуясь одной из схем:

Заключение

Планируя установить гидравлический разделитель, важно понимать, когда он нужен, а когда нет. Ведь подобное оборудование значительно повысит стоимость монтажа вашей системы. Что касается идеи поставить либо сделать гидрострелку из полипропилена, надо уяснить, что ее совместное использование с твердотопливным котлом невозможно. Спаять же ее из трубы и тройников ППР для специалиста не составит труда.

openstroi.ru

Конструкция гидрострелки своими руками: 4 элемента

Чтобы правильно сделать гидрострелку своими руками, следует тщательно изучить теорию Гидроразделитель используется для разных систем отопления и для теплого пола. Стрелки могут быть полипропиленовые или металлические. Выбор основывают на мощности котла. Можно приобрести гидрострелку в специализированном магазине и изготовить.

Содержание:

Гидрострелка представляет собой простой прибор. Это труба с шестью патрубками. Часто гидрострелку называют гидротерморазделителем. Материал изготовления прибора – сталь. Данную деталь можно сделать своими руками, но лучше приобрести уже готовый вариант. Габариты конструкции зависят от мощности системы отопления.

Конструктивные элементы гидрострелки:

• Две трубки для подачи;
• Две трубки вывода;
• Труба для отвода воздуха;
• Сливной патрубок.

Подача и вывод размещены с левой и правой стороны трубы. Отвод воздуха обычно монтируется сверху. Слив устанавливается снизу. Внутри труба не имеет никаких дополнительных элементов.

Воздухоотводчик лучше выбирать автоматический, но можно смонтировать и кран Маевского. Но тогда придется периодически спускать воздушные пробки.

При подключении гидрострелки следует выполнять все согласно инструкции

Для удаления грязи в конструкции предусмотрен слив. Сечение гидрострелки может быть круглым или квадратным. Трубок при этом может быть и больше шести. Определенные модели имеют в своей конструкции манометр. Он показывает давление в системе.

Как сделать гидрострелку своими руками: изготовление поэтапно

При желании можно сделать гидрострелку своими руками. Главное правильно выполнить расчетные работы. Также потребуются навыки газовой и электросварки.

Определение размеров гидрострелки:

1. Для определения внутреннего размера потребуется сумму всех мощностей разделить на разницу температур подачи и обратки. Из полученной суммы потребуется вычислить квадратный корень. Полученное число нужно умножить на 49.
2. Высоту конструкции определяют путем умножения внутреннего диаметра на шесть.
3. Расстояние между трубками определяется умножением внутреннего диаметра на два.

Основываясь на расчетах, необходимо сделать чертежи конструкции. Дальше потребуется подготовить стальную трубу круглого или квадратного сечения, которая соответствует данным параметрам. Затем к трубе привариваются патрубки.

Не советуется изготовлять гидрострелку из полипропилена. Такой материал может не выдержать высоких температур от котла.

При большой площади дома установка гидрострелки считается обязательно. Такое устройство достаточно просто сделать своими руками, ведь конструкция не имеет никаких сложностей. Но всегда можно приобрести готовую гидрострелку.

Схема гидроразделителя в системе отопления с коллектором

Для начала потребуется изучить конструкцию гидрострелки. Устройство прибора достаточно простое. Гидрострелка представляет собой трубку с несколькими патрубками. При этом трубки подачи размещены сверху, а отвода снизу.

Благодаря схеме гидроразделителя в системе отопления можно понять, как выполняется подключение

Указанный способ подключения подходит для вертикального монтажа гидрострелки. Но прибор можно установить и горизонтально.

Чаще всего для отопления применяют гидравлический разделить. Его устройство подразумевает установку коллектора. Часто они продаются одним комплектом.

Материалы изготовления гидрострелки:

• Сталь;
• Нержавейка;
• Полипропилен.

Некоторые гидрострелки имеют более сложную конструкцию. Они могут быть оборудованы дополнительными датчиками, сеточками и пластинами. Это своеобразный фильтр системы.

Самостоятельно изготовить гидрострелку можно из стали. Но в силу дешевизны и доступности все большую популярность набирает полипропилен. Для прибора потребуется трубка, тройник для патрубков и заглушки.

Из-за большого диаметра трубы для сварочного аппарата нужна специальная насадка. Во время самого процесса пайки следует соблюдать определенные временные промежутки. Ничего сложного в процессе изготовления нет. Тройники соединяются отрезками труб и устанавливаются заглушки.

Создание деталей из полипропилена: особенности

Детали из полипропилена котла могут функционировать при температуре не выше 175 градусов. Именно поэтому можно не переживать, что элементы пострадают. Можно выполнить установку пластиковой гидрострелки.

Детали из полипропилена хорошо выдерживают высокие температуры

Плюсы установки гидрострелки из полипропилена:

1. Благодаря гладеньким стенкам конструкции теплоноситель движется максимально плавно. А если у котла небольшая мощность, то быстрое движение уменьшает теплопотери.
2. Полипропилен можно окрасить в любой цвет.
3. Более дешевый вариант, чем металлические аналоги.
4. Не поддается коррозии и порчи.
5. Может работать с котлами небольшой мощности.

Но у полипропиленовых гидрострелок есть и минусы. Такие изделия нельзя использовать для твердотопливного котла. Чем выше мощность отопительного оборудования, тем меньше прослужит гидроколлектор. Из-за большого давления происходит быстрый износ деталей. Монтаж устройства предусматривает использование специальных инструментов. Качество подключения гидрострелки определяет и дальнейшую работу устройства.

Как сделать гидрострелку своими руками (видео)

Разделить контура представляет собой простую конструкцию из трубки и шести патрубков. Изготовление элемента своими руками достаточно простое. Единственное, что может понадобиться – умения сварки.

Примеры гидросрелки (фото)

teploclass.ru

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Чтобы понять, как работает гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. С помощью гидравлики мы поймем, как движется вода в гидрострелке. А с помощью теплотехники, мы поймем, как проходит и распределяется нагретая вода. Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему отопления через много связующие трубки способные пропускать определенный расход воды внутри себя. Например, в этой трубе — идет такой-то расход в другой трубе — другой расход. Или в этом кольце (контуре) — идет один расход в другом кольце — производится другой расход.

Напутствие будущим специалистам

Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо систему отопления рассматривать как систему из труб образующие кольца в которой происходит, какой-либо расход. По расходу можно будет вычислять диаметр трубопровода, а также расход нам дает точный перевод, сколько требуется передать тепла по трубе теплоносителем. Также понадобиться понимать разницу напоров на подающем и обратном трубопроводе. Об этом как-нибудь в других статьях напишу, по качественному расчету схем систем отопления.

О формах гидрострелки:

В разрезе: Как видите ничего сложного внутри. Существуют, конечно, всякие модификации еще и с фильтрами. Может в будущем какой-нибудь дядя Ваня и придумает более сложные структуру, а пока будем изучать такие гидрострелки. По принципу работы круглые гидрострелки от профильной гидрострелки практически не отличаются. Прямоугольная (профильная) гидрострелка, больше красивая, чем лучше работающая. С точки зрения гидравлики, лучше круглая гидрострелка. А профильная гидрострелка скорее уменьшает расположение в пространстве и увеличивает емкость гидрострелки. Но все это не влияет на параметры гидрострелок.

Гидрострелка — служит для гидравлического разделения потоков. То есть гидравлический разделитель является неким каналом между контурами и делает контура динамически независимыми при передачи движения теплоностителя. Но при этом хорошо передает тепло от одного контура другому. Поэтому официальное название гидрострелки: Гидравлический разделитель.

Назначение гидрострелки для систем отопления:

Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя — большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется котел с расходом 40 литров в минуту, а система отопления получилась в два-три раза больше по расходу — это к примеру, расход = 120 литров в минуту. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет — система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла — до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет — к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.Второе назначение. Исключить гидродинамическое влияние, на включение и отключение определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы отопления. Например, если у Вас имеются теплые полы, радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.Гидрострелка является связующим звеном двух отдельных контуров по передаче тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.Нет динамического или гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами — это когда — движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому. Имеется ввиду: Влияние толкательной силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.Смотри изображение простого примера. Далее будут схемы сложнее.

Насос Н1 создает расход в первом контуре равный Q1. Наос Н2 создает расход во втором контуре равный Q2.Принцип работы Насос Н1 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру. Насос Н2 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по второму контуру. Тем самым происходит перемешивание теплоносителя в гидрострелке. Но если расход Q1=Q2, то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создавая один общий контур. В этом случае вертикальное движение в гидрострелке не происходит или это движение стремится к нулю. В случаях, когда Q1>Q2, движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху в низ. В случаях, когда Q1 При расчете гидрострелки, очень важно получить очень медленное вертикальное движение в гидрострелке. Экономический фактор указывает на скорость не более 0,1 метр в секунду, для первых двух причин (смотри ниже).

Почему нужная маленькая вертикальная скорость в гидрострелке?

Первая, основная причина маленькой скорости — это дать возможность осесть (упасть вниз) плавающему мусору (крошки песка, шлама) в системе отопления. То есть со временем некоторые крошки постепенно оседают в гидрострелке. Гидрострелка еще может служить как накопителем шлама в системе отопления.Вторая причина — это возможность создать естественную конвекции теплоносителя в гидрострелке. То есть дать возможность холодному теплоносителю уходить вниз, а горячему устремляться вверх. Это нужно для того, чтобы использовать гидрострелку как возможность получения из температурного градиента гидрострелки, необходимый температурный напор. Например, для теплого пола можно получить второстепенный контур отопления с пониженной температурой теплоносителя. Также для бойлера косвенного нагрева можно получить более высокую температуру, которая способна будет перехватить максимальный температурный напор, чтобы быстрее нагреть воду для горячего потребления.Третья причина — это уменьшить гидравлическое сопротивление в гидрострелке. Оно в принципе и так уменьшено, почти до нуля, но если опустить две первые причины, можно сделать гидрострелку как смесительный узел. То есть уменьшить диаметр гидрострелки и увеличить вертикальную скорость гидрострелки, сделать более — повышенную. Этот метод позволяет сэкономить на материалах и может быть использован в тех случаях, когда не нужен температурный градиент и получить всего один контур отопления. Данный метод существенно экономит средства на материалах. Ниже представлю схему.Четвертая причина — это выделить из теплоносителя микроскопические пузырьки воздуха и выпустить их через автовоздушник.В каких случаях становятся нужна гидрострелка? Опишу приблизительно, для чайников. Обычно, гидрострелка стоит в доме, площадь которого превышает 200 квадратных метров. Там где имеется сложная система отопления. Имеется в виду, что распределение теплоносителя делится на множество контуров отопления. Данные контура, которых следует делать динамически независимыми от общей системы отопления. Система отопления с гидрострелкой становится идиально стабильной системой отопления, в которой тепло распространяется по дому в точных выверенных пропорциях. В-которых отклонение пропорций в передаче тепла — исключено!

Может ли гидрострелка стоять под углом 90 градусов к горизонту?

Если по-простому, то — может! Ведь правильно заданный вопрос половина ответа! Если Вы опускаете две первых причины (описанных выше), то смело можно вращать ее как хотите. Если необходимо накопить шлам(грязь) и выпускать воздух в автоматическом режиме, то необходимо ставить как положено. А также если необходимо разделить контура по температурным показателям.

Расчет гидрострелки

В интернете гуляет очень раскрученный расчет по расчету гидрострелок, но не объясняется принцип каждой переменной цифры. Откуда взялась эта формула? Нет доказательств данной формулы! Мне как математику происхождение формулы очень волнует…

В особенности самый простой метод это:Метод трех диаметров и метод чередующихся патрубков Я Вам расскажу, чем отличаются эти два вида гидрострелок, и который лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все равно. Об этом ниже.

И так разбираем по кусочкам эту формулу:

Цифра (1000) — это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.

[ 3 • d ] — это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.

Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

Для примера возьмем это изображение: Расходом первого контура будет являться максимальный расход выдаваемый насосом Н1. Примем за 40 литров в минуту.

Расходом второго контура будет являться максимальный расход выдавемый насосом Н2. Примем за 120 литров в минуту. Максимально-возможная вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке, будет являться скорость 0,1 м/с.

Для вычисления диаметра вспомним эти формулы:

Отсюда формула диаметра: Чтобы соблюсти скорость в гидрострелке просто вставляем в формулу V = 0,1 м/с Что касается расхода в гидрострелке, он равен: Q = Q1-Q2 = 40-120 = -80 литр/мин. Избавляемся от минуса! Он нам не нужен. И того Q=80л/мин. Переводим: 80 л/мин = 0,001333 м3/сек.

Ну как Вам расчет? Мы нашли диаметр гидрострелки, ни прибегая к температурным и тепловым значениям, нам даже не нужно знать мощность котла и температурные перепады! Достаточно знать только расходы контуров. А теперь попытаемся понять, как пришли к расчетам такой формулы: Рассмотрим формулу нахождения мощности котла: Данные расчеты по этой формуле производились здесь: Расчеты теплопотерь водяного контура. Вставляя в формулу получаем: ΔT и С по правилам математики сокращаются или взаимно уничтожаются, так как делятся друг на друга (ΔT/ ΔT, С/ С). Остается Q — расход. Можно не указывать коэффициент 1000 — это перевод метра в миллиметры. В итоге мы пришли к этой формуле [ V=W ]:Также на некоторых сайтах гуляет такая формула:

[ 3 • d ] — это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам. Цифра (3600) — это перевод скорости (м/с) количества секунд в часы. 1 час = 3600 секунд. Так как расход указан в (м3/час). Теперь рассмотрим, как нашли цифру 18,8

Объем гидрострелки? Влияет ли объем гидрострелки на качество работы системы отопления? — Конечно, влияет и чем оно больше, тем лучше. Но для чего лучше? — Для того, чтобы уровнять температурные скачки для системы отопления!

Эффективным объемом для уравнивания температурных скачков будет объем равный 100-300 литров. В особенности в той системе отопления, где имеется твердотопливный котел. Твердотопливный котел, к сожалению, может выдавать очень не приятные температурные скачки для системы отопления.

Если нет, то смотри изображение:Емкостной гидравлический разделитель — это гидрострелка ввиде бочки. Такая бочка служит неким накопителем тепла. И создает плавное изменение температуры во втором контуре. Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повышать температуру до критического уровня.

Подробнее о местах соединения.

Расстояния от дна бочки до трубопровода К2 = a = g — является запасом для скопления шлама. Должно быть равно примерно 10-20 см. (Чтобы хватило лет на 10, так как чистка там обычно не делается, место для шлама — много). Размер d — необходим для скопления воздуха (5-10 см) в случаях не предвиденного скопления воздуха и неровности потолка бочки. Обязательно поставьте автоматический воздухоотводчик на верхнюю точку бочки. (В динамике) Чем выше трубопровод К3 тем, быстрее поступает высокая температура, проходящая во второй контур (в динамике). Если опустить трубопровод К3, то высокая температура начнет попадать тогда, когда полностью нагреется теплоноситель заполняющий пространство по высоте d (Между потолком и трубопроводом К3). Поэтому чем ниже трубопровод К3, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках. Расстояние от трубопровода К3 и К4 = f — будет являться температурным градиентом, поэтому можно смело подбирать необходимый потенциал (температуру в динамике) для определенных контуров отопления. Например, для теплых полов, можно сделать пониженную температуру. Или например, необходимо какие-то контура сделать менее приоритетными в потребление тепла. Трубопровод К1 — является питающим теплом бочку. Чем выше трубопровод К1, тем быстрее и без сильного остывания достигает теплоноситель трубопровода К3. Чем ниже трубопровод К1, тем сильнее теплоноситель разбавляется с температурным градиентом тепла. И это означает, что сильно высокая температура, больше разбавляется с остывшим теплоносителем в бочке. Чем ниже трубопровод К1, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках. Для более инерционной системы лучше опустить трубопровод К1. Имейте ввиду, что бочку лучше теплоизолировать. Так как неизолированная бочка начнет терять тепло и отапливать котельную, в которой она находиться. Для максимального получения и выравнивания температурных скачков, необходимо оба трубопровода К1 и К3 опускать вниз до середины бочки по высоте. Если вы желаете уменьшить влияние температурного напора на котел? То можно поменять трубопровод К1 и К2 между собой. То есть поменять направление теплоносителя в первом контуре. Это даст возможность не загонять в котел сильно холодный теплоноситель, который сможет разрушить нагревательный элемент или приводить к сильному конденсату и коррозии. В этом случае необходимо по высоте подобрать необходимый потенциал, который даст необходимый температурный напор. Также трубопроводы не должны быть расположены друг над другом. Так как горячий теплоноситель может, не разбавляясь поступать сразу в выходящий трубопровод. Имейте в виду, что мощность котла падает. То есть падает количество получаемого тепла в единицу времени. Это вызвано тем, что мы уменьшаем температурный напор, что приводит к получению тепла в меньших количествах. Но это не означает, что Ваш котел будет потреблять, то же самое количество топлива и давать меньше тепла. Просто автоматически увеличиться температура на выходе из котла. Но в котлах стоит регулятор температуры, и он попросту уменьшит поступление топлива. Что касается твердотопливных котлов, то там регулируется поступлением воздуха.

Температурный напор котла — это разница между выдаваемым котлом температуры и приходящим остывшим теплоносителем.

Теперь перейдем к обычным маленьким гидрострелкам (объемом до 20 литров)…

Какая должна быть высота гидрострелки?

Высота гидрострелки может быть абсолютно любой. Как Вам удобно расположить трубы.

Диаметр гидрострелки?

Диаметр гидрострелки должен быть не менее определенного значения, который находиться по формуле:

На самом деле все просто до безумия. Скорость выбираем экономически оправданную 0,1м/с, а расход делаем равным разнице между контуром котла и остальными расходами. Расходы можно посчитать по насосам, в которых по паспорту указаны максимальные расходы. Выше был пример расчетов диаметра гидрострелок.

Косые или коленные переходы в гидрострелке Часто мы видим вот такие гидрострелки:

Но бывают и с коленным переходом или сдвигом по высоте: Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.

Трубопровод Т1 относительно Т3 находится выше, для того, чтобы теплоноситель от котла смог, немного притормозить движение и лучше отделить микроскопические пузырьки воздуха. При прямом соединении по инерции может возникнуть прямое движение и процесс отделения пузырьков воздуха будет слабым. Трубопровод Т2 относительно Т4 находится выше, для того, чтобы микроскопический шлам и мусор приходящий из трубопровода Т4 смогли отделиться и не попасть в трубопровод Т2.

Можно ли в гидрострелке сделать больше 4х соединений?

— Можно! Но стоит, кое-что узнать. Смотри изображение:

Используя гидрострелку в такой форме, мы хотим получить различный температурный напор на определенных контурах. Но не все так просто… При такой схеме Вы не получите качественный температурный напор, так как существует ряд особенностей которые мешают этому: 1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 полностью поглощается трубопроводом Т2, если расход Q1=Q2. 2. При условии Q1=Q2. Теплоноститель попадающий в трубопровод Т3 становиться равный средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. При этом разница температур между Т3 и Т4 не значительна. 3. При условии Q1=Q2+Q3•0,5. Наблюдаем более распределенный температурный напор между контурами. То есть: Температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.

4. При условии Q1=Q2+Q3+Q4. Наблюдаем что Т1=Т2=Т3=Т4.

Потому что отсутствуют факторы, формирующие качественное распределение температуры по высоте!Факторы:1. Отсутствует естественная конвекция в пространстве гидрострелки, потому что мало пространства и потоки проходят между собой так близко, что перемешиваются между собой, исключая температурное распределение.2. Трубопровод Т1 находится в верхней точки и поэтому естественной конвекции не может быть. Так как заходящая высокая температура не может опускаться вниз и остается вверху заполняя все верхнее пространство высокой температурой. Естественным путем остывший холодный теплоноситель не перемешивается с верхним горячим теплоносителем. Что касается теплопроводности и теплового излучения, то они очень малы и в таких малых объемах влияние их еще меньше. Если попытаться опустить трубопровод Т1 до трубопровода Т4, то в этом случае температуры Т2,Т3,Т4 будут равны между собой.

Существует способ, как сделать качественный температурный градиент, для отбора заданной температуры!

Смотри изображение:

В этой схеме первый отопительный контур расходуется дозировано по высоте гидрострелки. Это дает возможность в динамике сделать регулировку температурного градиента. То есть мы можем точно выставить температурные потенциалы на контурах. На трубопроводах Т1, Т9, Т10 стоят балансировочные клапаны, которыми регулируется температурный градиент. Такие клапаны стоят дорого, и поэтому могу рекомендовать любой вентиль способный плавно регулировать проходное сечение. Потому что балансировочные клапана ну очень дорого стоят (Не оправдано!). Трубопровод Т5 расположен выше трубопроводов Т6,Т7,Т8, для того, чтобы в трубопровод Т5 поступала средняя температура трубопроводов Т6,Т7,Т8. Так как они между собой перемешиваются. Трубопроводы Т10 и Т5 должны друг от друга находиться на расстояние хотя бы 20 см (0,2 м.). Расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4,Т6,Т7,Т8), должно быть не менее 10 см (0,1 м.). Трубопровод Т9, должен находиться строго по середине между трубопроводами (Т3,Т4). Старайтесь, сделать расстояния пропорциональными между собой (Т2,Т3,Т4) для нормального температурного градиента. Чтобы настройка потоков (Т9,Т10) в будущем не принесла хлопот.

Достоинства:

1. Огромное достоинство!!! Получить нужную температуру для определенных контуров. В особенности для бойлера нагрева воды, который требует повышенной температуры в отличие от отопления. И понизить температуру для теплого пола. 2. Схема не требует точного расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4). 3. Возможность регулировать температурный градиент. 4. Возможность сделать температуры трубопроводов Т2,Т3,Т4 одинаковыми или распределить по температуре. 5. Высота гидрострелки не ограничена, можете сделать хоть в два метра в высоту. 6. Такая схема работает без дополнительного распределительного коллектора. 7. Если все правильно рассчитать, то можно избавиться от дополнительных термостабилизирующих элементов по температуре. 8. Большинство встроенных бойлеров (Водонагреватель косвенного нагрева) имеют в себе реле автоматического включения по мере остывания воды. Цепью реле необходимо запитать насос, который будет — включать и отключать насос. И поэтому, в такой схеме можно не использовать трехходовой клапан для перенаправления горячего потока для того, чтобы быстро нагреть воду. Так как при таком градиенте температур можно получить особенность, когда практически весь поток контура котла может отбираться контуром бойлера для нагревания воды. А отопительные контуры могут питаться остывшим теплоносителем. В динамике — это так.

На практике сталкивался с некоторыми схемами, которые имея трехходовой клапан, и если что-то выходило из строя, например, реле, то это приводило к риску отключить отопление. Или кто-то закрыл вентиль питания бойлера, и это привело к тому, что бойлер не нагревается, а реле не включает насос отопления. Так как завязана логика с отключением и включением отопления.

Диаметры входящих в гидрострелку патрубков. Выбор диаметра для входящего патрубка в гидрострелку определяется тоже по специальной формуле:

Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода в отдельности. Скорость выбирается исходя из экономического фактора и равен от 0,7-1,2 м/с Например, чтобы вычислить диаметр патрубка отопительного контура, необходимо знать максимальный расход насоса находящийся в этом контуре. К примеру, он будет 40 литров в минуту (2,4м3/ч), скорость возьмем 1м/с.

Дано:

Ответ: Внутренний диаметр трубопровода Т1 и Т5 равен 29мм. На самом деле насос с указанным максимальным расходом, это значение при котором насос выдает такой расход без гидравлического сопротивления. А если жидкость движется по трубе прямо или с поворотами — это уже гидравлическое сопротивление. Так что очень часто этот предел в 1 м/с всего лишь экономический фактор, которым пренебрегают и увеличивают скорость на 10-30%, чтобы попасть под нужный диаметр трубы. На короткую трубу можно закрыть глаза, а когда эта труба исчисляется десятками метров, тут стоит задуматься! И рассчитать потерю напора по длине трубопровода, если это дойдет до сотни метров в длину, то вообще стоит удвоить диаметр для экономии. Иначе возможно придется подбирать более мощный насос, который будет потреблять энергию больше. О том как рассчитать потери напора по длине можно узнать здесь: Гидравлический расчет на потерю напора по длине трубопровода

Различные метаморфозы с гидрострелками

Давайте исключим две особенно не важные причины для гидрострелок: — это удаление воздуха и отделение шлама. И оставим основную задачу для гидрострелки: — Это получение динамически независимого контура для увеличения расхода теплоносителя. Тогда получим такое превращение гидрострелки: (Лучший вариант).

При таком способе отопительный контур в гидрострелке становиться скоростным. А контур котла по расходу может быть не занчительным. То есть: Q1

Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.

Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:

Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно… Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке — могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:

L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.

А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Диаметр гидрострелок доходит до безумия… Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.

Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом: Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно… Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке — могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть: L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка. А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Скорость теплоносителя в таких гидрострелках может достигать 0,5-1м/с. А достоинство: Это упрощенный вид, легче монтаж и дешево обходится.

Не стандартное решение по изготовлению гидрострелок

В большинстве случаев гидрострелки изготавливают из стали или железных труб большого диаметра. А если у Вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и ржавчину разносят по системе отопления? Да и трубы большого диаметра проблематично найти из пластика или нержавейки. Тогда на помощь придет схема в виде решеток из труб маленького диаметра: Данную конструкцию можно собрать из труб оригинального диаметра патрубков, соединив любыми тройниками. Например, из металлопластиковой трубы диаметром 32 мм. Также можно использовать полипропилен, только для низких температур отопления не выше 70 градусов. Можно использовать медную трубу. Дешевле и проще будет за место этой конструкции поставить радиатор (отопительный прибор). Но в этом случае придется нести теплопотери. Или теплоизолировать радиатор. Смотри изображение:Очень часто с гидрострелкой используют такой коллектор: Для такой схемы температура, поступающая в контура(Q1,Q2,Q3,Q4) на подачу у всех одинакова. Диаметр коллектора берется большим, чтобы исключить гидравлическое сопротивление на повороте для каждого контура. Если не увеличивать диаметр коллектора, то гидравлическое сопротивление на поворотах может достигать таких величин, что может вызвать не равномерное потребление теплоносителя между контурами. Расчет диаметров тоже вычисляется банально по такой формуле: Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Хотите сделать температурный градиент в коллекторе? Это возможно! Смотри изображение:

В этой схеме между подающим и обратным коллекторами — установлены балансировочные клапана, которые дают возможность снизить температурный напор — на последних (правых) контурах. Проходимость балансировочных клапанов должна быть по возможности максимальной и равняться трубопроводу (d). На трубопровод (d), тоже необходимо поставить балансировочный клапан, для более сильного распределения градиента. Или уменьшить его диаметр, согласно расчетам по гидравлическому сопротивлению.

Стоит ли покупать готовую гидрострелку? Вообще говоря гидрострелки это дорогое удовольствие. Выше были описаны многочисленные варианты, как сделать гидрострелку самому или применить не стандартный метод решения. Если вы не желаете экономить средства и сделать красиво, то можете покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться вышеописанными методами.

Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе?

Это связано с разными расходами между контурами. Поступающая температура в гидрострелку быстро разбавляется с остывшем теплоносителем, потому что расход остывшего теплоносителя больше чем расход нагретого.

Основные преимущества применения гидравлических стрелок

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле и последующий приход сильно остывшего теплоносителя. Гидрострелка помогает поддерживать постоянный расход котла, что уменьшает разницу температуры между подающим и обратным трубопроводом. Для значительного уменьшения температурного напора необходимо в гидрострелке поменять направление движения теплоностителя, что уменьшит температурный напор!

Также ставят трехходовые клапаны с терморегулирующим элементом, который в автоматическом режиме, не дает холодному теплоносителю попасть в обратный трубопровод котла.

Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Распределяя их на отдельные контура.

Скорее всего, имелось ввиду, что расход через котел всегда стабильный и исключаются резкие скачки температурного напора. Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле, а следом и приход сильно остывшего теплоносителя в котел.

Имеется ввиду, когда контуров или веток (распределение потоков) в системе отопления становиться много, то возникает нехватка расходов теплоносителя. То есть мы не можем в котле увеличить расход больше чем установлено ее проходным диаметром. Да и одним слабеньким насосом не увеличишь расход до требуемого значения. И на помощь приходит гидрострелка, которая дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.

schoollremonta.ru

Патент США на манифольд и соединитель для гидроразрыва пласта (Патент № 10,858,902, выданный 8 декабря 2020 г.)

ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ

Настоящее изобретение в целом относится к оборудованию для нефтяных или газовых скважин и, более конкретно, к коллектору гидроразрыва и его соединению с устьем скважины.

ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Коллекторы гидроразрыва, также называемые здесь коллекторы застежки-молнии, предназначены для проведения операций гидроразрыва пласта на нескольких скважинах с использованием одного выходного источника насоса гидроразрыва.Коллекторы гидроразрыва расположены между выходом насоса гидроразрыва и деревьями гидроразрыва отдельных скважин. Система коллектора гидроразрыва получает жидкость для гидроразрыва от выхода насоса и направляет ее к одному из многих деревьев гидроразрыва. Поток жидкости для гидроразрыва регулируется рабочими клапанами, чтобы изолировать выход в единое дерево для операций по гидроразрыву.

Коллекторы с застежкой-молнией для гидроразрыва могут быть смонтированы на деревьях гидроразрыва до того, как оборудование для гидроразрыва прибудет на буровую площадку. Оказавшись на месте, оборудование для гидроразрыва необходимо подключить только к входу коллектора гидроразрыва.Поскольку отдельные деревья гидроразрыва не нужно монтировать вверх и вниз для каждой стадии гидроразрыва, и поскольку одно и то же оборудование для гидроразрыва может использоваться для операций гидроразрыва на нескольких скважинах, манифольды с застежкой-молнией сокращают время простоя при проведении операций гидроразрыва, а также повышают безопасность и производительность. Еще одно преимущество заключается в уменьшении беспорядка оборудования на буровой площадке.

Несмотря на их преимущества, дальнейшая эффективность и экономия затрат на коллекторы с застежкой-молнией могут быть достигнуты за счет улучшения конструкции. В частности, клапаны, которые традиционно использовались для управления потоком жидкости для гидроразрыва к отдельным деревьям, дороги и значительно увеличивают стоимость использования манифольда с застежкой-молнией.Поскольку для каждого дерева ГРП требуется несколько клапанов, когда коллектор с застежкой-молнией предназначен для подключения к нескольким соседним скважинам, стоимость клапанов может легко составить несколько сотен тысяч долларов.

Кроме того, обрабатывающая жидкость в манифольде застежки-молнии обычно проходит к деревьям гидроразрыва через козьи головы или головки гидроразрыва и железо для гидроразрыва, но есть несколько недостатков в использовании таких установок для перекрытия расстояния между манифольдом застежки-молнии и каждым деревом гидроразрыва. Козьи головы, или головки гидроразрыва, традиционно используют несколько нижних линий и ограничителей, которые загромождают область между манифольдом-молнией и деревом гидроразрыва, что может создать более сложную и менее безопасную рабочую среду для эксплуатации и обслуживания оборудования для гидроразрыва.

Некоторые конструкции были разработаны, чтобы избежать использования железа гидроразрыва. В одной конструкции используется одна линия, сделанная из коленчатых блоков с шипами и распределителей потока с поворотными фланцами. Такая конструкция раскрыта, например, в патенте США No. №№ 9 932 800, 9 518 430 и 9 068 450. Аналогичный дизайн в настоящее время предлагается для продажи компанией Cameron International из Хьюстона, штат Техас, под торговой маркой Monoline. Одним из недостатков этой конструкции является то, что вес оборудования в сочетании с потенциально неудобной ориентацией линий может затруднить установку и создать неравномерную или повышенную нагрузку на соединения с коллектором гидроразрыва и / или деревом гидроразрыва.Другой недостаток заключается в том, что использование одной линии для соединения коллектора гидроразрыва с деревом гидроразрыва может привести к увеличению скорости и турбулентности потока по сравнению с использованием нескольких линий. Такие условия могут привести к большему риску эрозии дерева гидроразрыва. Замена поврежденного дерева ГРП может быть очень дорогостоящей и трудоемкой.

Соответственно, требуется устройство, система или способ, которые решают одну или несколько из вышеперечисленных проблем, связанных с коллекторами застежки-молнии для гидроразрыва, среди одной или нескольких других проблем.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении используется комбинация новых подходов к использованию коллекторов гидроразрыва. Во-первых, изобретение включает в себя инструмент для изоляции коллектора гидроразрыва, содержащий одну или несколько оправок, которые могут быть гидравлически позиционированы для управления потоком жидкости для гидроразрыва к одному или нескольким выходам коллектора. Когда оправка находится в открытом положении, жидкость для гидроразрыва может течь к мосту, который соединен с деревом гидроразрыва, через который соединенная скважина может быть проведена гидроразрывом.В закрытом положении оправка перестает поступать к мосту. При такой конструкции оправка может служить для замены или уменьшения количества клапанов, которые в противном случае управляли бы текучей средой в коллекторе, что делает использование коллектора гидроразрыва гораздо менее дорогостоящим и более эффективным.

Во-вторых, мостовой соединитель между коллектором гидроразрыва и деревом гидроразрыва включает два параллельных прохода. Благодаря такой конструкции моста устраняются многочисленные железные линии гидроразрыва между коллектором с застежкой-молнией и деревом гидроразрыва, обеспечивая при этом надежное и долговечное соединение, которое можно регулировать для приспособления к различным конфигурациям коллекторов с застежкой-молнией и стволов гидроразрыва.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные варианты осуществления настоящего раскрытия будут понятны более полно из подробного описания, приведенного ниже, и из сопроводительных чертежей различных вариантов осуществления настоящего раскрытия. На чертежах одинаковые ссылочные позиции могут указывать на идентичные или функционально подобные элементы.

РИС. 1 показан манифольд на застежке-молнии, известный из уровня техники.

РИС. 2 показан увеличенный вид в перспективе усовершенствованного коллектора с застежкой-молнией с оправкой в ​​закрытом положении и мостовым соединителем с двумя катушками от коллектора к дереву гидроразрыва.

РИС. 3 показан усовершенствованный коллектор застежки-молнии с оправкой в ​​открытом положении.

РИС. 4 показан усовершенствованный манифольд с застежкой-молнией с гидравлическим установочным цилиндром и оправкой в ​​закрытом положении.

РИС. 5 — увеличенный вид нижней части усовершенствованного коллектора застежки-молнии, показанного на фиг. 4.

РИС. 6 — увеличенный вид инструмента для чашки оправки.

РИС. 7 показан вариант гидравлического установочного цилиндра с двумя оправками и распорными штангами.

РИС. 8 показан вариант гидравлического установочного цилиндра с двумя оправками и распорными штангами.

РИС. 9 показан вариант гидравлического установочного цилиндра с двумя оправками.

РИС. 10 иллюстрирует вариант выполнения механизма блокировки в разблокированном положении.

РИС. 11 показан механизм блокировки в заблокированном положении.

РИС. 12 показан механизм блокировки с линейным приводом.

РИС. 13 иллюстрирует альтернативный вариант усовершенствованного коллектора на молнии.

РИС. 14 иллюстрирует вариант осуществления по фиг. 13 с оправкой в ​​открытом положении.

РИС. 15 — увеличенный вид нижней части оправки, показанной на фиг. 14.

РИС. 16 иллюстрирует вариант осуществления по фиг. 13 с оправкой в ​​закрытом положении после установки уплотнения.

РИС. 17 — вид сверху замкового механизма, показанного на фиг. 11.

РИС. 18 показано положение верхнего стопорного кольца, когда оправка находится в закрытом положении, но до установки уплотнения.

РИС. 19 показано положение верхнего стопорного кольца, когда оправка находится в закрытом положении и уплотнение установлено.

РИС. 20 показан альтернативный вариант усовершенствованного коллектора застежки-молнии перед начальным перемещением любой оправки.

РИС. 21 иллюстрирует вариант осуществления по фиг. 20 после начального перемещения внутренней оправки, но до начального перемещения внешней оправки.

РИС. 22 иллюстрирует вариант осуществления по фиг. 20 после того, как уплотнение было перемещено в положение упаковки, но до установки уплотнения.

РИС. 23 иллюстрирует вариант осуществления по фиг. 20 после того, как уплотнение было установлено в положение упаковки.

РИС. 24 иллюстрирует перемычку соединителя, используемую в сочетании с одним вариантом осуществления улучшенного соединения с двумя золотниками, показанным на фиг. 2.

ФИГ. 25A-25E иллюстрируют один метод установки короткой катушки и фланца с резьбой на нижней стороне тройника.

РИС. 26A-26E иллюстрируют один метод установки коротких катушек, фланцев с резьбой и блоков с шипами по обе стороны от осевого сквозного отверстия Т-образного соединения.

РИС. 27A-27B показаны устройства для отвода потока, которые могут быть установлены на внутренней поверхности глухого фланца, прикрепленного к блоку с шипами.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

РИС. 1 показан пример коллектора застежки-молнии 100 предшествующего уровня техники. Коллектор может быть расположен вертикально, как показано на фиг. 1, или он может быть расположен горизонтально. Коллектор для гидроразрыва 100 может включать в себя два или более блоков конфигурации скважин 101 . Каждый блок конфигурации скважины 101 включает в себя один или несколько клапанов 102 и коллектор мостового соединителя 103 , а блоки конфигурации скважины 101 могут быть размещены вместе или по отдельности (как показано) на салазках 106 .Каждый заголовок соединителя моста 103 соединяется с аналогичным заголовком 270 на дереве гидроразрыва 200 . Заголовки , 103, мостовых соединителей предшествующего уровня техники часто называют головками гидроразрыва или головками козла и могут включать в себя несколько точек соединения жидкости, как показано на фиг. 1. Каждая точка соединения жидкости присоединяется к нисходящей линии 110 , которая проложена к земле перед поворотом вверх и подключением к точке соединения на заголовке дерева гидроразрыва 270 дерева гидроразрыва 200 .Использование нижних линий 110 позволяет операторам регулировать различные расстояния и относительные местоположения коллектора гидроразрыва 100 . Нижние линии , 110, обычно имеют небольшой диаметр, что ограничивает поток через них. Множественные линии и ограничители для этих линий создают беспорядок между коллектором с застежкой-молнией и деревом гидроразрыва, что может затруднить обслуживание и повысить безопасность. Каждый блок конфигурации скважины 101 обычно включает в себя клапан с гидравлическим приводом 102 a и клапан с ручным приводом 102 b .Блоки конфигурации колодца 101 коллектора застежки-молнии 100 соединены между собой катушками с застежкой-молнией 104 , а последняя катушка с застежкой-молнией 104 может быть закрыта или присоединена к другим конфигурациям колодца 101 по мере необходимости. Коллектор с застежкой-молнией 100 подключается к выходу насоса гидроразрыва в коллекторе подачи гидроразрыва 105 .

Во время работы клапаны 102 одного блока конфигурации скважины 101 открываются, чтобы пропустить поток жидкости к соответствующему дереву гидроразрыва 200 через его соединительный коллектор 103 , в то время как клапаны 102 других блоков конфигурации скважины 101 в коллекторе застежки-молнии 100 закрыты.Клапаны , 102, могут быть закрыты и открыты для управления потоком через различные блоки конфигурации скважины 101 манифольда с застежкой-молнией 100 .

Обзор установки улучшенной конфигурации скважины

РИС. 2 иллюстрирует примерный вариант усовершенствованного блока конфигурации скважины 210 . Блок усовершенствованной конфигурации скважины 210 включает соединитель коллектора гидроразрыва 400 и соединитель моста 500 , оба из которых подключены к коллектору соединителя моста 230 , как показано на фиг.2 и более подробно обсуждается ниже. Как показано на фиг. 3, соединитель перемычки 230 содержит горизонтальное сквозное отверстие 225 с боковыми отверстиями 230 c и 230 d , а также осевое сквозное отверстие 235 с нижним отверстием 230 a и верхнее отверстие 230 b , образуя Т-образное соединение 215 путем соединения с нижним отверстием, например, показанным внутри короткой катушки 238 и / или нижней катушки 340 .

Соединитель коллектора гидроразрыва 400 может содержать нижний узел 404 , как показано на ФИГ. 3. Если имеется, нижний узел 404 одним концом соединяется фланцем 402 a с соединительным блоком 205 , который с одной или нескольких сторон соединен с катушкой с застежкой-молнией 104 . Нижний узел 404 может содержать одну или несколько катушек с застежкой-молнией 340 , соединенных с фланцем 402 a , в этом случае самая верхняя катушка с застежкой-молнией 340 соединяется через фланец 402 b с нижним отверстием 230 a в перемычке 230 .Самая верхняя катушка 340 застежки-молнии может содержать короткую катушку 238 , как показано на фиг. 2 и более подробно обсуждается ниже. Нижний узел 404 является дополнительным, так что нижнее отверстие 230 a в перемычке 230 может подключаться напрямую через фланец 402 a к соединительному блоку 205 .

Соединитель коллектора гидроразрыва 400 содержит верхний узел 405 , как показано на РИС.4. Верхний узел 405 через фланец 403 соединяется с верхним отверстием 230 b в мостовом соединителе 230 . Верхний узел 405 изображен на фиг. 4 и более подробно обсуждается ниже.

Соединительный мостик 500 состоит из блоков с шипами 350 a и 350 b , каждый из которых соединен по текучей среде соответственно с одним концом катушек моста 255 a и 255 b .Другой конец мостовых катушек 255 a и 255 b соединяется соответственно с шипованными блоками 350 c и 350 d , каждая из которых соединена по текучей среде с коллектором дерева гидроразрыва 270 на дереве гидроразрыва.

Детали соединителя коллектора гидроразрыва

Верхний узел 405 соединителя коллектора гидроразрыва 400 может включать в себя гидравлический установочный цилиндр 220 (как показано на ФИГ.4) на оправке 250 . Гидравлический установочный цилиндр 220 приводит в действие оправку 250 , которая перемещается внутри сквозного канала 235 и в осевом направлении на уровне нижнего отверстия, например, нижнего золотника 340 . В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, как более подробно описано ниже, гидроцилиндр 220 и оправка 250 используются вместо клапанов в блоке конфигурации скважины 210 . В другом варианте осуществления клапаны (с ручным или гидравлическим приводом) могут использоваться вместе с гидроцилиндром 220 и оправкой 250 в блоке конфигурации скважины 210 для управления потоком текучей среды.

Два или более блока конфигурации скважин 210 используются в манифольде с застежкой-молнией для обеспечения связи и управления флюидом для нескольких деревьев гидроразрыва и скважин. Установки с улучшенной конфигурацией скважины 210 соединены по текучей среде через катушки с застежкой-молнией 104 вдоль коллектора с застежкой-молнией. Коллектор подачи гидроразрыва 105 (аналогичный показанному на фиг. 1) обеспечивает соединение по текучей среде от насоса гидроразрыва к коллектору застежки-молнии и катушкам застежки-молнии 104 .

Гидравлический установочный цилиндр 220 перемещает оправку 250 в два основных положения.Когда блок конфигурации скважины , 210, находится в открытом положении, которое показано на фиг. 3, чашка 260 оправки 250 находится над коллектором мостового соединителя 230 , что позволяет жидкости течь из катушки с застежкой-молнией 104 , через нижнюю катушку 340 и через Т-образное соединение. 215 от соединителя моста 230 до соединителя моста 500 и дерева гидроразрыва 290 . Оправка 250 сплошная в чашке 260 , так что жидкость не течет через оправку 250 .Колпачок 260 включает в себя одно или несколько уплотнений 265 , таких как уплотнительные кольца, которые могут образовывать уплотнение против внутренней катушки над Т-образным переходом 215 соединителя перемычки 230 и предотвращать утечки давления и поток жидкости вокруг стакана 260 и гидроцилиндра 220 .

В закрытом положении, показанном на фиг. 4-5, гидравлический установочный цилиндр 220 может перемещать оправку 250 через Т-образное соединение 215 соединителя моста 230 , так что чашка 260 оправки 250 будет сядьте в месте ниже Т-образного перекрестка.Манжета 260 может дополнительно уплотняться внутри нижней катушки 340 , где уплотнения 265 образуют уплотнение по отношению к внутренней поверхности нижней катушки 340 , которое предпочтительно является коррозионно-стойким. В качестве альтернативы, часть или вся чашка 260 может образовывать уплотнение с внутренней поверхностью коллектора перемычки 230 , если уплотнение сформировано ниже Т-образного соединения 215 . Когда оправка 250 находится в закрытом положении и уплотнение сформировано в месте ниже стыка коллектора мостовидного соединителя 230 , жидкость не может протекать мимо чашки 260 к коллектору мостового соединения 230 .

В варианте осуществления, показанном на фиг. 3-5, внутренний диаметр нижней катушки 340 нижнее отверстие 230 a мостового соединителя 230 является постоянным, а оправка 250 перемещается до места, расположенного достаточно далеко ниже «Т» место соединения перемычки 230 , чтобы обеспечить герметизацию чашки оправки 260 . Уплотнения чашки оправки 265 могут образовывать уплотнение с внутренней поверхностью нижней катушки 340 и / или внутренней поверхностью мостового соединителя 230 , когда чашка оправки 260 сжимается в осевом направлении, а уплотнения 265 выдавливать радиально наружу.Манжета оправки 260 будет сжиматься в осевом направлении, когда давление под манжетой оправки 260 значительно превышает давление над ней, или, другими словами, когда перепад давления превышает определенный порог. Оправка 250 предпочтительно перемещается из одного положения в другое только тогда, когда уплотнение не сформировано, чтобы избежать повреждения уплотнительных элементов. Таким образом, перед перемещением оправки 250 давление над и под чашкой оправки 260 может быть выровнено, что приведет к разжатию чашки оправки 260 и разъединению уплотнений 265 с внутренней поверхности катушки.

В варианте осуществления чашка оправки 260 может быть приведена в действие для посадки на внутреннем выступе или около него на внутренней поверхности нижней катушки 340 . В одном варианте осуществления внутренний заплечик служит в качестве физического упора для приведения в действие гидравлического установочного цилиндра 220 , а сам внутренний заплечик может использоваться как упор для сжатия чашки оправки 260 , так что он образует уплотнение с внутренней поверхности нижней золотника 340 .

В одном варианте осуществления оправка 250 может включать в себя один или несколько стопорных механизмов. ИНЖИР. 4 показан пример гидравлического установочного цилиндра 220 , который подсоединен сверху соединительной перемычки 230 . Гидравлический установочный цилиндр 220 включает фиксатор шпинделя 275 . Замок 275 оправки вмещает стопорный штифт 280 , который может приводиться в действие вторым гидроцилиндром (не показан). После того, как оправка 250 была сдвинута вниз, чтобы дать возможность чашке оправки 260 запечатать нижнюю катушку 340 и / или внутреннюю поверхность мостового соединителя 230 , стопорный штифт может быть приведен в действие в замок оправки 275 для механической фиксации оправки 250 на месте.Также могут использоваться другие типы запорных механизмов, такие как кулачки, собачки или барашковые гайки.

Гидравлический установочный цилиндр 220 может иметь электронное управление для приведения в действие оправки 250 . Точно так же резервный механизм, такой как стопорный штифт и система блокировки оправки 275 , также может приводиться в действие электронным или пневматическим способом. Таким образом, пути потока внутри коллектора застежки-молнии , 104, могут открываться и закрываться дистанционно, что повышает безопасность работников.Как описано выше, в одном варианте осуществления клапаны с ручным приводом также могут использоваться в качестве альтернативы или резервной копии гидроцилиндра 220 с приводом.

РИС. Фиг.6 иллюстрирует увеличенный вид примерной конфигурации уплотнения для чашечного инструмента 260 оправки. Чашечный инструмент 260 имеет уплотнительные кольца 265 и пластины 266 , которые действуют как набивные уплотнения с внутренней поверхностью катушек, когда оправка 250 находится либо выше, либо ниже соединения коллектора моста 230 .

РИС. 7-9 показаны варианты осуществления, в которых система оправки, приводимая в действие гидравлическим установочным цилиндром , 620, , может быть системой с двумя оправками. В системе с двумя оправками используются две концентрические оправки: внутренняя 645 и внешняя 640 . Две оправки 640 и 645 перемещаются вместе с помощью гидравлического установочного цилиндра 620 , чтобы позиционировать инструмент для чашки оправки 260 в месте снятия упаковки в открытом или закрытом положении.Внутренняя оправка 645 может перемещаться независимо от внешней оправки 640 с помощью второго гидравлического установочного инструмента 625 . После того, как инструмент для чашки оправки 260 был установлен в месте отключения упаковки, второй гидроцилиндр 625 находится под давлением, чтобы двигаться вверх или от инструмента для чашки оправки 260 , что приводит к смещению внутренней оправки 645 . двигаться вверх относительно внешней оправки 640 . Внутренняя оправка 645 соединена с одним концом чашки оправки 260 , а внешняя оправка 640 соединена с другим.Движение вверх внутренней оправки 645 относительно внешней оправки 640 вызывает сжатие чашечного инструмента 260 оправки и выдавливание уплотнений 265 и образование уплотнения в месте снятия упаковки.

РИС. На фиг.7 показан вариант осуществления, в котором стопорный механизм , 670, находится относительно близко к месту снятия упаковки, где будет располагаться чашка оправки 260 . Стержни 690 обеспечивают доступ к запорному механизму 670 и упаковочным коробам 622 и 624 , но также увеличивают общую высоту блока конфигурации скважины.Сальник 622 герметизирует между внешней оправкой 640 и фланцем 623 для предотвращения утечки жидкости под давлением из блока конфигурации скважины. Точно так же сальник 624 обеспечивает уплотнение между внешней оправкой 640 и гидроцилиндром 620 , чтобы удерживать жидкость под давлением внутри гидроцилиндра 620 . Стержни 695 сохраняют положение внутренней оправки 645 относительно внешней оправки 640 и обеспечивают доступ к упаковочным коробам 626 и 628 .

РИС. 8 показан вариант осуществления, в котором запорный механизм 670 расположен над первым гидроцилиндром 620 . Стержни 690 и 695 можно укорачивать относительно стержней, показанных на фиг. 6, но по-прежнему разрешает доступ к упаковочным коробкам 622 и 624 .

РИС. 9 иллюстрирует вариант осуществления, в котором не используются распорные стержни. После того как уплотнение сформировано в чашечном инструменте 260 оправки, относительное положение внутренней оправки 645 относительно внешней оправки 625 может быть зафиксировано вторым стопорным механизмом 625 так, чтобы уплотнение сохранялось.Когда систему оправки необходимо снова переместить из одного положения в другое, второй стопорный механизм разблокируется, так что внутренняя и внешняя оправки могут перемещаться относительно друг друга. Внутренняя и внешняя оправки перемещаются относительно друг друга, так что уплотнительный элемент не образует уплотнения относительно катушки, и затем оправки можно перемещать вместе в открытое или закрытое положение.

РИС. 10-12 показан пример механизма блокировки 900 . Механизм блокировки 900 может содержать пластину 905 , которая содержит пазы , 910, .Прорези , 910, расположены рядом с внешней окружностью пластины , 905, и радиально проходят внутрь / наружу, так что радиальное расстояние от одного конца прорези до центра пластины 905 отличается от радиального расстояния от другой конец прорези к центру пластины 905 . Контакты , 915, вставлены в слоты , 910, . Каждый штифт 915 соединен с сегментом замка 920 , так что, когда штифты 915 перемещаются по пазам 910 , изменение радиального расстояния для штифтов 915 приводит к тому, что сегменты замка 920 смещаются. соответственно сужать или увеличивать внутреннюю окружность.Фиксирующие сегменты , 920, охватывают оправку, которая не показана на фиг. 10-12. Когда стопорные сегменты , 920, сужаются, они входят в зацепление с оправкой и фиксируют ее на месте. Пластина 905 может вращаться для блокировки или разблокировки сегментов замка 920 .

РИС. 10 показан механизм блокировки , 900, в разблокированном положении, на фиг. 11 показан механизм блокировки , 900, в заблокированном положении. ИНЖИР. 12 иллюстрирует, что линейный привод может использоваться для вращения пластины , 905, , чтобы заблокировать и разблокировать механизм блокировки.ИНЖИР. 12 дополнительно показан второй механизм блокировки , 940, , который может быть аналогичным образом заблокирован или разблокирован с использованием линейного исполнительного механизма. ИНЖИР. 17 показан вид сверху стопорного механизма , 900, в заблокированном положении.

РИС. 13 иллюстрирует альтернативный вариант усовершенствованного блока конфигурации скважины 1210 , содержащего соединитель коллектора гидроразрыва 1400 с гидравлическими установочными цилиндрами 1220 и 1225 . Установочные цилиндры 1220 и 1225 содержат внешние корпуса 1221 и 1226 соответственно, которые соединены с фланцем 1235 .Фланец 1235 соединяется с коллектором мостового соединителя 1230 болтами 1232 . Заголовок мостового соединителя , 1230, образует Т-образное соединение с нижним отверстием, таким как нижняя катушка 1340 , аналогично вышеприведенному обсуждению варианта осуществления, показанного на фиг. 2-12.

Установочные цилиндры 1220 и 1225 также содержат стержни 1222 и 1227 соответственно. Стержни 1222 и 1227 каждый содержат верхний конец, каждый из которых соединен с нижней пластиной 1245 .Как показано на фиг. 14, нижняя пластина 1245 также соединена с головкой оправки 1251 , которая, в свою очередь, соединена с внешней оправкой 1250 . Чашечный инструмент 1260 , содержащий калибровочное кольцо 1261 и уплотнения 1265 , расположен на нижнем конце внешней оправки 1250 .

Аналогично варианту осуществления, показанному на фиг. 7-9, соединитель коллектора гидроразрыва 1400 содержит систему с двумя оправками. В системе с двумя оправками используются две концентрические оправки: внутренняя 1255 и внешняя 1250 .Внутренняя оправка 1255 содержит нижний конец, который соединен с элементом сжатия 1700 . Компрессионный элемент 1700 содержит в целом плоскую поверхность 1703 и может также содержать вогнутые нижние поверхности 1701 и 1702 , которые могут служить для отвода потока высокого давления и защиты целостности уплотнений 1265 . Хотя это и не показано на других фигурах, нижняя часть любого чашечного инструмента, описанного здесь (чашечного инструмента 260 , 1260 или 2260 ), может включать в себя вогнутые нижние поверхности, аналогичные 1701 и 1702 , которые могут отклонять расход жидкости высокого давления из коллектора ГРП 104 .

Как более подробно описано ниже, две оправки 1255 и 1250 перемещаются вместе с помощью установочных цилиндров 1220 и 1225 , чтобы расположить чашечный инструмент 1260 в месте снятия упаковки под коллектором соединителя перемычки. 1230 , как показано на фиг. 16.

Внутренняя оправка 1255 может перемещаться независимо от внешней оправки 1250 с помощью второго гидравлического установочного инструмента 1625 .Второй гидравлический установочный инструмент 1625 состоит из гидроцилиндров 1630 и 1635 , которые соединены с верхней пластиной 1640 . Гидравлические цилиндры 1630 и 1635 содержат внешние корпуса 1628 и 1629 соответственно, которые соединены с верхней пластиной 1640 . Гидравлические цилиндры 1630 и 1635 также содержат штоки 1626 и 1627 соответственно.Стержни 1626 и 1627 каждый содержат нижний конец, каждый из которых соединен с нижней пластиной 1245 .

При работе соединитель коллектора гидроразрыва 1400 начинается в положении, показанном на РИС. 14, с чашечным приспособлением 1260 , расположенным над коллектором мостового соединителя 1230 . В этом положении жидкость может свободно проходить через коллектор мостового соединителя 1230 . Положение чашечного инструмента более подробно показано на фиг. 15.

Когда оператор желает загерметизировать коллектор мостового соединителя 1230 , гидравлическая жидкость впрыскивается в верхнюю часть гидроцилиндров 1220 и 1225 , тем самым вынуждая штоки 1222 и 1227 вниз.За счет соединения стержней 1222 и 1227 и нижней пластины 1245 , а также соединения между нижней пластиной 1245 и головкой оправки 1251 , перемещение стержней 1222 и 1227 вниз заставляет наружную оправку 1250 перемещаться вниз через мостовой соединитель 1230 и в нижнюю катушку 1340 до такой степени, что чашечный инструмент 1260 расположен ниже Т-образного соединения соединительной перемычки 1230 , как показано на ФИГ. .15. Кроме того, из-за соединения между стержнями 1626 и 1627 и верхней пластиной 1640 , внутренняя оправка 1255 и сжимающий элемент 1700 также перемещаются вниз к нижней катушке 1340 .

После того, как чашечный инструмент 1260 был установлен в месте набивки, и оператор хочет задействовать уплотнения 1265 , гидроцилиндры 1630 и 1635 находятся под давлением, так что штоки 1626 и 1627 перемещается вверх или от чашечного инструмента 1260 , в результате чего внутренняя оправка 1255 перемещается вверх относительно внешней оправки 1250 .Когда это происходит, верхняя поверхность 1703 сжимающего элемента 1700 контактирует с нижней поверхностью калибровочного кольца 1261 чашечного инструмента 1260 . Поскольку верхняя поверхность калибровочного кольца 1261 контактирует с уплотнениями 1265 , продолжающееся движение вверх внутренней оправки 1255 и сжимающего элемента 1700 приводит к тому, что калибровочное кольцо 1261 сжимает уплотнения 1265 , в результате чего уплотняется 1265 выдавлены наружу и образуют уплотнение внутри нижней катушки 1340 и / или внутренней поверхности мостового соединителя 1230 .

Блок улучшенной конфигурации скважины 1210 может также содержать верхний стопорный механизм 1800 и нижний стопорный механизм 1900 . Верхний запорный механизм 1800 и нижний запорный механизм 1900 в целом структурированы в соответствии с конструкцией, рассмотренной выше в связи с запорным механизмом 900 , и показаны на фиг. 10-12 и 17. Линейный привод для верхнего стопорного механизма 1800 и нижнего стопорного механизма 1900 может содержать гидроцилиндр 925 .Как будет понятно специалистам в данной области техники, линейный привод может также содержать электронный привод.

Как показано на фиг. 16, нижний стопорный механизм 1900 заблокирован, когда чашечный инструмент 1260 был перемещен в положение под коллектором мостового соединителя 1230 . Фиксирующие сегменты нижнего стопорного механизма 1900 входят в паз 1100 на внешней поверхности головки оправки 1251 . Это зацепление предотвращает выталкивание наружной оправки 1250 вверх жидкостью под высоким давлением внутри нижней катушки 1340 и, таким образом, поддерживает целостность уплотнения, образованного уплотнениями 1265 .

Как показано на фиг. 18 и 19, верхний стопорный механизм , 1800, может быть задействован в двух различных положениях. ИНЖИР. 18 иллюстрирует усовершенствованный блок конфигурации скважины 1210 , когда чашечный инструмент 1260 был перемещен в место уплотнения под коллектором мостового соединителя 1230 , но до того, как были задействованы уплотнения 1265 . Внутренняя оправка 1255 содержит головку внутренней оправки 1355 , которая также включает нижнюю часть 1365 .Нижняя часть 1365 содержит скошенную нижнюю поверхность 1366 и плоскую верхнюю поверхность 1367 . Как показано на фиг. 18, перед зацеплением уплотнений 1265 верхний стопорный механизм 1800 заблокирован таким образом, что его сегменты 920 входят в зацепление с плоской верхней поверхностью 1367 нижней части 1365 внутренней головки оправки 1355 . В этом положении уплотнения 1265 не могут быть задействованы, пока не будет отключен верхний стопорный механизм 1800 .

РИС. 19 показан усовершенствованный блок конфигурации скважины , 1210, , когда чашечный инструмент 1260 был перемещен в место уплотнения под коллектором мостового соединителя и после того, как уплотнения 1265 были задействованы за счет движения вверх внутренней оправки 1255 и сжимающего элемента. 1700 . Как показано на фиг. 18, верхний стопорный механизм 1800 заблокирован таким образом, что его сегменты 920 входят в зацепление со скошенной нижней поверхностью 1366 нижней части 1365 внутренней головки оправки 1355 .В этом положении внутренняя оправка 1255 и сжимающий элемент 1700 не могут перемещаться вниз, тем самым разъединяя уплотнения 1265 , пока не будет отключен верхний стопорный механизм 1800 .

РИС. 20 показан альтернативный вариант усовершенствованного блока конфигурации скважины 2210 , содержащего соединитель коллектора гидроразрыва 2400 с гидравлическим установочным цилиндром 2220 . Установочный цилиндр 2220 содержит внешний корпус 2221 , который соединен с фланцем 2235 .Фланец 2235 соединен с коллектором мостового соединителя 2230 болтами (не показаны). Заголовок мостового соединителя 2230 образует Т-образное соединение с нижним отверстием, таким как нижняя катушка 2340 , аналогично вышеприведенному обсуждению варианта осуществления, показанного на фиг. 2-11.

Подобно вариантам осуществления, описанным выше, соединитель коллектора гидроразрыва 2400 содержит систему с двумя оправками, которая включает в себя две концентрические оправки, внутреннюю 2255 и внешнюю 2250 .Внутренняя оправка 2255 содержит упор оправки 2256 , кольцевую часть 2257 с верхней поверхностью 2258 , стержень 2259 , чашечный инструмент 2260 и нижнюю поверхность 2261 . Верхняя поверхность 2258 имеет площадь A _i.u . Чашечный инструмент 2260 , содержащий уплотнения 2265 , расположен ближе к нижнему концу внутренней оправки 2255 . Нижняя поверхность 2261 имеет площадь A _i.1 .

Наружная оправка 2250 состоит из верхнего корпуса 2252 и нижнего корпуса 2253 . Верхний корпус 2252 содержит верхнюю поверхность 2254 , внутреннюю камеру 2251 , собачки 2800 и нижнюю поверхность 2263 . Верхняя поверхность 2254 имеет площадь A _o . Нижний корпус 2253 содержит нижнюю поверхность 2262 , которая имеет площадь A _o.1 .Кольцевая часть 2257 внутренней оправки 2255 расположена внутри камеры 2251 . Стержень 2259 внутренней оправки 2255 расположен в нижнем корпусе 2253 . Нижняя поверхность 2262 примыкает к чашечному инструменту 2260 и сконфигурирована для сжатия уплотнений 2265 , как только чашечный инструмент 2260 достигнет положения набивки. Сжатие нижней поверхностью 2262 вызывает выдавливание уплотнений 2265 наружу, таким образом образуя уплотнение с внутренней поверхностью мостового соединителя 2230 и / или нижней катушки 2340 .

Как более подробно описано ниже, внутренняя оправка 2255 независимо перемещается установочным цилиндром 2220 для позиционирования чашечного инструмента 2260 в месте снятия упаковки под коллектором соединителя моста 2230 , как показано на ФИГ. 22.

В работе усовершенствованный блок конфигурации скважины 2210 начинается в положении, показанном на фиг. 20, чашечный инструмент 2260 , расположенный над Т-образным соединением, образованным перемычкой 1230 и нижней катушкой 2340 .В этом положении жидкость может свободно проходить через коллектор мостового соединителя 2230 .

Когда оператор хочет герметизировать коллектор соединителя моста 2230 , гидравлическая жидкость впрыскивается в верхнюю часть гидроцилиндра 2220 . Верхний корпус 2252 может дополнительно включать отверстие 2270 в центральной части верхней поверхности 2254 . В качестве альтернативы, верхняя поверхность 2254 может вообще не проходить радиально внутрь, так что вся верхняя поверхность 2258 внутренней оправки 2255 открыта.В любом случае, когда гидравлическая жидкость впрыскивается в верхнюю часть гидравлического установочного цилиндра 2220 , она будет оказывать давление P ₁ на обе верхние поверхности 2258 внутренней оправки 2255 и верхнюю поверхность 2254 внешней оправки 2250 . Верхняя поверхность 2254 внешней оправки 2250 может дополнительно содержать проходы для облегчения движения гидравлической жидкости по указанной поверхности к отверстию 2270 .

В дополнение к понижающему давлению P ₁ , создаваемому гидравлической жидкостью, нагнетаемой оператором, восходящее давление P ₂ , как правило, будет действовать на нижние поверхности 2261 и 2262 из-за давления жидкости внутри мостового соединителя. 2230 и / или нижняя катушка 2340 .

Предпочтительно, чтобы внутренняя оправка 2255 первоначально двигалась вниз в ответ на давление гидравлической жидкости перед начальным перемещением вниз внешней оправки 2250 .Если внешняя оправка 2250 движется вниз до того, как внутренняя оправка 2255 , нижняя поверхность 2262 внешней оправки 2250 сожмет уплотнения 2265 до того, как чашечный инструмент 2260 достигнет положения набивки. В этом случае уплотнения 2265 могут преждевременно выдавиться наружу и образовать уплотнение с внутренней поверхностью мостового соединителя 2230 . Это может вызвать повреждение уплотнений 2265 , когда внутренняя оправка 2255 продолжает двигаться вниз до точки, в которой чашечный инструмент 2260 достиг положения набивки.

Как правило, внутренняя оправка 2255 будет двигаться вниз перед внешней оправкой 2250 , если соотношение между направленной вниз силой на внутренней оправке 2255 (F _id ) и направленной вверх силой на внутренней оправке (F _iu ) ) превышает соотношение между направленной вниз силой на внешней оправке (F _или ) и направленной вверх силой на внешней оправке 1250 (F _или ). Другими словами, устройство будет работать по назначению, если:
F _i.d / F _i.u > F _o.d / F _o.u.

В конкретной конструкции, показанной на фиг. 20-23, начальное перемещение внутренней оправки 2255 может быть выполнено путем управления площадями поверхностей A _i , A _o , A _i.1 и A _o.1 . Соответствующие силы на внутренней оправке 2255 и внешней оправке 2250 будут определены следующим образом:
F _i.d = ( P ₁ ) ( A _i )
F _iu = ( P ₂ ) ( A _i.1 )
F od = ( P ₁ ) ( A _o )
F _ou = ( P ₂ ) ( A _o.1 ).

Так как давления P ₁ и P ₂ действуют на верхнюю и нижнюю поверхности соответственно как внутренней оправки 2255 , так и внешней оправки 2250 , внутренняя оправка 2255 начнет движение вниз перед внешней оправкой 2250 , если выполняется следующее неравенство:
A _i / A _i.1 > A _o / A _o.1.

После того, как внутренняя оправка 2255 переместится вниз до точки, в которой чашечный инструмент 2260 окажется в месте снятия упаковки, упор оправки 2256 войдет в зацепление с внешней стороной внешнего корпуса 2221 , как показано на ФИГ. 22, таким образом предотвращая дальнейшее движение вниз внутренней оправки 2255 . Стопор оправки может иметь форму, отличную от изображенной на фиг. 22. Например, упор оправки может представлять собой проходящий в радиальном направлении кольцевой заплечик, который жестко соединен с внутренней частью внешнего корпуса 2221 и контактирует с соответствующим заплечиком внутренней оправки 2255 , когда чашечный инструмент 2260 находится в пакете. вне локации.Стопор оправки также может представлять собой один или несколько выступающих в осевом направлении стержней или валов, жестко связанных с внутренней оправкой 2255 и сконфигурированных для контакта с любой частью внутренней или внешней части внешнего корпуса 2221 (или любой другой части блока конфигурации скважины . 2210 ) и / или жестко соединены с внутренней или внешней частью внешнего корпуса 2221 и сконфигурированы для контакта с любой частью внутренней оправки 2255 . По существу, любая конструкция, которая предотвращает дальнейшее движение вниз внутренней оправки 2255 после того, как чашечный инструмент 2260 находится в положении насадки, может служить в качестве упора оправки.

В этот момент гидравлическое давление P ₁ будет продолжать действовать на верхнюю поверхность 2254 внешней оправки 2250 . Это продолжающееся давление вниз заставит наружную оправку 2250 продолжать движение вниз, так что нижняя поверхность 2262 входит в контакт с уплотнениями 2265 и сжимает их. Как объяснялось выше, это сжатие вызовет выдавливание уплотнений 2265 наружу, таким образом образуя уплотнение с внутренней поверхностью мостового соединителя 2230 и / или нижней катушки 2340 .

Кроме того, как показано на ФИГ. 23, собачки 2800 на внешней поверхности верхнего корпуса 2252 внешней оправки 2255 войдут в зацепление с кольцевой канавкой 2810 , сформированной на внутренней поверхности внешнего корпуса 2221 . Это зацепление между собачками 2800 и канавкой 2810 будет служить для фиксации как внутренней оправки 2255 , так и верхней оправки 2250 в нужном положении, независимо от колебаний восходящего давления P ₂ .Обычный специалист в данной области техники поймет, что собачки 2800 являются одним из способов фиксации оправок в нужном положении и что может быть множество других потенциальных решений, включая стопорные штифты, гидроцилиндр и другие.

Для отключения блока улучшенной конфигурации скважины 2210 , собачки 2800 отключаются, и гидравлическая жидкость впрыскивается в нижнюю часть гидроцилиндра 2220 . Гидравлическая жидкость будет оказывать давление только на нижнюю поверхность 2263 внешнего корпуса 2252 , вызывая перемещение наружной оправки 2250 вверх и расцепление уплотнения, образованного между уплотнениями 2265 и внутренней поверхностью мостового соединителя 2230 . и / или нижняя катушка 2340 .И внешняя оправка 2250 , и внутренняя оправка будут затем продолжать движение вверх в гидравлическом установочном цилиндре 2220 , пока не достигнут исходного положения, показанного на фиг. 20.

Хотя альтернативный вариант осуществления, показанный на фиг. 20-23 описывается с точки зрения восходящих и нисходящих сил, действующих на нижнюю и верхнюю поверхности соответственно, обычный специалист в данной области техники поймет, что для работы настоящего изобретения не обязательно, чтобы силы действовали на самые верхние поверхности. или самые нижние поверхности внутренней или внешней оправок.

Детали мостового соединителя

Как показано на РИС. 2, мостовой соединитель 500 содержит короткие катушки 238 , которые соединяются с любым концом горизонтального сквозного канала 225 в головке мостового соединителя 230 . В частности, как показано на фиг. 3, короткие катушки 238 соединяются с боковыми отверстиями 230 c и 230 d в перемычке 230 через резьбовые фланцы 235 .

Резьбовые фланцы 235 , которые могут поворачиваться, при установке выравниваются с соответствующими отверстиями для фланца или болтов. Резьбовые фланцы 235 входят в зацепление с резьбой на внешней поверхности коротких катушек 238 , но внешняя резьба включает избыточную резьбу, чтобы обеспечить дополнительное вращение резьбового фланца 235 , чтобы он мог сориентироваться в желаемое положение. Например, резьбовой фланец 235 в нижней части T совмещен с соответствующим фланцем на блоке конфигурации скважины 210 , и для соединения фланцев используются болты.Шипованные блоки 350 a и 350 b аналогичным образом присоединены к каждой из правой и левой сторон Т-образного соединения переходного соединителя 230 через короткую катушку 238 и резьбовые фланцы 235 . Глухой фланец 245 может быть присоединен к боковой стороне шипованных блоков 350 a и 350 b , что противоположно резьбовому фланцу 235 .

Фланцы с резьбой 235 позволяют ориентировать Т-образное соединение соединительной перемычки 230 и связанных деталей в желаемую конфигурацию перед окончательной сборкой перемычки 230 .Резьбовой фланец 235 внизу позволяет перемычке 230 поворачиваться вокруг центральной оси блока конфигурации скважины 210 (обозначенной на фиг.2 как ось y), что также может называется азимутальным вращением. Азимутальное вращение вокруг оси y позволяет регулировать поперечное смещение всего Т-образного соединения вместе с обеими катушками моста 255 a и 255 b , чтобы учесть возможное горизонтальное смещение между соединительным коллектором моста . 230 и заголовок дерева гидроразрыва 270 .

Резьбовые фланцы 235 на правой и левой сторонах Т-образного соединения позволяют вращать катушки моста 255 a и 255 b вокруг центральной оси, проходящей горизонтально через Т-образное соединение ( обозначена на фиг.2 как ось z), что также может называться вертикальным вращением. Вертикальное вращение вокруг оси z позволяет отрегулировать дистальный конец катушек моста 255 a и 255 b вверх или вниз для компенсации потенциального вертикального смещения между коллектором соединения моста 230 и заголовком дерева гидроразрыва 270 .

Внутри Т-образное соединение разделяет поток питающей жидкости на два шипованных блока 350 a и 350 b , которые имеют форму колена для направления потоков к золотникам моста 255 a и 255 b . Жидкость для гидроразрыва проходит через золотники моста 255 a и 255 b к шипованным блокам 350 c и 350 d на стороне дерева гидроразрыва, и два потока объединяются в заголовке дерева гидроразрыва 270 дерева гидроразрыва 200 .Важно отметить, что, когда два потока входят в заголовок дерева гидроразрыва 270 дерева гидроразрыва 200 , они входят с противоположных направлений. В результате векторы скорости обоих потоков в некоторой степени компенсируют друг друга. Этот эффект подавления приводит к более низкой скорости потока комбинированного потока в дереве гидроразрыва 200 по сравнению со скоростью, которая была бы результатом использования единственного золотникового соединителя.

При моделировании, выполненном заявителем, конфигурация, показанная на фиг.2, с каждой мостовой катушкой, имеющей внутренний диаметр 5 дюймов и общий расход 100 баррелей в минуту, скорость потока в верхней части дерева гидроразрыва 200 , непосредственно под тройником 290 , была в пределах диапазон 32-38 футов в секунду.

В отдельном моделировании катушки моста 255 a и 255 b были заменены одной катушкой моста, идущей по прямой линии между соединителем моста 230 и коллектором дерева гидроразрыва 270 .Одинарная мостовая катушка была смоделирована с внутренним диаметром 7 дюймов, так что она имела ту же площадь поперечного сечения, что и комбинация мостовых катушек 255 a и 255 b (49 в ² vs 50 в ² ). При той же смоделированной скорости потока жидкости в 100 баррелей в минуту скорости потока, наблюдаемые в той же точке в дереве гидроразрыва 200 , были значительно выше, чем в конфигурации с двумя золотниками, обычно превышая 38 футов в секунду, а в некоторых областях — более 45 футов в секунду.

Конфигурация с двумя золотниками, показанная на РИС. 2 также должно привести к более низкой турбулентности комбинированного потока в дереве гидроразрыва 200 . Более низкая скорость и меньшая турбулентность должны снизить риск эрозии внутри дерева трещин 200 по сравнению с потоком внутри одного соединителя золотника.

Установка усовершенствованного соединительного моста может производиться несколькими способами. В одном способе первый этап процесса установки, как показано на фиг.25A, заключается в надежном прикреплении нижнего резьбового фланца 235 к верхнему концу нижней катушки 340 с помощью болтов 380 . Затем, как показано на фиг. 25B, короткая катушка 238 прикреплена к резьбовому фланцу 235 путем вращения короткой катушки 238 до тех пор, пока резьбовая часть 282 полностью не войдет в зацепление с дополнительной резьбовой частью 284 резьбового фланца 235 . Затем, как показано на фиг. 25C, верхний резьбовой фланец 235 прикреплен к короткой катушке 238 путем вращения верхнего резьбового фланца 235 до тех пор, пока резьбовая часть 284 не войдет в зацепление с дополнительной резьбовой частью 282 короткой катушки 238 .Затем, как показано на фиг. 25D, верхний резьбовой фланец 235 крепится к коллекторной перемычке 230 болтами 380 . На этом этапе, если необходимо, коллектор соединителя моста 230 поворачивается по азимуту вокруг оси Y таким образом, чтобы он правильно выровнялся с деревом гидроразрыва, с которым должны соединяться катушки моста. Такое азимутальное вращение достигается за счет резьбового соединения между верхним резьбовым фланцем 235 и короткой катушкой 238 , как показано на фиг.25E. После того, как соединитель перемычки 230 будет правильно выровнен, все болты и соединения надежно затянуты. Как показано на фиг. 25D, соединитель коллектора гидроразрыва 400 уже может быть прикреплен к верхнему отверстию 230 b на соединителе временного моста 230 прикреплен к верхнему резьбовому фланцу 235 . В качестве альтернативы, соединитель коллектора гидроразрыва 400 может быть прикреплен к верхнему отверстию 230 b через некоторое время после присоединения мостового соединителя 230 к верхнему резьбовому фланцу 235 .

В этом методе установки следующий шаг, как показано на РИС. 26A, заключается в надежном прикреплении фланца с внутренней резьбой 235 с обеих сторон коллектора мостового соединителя 230 с помощью болтов 380 . Затем, как показано на фиг. 26B, короткая катушка 238 прикреплена к каждому резьбовому фланцу 235 путем вращения короткой катушки 238 до тех пор, пока резьбовая часть 282 полностью не войдет в зацепление с дополнительной резьбовой частью 284 резьбового фланца 235 .Затем, как показано на фиг. 26C, внешний резьбовой фланец 235 прикреплен к каждой короткой катушке 238 путем вращения внешнего резьбового фланца 235 до тех пор, пока резьбовая часть 284 не войдет в зацепление с дополнительной резьбовой частью 282 короткой катушки 238 . Затем, как показано на фиг. 26D, каждый внешний резьбовой фланец 235 прикреплен к блоку с шпильками 350 a или 350 b с помощью болтов 380 .На этом этапе, если необходимо, блоки с шипами 350 a и 350 b вращаются вертикально вокруг оси z, так что они правильно выравниваются с блоками с шипами 350 c и 350 d на дереве гидроразрыва, к которому должны подключаться катушки моста. Такое вертикальное вращение достигается за счет резьбового соединения между внешними резьбовыми фланцами 235 и короткими золотниками 238 , как показано на фиг.26E. После правильного совмещения шипованных блоков 350 a и 350 b все болты и соединения надежно затянуты. На этом этапе процесса установки катушки моста 255 a и 255 b могут быть прикреплены к шипованным блокам 350 a и 350 b либо до, либо после шипованных блоков 350 a и 350 b прикрепляются к фланцам с наружной резьбой 235 .

При другом способе установки катушки моста 255 a и 255 b , шипованные блоки 350 a и 350 b , коллектор соединителя моста 230 и дерево гидроразрыва Заголовок 270 все могут быть предварительно собраны на буровой. Кран используется для опускания всей сборки на блок конфигурации скважины 210 и дерево гидроразрыва 200 , где он может быть подсоединен.Если есть перепады высот между коллектором соединителя моста 230 и коллектором 270 дерева гидроразрыва, можно использовать вращающиеся резьбовые фланцы 235 для регулировки отметки на любом конце.

Мост на молнии превосходит другие методы соединения манифольда на молнии с деревьями гидроразрыва по нескольким причинам. Поскольку его ориентацию можно регулировать в одном или обоих азимутальном и вертикальном направлениях, он может учитывать различия в расстоянии и конфигурации различных коллекторов гидроразрыва и деревьев гидроразрыва.Поскольку он состоит из двух мостовых катушек, он не требует нескольких нисходящих линий, используемых во многих системах предшествующего уровня техники. Его легче установить и оно более стабильно, чем другие жесткие соединения большого диаметра, потому что его конструкция проще и не требует регулировок после установки, а также потому, что оно симметрично относительно линии, идущей от блока конфигурации скважины к дереву гидроразрыва. Поскольку он включает две отводные линии, которые входят в коллектор дерева гидроразрыва с противоположных направлений, он снижает риск эрозии по сравнению с системами предшествующего уровня техники, использующими одну отводную линию.

Необязательно, настоящее изобретение может также включать в себя один или несколько отклонителей в потоке потока. Обращаясь в целом к ​​фиг. 2, когда жидкость течет вверх от коллектора гидроразрыва 104 , через короткую катушку 238 и в коллектор мостового соединителя 230 , поток идет вдоль оси y, так что он ортогонален оси z, которая проходит через короткие катушки 238 , которые ведут от перемычки 230 к шипованным блокам 350 a и 350 b .В результате поток имеет тенденцию становиться турбулентным, когда он перемещается от оси y к оси z. Эта турбулентность, а также другие динамические характеристики потока данной конфигурации могут привести к повышенной эрозии и преждевременному выходу из строя коллектора мостового соединителя 230 и коротких золотников 238 .

Как показано на фиг. 14-16, чашечный инструмент 260 , 1260 или 2260 соединителя коллектора гидроразрыва 400 может содержать нижние поверхности 1701 и / или 1702 , которые обычно перенаправляют часть восходящего потока от оси Y к оси Z.Это перенаправление может уменьшить турбулентность потока при его перемещении от оси y к оси z и, таким образом, уменьшить эрозию соединительного элемента моста 230 и коротких катушек 238 . Нижние поверхности 1701 и / или 1702 могут быть вогнутыми, плоскими, коническими или любой другой конфигурации.

Теперь обратимся к фиг. 27A-27B, один или оба глухих фланца 245 могут включать отклонитель потока 310 с отклоняющей поверхностью 312 .Устройство для отклонения потока , 310, может быть в целом цилиндрическим с центральной осью вдоль оси z, как показано на фиг. 2. Отводящая поверхность 312 может быть криволинейной и предпочтительно вогнутой. Альтернативно, отклоняющая поверхность может быть вогнутой, плоской или любой другой конфигурации. Устройство , 310, для отклонения потока также может иметь множество отклоняющих поверхностей.

Когда жидкость протекает через короткие золотники 238 и в блоки с шипами 350 a и 350 b , она снова меняет направление, на этот раз с оси z на ось x, которая является соосной. с мостовыми катушками 255 a и 255 b .Этот переход также вызовет турбулентность и, следовательно, возможность эрозии внутри шипованных блоков 350 a и 350 b . При использовании альтернативного варианта выполнения глухого фланца 245 , как показано на фиг. 27A-27B, поток по оси z будет воздействовать на отклоняющую поверхность 312 , которая перенаправит часть потока с оси z на ось x и, таким образом, уменьшит эрозию шипованных блоков 350 а и 350 б.

Хотя нижние поверхности 1701 и 1702 и отклонитель потока 310 также могут испытывать эрозию, замена чашечного инструмента 260 , 1260 или 2260 или глухого фланца 245 намного проще и дешевле, чем замена перемычки соединителя 230 , коротких катушек 238 и / или шипованных блоков 350 a и 350 b.

Понятно, что в вышеизложенное могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки объема настоящего раскрытия.В нескольких примерных вариантах осуществления элементы и идеи различных иллюстративных примерных вариантов осуществления могут быть объединены полностью или частично в некоторых или всех иллюстративных примерных вариантах осуществления. Кроме того, один или несколько элементов и идей различных иллюстративных примерных вариантов осуществления могут быть опущены, по меньшей мере частично, и / или объединены, по меньшей мере частично, с одним или несколькими другими элементами и идеями различных иллюстративных вариантов. варианты.

Любые пространственные привязки, такие как, например, «верхний», «нижний», «верхний», «нижний», «между», «нижний», «вертикальный», «горизонтальный», «угловой», «верхний». , »« Вниз »,« из стороны в сторону »,« слева направо »,« справа налево »,« сверху вниз »,« снизу вверх »,« сверху », «Снизу», «снизу вверх», «сверху вниз» и т. Д., предназначены только для иллюстрации и не ограничивают конкретную ориентацию или расположение конструкции, описанной выше. Точно так же ссылки на общую форму некоторых компонентов, такую ​​как, например, «планарная» или «цилиндрическая», предназначены только для целей иллюстрации и не ограничивают конкретную конфигурацию конструкции, описанной выше.

В нескольких примерных вариантах осуществления, хотя различные этапы, процессы и процедуры описаны как проявляющиеся как отдельные действия, также могут выполняться один или несколько этапов, один или несколько процессов и / или одна или несколько процедур. в разном порядке, одновременно и / или последовательно.В нескольких примерных вариантах осуществления этапы, процессы и / или процедуры могут быть объединены в один или несколько этапов, процессов и / или процедур.

В нескольких примерных вариантах осуществления один или несколько рабочих этапов в каждом варианте осуществления могут быть опущены. Более того, в некоторых случаях некоторые особенности настоящего раскрытия могут использоваться без соответствующего использования других функций. Более того, один или несколько из описанных выше вариантов осуществления и / или изменений могут быть объединены полностью или частично с любым одним или несколькими из других описанных выше вариантов осуществления и / или изменений.

Хотя несколько примерных вариантов осуществления были подробно описаны выше, описанные варианты осуществления являются только примерными и не ограничивают, и специалисты в данной области техники легко поймут, что в примерных вариантах осуществления возможны многие другие модификации, изменения и / или замены без существенный отход от новых идей и преимуществ настоящего раскрытия. Соответственно, все такие модификации, изменения и / или замены предназначены для включения в объем этого раскрытия, как определено в следующей формуле изобретения.В формуле изобретения любые пункты «средство плюс функция» предназначены для охвата структур, описанных в данном документе как выполняющих указанную функцию, и не только структурных эквивалентов, но также и эквивалентных структур. Более того, заявитель явно намерен не ссылаться на 35 U.S.C. § 112, параграф 6, для любых ограничений любого из пунктов формулы изобретения, за исключением тех, в которых в формуле прямо используется слово «средство» вместе со связанной функцией.

Управление скоростью гидравлической системы

Скорость гидравлической системы определяется количеством подаваемого потока.Обычно для этого используются средства управления потоком. Хотя многие люди знают, что регулятор потока или отверстие ограничивают гидравлический поток в системе, они могут не осознавать, что размер отверстия — не единственная переменная, которая влияет на поток и, следовательно, скорость гидравлического привода, такого как цилиндр или гидравлический двигатель.

Фактически существует три переменных, которые влияют на расход: размер отверстия, разность давлений между входом и выходом отверстия и температура масла.

Рисунок 1. Чем выше значение давления на входе
на датчике A (по сравнению с датчиком B), тем жестче
поток проталкивается через отверстие.

Размер отверстия

Размер отверстия довольно прост. Чем больше отверстие, тем больше потока будет проходить через него. Многие регуляторы потока имеют регулируемый размер отверстия, поэтому поворот регулятора против часовой стрелки увеличивает поток, а поворот по часовой стрелке закрывает клапан, ограничивая поток и замедляя привод.

Перепад давления

Всякий раз, когда регулятор расхода регулируется таким образом, чтобы он ограничивал расход, всегда будет падение давления на отверстии. Любое ограничение потока вызывает создание противодавления перед клапаном. Чем больше перепад давления, тем больше потока пройдет через него. Рисунок 1 представляет собой хороший пример этого.

Рис. 2. Обозначение регулятора расхода с фиксированной диафрагмой

Температура масла

Вы можете заметить, что некоторые машины при запуске движутся медленнее, чем когда масло нагревается.Этого следовало ожидать, потому что чем выше температура масла, тем ниже будет вязкость масла. Более густое масло не может проходить через отверстие так быстро, как более жидкое масло.

Рис. 3. Символ управления расходом с переменным отверстием

Фиксированное отверстие

Регулятор потока с фиксированным отверстием (рис. 2) может быть или не быть надлежащим компонентом машины. По определению, это не что иное, как отверстие определенного размера, которое нельзя отрегулировать.Это может быть просто уменьшение размера строки. Иногда, когда 2-дюймовая гидравлическая линия соединяется с линией 1/4 дюйма, чертежник может представить это как фиксированное отверстие. Если вы снимите клапаны с коллектора, вы обнаружите, что в нем просверлены большие и маленькие отверстия. Символ управления потоком с фиксированным отверстием может представлять одно из меньших отверстий.

Он также может представлять собой отверстие, которое можно снять с коллектора с помощью шестигранного ключа. Какую бы форму он ни принял, его нельзя удалять и заменять регулятором потока с переменным отверстием.Дизайнер имел в виду кое-что особенное, когда требовал управления потоком с фиксированным отверстием. По какой-то причине дизайнер не захотел его настраивать. Его целью может быть синхронизация потока с более чем одним исполнительным механизмом, или это может быть сделано в целях безопасности, чтобы предотвратить слишком быстрое перемещение исполнительного механизма.

Рис. 4. Символ регулирования расхода с байпасным обратным клапаном

Регулируемая диафрагма

Символ регулятора расхода с переменным отверстием на рис. 3 имеет диагональную стрелку, указывающую на возможность регулировки.Его часто называют игольчатым клапаном, потому что в обычной конструкции используется коническая игла, которая закрывает клапан. Коническая игла называется нониусом. Назначение нониуса — сделать регулировку пропорциональной количеству оборотов, сделанных при регулировке. Общее количество оборотов между полностью открытым и полностью закрытым состояниями равно пяти, поэтому каждый полный поворот ручки изменяет размер отверстия на 20 процентов.

Ручные клапаны, такие как шаровые краны, задвижки и дроссельные заслонки, никогда не должны использоваться для управления скоростью в гидравлической системе.Эти типы клапанов могут быть открытыми или закрытыми. Если держать их частично открытыми в гидравлической системе высокого давления, они не смогут правильно сесть, и они не закроются полностью. Нониус специально разработан для регулировки расхода.

Существуют также регуляторы потока картриджного типа, которые устанавливаются в коллекторе или клапанном блоке. Хотя это не настоящие игольчатые клапаны, они имеют золотник, обрезанный для ограничения потока.

Регуляторы расхода с фиксированным или регулируемым отверстием нередко имеют встроенный байпасный обратный клапан (рис. 4).Управление потоком с байпасом ограничивает поток в одном направлении, но допускает свободный поток в противоположном направлении. Назначение этих элементов управления обычно состоит в том, чтобы обеспечить независимое управление скоростью движения вперед и назад.

Рисунок 5 . Символ регулирования расхода с компенсацией давления

Компенсация давления

Регулятор расхода с компенсацией давления (рис. 5) предназначен для поддержания постоянного расхода независимо от перепада давления на нем.Этот контроль используется в системах, где вес груза изменяется, но важно поддерживать постоянную скорость. Без функции компенсации давления более тяжелый груз будет двигаться медленнее, чем более легкий. Регулировка расхода с компенсацией давления доступна как с фиксированным, так и с регулируемым отверстием.

Температурная компенсация

Если температура окружающей среды меняется настолько, что влияет на производительность, ответ может заключаться в регулировании расхода с компенсацией температуры.Дополнительный символ немного похож на градусник. Этот элемент управления может быть дорогостоящим, поэтому его вряд ли можно будет найти, если он действительно не нужен. Регулятор расхода с температурной компенсацией будет поддерживать постоянный расход независимо от любых изменений вязкости масла. Он доступен как с фиксированным, так и с регулируемым отверстием, а также может использоваться для компенсации давления, если вес груза постоянно изменяется.

Когда меня вызывают, чтобы помочь диагностировать проблемы в системе, и проблема касается управления потоком, наиболее распространенной проблемой, которую я обнаруживаю, является установка неправильного типа управления потоком.Может случиться так, что управление потоком, указанное разработчиком, не учитывает определенные условия или что управление потоком было заменено одним из неправильных типов. Если контроль скорости важен для вашей работы, переключение на один из этих регуляторов потока может помочь.

NFPA — Преимущества Fluid Power

Гидравлические и пневматические системы имеют много преимуществ для машин, в которых они установлены.Это включает:

• высокое соотношение мощности к массе — Вы, вероятно, могли бы держать в ладони гидравлический двигатель мощностью 5 л.с., но электродвигатель мощностью 5 л.с. может весить 40 фунтов или больше.
• безопасность во взрывоопасных средах , потому что они по своей природе искробезопасны и могут выдерживать высокие температуры.
• сила или крутящий момент могут поддерживаться постоянными — это уникально для гидравлической трансмиссии
• высокий крутящий момент при низкой скорости — в отличие от электродвигателей, пневматические и гидравлические моторы могут создавать высокий крутящий момент при работе на низких скоростях вращения.Некоторые гидромоторы могут поддерживать крутящий момент даже при нулевой скорости без перегрева
• Жидкости под давлением могут передаваться на большие расстояния и через машины сложной конфигурации с небольшой потерей мощности
• Многофункциональное управление — один гидравлический насос или воздушный компрессор может обеспечивать питание многих цилиндров, двигателей или других приводов
• устранение сложных механических цепей зубчатых колес , цепей, ремней, кулачков и звеньев
• движение можно обратить почти мгновенно
  

Как гидравлические, так и пневматические системы широко используются в стационарной (промышленной) и внедорожной (мобильной) технике. Гидравлические системы широко используются, когда задействованы большие силы или крутящий момент. , например, подъем грузов весом в несколько тонн, дробление или прессование прочных материалов, таких как камни и твердый металл, а также копание, подъем и перемещение больших объемов земли. И хотя пневматика способна передавать большое усилие и крутящий момент, она более широко используется для быстро движущихся, повторяющихся приложений , таких как операции захвата и размещения, захваты и повторяющиеся захваты или штамповки. В обоих случаях электронные элементы управления и датчики были внедрены в гидравлические системы за последние несколько десятилетий.Эта электроника делает гидравлические и пневматические системы более быстрыми, точными и эффективными, более надежными и позволяет подключать их к статистическому управлению технологическими процессами и другим сетям управления заводским и мобильным оборудованием.

Гидравлические приложения

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

Сельское хозяйство:

Traction is King на виноградоуборочном комбайне
Аккумуляторы Beat Boom Bounce

Строительство:

Асфальтоукладчик
со скользящей опорой имеет все характеристики Smarts. Гидравлика
обеспечивает экскаватор с шарнирно-сочлененной рамой и широким диапазоном движений

Развлечения:
Электрогидравлика управляет гигантским слоном
Мюзикл «Человек-паук» использует силу гидравлики для управления и подъема ступеней и платформ

Острые ощущения на высоте, благодаря гидравлике

Морской и морской:

Крабовая лодка дает огромную экономию топлива

Wave Energy представляет новые задачи

Отходы и переработка:

Гидравлика делает мусоровоз быстрым, тихим и эффективным

Compact Motors Держите подметальные машины простыми

Прочие отрасли, в которых гидравлика имеет преимущество:

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

Дополнительные гидравлические приложения

Другие примеры использования гидравлики

Принципы гидравлики Онлайн-обучение

Пневматические системы

Автоматизация производства — крупнейший сектор пневматической техники , который широко используется для манипулирования продуктами при производстве, обработке и упаковке. Пневматика также широко используется в медицинском и пищевом оборудовании. Пневматика обычно рассматривается как технология подбора и установки, при которой пневматические компоненты работают согласованно, выполняя одну и ту же повторяющуюся операцию тысячи раз в день. Но пневматика — это намного больше. Поскольку сжатый воздух может иметь амортизирующий эффект, его часто используют для более мягкого
прикосновения, чем то, что обычно могут обеспечить гидравлические или электромеханические приводы.Во многих приложениях пневматика используется больше из-за ее способности обеспечивать контролируемое нажатие или сжатие, поскольку она предназначена для быстрого и повторяющегося движения. Кроме того, электронное управление может обеспечить точность позиционирования пневматических систем, сопоставимую с точностью гидравлических и электромеханических технологий.

Пневматика также широко используется на химических заводах и нефтеперерабатывающих заводах для приведения в действие больших клапанов. Он используется в мобильном оборудовании для передачи энергии там, где гидравлические или электромеханические приводы менее практичны или не так удобны, а также в автомобильных перевозках для различных функций транспортных средств.И, конечно же, вакуум используется для подъема и перемещения деталей и продуктов. Фактически, объединение нескольких вакуумных чашек в единую конструкцию позволяет поднимать большие и тяжелые предметы.
Ниже приведены истории болезни, размещенные на веб-сайтах отраслевых изданий, в которых описывается использование пневматики в различных областях:

Еда и напитки:

Пневматика обеспечивает надежность пищевой промышленности

Пневматика перемещает труднодоступные продукты

Парки развлечений и развлечений:
Инновации в тематических парках основаны на пневматике
Терминатор 2 3D: Пневматика вызывает трепет за кулисами
Пневматические приводы дополняют E.T. excitement
Пневматика: сила виртуальной реальности
Бионический кенгуру, оживший с помощью пневматики

Другие отрасли, в которых пневматика выгодна:

• Завод
  Автоматика
• Погрузочно-разгрузочные работы
• Медицинский
• Системы для внедорожных и дорожных транспортных средств
• Упаковка

Дополнительные пневматические приложения

Другие примеры применения пневматики

Основы пневматики Онлайн-обучение

Снижение затрат за счет
Пневматика Автоматизация

В этом руководстве с использованием тематических исследований и иллюстраций объясняется, как автоматизация пневматики может
снизить производственные затраты с минимумом вложений и сложностей.

Компоненты Fluid Power

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

Основные компоненты любой гидравлической системы:

• насосное устройство — гидравлический насос или воздушный компрессор для подачи жидкости в систему
• проводники жидкости — трубки, шланги, фитинги, коллекторы и другие компоненты, которые распределяют жидкость под давлением по системе
• клапаны — устройства, регулирующие расход жидкости, давление, пуск, останов и направление
• приводы — цилиндры, двигатели, поворотные приводы, захваты, вакуумные чашки и другие компоненты, которые выполняют конечную функцию гидравлической системы.
• вспомогательные компоненты — фильтры, теплообменники, коллекторы, гидравлические резервуары, пневматические глушители и другие компоненты, которые позволяют гидравлической системе работать более эффективно.

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

Член NFPA и каталог продукции —

где вы можете найти компании-члены NFPA вместе с кратким описанием их продуктов и услуг,
и где вы можете найти гидравлические и пневматические продукты, доступные от компаний-членов NFPA.

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

Образовательные ресурсы.

1016842-1 Блок Solar ™ и выпускной коллектор в сборе

{{#if this.product.prodBean.STCountryofOrigin}}
{{pageLabelMap ‘cc_ST_CountryOfOrigin’}}

{{this.product.prodBean.STCountryofOrigin}}

{{/если}}
{{#if this.product.prodBean.STHTC}}
{{pageLabelMap ‘cc_ST_HTC’}}

{{this.product.prodBean.STHTC}}

{{/если}}
{{#если это.product.prodBean.STECCN}}
{{pageLabelMap ‘cc_ST_ECCN’}}

{{this.product.prodBean.STECCN}}

{{/если}}
{{#if this.product.prodBean.STATEX}}
{{pageLabelMap ‘cc_ST_ATEX’}}

{{this.product.prodBean.STATEX}}

{{/если}}

Лучший способ прочитать гидравлическую схему — опытный инженер

Первое чтение гидравлической схемы — это
пугающая и запутанная вещь.Есть
так много символов, которые нужно идентифицировать, и линий, которые нужно отслеживать. Я надеюсь научить вас системному подходу
к чтению гидравлической схемы.

Основные шаги для
Чтение гидравлической схемы:

1. Определение типов линий
2. Определите, пересекаются ли линии с соединением или без него
3. Определите компоненты
4. Определите путь потока в обесточенном состоянии
5. Определите, что происходит при каждом клапане перемещен
6. Активируйте несколько клапанов одновременно, чтобы увидеть непреднамеренные последствия.

Итак, плюс в том, что, хотя мы используем гидравлику, многое из этого напрямую связано с пневматикой. Пневматика будет иметь несколько дополнительных компонентов, которые мы не используем в гидравлике, такие как масленки, осушители воздуха и пылесосы Вентури, но они похожи.

Приступим.

1. Определение типов линий

В гидравлической схеме каждый тип линии имеет уникальное значение. Кроме того, можно добавить цвета, чтобы обозначить назначение линии.На рисунке ниже показаны все основные типы линий. Базовая линия — это сплошная линия, представляющая шланг или трубку рабочего давления. Красная линия указывает на давление, а синяя линия указывает на возвратную линию низкого давления. В данном случае это всасывающая линия для насоса. Бирюзовые и зеленые пунктирные линии называются пилотными линиями или линиями слива в зависимости от их назначения. Обе показанные здесь линии являются пилотными. Пилотная линия — это линия высокого давления с низким расходом (1/4 галлона в минуту). Дренажная линия — это противоположная линия низкого давления с более высоким расходом.Наконец, желтая центральная линия вокруг некоторых символов является линией вложения или ограничивающей рамкой. Цель этой строки — показать, что все компоненты внутри находятся в одном клапанном блоке или коллекторе. Это сделано для упрощения идентификации в реальном мире.

2. Определите, пересекаются ли линии с или без
подключение

С этим есть небольшое противоречие. Раньше, если две линии пересекались, они были соединены. Если бы вы не хотели, чтобы линии соединялись, вы бы нарисовали горб на одной линии, добавив драматичности схеме.Что ж, по мере того, как все больше и больше людей прислушивались к совету Black Eyed Peas, говоря: «Вам не нужны драмы, драмы, нет, никакие драмы, драмы», стандарты были изменены. Теперь вам понадобится точка, чтобы обозначить пересекающиеся линии, которые соединяются. Если точки нет, значит, нет связи. Кто знал, что Black Eyed Peas на самом деле пели о гидравлических схемах? Итак, песня явно не имеет ничего общего с гидравликой. Честно говоря, изменение произошло потому, что было намного проще добавить точку, чем стереть линии и сделать горб.Лично мне нравится добавлять горбинки и использовать точку. При этом нетрудно догадаться, каковы были мои намерения. Точка означает, что они связаны, а горбинка — нет. Очень понятно любому, кто читает схему. На рисунке ниже представлена ​​эта концепция.

3. Определите компоненты

Определение компонентов — ключ ко всему процессу. Если вы поймете, что делает каждый компонент, вы сможете более четко увидеть, как они будут работать вместе.Другие списки гидравлических компонентов обычно просто говорят вам, что это такое. Этот список будет отличаться тем, что я расскажу о функциях, плюсах и минусах использования каждого из них. Поймите, что это ни в коем случае не исчерпывающий список, и новые компоненты разрабатываются постоянно.

Редукторы потока

В каждой гидравлической системе одна функция требует полного потока, а другая требует гораздо меньшего потока. Здесь на помощь приходят редукторы потока.Самый простой тип — это отверстие, которое представляет собой отверстие, просверленное в заглушке. Как вы понимаете, через отверстие можно протолкнуть фиксированное количество масла.

Отверстие

Игольчатый вентиль

Игольчатый клапан — это то, что вам нужно, если вам нужно отрегулировать поток. (Обратите внимание на стрелку для регулировки.) Эти компоненты хороши, если вам просто нужно ограничить поток, но на самом деле все равно, если у вас двунаправленный поток или избыточные нагрузки. Позволь мне объяснить. Если вы используете игольчатый клапан для ограничения скорости гидравлического двигателя, теоретически вы можете установить клапан только на один порт.Однако вы заметите, что вращая двигатель в одну сторону, вы получите гораздо лучшую производительность. Если пойти другим путем, вы увидите рывки по очереди. Причина этого — трение в двигателе и системе, которой он управляет. Конечно, средняя скорость была желаемой, но производительность — нет. Теперь я хотел бы описать два новых термина: измерение входа и выхода. Дозирование — это метод измерения жидкости, выходящей из клапана и поступающей в двигатель.Это приведет к снижению производительности, потому что мы полностью зависим от двигателя, чтобы справиться с трением. Иногда мы можем повернуть двигатель на 500 фунтов на квадратный дюйм, иногда на 1200 фунтов на квадратный дюйм. Что сказать? Учет — лучшее решение. Дозирование в (то есть в клапан) заставляет выходное отверстие двигателя поддерживать постоянное давление. Давление на входе все еще может сильно колебаться, но скорость двигателя останется постоянной. Чтобы выполнить измерение на обеих сторонах двигателя, мы больше не можем использовать игольчатый клапан, потому что поток будет измеряться дважды.

Регулируемый контроль потока

Управление потоком

Клапаны регулирования потока были разработаны для обеспечения неограниченного потока из клапана и дозированного обратного потока в клапан. Обратный клапан — это то, что обеспечивает неограниченный или «свободный поток». (Свободный поток снизу вверх). Они бывают как в регулируемой, так и в нерегулируемой конфигурации. Последняя мысль заключается в том, что эти клапаны будут выделять много тепла, особенно с поршневыми насосами прямого вытеснения. Вы можете свести к минимуму это, установив компенсированный клапан регулирования потока, который будет направлять обходную жидкость в резервуар вместо того, чтобы повышать давление до тех пор, пока предохранительный клапан не сработает.

Резервуары (или цистерны)

Существует два типа схем резервуаров: герметичный и негерметичный. Безнапорные, безусловно, наиболее распространены на рынке. Можно сделать вывод, что бак под давлением является закрытым.

С помощью резервуара вы также можете указать, хотите ли вы, чтобы масло возвращалось выше (вверху) или ниже (внизу) уровня масла в резервуаре. Честно говоря, я не знаю, зачем вам возвращать масло выше уровня масла.Это приводит к увеличению количества воздуха в жидкости (подумайте о аквариуме). Если в линию всасывания попадет слишком много воздуха, вы можете сделать вашу несжимаемую жидкость немного более сжимаемой, что приведет к снижению производительности. Ирония заключается в том, что я почти всегда вижу схему, указывающую на возврат масла выше уровня масла.

Подробнее:

4 важных компонента для каждой гидравлической системы и почему

Краткое руководство по основам гидравлических предохранительных клапанов и фильтров

Простое руководство по гидравлическим насосам и резервуарам

Фильтры и управление теплом

Жидкий фильтр

Система должна обслуживать все масло, и фильтрация является обязательной.Это ромб с пунктирной линией, указывающий на то, что жидкость должна проходить через какой-то экран. Многие фильтры также имеют подпружиненный обратный клапан, включенный параллельно, так что, если фильтр забит, масло будет проходить через обратный клапан.

Также важно поддерживать температуру масла. Если система предназначена для использования в холодном климате , необходимо использовать масляные обогреватели (справа). Стрелки указывают на символ, указывающий направление теплового потока.

Теплообменник

Системы контроля температуры

Теплообменник (вверху слева) используется для отвода тепла от системы; стрелки указывают.Существуют также системы контроля температуры , которые могут либо отклонять, либо добавлять тепло. Это представлено одной стрелкой, указывающей внутрь, и другой, указывающей. Важно отметить, что их можно включать и выключать по мере необходимости, так что активен только один или ни один.

Насосы и двигатели

Насосы и двигатели, вероятно, являются наиболее легко идентифицируемыми компонентами на схеме. Это всегда первый компонент, который я ищу, потому что именно здесь начинается волшебство.У насосов будут стрелки, указывающие на то, что энергия жидкости вытекает из насоса. На гидравлических моторах стрелки указывают внутрь.

Если насос приводится в действие электродвигателем, он может быть показан подключенным к нему. Направление вращения может быть показано. Помните, что направление вращения, показанное здесь, — по часовой стрелке, если смотреть на вал насоса, а не на вал двигателя. И насосы, и двигатели могут быть фиксированного или переменного рабочего объема.

Насос с фиксированным рабочим объемом с двигателем

Насос переменной производительности

Двигатель с переменным рабочим объемом

Одна крутая вещь заключается в том, что у вас действительно могут быть насосы и двигатели с двухсторонним движением.Мы можем понять, почему вам нужен двунаправленный двигатель, но почему насос? Двунаправленные насосы обычно соединяются напрямую с двигателем в замкнутой гидравлической системе. Вместо того, чтобы возвращать отработанное масло в резервуар, оно возвращается непосредственно в насос. Есть много применений лебедок, которые используют этот тип системы.

Как определить, правильно ли работает ваш гидравлический насос

Лучшее руководство по двухступенчатым гидравлическим насосам

Остерегайтесь жары! — Перегрев: скрытая опасность в гидравлической системе с компенсацией давления

Хороший совет по использованию гидравлического двигателя в качестве насоса?

Как минимизировать удары в гидравлической системе с закрытым центром

Двунаправленный двигатель с фиксированным рабочим объемом

Аккумуляторы

Двунаправленный насос переменной производительности

Аккумуляторы — это устройства для хранения масла под давлением.Это заметно в системах с очень высокой пиковой мощностью, но с низким рабочим циклом. Хорошим примером этого являются американские горки Top Thrill Dragster в Сидар-Пойнт. (изображение любезно предоставлено daveynin на Flickr). За несколько секунд требуется большая мощность, чтобы запустить эту машину через холм. Однако автомобили запускаются только каждые 60–120 секунд, так что все время между ними можно использовать для производства энергии и хранения ее в аккумуляторах до тех пор, пока она не понадобится. Аккумуляторы бывают двух типов: подпружиненные (обозначены пружиной) и газовые.

Цилиндры

Цилиндры — это линейные приводы, которые могут создавать большие силы в небольших объемах.

Обычно на схеме представлены три типа. Цилиндр одностороннего действия — это цилиндр, в котором гидравлическое масло подается только с одной стороны (обычно через канал), а его возврат осуществляется под действием силы тяжести или пружины. Разъем для бутылок — хороший тому пример.

Одиночное действие

Цилиндры двойного действия являются наиболее распространенными, и давление может быть приложено к любой стороне, чтобы заставить цилиндр выдвигаться или втягиваться.Поскольку площадь выдвижения и область втягивания у цилиндра двойного действия различаются, вы можете получить нежелательную производительность. Цилиндры с двойным штоком являются ответом на этот вопрос, потому что площадь одинакова с каждой стороны поршня.

Двойного действия

Двойной стержень двойного действия

Для дальнейшего чтения:

Простое руководство по разметке цилиндра для шарнирных сочленений

Калькулятор гидравлических или пневматических цилиндров Ultimate

6 секретов для синхронизирующих цилиндров

Не делайте этих ошибок с цилиндрами поршня, я сделал…

Как определить диаметр отверстия цилиндра без разборки

Клапаны регулирования давления

Контроль давления необходим во всех гидравлических системах.Каждая система должна иметь предохранительный клапан для защиты гидравлических и механических компонентов. На этом схематическом изображении жидкость под давлением находится на верхней стороне клапана. Если давление достаточно велико, чтобы преодолеть пружину, стрелка сместится, и в этом случае масло потечет в резервуар.

Однако мы можем немного изменить порты и получить другую производительность. Вместо того, чтобы направлять выходной поток в резервуар, мы можем заставить его приводить в действие что-то еще, например двигатель.Это клапан последовательности . Если у меня есть гидравлический сверлильный станок, когда поток включается в верхнюю часть, возможно, у меня есть зажим, который я хочу задействовать в первую очередь. Я мог подсоединить цилиндр к верхней боковой линии, и цилиндр зажал бы, чтобы создать давление. Двигатель может вращаться только после того, как будет создано достаточное давление.

Редукционный клапан также является важным гидравлическим элементом. В недавно разработанной мной системе одна сторона работала под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм, а другая — под давлением 400 фунтов на квадратный дюйм.Я включил редукционный / сбросной клапан там, где левый порт имел полное давление в системе 3000 фунтов на квадратный дюйм. Правый порт был настроен на пониженное давление 400 фунтов на квадратный дюйм. Если давление в этой линии повысится, это сбросит это давление в резервуар через нижний порт.

Клапаны удержания нагрузки

Любой клапан удержания нагрузки будет основан на какой-либо форме обратного клапана . Обратный клапан позволит потоку легко двигаться в одном направлении, но не в другом.Это здорово… если мы хотим удерживать груз вечно. Часто это не так, поэтому нам нужен способ обхода потока.

Пилот для открытия обратного клапана , обычно называемый PO Check , используется для смещения тарельчатого клапана. (Предупреждение о спойлере: в обратных клапанах не используются шарики, потому что их очень сложно сделать и они плохо уплотняются. Тарельчатый клапан — это сегмент конической формы, который уплотняется намного лучше.) Как правило, если в направляющем клапане используется рабочий порт A Для подъема груза рабочее отверстие B используется для опускания груза и снятия обратного клапана PO.

Если необходимо заблокировать оба направления, можно использовать двойной обратный клапан PO. Это коллектор, который объединяет два обратных клапана PO и упрощает необходимые внешние трубопроводы за счет включения поперечных пилотных линий.

Обязательно к прочтению: Дрейф: почему никогда не следует удерживать нагрузки с помощью гидрораспределителей

Уравновешивающие клапаны

Есть один серьезный недостаток использования обратного клапана PO: температура. Если вам необходимо удерживать нагрузку в обоих направлениях, проверка PO может действительно создать чрезвычайно большое давление.Представьте себе ситуацию, когда рано утром настраиваете устройство под нагрузку. Нагрузка и положение не меняются весь день, но температура становится на 30-40 ° выше. Масло будет расширяться, создавая давление, которое может превышать возможности двигателя или цилиндра. Это плохая ситуация. К счастью, нам на помощь приходит уравновешивающий клапан . Уравновешивающий клапан обеспечивает свободный поток в двигатель или цилиндр через обратный клапан, но на выходе есть специальный предохранительный клапан.Если давление в цилиндре слишком высокое, он будет сбрасывать давление (порт 2–1) до тех пор, пока клапан не закроется. Также имеется пилотный порт (порт 3), открывающий путь для обратного потока масла.

Замечательная вещь и вещь, которая вызовет много головной боли, — это то, что вы можете настроить производительность системы, воспользовавшись возможностью измерения доступной функциональности. Это контролируется двумя вещами: пилотным коэффициентом и пропускной способностью. У меня нет времени, чтобы вникать в это сейчас, поэтому мы оставим это для другой статьи.Уравновешивающие клапаны доступны в одинарной или сдвоенной конфигурации .

Если удержание груза по-прежнему важно в вашей конструкции, вам необходимо использовать клапан удержания нагрузки. Не используйте направленный регулирующий клапан для выполнения этой задачи!

Челночные клапаны

Челночные клапаны — это логические элементы, которые позволяют двум (или более) вещам сигнализировать о другом. Челночный клапан — это, по сути, два обратных клапана с одним шаром (да, тарельчатый, я знаю).Более высокое давление заставит тарелку закрывать сторону с более низким давлением и направить давление и / или поток по перпендикулярному пути. Компенсированные клапаны являются хорошим примером этого, где каждая секция клапана отправляет давление компенсатора обратно в насос, чтобы определить, какое давление необходимо. Давления сравниваются друг с другом с помощью челночных клапанов, и побеждает самое высокое давление.

Направляющие регулирующие клапаны

Гидрораспределители — это основа гидравлики.Это позволяет жидкостям изменять направление и пути потока. Эти клапаны отличаются своим положением и способами. Позиции — это количество дискретных конфигураций клапана. Пути — это количество портов клапана. Двухпозиционный двухходовой клапан будет использоваться для включения и выключения потока.

2 позиции, 2 пути

Трехпозиционный трехходовой клапан можно использовать для заполнения и разгрузки аккумулятора. Вы хотите, чтобы масло высокого давления заливало, а затем подключалось к каналу низкого давления для выпуска.

2 позиции, 3 пути

Двухпозиционный четырехходовой клапан может изменять направление жидкости, где вы можете изменить направление на двигателе или цилиндре. Эти клапаны могут иметь опцию soft shift (слева), где фантомное третье положение обеспечивает плавный переход , как показано пунктирными линиями между положениями. Это дополнительное положение связывает все порты вместе, чтобы нейтрализовать давление и минимизировать влияние импульса при реверсировании потока.

2 позиции, 4 пути

2 положения, 4 направления с плавным переходом

Трехпозиционный четырехходовой клапан предлагает положение выключения, чтобы система могла отдыхать.Это центральное положение может иметь множество конфигураций, которые могут удовлетворить практически любые требования. Пожалуйста, прочтите мою статью о гидрораспределителях для получения дополнительной информации.

3 позиции, 4 пути

Другое чтение

Избегайте использования сдвоенных центральных клапанов в серии

Подключение нескольких клапанов с открытым центром с использованием Power Beyond

Направленные регулирующие клапаны

— что должен знать каждый инженер

Краткое руководство по основам гидравлических предохранительных клапанов и фильтров

Привод клапана

Все позиционные клапаны должны быть задействованы для выполнения определенной функции.Начнем с механических приводов. Слева направо: кнопка , механическое действие, рычаг, ножной переключатель и механический переключатель . За исключением рычага и кнопки, их становится все труднее и труднее найти. За последние двадцать лет электроника настолько улучшилась, что прокладывать провода к электрическим датчикам намного проще и дешевле, чем шланги к гидравлическим компонентам.

Нажать кнопку

Рычаг срабатывания

Механическое действие

Ножной переключатель

Механический переключатель

Управляющее давление и электрическое срабатывание являются доминирующими силами на рынке и будут в течение некоторого времени.Электронные системы управления позволяют точно применять для срабатывания пилотного клапана (слева), где низкое давление сдвигает клапан, и с электропропорциональным срабатыванием . Правый схематический символ означает работу соленоида. Соленоид — это непропорциональный сигнал, который полностью перемещает клапан. Для пропорционального управления используются другие методы, и через символ будет нарисована стрелка.

Срабатывание управляющего давления

Срабатывание соленоида

Многие клапаны смещены в одном направлении или в центральное положение .Пружины — способ добиться этого. При всех этих элементах управления вам не нужно иметь срабатывание с обеих сторон.

Клапан с пружинным центрированием

Если вы не хотите, чтобы клапан двигался при отключении, вы можете добавить фиксаторов (в центре и справа), чтобы клапан оставался в том же месте. Детенты обычно представляют собой подпружиненный шар (да, настоящий шар), который фиксируется в канавке на золотнике клапана.

2-позиционный фиксатор

3-позиционный фиксатор

Прочие компоненты

Есть несколько компонентов, которые не попадают ни в какие категории, и я хотел бы поделиться ими.Манометры давления P являются наиболее распространенными. Они будут давать давление линии, в которой они установлены. Помните о влиянии потока в системе. Недавно мне пришлось перенести манометр, потому что падение давления из-за потока давало мне ложные показания. Я переместил датчик на интересующий меня компонент, и ложные показания прекратились.

Манометр

Указатели температуры похожи на термометры. Их можно размещать по всей системе, как манометры, но многие конструкции просто контролируют температуру резервуара с помощью смотрового указателя.Смотровой указатель (не показан) покажет уровень масла и, как правило, температуру в резервуаре.

Датчик температуры

Реле давления — это переключатели, которые изменяют состояние при достижении определенного давления. Обратите внимание, что гистерезис является проблемой для них, поэтому, если переключатель установлен на 400 фунтов на квадратный дюйм при подъеме, он может не отключиться до 350 фунтов на квадратный дюйм при падении. Они могут иметь нормально открытые и нормально закрытые конфигурации, а также фиксированные и переменные настройки давления.

Реле давления

Последний символ — ручной отсечной клапан .Обычно это устройства низкого давления, которые используются на всасывающей и обратной линиях рядом с резервуаром, чтобы облегчить замену масла и фильтра. Обязательно держите их открытыми. Иначе может случиться плохое.

Ручное отключение

Вау, символов действительно много, и, как я уже сказал, этот список не является исчерпывающим. Надеюсь, вы уже можете начать видеть, как некоторые из этих компонентов будут работать вместе, например, как гидрораспределитель будет управлять цилиндром.

4.Определите путь потока в обесточенном состоянии

Как я уже упоминал, я начинаю с поиска насоса (ов) на схеме. Проследите линии наружу от насоса, пока не дойдете до закрытого клапана. Повторяйте, пока не вернетесь к резервуару или не закончите путь. Затем я проверяю, есть ли в системе три других важных компонента. Убедившись, что все четыре компонента присутствуют и они исправлены, я начинаю смотреть на обесточенное состояние. Когда все компоненты деэгризованы, может ли поток вернуться в резервуар, или он создает давление в системе, или это где-то посередине? Я обычно прорисовываю это маркером.Если у меня есть насос с фиксированным рабочим объемом, я хочу, чтобы масло возвращалось в бак при почти нулевом давлении. Если у меня насос с переменным рабочим объемом, все пути потока должны быть заблокированы, а давление в нашем компенсаторе должно быть как минимум на 200 фунтов на квадратный дюйм ниже, чем в предохранительном клапане.

В Примере 1 (ниже) жидкость, протекающая через первую рабочую секцию, выходит через рабочий порт A и в коллектор справа. В этот момент остановлены все семь клапанов. Он также проходит через ограничитель давления и останавливается на гидрораспределителе.Эта система позволяет полностью нарастить давление и указывает на то, что нам нужен насос с регулируемым рабочим объемом и компенсацией давления, который у нас есть.

5. Определите, что происходит при перемещении каждого клапана

Теперь, когда мы идентифицировали наше обесточенное состояние, мы должны активировать компоненты один за другим. (Иногда может присутствовать активатор, который также необходимо активировать. Это относится к примеру 2). В каждом разделе отслеживайте, что происходит с давлением и потоком и каков желаемый результат.

Пример 1

Секция 1 коллектора уменьшит расход (расходомер) путем активации верхнего клапана для пилотного открытия большего клапана под ним. Затем он отправит поток через порт B, но не раньше, чем он будет отправлен через клапан управления потоком.

Если мы активируем Секцию 2 для создания давления в порту A, мы должны увидеть, как верхний клапан активирует больший клапан под ним. Этот поток выйдет из порта А и создаст давление в пилотном порте уравновешивающего клапана.За пределами коллектора есть два клапана управления потоком, которые будут управлять движением двигателя путем дозирования жидкости. Также имеется реле давления, которое укажет, остановился ли двигатель (мы ищем сигнал только тогда, когда порт B находится под напряжением). Остальные три порта клапана аналогичны, поэтому я не буду здесь вдаваться в подробности.

Два клапана справа за редукционным клапаном управляют цилиндром. Если правая катушка активирована на крайнем левом клапане, цилиндр будет медленно втягиваться под действием силы тяжести, измеряемой игольчатым клапаном.Однако, если клапан справа активирован, игольчатый клапан обходится, и цилиндр опускается намного быстрее.

Пример 2

Как уже упоминалось, на этой схеме изображен поршневой насос прямого вытеснения, и для того, чтобы могло произойти какое-либо движение, необходимо закрыть разгрузочный клапан. Это делается путем подачи питания на S7, что должно происходить с любым другим соленоидом.

Если мы подадим напряжение на S1 и / или S3, мы сможем втянуть левый и / или правый цилиндр выдвижения.Однако, когда мы активируем S2 и / или S4, мы не хотим выдвигаться до того, как все цилиндры внизу будут втянуты, чтобы избежать столкновения. Для этого мы используем челночный клапан, чтобы потоки из S2 и S4 не загрязняли друг друга. Затем поток продолжает оказывать давление на уравновешивающий клапан и втягивать все цилиндры.

Обратите внимание на центральное положение гидрораспределителя (3-позиционный / 4-ходовой), активируемого S5 и S6. Порты P и A заблокированы, но порты B и T подключены.Это сделано специально для того, чтобы у нас был путь для выхода масла из цилиндров. После того, как все эти цилиндры втянуты, только тогда будет достаточно давления, чтобы преодолеть клапан последовательности и выдвинуть цилиндр (ы) выдвижения.

При подаче питания на S5 все цилиндры втянуты, как это делают S2 и S4, но цилиндры выдвижения не выдвигаются из-за челночного клапана.

Когда S6 находится под напряжением, мы начнем выдвигать цилиндры предписанным образом.(Обратите внимание, что нас не волновало, как втягиваются цилиндры.) Поток будет выходить из рабочего порта B через клапан управления потоком. Поскольку у нас есть поршневой насос прямого вытеснения, мы не хотели, чтобы оставшееся масло проходило через предохранительный клапан. Мы сделали это, используя компенсированный контроль потока, чтобы наш дополнительный поток шел прямо в резервуар (порт 2) при значительно пониженном давлении. Отмеренная жидкость (порт 3) затем поступает к уравновешивающему клапану, где она свободно протекает через обратный клапан.

На этом этапе активирована Группа 1.Группа 1 состоит из двух горизонтальных зажимных цилиндров и может увеличиваться до 300 фунтов на квадратный дюйм. В этот момент активируется Группа 2, в которой задействованы четыре вертикальных и два горизонтальных зажима. При 400 psi активируется Группа 3 и так далее, пока мы не перейдем к Группе 6. Когда группа 6 активирована, если соленоид S8 не активен, он выдвинет цилиндр. Если S8 активен, секция не нажимается, и это не позволяет потоку достигать других секций. S8 запускается бесконтактным переключателем, который определяет длину заготовки.Если там есть материал, S8 отключится, и секция нажмет.

6. Активируйте несколько клапанов одновременно, чтобы увидеть непреднамеренные последствия.

Непредвиденные последствия очень трудно увидеть и предсказать. Настоящая задача здесь — извлечь уроки из них, чтобы не повторить их дважды. Распространенным явлением является подача питания на обе стороны распределителя. Обычно повреждений не происходит, но ваша система управления должна быть настроена таким образом, чтобы исключить эту опасность.При использовании релейной логики у вас может быть одно реле для включения питания клапана, а другое — для выбора направления.

В примере 1 , когда я активировал Раздел 1 и порт B Раздела 2, произошли непредвиденные последствия. Сейчас он смотрит на меня, но раньше было очень трудно увидеть, пока система не была построена. На двигателе у меня есть регулирующие клапаны для управления скоростью двигателя. Однако я хочу ограничить скорость двигателя перед его остановкой (важно место остановки.) Я делаю это, активируя Секцию 1 примерно за фут до точки остановки, таким образом уменьшая скорость. Однако уменьшенный расход ниже, чем у расходомера при регулировании расхода. Результатом является состояние низкого дозированного расхода, и мой двигатель переходит в положение остановки. Мы предпринимаем шаги, чтобы исправить это.

В , Пример 2 , двухпозиционные трехходовые клапаны должны быть сконфигурированы так, чтобы их положения были противоположны друг другу. Причина в том, чтобы предотвратить повреждение машины.Если обрыв провода к одному из соленоидов, дополнительные секции будут давить и могут вызвать потенциальное повреждение машины. Чтобы свести к минимуму этот риск, мы добавили дополнительную защиту проводам, проложили провода большего сечения, чем необходимо, и добавили проверку проводов в ежемесячный контрольный список профилактического обслуживания.

Заключение

Чтение схем — очень страшная вещь, но не забудьте расслабиться, вы умны, а мама и папа вас очень любят. Ты получил это! Просто работайте над этим медленно и не спешите задавать вопрос.Выполняя подобную работу, я часто жду, пока у меня не возникнет хорошая серия вопросов, прежде чем обратиться за помощью. Таким образом, я потрачу больше времени на работу со схемой, чтобы мои вопросы были подробными и не тратили время коллеги напрасно.

Когда вы овладеете навыком чтения отпечатков, вы сможете критиковать и создавать свои собственные системы. Не забывайте использовать системный подход и всегда проверять свою работу перед покупкой компонентов. Итак, возьмите свои маркеры и найдите схемы для анализа!

Связанные

% PDF-1.4
%
111 0 объект
>
эндобдж

xref
111 118
0000000016 00000 н.
0000003572 00000 н.
0000003775 00000 н.
0000003834 00000 н.
0000003888 00000 н.
0000003937 00000 н.
0000003977 00000 н.
0000004444 00000 н.
0000004519 00000 н.
0000004690 00000 н.
0000004825 00000 н.
0000004960 00000 н.
0000005095 00000 н.
0000005230 00000 н.
0000005365 00000 н.
0000005500 00000 н.
0000005644 00000 п.
0000005787 00000 н.
0000005932 00000 н.
0000006067 00000 н.
0000006670 00000 н.
0000006707 00000 н.
0000006734 00000 н.
0000006761 00000 н.
0000007150 00000 н.
0000007716 00000 н.
0000007743 00000 н.
0000008374 00000 н.
0000008401 00000 п.
0000010318 00000 п.
0000010448 00000 п.
0000011042 00000 п.
0000011069 00000 п.
0000012855 00000 п.
0000012998 00000 н.
0000013136 00000 п.
0000013163 00000 п.
0000013538 00000 п.
0000015114 00000 п.
0000016888 00000 п.
0000016915 00000 п.
0000017060 00000 п.
0000017511 00000 п.
0000019318 00000 п.
0000021051 00000 п.
0000022533 00000 п.
0000034966 00000 п.
0000036597 00000 п.
0000036667 00000 п.
0000036764 00000 н.
0000041923 00000 п.
0000042208 00000 п.
0000042685 00000 п.
0000042755 00000 п.
0000042851 00000 п.
0000044757 00000 п.
0000045043 00000 п.
0000081980 00000 п.
0000082241 00000 п.
0000082690 00000 н.
0000083131 00000 п.
0000083416 00000 п.
0000083486 00000 п.
0000083586 00000 п.
0000111036 00000 н.
0000111872 00000 н.
0000112290 00000 н.
0000117179 00000 н.
0000117273 00000 н.
0000117343 00000 н.
0000117413 00000 н.
0000117504 00000 н.
0000137947 00000 н.
0000138232 00000 н.
0000138490 00000 н.
0000138744 00000 н.
0000138814 00000 н.
0000138884 00000 н.
0000138977 00000 н.
0000162653 00000 н.
0000162942 00000 н.
0000163279 00000 н.
0000163376 00000 н.
0000163643 00000 н.
0000163713 00000 н.
0000163806 00000 н.
0000200718 00000 н.
0000200997 00000 н.
0000201382 00000 н.
0000201409 00000 н.
0000201902 00000 н.
0000201942 00000 н.
0000201982 00000 н.
0000202022 00000 н.
0000202062 00000 н.
0000202102 00000 н.
0000202142 00000 н.
0000202214 00000 н.
0000202301 00000 н.
0000202402 00000 н.
0000202442 00000 н.
0000202554 00000 н.
0000202594 00000 н.
0000202697 00000 н.
0000202737 00000 н.
0000202843 00000 н.
0000202883 00000 н.
0000202987 00000 н.
0000203027 00000 н.
0000203130 00000 н.
0000203170 00000 н.
0000203279 00000 н.
0000203319 00000 н.
0000203428 00000 н.
0000203468 00000 н.
0000203569 00000 н.
0000203609 00000 н.
0000002656 00000 н.
трейлер
] / Назад 1539712 >>
startxref
0
%% EOF

228 0 объект
> поток
hb«b`Nc`g«ef @

Клапаны управления потоком — гидравлическая символика 204

Джош Косфорд продолжает свою серию статей о гидравлических символах, здесь подробно рассмотрев клапаны управления потоком. Остальное см. здесь.

Автор: Джош Косфорд, редактор

Слова клапаны управления потоком в широком смысле описывают любой гидравлический компонент, способный уменьшать объем жидкости ниже по потоку относительно себя по отношению к входу. Само собой разумеется, что клапан управления потоком только уменьшает поток, поскольку законы природы остаются неизменными. Способы изменения расхода значительно различаются, и в зависимости от выбора клапана и его расположения эффект может быть значительным.

Самым простым из регуляторов расхода является фиксированное отверстие, рис. 1.При высверливании фитинга образуется элементарное отверстие, поскольку уменьшенное поперечное сечение препятствует потоку. Отверстие — это не отрезок водопровода, а это плохой и неэффективный способ управления потоком. Отверстие должно быть как можно короче по глубине, но при этом оставаться достаточно прочным, чтобы выдерживать воздействие давления.

Нарисуйте фиксированное отверстие одним из двух способов, как показано на рисунке 1. Первый и наиболее распространенный метод показывает путь потока, окруженный направленными наружу пологими дугами. Они означают плавное сжатие жидкости, но в действительности гидравлические компоненты редко оттачиваются так плавно.Второй символ с вершинами, обращенными внутрь, обозначает менее распространенный метод рисования фиксированного отверстия, хотя лично я предпочитаю его.

Фиксированные диафрагмы обычно используются для заводских настроек в насосах, коллекторах и клапанах, но не обеспечивают возможности настройки пользователем. Регулируемое отверстие обеспечивает способ управления размером зазора между иглой и ее седлом, тем самым изменяя скорость потока через себя. К символу просто добавляется диагональная стрелка , обозначающая возможность регулировки в символах гидравлической энергии.Как и в случае с большинством символов, метод изменения расхода в физическом клапане в остальном не имеет отношения к символу. Кроме того, регулируемый символ также не гарантирует, что скорость потока будет даже отрегулирована, если на входе не предусмотрены средства для уменьшения или обхода потока, иначе назначенного клапану. В конце концов, мы говорим о объемном вытеснении, и в системе с фиксированным насосом жидкость должна идти где-то .

Классическая гидравлическая теория

учит нас, что они не будут клапанами регулирования потока , если и пока не будет обратный клапан обратного потока, как в последнем примере на Рисунке 1.Обратный клапан блокирует восходящий поток через этот символ клапана, вдавливая шар в седло, когда поток присутствует в нижнем отверстии. Обратный поток позволяет шару подниматься и обходить обратный клапан, хотя значительная часть потока по-прежнему будет проходить через отверстие, так как перепады давления через отверстие и обратный клапан будут точно равны друг другу. Диагональная стрелка показывает нам, что этот регулирующий клапан является регулируемым расходом.

Хотя эта серия статей посвящена символам больше, чем каким-либо принципам гидравлической энергии, важно понимать взаимосвязь с давлением и потоком.В любом контуре, где ограничение, диафрагма или регулятор потока уменьшают поток, давление увеличивается. Кроме того, в любых обстоятельствах, когда давление на выходе высокое, уменьшается возможность протекания через измерительное устройство. Важный термин, который следует запомнить, — это падение давления , которое представляет собой сравнение давления на входе и выходе через объект. Любое изменение расхода или падения давления может иметь положительные или отрицательные последствия для работы системы.

Четыре символа, описанные до сих пор, представляют клапаны, скорость потока которых определяется перепадом давления через них, и при повышении или падении давления ниже по потоку расход изменится обратно пропорционально.Чтобы обойти эту проблему, была создана концепция под названием с компенсацией давления , в которой используется хитроумная технология для стимулирования потока при повышении давления на выходе, тем самым обеспечивая стабильный расход независимо от нагрузки или колебаний давления подачи.

Первый символ на рисунке 2 обозначает упрощенную версию регулирования расхода с компенсацией давления и температуры. Этот символ включает дуги диафрагмы, стрелку переменной скорости и обратный клапан, как и в случае стандартного регулятора потока.Однако добавление стрелки, направленной вверх, говорит нам о компенсации давления. Я не могу сказать вам этимологию, связанную с этим выбором графики, но, тем не менее, это стандартная практика. Более понятным является символ температурной компенсации, который выражается в виде бокового термометра. Температурную компенсацию также можно назвать компенсацией вязкости, потому что это всего лишь функция, которая позволяет клапану управлять расходом, несмотря на изменяющуюся вязкость масла.

Разделение потока насоса обеспечивает питание двух подсхем, и здесь может пригодиться управление потоком с приоритетным типом .Также известный как «3-х портовый» регулятор потока, он будет направлять жидкость из порта 1 в 2 с фиксированной скоростью, зависящей от настройки отверстия, а вся избыточная жидкость отправляется в байпас через порт 3. Эту жидкость можно слить в резервуар. или используется для реальной работы. Важно отметить, что поток на порту 3 может поддерживаться только тогда, когда входящий поток превышает установленное значение. Например, если для порта 2 задан расход 8 галлонов в минуту при входящем потоке 10 галлонов в минуту, 2 галлона в минуту будут проходить в обход порта 3. Однако, если входящий поток упадет ниже 8 галлонов в минуту, весь поток теперь будет перемещаться в порт 2, оставляя ничего для обхода порта 3.

Последний символ, показывающий подробное представление регулятора расхода с компенсацией давления, становится сложным, но если вы останетесь со мной, вы поймете. Переменное отверстие и обратный клапан говорят сами за себя, но добавленный ниже по потоку символ компенсатора многое говорит о себе. Порт 1 перед отверстием соединен с огибающей стороны b компенсатора, на которой показаны символы «T» для блокировки потока в обоих портах. Порт 2 подключается после регулируемого отверстия и подает свою пилотную линию к огибающей на стороне b компенсатора, но это показывает, что он нормально течет в нейтрали.Порт 3 клапана просто соединяет всю сборку, обходит полезные детали и обеспечивает свободный поток в обратном направлении; настоящий контроль потока.

Компенсатор показан как двухпозиционный клапан, но это скорее золотниковый клапан с бесступенчатой ​​регулировкой, который измеряет между расходом больше или меньше. Компенсатор смещен пружиной, которая обеспечивает усилие 90 фунтов на квадратный дюйм, добавляемое к тому, что передается из порта 2. Когда поток проходит через клапан, компенсатор сравнивает давление в портах 1 и 2 регулируемого отверстия.Давление в канале 1 всегда будет выше, поэтому управляющее давление вынуждает закрывать компенсатор до тех пор, пока давление на канале 1 не будет соответствовать давлению пружинного клапана 90 фунтов на квадратный дюйм. Поток через регулируемое отверстие всегда будет соответствовать тому перепаду давления в 90 фунтов на квадратный дюйм, который достигается самим собой, независимо от его настройки.

Если мы воспользуемся примером насоса, способного производить 12 галлонов в минуту, и компенсатора или предохранительного клапана на 3000 фунтов на квадратный дюйм, давление на входе 1 составит 3000 фунтов на квадратный дюйм. Предположим, нам нужно 10 галлонов в минуту при падении давления 90 фунтов на квадратный дюйм, поэтому мы настраиваем наше отверстие в соответствии с требованиями.Поскольку компенсатор установлен и хочет видеть разницу в 90 фунтов на кв. Дюйм между портами 1 и 2, давление в порте 2 закроет компенсатор, чтобы заблокировать поток, пока давление в порте 2 не достигнет 2 910 фунтов на квадратный дюйм. В этот момент через клапан будет протекать 10 галлонов в минуту, в то время как насос либо сбросит 2 галлона в минуту через предохранительный клапан, либо немного уменьшит угол наклонной шайбы.

Если давление на выходе повышается до 1500 фунтов на кв. Дюйм, давление в канале 2 увеличится, что приведет к открытию клапана, и компенсирует повышение давления на выходе.То, что обычно приводит к меньшему потенциалу потока при заданной «дельте P», теперь приводит к открытию компенсатора для снижения противодавления ниже по потоку. Компенсатор работает как редукционный клапан в обратном направлении; по мере увеличения давления он открывается шире, пропуская на больше потока , который обычно теряется из-за пониженного перепада давления.