Установка сантехнического оборудования в доме, на предприятии или в муниципальном учреждении обычно проводится по всем правилам обслуживания и эксплуатации. Большинство потребителей приобретают сантехнику от надежных производителей, но некоторые факторы могут вывести из строя любую технику. Например, перепады давления воды в системе водообеспечения часто становятся причиной поломки приборов. Для решения этой проблемы стоит установить регулятор давления воды.

Что такое регулятор давления воды, в чем принцип его работы

Регулятор, или редуктор давления воды (РДВ) - это специальный регулирующий прибор для сантехники, который поддерживает в норме давление воды. Резкие изменения напора могут не только испортить дорогостоящую технику, но и повредить ремонт в квартире или доме, что приводит к новым расходам. Механизм редуктора способен снизить силу подачи жидкости до нормального уровня и предотвратить гидравлический удар.

Существует два типа конструкции РДВ, отличающихся направлением регуляции:

1. от себя - работает в трубопроводе, установленном на отводе сантехники;
2. до себя - работает на магистрали по направлению к сантехническим приборам.

Принцип действия обоих типов заключается в изменении сечения клапана. При стабильном давлении, не превышающем норму, рабочий клапан держится открытым. Незначительные скачки провоцируют автоматическое перекрытие клапана, что уменьшает напор и снижает риск поломки труб водоотведения.

• латунный или стальной корпус (1) с крышкой (2) и пробкой (3);
• регулирующий болт для настройки механизма (4);
• гайка для фиксации болта (5);
• шток поршня (6, 13) с цилиндром (8);
• механические пружины (7);
• мембрана (9) с распределительным кольцом (10) или поршень в механической модели;
• рабочий клапан, состоящий из винта (11) и прокладки (12);
• уплотнитель (14) и демпферная камера для заглушки (15).

Также редукторы, в зависимости от производителя и назначения, комплектуются дополнительными элементами - воздушными клапанами, фильтром, манометром, шаровым краном.

Регуляторы горячей и холодной воды бывают статическими и динамическими. Первые поддерживают настроенный уровень давления на постоянной основе, вторые предназначены для непрерывного водоснабжения и потока. Редукторы применяются в бытовом и промышленном коммунальном водообеспечении, на насосных станциях и в пожарных службах, а также на водозаправках и станциях мелиорации.

Какие бывают виды регуляторов в системе водоснабжения

Современные магазины предлагают купить редукторы давления воды любого вида и назначения. Существует несколько классификаций видов РДВ.

Регуляторы, отличающиеся внутренним устройством и принципом работы:

• поршневые - механические приборы, востребованные благодаря низкой цене и простоте в использовании;
• мембранные - более мощные и дорогие приборы, работающие от пружин и диафрагмы.

Виды регуляторов по способу управления:

• электронные - оборудованы электродатчиком, который сканирует давление для активации помпы;
• автоматические - оснащены блоком с пружинами и гайками, восприимчивыми к перепадам напора.

Поршневой редуктор работает от пружин, поршня и вентиля, которые в зависимости от напора контролируют работу золотника. Плюсами такой конструкции являются доступная стоимость, легкость установки и простой надежный механизм. Из минусов стоит отметить высокую чувствительность к загрязнениям и трение деталей.

Мембранный редуктор характеризуется повышенной пропускной способностью, отличной производительностью и длительным сроком эксплуатации без поломок. Прибор работает от подпружиненной диафрагмы, которая расположена в специальном герметичном отсеке. Такие устройства имеют высокую цену, но она оправдывается мощными техническими характеристиками.

Также существуют проточные регуляторы , которые используются редко, но обладают хорошими свойствами. В них отсутствует подвижный механизм - внутренняя конструкция представляет собой многочисленные протоки и отсеки. Вода, поступая в такой лабиринт, замедляет скорость движения, что снижает ее давление и защищает сантехнику от гидроудара.

Технические характеристики популярных моделей РДВ

Вид регулятора	Диаметр подключения (дюйм)	Пределы регулировки давления (Бар)	Пропускная способность (м³/час)	Номинальный расход воды (м³/)
С фильтром и манометром	1/2	2-5	1,40	0,95-1,27
С фильтром и манометром	1/4	2-5	2,44	1,70-2,27
Ограничитель расхода	1/2	2-4	1,98	0,95-1,27
Мембранный	1/2	0,5-7	1,85	0,95-1,27
Мембранный	3/4	0,5-7	2,60	1,70-2,27
Поршневой	1/2	1-4,5	1,60	0,95-1,27
Поршневой	3/4	1-4,5	2,61	1,70-2,27
Поршневой	1	1-4,5	3,34	2,65-3,53
Поршневой	1 ¼	1-4,5	4,89	4,34-5,79
Поршневой	1 ½	1-4,5	7,85	6,78-9,00
Поршневой	2	1-4,5	10,8	10,6-14,1
Поршневой с манометром	1/2	0,5-5,5	1,6	0,95-1,27

Установка регулятора РДВ

Монтаж редуктора давления воды рекомендуется доверять специалистам и опытным мастерам. Только так можно получить гарантию надежной долговечной работы прибора без внепланового ремонта. Если есть практический опыт в установке сантехники или измерительной техники на трубы, можно установить РДВ своими руками.

Порядок монтажа редуктора в квартире:

1. Отключите и перекройте воду по всему стояку. При необходимости оповестите соседей о временном выключении.
2. На трубу между шаровым запорным краном и счетчиком поставьте входной вентиль.
3. За счетчиком прикрепите систему фильтрации крупных частиц.
4. Установите прибор регуляции на горизонтально расположенную трубу.
5. Проведите герметизацию всех мест соединения деталей, используя герметик.
6. Отрегулируйте положение манометра, чтобы циферблат хорошо просматривался.
7. Подключите установленный РДВ к шаровому крану, проверьте слаженность работы устройства.

Монтаж РДВ в частном загородном доме незначительно отличается от квартирного. Чтобы не допустить гидравлического удара и срыва сантехнического оборудования в доме, следует ставить регулятор сразу за счетчик, после чего устанавливать обратный клапан, фильтр и кран.

Чтобы выбрать надежное устройство для регулировки напора воды, необходимо знать некоторые параметры, которые следует учитывать:

• Пропускная способность. Для бытового использования рекомендуется 0,1-0,15 м³/час, для коммерческого - 0,2-0,3 м³/час, для промышленного - свыше 0,3 м³/час.
• Допустимые потери давления. При небольшом водопотреблении считается нормой 1-2,5 Бар, при среднем - 2-5 Бар, при повышенном - 4-7 Бар.
• Диаметр проходного сечения. Измеряется в дюймах и зависит от назначения. Для жилых зданий диаметр должен составлять ½-¼ дюймов, для промышленных - от ¾ до 2 дюймов.
• Способ подключения. Бывает фланцевое и резьбовое (муфтовое) соединение деталей, которые отличаются типом крепления и стоимостью.

Если встал выбор - ставить или нет регулятор давления воды, ответ однозначный - ставить. Прибор полностью оправдывает свою стоимость, а потребители отмечают массу преимуществ установки РДВ:

• надежная и долговечная устойчивость сантехники к гидравлическим нагрузкам и перепадам силы напора;
• длительная сохранность сантехнического оснащения в доме, квартире или на предприятии;
• экономия финансов ввиду уменьшения используемой воды;
• отсутствие шума в трубопроводе и при работе редуктора;
• стабильное давление на выходе независимо от уровня входного.

Обзор лучших производителей редукторов

На российском рынке представлен огромный ассортимент водорегулирующих приборов от различных компаний-производителей. Некоторые из них за долгие годы продаж доказали свой авторитет и компетентность в изготовлении РДВ.

1. VALTEC . Итальянская фирма, имеющая официальное представительство в России. Производственные процессы полностью автоматизированы, что исключает человеческий фактор. Имеется собственная лаборатория для испытания функционала продукции.
2. HONEYWELL . Концерн из Германии, появившийся в России 45 лет назад. Мировую известность получил благодаря современным разработкам в сфере инженерных коммуникаций, энергетических ресурсов, нефтеперерабатывающей и космической промышленности;
3. ICMA . Главный офис и завод компании находятся в Италии, откуда поставляется в российские города продукция для водообеспечения, отопления, вентиляции, кондиционирования. Руководство уделяет особое внимание сырью и материалам, что ценят покупатели.
4. AQUASFERA . Известная российская фирма специализируется на изготовлении и продаже регулирующей, запорной и предохранительной арматуры, а также поставляет клапаны, фитинги, фильтры и трубы в большинство городов России.
5. WATTS . Компания из США со множеством филиалов в странах Европы, которая ориентирована на производство устройств для контроля, очистки, поставки и потребления водных ресурсов. Продукция торговой марки предназначена как для жилого, так и для промышленного сектора.

Также стоит отметить такие ведущие мировые бренды, как FADO, DANFOSS, GIACOMINI, «ЭДД», «АЛЬТАИС». Особенно востребована инженерно-коммуникационная продукция компании VALTEC, которая отличается стабильными техническими характеристиками, длительным сроком эксплуатации и доступной ценой. Вы можете купить регуляторы давления воды VALTEC у нас, официального представителя торговой марки.

Одной из значимых частей любой промышленных систем являются регуляторы уровня жидкости. Они отвечают за подачу жидкого хладагента в емкость, в которой он поддерживается на должном уровне. Системы регулирования уровня жидкости бывают высокого (HP LLRS)и низкого (LP LLRS) давлений.

Основные отличия системы регулирования жидкости высокого давления:

• поддержание уровня жидкости на линии конденсации;
• наличие ресивера небольшого объема или его полное отсутствие;
• критическая заправка хладагента;
• применяется в водоохладителях небольшого объема (морозильные камеры небольшого объема).

Основные отличия системы регулирования жидкости низкого давления:

• уровень жидкости находится на линии кипения;
• используемый в системах ресивер должен быть большого объема;
• значительная заправка хладагента;
• применение в децентрализованных системах.

Системы регулирования уровня жидкости высокого давления (HP LLRS)

Рассчитывая систему HP LLRS, необходимо учитывать основополагающие факторы. Во-первых, по мере образования жидкости в она направляется в сторону низкого давления – в . Во-вторых, жидкость, поступающая из конденсатора, не переохлаждена (или переохлаждена незначительно). Это важно учитывать, поскольку она направляется в сторону низкого давления, и при потерях давления в будет испарятся, что является причиной снижения ее расхода.

Для уверенности, что система будет заправлена необходимым числом хладагента, следует объему заправки уделить должное внимание. Если в систему будет заправлено большее количество хладагента, то возникает вероятность затопления испарителя (), и попадания ее в компрессор, в результате чего может возникнуть гидравлический удар. При недостаточном количестве жидкого хладагента в системе пострадает испаритель. Нжно правильно рассчитать объем сосудов низкого давления теплообменника-испарителя, чтобы они были достаточно заполнены необходимым количеством хладагента, с целью исключения риска гидравлического удара.

Учитывая данные особенности, отметим, что систему HP LLRS лучше всего использовать в установках с небольшой заправкой (небольшие морозильники, водоохладители и пр.). Например, в водоохладителях, зачастую, не используют ресиверов и даже при необходимости подачи масла в маслоохладитель или монтажа пилота, их устанавливают небольшого размера.

В больших установках для регулирования уровня жидкости высокого давления вместо пилотных вентилей для основного вентиля PMFH применяют поплавковые SV 1 и SV 3. Как только уровень жидкости в ресивере превышает норму, то поплавковый вентиль SV 1 направляет сигнал на открытие в основной вентиль PMFH.

При использовании конденсатора в виде пластинчатого теплообменника, уровень жидкости можно регулировать поплавковым вентилем HFI (1). В некоторых ситуациях возникает необходимсть соединения выпускной трубы в сторону высокого давления. Благодаря такому несложному приему можно достичь желаемой производительности, даже если вентиль HFI находится на расстоянии от конденсатора.

Во время планирования схемы системы регулирования уровня жидкости сигнал направляется или от реле AKS 38 (двухпозиционное реле уровня жидкости) или от датчика AKS 41 (датчик уровня жидкости). Сигнал принимает электронный контроллер ЕКС 347, регулирующий инжекторный клапан.

Для регулирования подачи жидкости могут использоваться:

• регулирующий вентиль AKVA с широтно-импульсной модуляцией. Применяется данный вентиль только в системах, в которых допустима пульсация давления;
• вентиль REG, выполняющий роль регулирующего вентиля, а также соленоидного с двухпозиционным регулированием;
• модулирующего вентиля ICМ с электроприводом ICAD.

Согласно приведенной схеме датчик уровня жидкости AKS 41 (6) направляет сигнал на контроллер уровня жидкости ЕКС 347 (5). В качестве регулирующего вентиля служит вентиль с электроприводом ICМ (3).

Система регулирования уровня жидкости низкого давления (LP LLRS)

Разрабатывая такую систему как LP LLRS, следует особое внимание уделять двум факторам: ресиверу и уровню жидкости. Подбирая ресивер для такой системы, необходимо учитывать, что его размеры должны быть довольно большими, чтобы накапливать жидкий хладагент из испарителей. Объем жидкого хладагента меняется с изменением тепловой нагрузки. Одни из испарителей могут дренироваться во время оттаивания, а другие - быть закрытыми для техобслуживания.

В сосудах низкого давления (кожухотрубный испаритель) уровень жидкости должен находится на одинаковом уровне. Данный фактор свидетельствует о стабильной работы системы. Если уровень в отделителе жидкости слишком высокий, то это может стать причиной гидравлического удара в компрессоре. При низком уровне жидкости возникает вероятность кавитации в насосах системы циркуляции хладагента.

Учитывая данные факторы, отметим, что системы регулирования уровня жидкости низкого давления преимущественно применяются в децентрализованных системах охлаждения, поскольку имеют несколько испарителей и высокий уровень заправки хладагента (холодильные склады). Установки подобного рода с системой LP LLRS работают стабильно, даже в том случае, когда объем необходимого для заправки хладагента сложно определить.

В свою очередь системы регулирования уровня жидкости высокого давления (HP LLRS) используются в компактных установка (водоохладителях). По сравнению с системами LP LLRS они меньше стоят, а также отличаются большей надежностью и безопасностью.

Выводы

Водоснабжение жилища относится к сложным гидротехническим сооружениям, организация которых должна проводиться по всем правилам.

Аварии в системе могут происходить как из-за ошибок при монтаже труб или сантехнических приборов, так и вследствие нарушения правил эксплуатации. К последним относится и такое распространенное явление, как скачки давления в трубопроводе, для борьбы с которыми применяются специальные приборы ― регуляторы давления.

Назначение регуляторов давления

Приборы способны выполнять одновременно ряд важных функций. Первая из них – предупреждение повышения давления. Практически все бытовые сантехнические приспособления способны работать в режиме до 3 атм. Превышение этого параметра чревато перегрузками для системы водоснабжения дома. Как результат, заметно снижается срок работы функциональных узлов на стиральных и посудомоечных машинах, уменьшается надежность соединительных переходников, прокладок.

Регуляторы давления предотвращают гидравлические удары. Речь идет о резких перепадах давления воды, возникающих из-за неполадок насосного оборудования или неправильного использования задвижек. Гидроудары могут приводить к весьма плачевным последствиям, включая порывы трубопровода и поломки котельных агрегатов. Иногда скачки давления настолько большие, что взрывается бойлер.

Еще одной полезной функцией выступает экономный расход воды. Регулируя давление воды , можно существенно снизить ее потребление. Например, если уменьшить напор с 6 до 3 атм, экономия может достигнуть 20-25% (во время открывания крана будет выпускаться струя меньшего объема).

Гидрорегуляторы помогают уменьшить шум при использовании смесителей и кранов. Причина надоедливого гудения арматуры кроется в повышенном давлении, из-за чего напор воды после открывания вентиля приобретает граничную силу. Благодаря регулятору давление воды становится стабильным и уменьшается до оптимальных значений.

В случае порыва трубопровода водные потери снизятся, поскольку прибор реагирует на падение давления снижением водоподачи. В основном регуляторами (редукторами) оснащаются системы водоснабжения частных домов, где они в паре с гидроаккумулятором коммутируются к циркуляционному насосу.

Особенности устройств

Регуляторы давления воды представлены на рынке сантехнического оборудования несколькими разновидностями. По месту установки приборы разделяются на две группы:

• «до себя». Напряжение потока стабилизируется перед редуктором;
• «после себя». Водяное давление стабилизируется за точкой установки.

Вне зависимости от принципа работы, любое реле давления состоит из следующих конструктивных элементов:

• клапана (поршня). Выполняет функцию сердцевины прибора;
• пружины (мембраны);
• корпуса. Может быть чугунным, латунным или стальным.

Кроме стандартного набора деталей, некоторые модели дополнительно комплектуются манометром, фильтром грубой очистки, воздушным клапаном и шаровым краном.

По пропускной способности регуляторы разделяются на бытовые (0,5-3 м3), коммерческие (3-15 м3) и промышленные (свыше 15 м3).

Виды регуляторов

По принципу действия РВД бывают поршневыми, мембранными, проточными, автоматическими и электронными.

Поршневые

Наиболее простые по конструкции клапаны давления воды (их также называют механическими). Регулировка давления проводится компактным подпружиненным поршнем благодаря уменьшению или увеличению проходного канала. Чтобы настроить выходящее давление воды, в приборе предусмотрен специальный вентиль: вращая его, можно ослаблять или сжимать пружину.

К слабым сторонам поршневых регуляторов относят их чувствительность к наличию мусора в воде: засорение поршня является главной причиной поломок. Для предотвращения подобных явлений в комплект редуктора обычно входит специальный фильтр. Еще один недостаток – большое число подвижных механических узлов, что сказывается на степени надежности редуктора. Поршневой прибор способен регулировать давление в режиме 1-5 атм.

Мембранные

Очень надежные и неприхотливые приборы, дающие возможность проводить регулировку напора воды в широких пределах (0,5-3 м3/час). Для бытовых условий это очень приличный показатель.

Сердцевиной приспособления является подпружиненная мембрана: во избежание засорения для ее установки используется автономная герметичная камера. Отдача от сжимающейся или разжимающейся пружины передается небольшому клапану, который отвечает за величину сечения выходного канала. Стоимость мембранных ограничителей достаточно высокая. Из-за сложности замены эта процедура обычно выполняется опытными сантехниками.

Проточные

Особенностью этой модели регуляторов давления воды выступает то, что в ней полностью отсутствуют подвижные элементы. Это благотворно сказывается на надежности и продолжительности службы приборов.

Давление понижается благодаря хитросплетению узких каналов. Вода при прохождении многочисленных поворотов разделяется на отдельные рукава, в конце снова сливаясь в один, но не такой быстрый. В бытовом применении проточные редукторы можно встретить в оросительных системах. Недостатком прибора считается нужда в дополнительном регуляторе на выходе.

Автоматические

Узел небольших размеров, состоящий из мембраны и пары пружин. Для изменения силы сжатия используются специальные гайки. Когда вода на входе имеет слабый напор, это приводит к ослабеванию мембраны. Усиление давления в трубе провоцирует увеличение сжатия.

Под воздействием пружины контакты на автоматическом редукторе давления то размыкаются, то опять замыкаются. Это, в свою очередь, включает и выключает циркуляционный насос принудительной системы водоснабжения. Конструкция автоматических РВД в основном дублирует мембранные приборы, отличаясь лишь наличием двух коррекционных винтов для установки диапазона рабочего давления.

Электронные

Специальный механизм осуществляет слежение за напором воды в трубе, для чего используется датчик движения. После обработки полученных данных принимается решение о включении насосной станции. Электронный регулятор заблокирует включение помпы, если трубопровод не заполнен водой. В состав конструкции входят основной корпус, датчики, электронная схема платы, коммутационная втулка (благодаря ей включается подающий провод) и резьбовые патрубки для подключения к системе.

В конструкции стабилизатора имеется удобный дисплей для отображения характеристик водного потока. Механические регуляторы иногда не в состоянии эффективно защитить систему от сухого хода, из-за чего приходится постоянно контролировать ее на наличие воды. В отличие от них электронные модели с контроллером способны постоянно отслеживать заполнение водой. Редукторы данного типа работают практически бесшумно, надежно защищая все узлы от гидравлических ударов.

Особенности монтажа

Как гласят нормы для водопроводных и канализационных систем, регулятор давления воды должен монтироваться на входе между запорным вентилем и счетчиком. В таком случае гарантируется надежная защита всех гидротехнических приспособлений, включая приборы учета и фильтрации.

Правила установки в квартире

Чаще всего редуктор давления воды в квартирах нужен для подстраховки – уменьшения напора в трубе.

Обратите внимание! Оптимальная точка монтажа – на стояк, сразу за счетчиком и узлом фильтрации.

Первым делом проводится сборка устройства с обязательной установкой на боковые отверстия заглушек. В дальнейшем на эти патрубки монтируются манометры. Лучше всего расположить водопроводную трубу горизонтально: РВД в такой схеме до и после себя имеет по запорному вентилю. Редуктор при установке в квартирах должен позиционироваться строго вертикально (монтаж по горизонтали или с наклоном строго запрещен).

Установка квартирного реле во многом напоминает аналогичную процедуру с приспособлением учета горячей и холодной воды или фильтром грубой очистки. Для обозначения направления движения жидкости корпус изделия маркируется указательной (посадочное место для манометра расположено в верхней части корпуса). Приступая к монтажным работам, перекрывают подачу воды, заранее предупредив об этом соседей (если установка проводится на стояке). Работа на полипропиленовых трубах потребует применения специальных переходников (как правило, они идут в комплекте к изделию).

В некоторых случаях нелишним будет включить в обвязку регулятора входную запорную арматуру, оснащенную сетчатым фильтром. Обязательным условием является присутствие на регуляторе давления воды шарового крана. Все соединительные стыки во избежание протеканий должны быть хорошо уплотнены, для чего используют паклю или ФУМ-ленту. Установив уплотнитель, соединения затягивают газовым ключом. При этом важно не переусердствовать, учитывая тот факт, что в большинстве случаев используются латунные крепежные гайки, обладающие средней прочностью. Установочные работы достаточно сложны, поэтому при отсутствии должного опыта для их выполнения приглашаются профессиональные сантехники.

Специфика монтажа РВД в частном доме

Водяной регулятор давления в частном доме несет ту же функциональную нагрузку, что и в квартире. Разница заключается лишь в наличии в системе помпы, поддерживающей необходимый напор. РВД в комбинации с насосным оборудованием устанавливается таким образом, чтобы манометр смотрел вверх. Точка монтажа прибора ― место, где домашняя система соединяется с магистральной трубой или подачей от скважины (после водомера). Для простоты установки некоторые производители поставляют в продажу регуляторы в комплекте с насосом.

При организации обвязки регулятора важно не забыть о фильтре грубой очистки (если он не присутствует в схеме изначально). Точка монтажа фильтра ― вход в домовую трубу. С обеих сторон (как и в квартирах) РВД оснащается запорной арматурой. Чтобы стабилизировать силу потока, после обвязки прибора производят установку прямой линии (длина этого участка – 5 рабочих диаметров). Все работы должны выполняться человеком с соответствующими навыками.

Настройка и обслуживание

Специальными нормами по эксплуатации бытовых систем водоснабжения водяное давление на выходе рекомендовано в пределах 2-3,5 кг/см2. Получить такой режим можно только методом регулировки редуктора давления воды. Скорость действия различных моделей РВД отличается. Протекание системы провоцирует понижение силы напора примерно на 1,5 атм (точный показатель зависит от специфики контура). По прошествии нескольких секунд наблюдается повышение давления до показателя ниже среднего. Идеальный параметр выходного значения должен уступать входному не менее чем на 1,5 кг/см2, иначе это приведет к заметному торможению скорости движения жидкости по трубам.

Эти нормы важно учитывать, настраивая редукторы давления воды. Определить, что редуктор работает некорректно, помогут парные манометры или контрольный забор жидкости перед регулятором давления. Настроить РВД можно, только если система находится в рабочем тонусе и в ней имеется нужный напор жидкости. Создав подобные условия, по ходу вращения регулировочных винтов можно легко определить все происходящие изменения показателей (это отобразится на манометре). Без измерительного прибора подобные манипуляции проводить не рекомендуется, так как это может привести к нарушению заводских настроек.

По ходу эксплуатации РВД необходимо контролировать давление в системе. Если выходные параметры прибора не поддаются регулировке, скорее всего, повредилась мембрана. Иногда по стыкам на корпусе начинает просачиваться вода. Любые признаки поломки служат сигналом к демонтажу и разборке прибора. Чаще всего мембрана травмируется ржавой пружиной или штоком. Эти узлы, наряду с уплотнителями, можно найти в комплектах для ремонта, которые можно приобрести в сантехническом магазине.

В. Васильченко, канд. техн. наук, ст. научный сотрудник,
В. Соболев, руководитель технического отдела ЗАО «ГидраПак Холдинг»

Рабочие органы и исполнительные механизмы мобильных машин и механизмов с гидроприводом, применяемые в промышленном и гражданском строительстве, при ремонте и содержании дорог, в лесозаготовительном производстве, в коммунальном хозяйстве и т. д., приводятся в движение гидроцилиндрами или гидромоторами.

Управление расходом рабочей жидкости

Для изменения скорости движения штоков гидроцилиндров двустороннего действия или частоты вращения приводных валов реверсивных гидромоторов применяют гидроаппараты, управляющие расходом рабочей жидкости (РЖ), которые в зависимости от свойств разделяют на два основных конструктивных исполнения: дросселирующие и регулирующие.

Дросселирующие гидроаппараты предназначены для создания гидравлического сопротивления потоку путем дросселирования расхода РЖ, который в свою очередь зависит от потери давления. К дросселирующим гидроаппаратам относятся синхронизаторы расходов (делители и сумматоры потока) и гидродроссели нерегулируемые и регулируемые, в том числе с обратным клапаном или без него.

Регулирующие гидроаппараты предназначены для поддержания заданного значения расхода независимо от значений перепада давлений в подводимом и отводимом потоках РЖ. К регулирующим гидроаппаратам относятся регуляторы расхода двухлинейные с изменяемым расходом на выходе и со стабилизацией в зависимости от температуры РЖ и трехлинейные с изменяемым расходом на выходе со сливом избыточного расхода в другую гидролинию или в бак гидросистемы.

Большинство дросселирующих гидроаппаратов представляют собой местные гидравлические сопротивления, в которых изменение расхода зависит от площади проходного сечения вследствие потери давления Р из-за деформации потока РЖ.

Дроссельное регулирование

При дроссельном регулировании расхода (обычно в контурах с насосами постоянной подачи) скорость движения исполнительных механизмов регулируют, изменяя проходное сечение дросселей. В этом случае используются три основные схемы установки дросселя в гидросистеме: на входе, на выходе и в ответвлении (рис. 1).

При анализе гидросистем установлено, что при дроссельном регулировании расход меняется в зависимости от давления, создаваемого внешней нагрузкой. Соответственно скорость исполнительного механизма и ΔР также зависит от внешней нагрузки и от формы и длины дросселирующей щели: конический дроссель, продольная канавка треугольной или прямоугольной формы, щелевой дроссель или кольцевой дроссель.

Дроссельные схемы регулирования скорости из-за больших потерь мощности малоэффективны, особенно при эксплуатации гидроприводов большой мощности. Однако дроссельное управление расходом проще и дешевле, поэтому для привода машин небольшой мощности или редко включаемого привода, например для плавного пуска и остановки машины, нередко применяют дроссельное регулирование, при котором часть РЖ сливается в бак, а ее энергия преобразуется в тепло, нагревая РЖ в гидросистеме.

На рис. 2, а, б показаны условное обозначение и продольные сечения двухлинейных регулируемых дросселей, предназначенных для встраивания в трубопроводы гидросистем.

Эти регулируемые дроссели с коническим запорным элементом патронного исполнения предназначены для регулирования расхода РЖ в обоих направлениях. Типичное применение – регулирование скорости движения штоков гидроцилиндров и частоты вращения гидромоторов. Дроссель регулируемый типа 2CR30 имеет встроенный обратный клапан, который свободно пропускает поток РЖ в одном направлении, но с дросселированием потока в обратном направлении. Вращением запорного элемента можно изменять проходное сечение дросселя и регулировать расход РЖ приблизительно пропорционально виткам резьбы, а также использовать дроссель как запорный клапан. На рис. 3 показаны условное обозначение и общие виды регулируемых дросселей с обратными клапанами.

Эти регулируемые дроссели применяют для дросселирования потока в одном направлении и свободного прохода потока в обратном направлении. Дроссели имеют два дросселирующих золотника с регулировочными винтами и два обратных клапана, встроенных в корпус. Поток РЖ от насоса проходит под низким давлением через обратный клапан от входного отверстия V к отверстию Р , соединяемому с гидродвигателем (см. графическое обозначение). Обратный поток РЖ от Р к V проходит при переменном дросселировании в зависимости от регулирования дросселирующим золотником. Примеры применения регулируемых дросселей в типовых гидравлических схемах приведены на рис. 4.

Регуляторы расхода

Эти устройства применяются для поддержания постоянного расхода независимо от изменения давления. Принцип работы регулятора расхода показан на рис. 5. Регулятор расхода состоит из следующих основных элементов: дозирующего дросселя 1 и компенсатора давления 2 с пружиной 3. Изменение температуры и соответственно вязкости РЖ изменяет перепад давления. Чтобы уменьшить влияние этих факторов, применяется специальная форма дросселирующей щели.

Тип регулятора расхода зависит от конструкции компенсатора давления. Если компенсатор давления расположен последовательно с дозирующим дросселем, гидроаппарат является двухлинейным регулятором расхода, если параллельно – трехлинейным регулятором расхода.

В двухлинейных регуляторах расхода дозирующий дроссель и компенсатор давления расположены последовательно. При этом компенсатор давления может располагаться перед дросселем на входе (рис. 6, а) или после него на выходе (рис. 6, б). На рис. 6, а видно, что управляющая А1 и дозирующая А2 дросселирующие щели расположены последовательно. Золотник компенсатора нагружен справа давлением Р2 и слева давлением Р3 и усилием пружины FF.

Перепад давления на регулируемом дросселе в двухлинейном регуляторе расхода является отношением усилия регулируемой пружины регулятора давления FF к торцовой площади золотника АК и не зависит от последовательности расположения компенсатора давления: перед дросселем или после него.

На рис. 7 показаны условное обозначение и принцип работы двухлинейного регулятора расхода с компенсатором давления на выходе. Из рис. 7, б видно, что дозирующий дроссель и компенсатор давления двухлинейного регулятора расхода расположены последовательно. Место расположения компенсатора давления (на входе или на выходе) в двухлинейных регуляторах расхода определяется конструктивными соображениями.

Рассмотрим особенности применения двухлинейных регуляторов расхода при дросселировании потока РЖ: на входе (первичное управление), на выходе (вторичное управление) и в ответвлении.

При управлении расходом РЖ на входе (см. рис. 1, а) регулятор расхода устанавливают в напорной гидролинии насоса после предохранительного клапана, перед гидродвигателем. Эта схема дросселирования рекомендуется для гидросистем, в которых регулируется скорость движения гидродвигателя, преодолевающего противодействующее усилие (положительное сопротивление). В этом случае перед регулятором расхода действует нагрузка, определяемая внешним сопротивлением на гидродвигателе.

Недостатком этой схемы является необходимость настройки предохранительного клапана, установленного перед регулятором расхода, на максимально возможное давление в гидродвигателе. В результате насос постоянно работает под максимальным давлением, даже когда гидродвигатель преодолевает небольшую нагрузку. Кроме этого потери мощности при дросселировании потока превращаются в нагрев РЖ, которую необходимо охлаждать для стабилизации теплового режима.

При управлении расходом РЖ на выходе (см. рис.1, б) регулятор расхода устанавливают на выходе из гидродвигателя перед баком. Такая схема управления расходом рекомендуется для гидросистем с попутной рабочей нагрузкой (отрицательной), которая стремится перемещать шток гидроцилиндра или вращать вал гидромотора быстрей, чем скорость потока РЖ, определяемая подачей насоса. Сохраняется основной недостаток схемы дросселирования – необходимость настройки предохранительного клапана на максимальное давление и воздействие максимального давления на уплотнительные элементы гидроцилиндра даже при холостом ходе, т. е. с более высоким уровнем трения.

При управлении расходом в ответвлении (см. рис. 1, в) регулятор устанавливают паралелльно гидродвигателю. В этой схеме регулятор ограничивает расход РЖ, поступающей в гидродвигатель, путем перепуска части потока, нагнетаемого насосом, в бак гидросистемы. Если рабочий орган доходит до упора, давление в гидросистеме ограничивается настройкой предохранительного клапана, и слив потока РЖ через клапан вновь преобразуется в нагрев.

Преимуществом этой схемы регулирования расхода является ограниченное рабочее давление, которое определяется внешней нагрузкой на рабочем органе или на исполнительном механизме. При этом меньше мощности преобразуется в нагрев РЖ, а выделяемое при дросселировании тепло отводится в бак гидросистемы.

Из приведенного выше сравнения дросселирующих и регулирующих гидроаппаратов управления расходом РЖ следует явное преимущество регуляторов расхода, которые представляют собой комбинацию дросселя с регулятором, поддерживающим постоянный перепад давления на дросселирующей щели.

В отличие от двухлинейных регуляторов расхода, дозирующие А 2 и управляющие А 1 отверстия в трехлинейных регуляторах расхода расположены не последовательно, а параллельно.

Электронный регулятор жидкости применяют для поддержания уровня хладагента в кожухотрубном испарителе (рис. 1, а), испарителе воздушного охлаждения (рис. 1, б) или в промежуточном сосуде двухступенчатой холодильной установки. В регуляторе имеется поплавковый прибор (3), который установлен на жидкостном байпасном трубопроводе, соединенном с отделителем жидкости (2) испарителя (1). Жидкий хладагент поступает по трубопроводу от конденсатора, проходит соленоидный вентиль (5), ручной дросселирующий вентиль (6) и направляется в испаритель (1) через отделитель (2). Вентиль (6) при открытом вентиле (5) регулирует поступление жидкого хладагента в испаритель. В результате кипения хладагента образуется влажный пар, который направляется через отделитель (2) по всасывающему трубопроводу (11) в компрессор.

Если компрессор не работает, соленоидный вентиль (5) перекрывает жидкостный трубопровод, а магнитный клапан (7) воздействует на клапан (9), который перекрывает всасывающий трубопровод (11). Между клапанами (7) и (9) установлен регулирующий клапан постоянного давления (8). Вентиль (5) имеет электрическое управление через прибор (3) и преобразователь (4), связанный электропроводом (10) с компрессором.

Устройство поплавкового прибора регулятора жидкости показано на рисунке 2.

Рис. 1 - Схема электронного регулирования жидкости в кожухотрубном испарителе (а) и испарителе воздушного охлаждения (б)

В случае применения соленоидного вентиля в качестве пилотного устройства (рис. 3) он получает импульсы от термореле охлаждаемого помещения или реле давления. Пока вентиль бездействует, исполнительный механизм остается закрытым, но при включении соленоида пары из испарителя начнут проходить через фильтр (1) и канал (11) в цилиндр механизма над сервопоршнем. Под давлением паров поршень опустится и откроет исполнительный механизм, который остается открытым даже если пары из цилиндра выходят непрерывно через уравнительный канал, так как падение давления через этот канал больше, чем через проходное отверстие соленоидного вентиля.

При отключении тока соленоидный вентиль закрывается, давление в цилиндре механизма понижается до тех пор, пока он не закроется.

Рис. 2 - Поплавковый прибор: 1 - водонепроницаемый металлический корпус; 2 - реле; 3 - магнитный усилитель; 4 - трансформатор; 5 -клемма заземления; 6 - соединительные зажимы; 7 - штуцер ввода кабеля; 8 - регулирующая катушка; 9 - корпус поплавка; 10 - поплавок с регулирующей трубкой; 11 - соединительные фланцы

Рис. 3 - Пилотный соленоидный вентиль: 1 - фильтр; 2 - канал входа хладагента; 3 - разгрузочное отверстие; 4 - корпус вентиля; 5 - шпиндель; 6 - корпус соленоида; 7 - якорь; 8 - катушка; 9 - клемма; 10 - клапан; 11 - канал седла клапана; 12 - канал выхода хладагента; 13 - шпиндель ручного открывания; 14 - колпачок