Аксиально-поршневые насосы серии MPV для замкнутых гидросистем.

Аксиально-поршневые регулируемые насосы с наклонным диском серии MPV производства HP Hydraulic применяются в гидроприводах c замкнутым потоком с целью преобразования механической энергии приводного двигателя в гидравлическую энергию потока рабочей жидкости (РЖ). Регулирование подачи насосом РЖ обеспечивается изменением угла наклона диска и соответственно изменением хода поршней, устанавливающих рабочий объем насоса.

Насосы серии MPV с объемным регулированием и реверсивным потоком РЖ применяют преимущественно в гидроприводах, в которых РЖ от гидродвигателя поступает на вход насоса (см. статью «Гидропривод и средства гидроавтоматики», «ОС» № 6, 2005 г.).
У насосов этой серии M4PV, M5PV, M6PV свои технические особенности – высокая частота вращения, малые габаритные размеры, они приспособлены для установки второго аксиально-поршневого насоса (двухпоточные) и подпиточных шестеренных насосов, простое техническое обслуживание, встраиваемые предохранительные и подпиточные (антикавитационные) клапаны. Насосы этой серии оснащают следующими видами управления: ручным, ручным с сервоуправлением, автоматическим, электрическим (12 или 24 В), гидравлическим пропорциональным и электронным.

Предохранительные клапаны в корпусе насоса можно настраивать на необходимое давление открытия. Конструкцией насосов предусмотрена установка ограничителя мощности, фильтра в напорной гидролинии подпиточного насоса и переливного клапана. В корпусе насоса устанавливают обменный или «промывочный» распределитель с дросселем, чтобы обеспечивался теплообмен РЖ в замкнутом контуре циркуляции потока РЖ со сливной гидролинией при реверсировании потока РЖ.

Общий вид и продольное сечение насоса серии M4PV 1*28*32*34*45*50*58*65

Сегодня компания HP Hydraulic предлагает насосы 12 типоразмеров. Изделия серии MPV благодаря встроенному насосу подпитки имеют серьезные преимущества перед аксиально-поршневыми насосами без насоса подпитки. Например, они могут работать с частотой вращения, превышающей в 1,5…1,65 раза частоту вращения аксиально-поршневых насосов без подпитки, в том числе на холодной РЖ в условиях низких температур окружающей среды. У таких насосов в 1,9…2,7 раза увеличена подача РЖ по сравнению с номинальной (без избыточного давления во всасывающей гидролинии) и есть возможность сервоуправления подачей РЖ.При длительной работе с повышением рабочего объема насосов увеличивается и давление: номинальное в 1,52 раза, максимальное кратковременное в 1,2 раза. С повышением подачи РЖ и номинального давления потребляемая мощность насосов увеличивается от 2,5 до 5,5 раза. Следовательно, среднее значение удельной массы насосов серии M4PV, M6PV, M5PV составляет 0,27 кг/кВт, тогда как у лучших отечественных регулируемых насосов оно равно 0,91 кг/кВт.Конструкцией предусмотрена возможность последовательного соединения двух аксиально-поршневых насосов с приводом от одного вала, благодаря чему удваивается гидравлическая мощность, передаваемая двухпоточным насосом, и создаются благоприятные условия для независимого привода исполнительных механизмов. Например, мощность двухпоточного насоса M5PV115 при номинальном давлении и максимальной частоте вращения составляет 500 кВт (680 л.с.).

Общий вид и продольное сечение насоса серии M4PV 34*45*50*58*65

Насосы M4PV…I c рукояткой управления и сервоуправлением. Рабочий объем насоса регулируется поворотом рукоятки, соединенной с наклонным диском через золотник сервоуправления, который перемещает главный поршень и, таким образом, поворачивает наклонный диск, уменьшая или увеличивая ход поршней и изменяя соответственно рабочий объем насоса. Подача РЖ пропорциональна частоте вращения приводного вала и зависит от угла наклона диска, от близкого к нулевому до максимального. Угол наклона диска 18° соответствует наклону рукоятки управления также на 18°. Есть исполнение с углом наклона рукоятки 26° (передаточное отношение 2:3). Благодаря этому обеспечивается очень удобное управление потоком РЖ для самоходных машин и других транспортных средств.Компания HP Hydraulic также производит насосы M4PV…M c ручным (механическим) управлением, в которых рукоятка соединена с наклонным диском, что позволяет регулировать рабочий объем насоса в диапазоне 1:2.

Насосы V4PV…D c автоматическим управлением. В зависимости от величины крутящего момента на выходном валу насоса положение цилиндра, управляющего его рабочим объемом, меняется под действием давления в зависимости от положения четырехлинейного трехпозиционного распределителя (4/3) с электрогидравлическим управлением, а наклонный диск автоматически устанавливается в определенное положение. Тем самым обеспечивается непрерывное регулирование подачи насоса в зависимости от внешней нагрузки.

Общий вид и продольное сечение насоса серии М5PV 100*115

Автоматическое управление позволяет устанавливать рабочий объем в соответствии с изменением частоты вращения насоса, а также устанавливает частоту вращения, при которой машина начинает работать (от 800 до 1100 мин^-1). Автоматическое управление ограничивает и мощность, потребляемую трансмиссией, относительно мощности, развиваемой дизельным двигателем. Регулируемый дроссель дюймового размера возможен как дополнительный, с механическими или гидравлическими вариантами управления.Насосы M4PV…E-F-N-Q c электрогидравлическим управлением. Управление подачей насоса может быть разным в зависимости от конструкции применяемых распределителей с электромагнитным управлением типа DN6 согласно международным стандартам CETOP, ISO и DIN. В распределителях всех исполнений есть дроссель, ограничивающий поток РЖ и необходимый для плавного изменения угла наклона диска. Регулирование подачи РЖ насоса зависит от времени включения и силы электромагнита.Насос M4PV с дистанционным сервоуправлением. Два резьбовых отверстия в корпусе насоса предназначены для подвода РЖ от дополнительного шестеренного насоса или другого внешнего источника давления. Для дистанционного управления рабочим объемом насоса применяют блоки дистанционного пропорционального управления с рукоятками-джойстиками типа HCP, регуляторы давления и др.

Гидравлическая схема насоса M4PV…E-F-N-Q

Насосы M4PV…S, M4PV…Т с электронным пропорциональным управлением. Рабочий объем насоса пропорционален величине электрического тока, подающего сигнал включения на один из двух электромагнитных клапанов с пропорциональным управлением. Электрическое управление установлено вне корпуса насоса. Подача электропитания к одному или к другому пропорциональному электромагниту клапана меняет направление потока РЖ. Прерывание электропитания электромагнитов клапанов в нулевой позиции автоматически обеспечивает максимальную безопасность.Выпускаются насосы c прямым управлением – это M4PV…S, чувствительные к внешней нагрузке. Насосы M4PV…Т с обратной управляющей связью компенсируют изменение рабочего давления. Стандартное исполнение электромагнита – на напряжение 12 В или по заказу 24 В.Для теплообмена РЖ в гидроприводе с замкнутым контуром циркуляции потока между напорными (сливными) гидролиниями основного потока устанавливают обменные (или промывочные) распределители. Если необходимо ограничить потребляемую мощность, следует применять насосы с регулятором, ограничивающим мощность. Для обеспечения постоянной очистки РЖ от загрязнений в напорной гидролинии насоса подпитки предусмотрена установка фильтра.Требования к эксплуатации насосов

Гидравлическая схема насоса M4PV…Т с электронным пропорциональным управлением рабочего объема

В гидравлических системах машин и оборудования с гидроприводом необходимо применять только гидравлические масла (РЖ) на основе нефтей с присадками, препятствующими окислению и вспениванию, допущенные изготовителем насосов для применения. Рекомендуются гидравлические масла оптимальной вязкостью 15…35 мм²/с при температуре +50°С, кратковременно допускается минимальная вязкость РЖ 10 мм²/c. Максимальная допустимая вязкость – 1000 мм²/с при «холодном» пуске гидропривода на очень короткий период.На территории России следует применять гидравлические масла, специально созданные для объемных гидроприводов и серийно выпускаемые отечественными нефтеперерабатывающими заводами: МГ-15В по ГОСТ 17479.3–85 (ВМГЗ по ТУ 38.101479-00) и МГЕ-46В (МГ-30 по ТУ 38.001347-83), которые согласно ГОСТ 26191–84 «Масла. Смазки и специальные жидкости» (Ограничительный перечень и Порядок назначения), приложению 8 к ГОСТ 14892–69 «Гидростатический привод для изделий в «северном» исполнении», а также ОСТ 22-1488–86 являются основными сортами рабочих жидкостей.

Гидравлическое масло МГ-15В (ВМГЗ по ТУ 38.101479-00) всесезонное гидравлическое загущенное предназначено для эксплуатации мобильных машин и промышленного оборудования в районах с холодным климатом (ХЛ), предпочтительно с аксиально-поршневыми насосами и гидромоторами, а сезонное – в зимний период с шестеренными и пластинчатыми насосами. Вырабатывается это масло на загущенной основе с композицией присадок, обеспечивающих необходимые вязкостные, низкотемпературные и антипенные свойства. Оно обеспечивает пуск в работу гидропривода без предварительного разогрева и круглогодичную эксплуатацию гидроприводных машин и оборудования без сезонной смены в интервале температур от –53 до +53°С.

Гидравлическая схема насоса М3: G – подвод давления; А, В – отверстия основного потока; L1, L2 – дренажные отверстия; М1, М2 – отверстия для манометров; S – всасывающее отверстие подпиточного насоса

Гидравлическое масло МГЕ-46В (МГ-30 по ТУ 38.001347-83) предназначено для эксплуатации гидроприводов мобильных машин и промышленного оборудования на открытом воздухе в районах с умеренным климатом (У) в качестве летнего сорта и всесезонно для районов с теплым климатом (Т) в интервале изменения температуры от –20 до +75°С. Его вырабатывают из нефтей селективной очистки с добавлением антиокислительной, антипенной присадок и депрессатора, понижающего температуру застывания. Масло отличается хорошей смазывающей способностью, стойкостью против окисления и отложения смолистых осадков, а также против вспенивания, удовлетворительно защищает металлические поверхности от коррозии.Периодичность замены основных сортов гидравлических масел – через 3500…4000 ч, но не реже одного раза в 2 года. При отсутствии основных сортов гидравлических масел допускается их сезонная замена: зимой – МГ-22А (АУ), летом – И-30А.Перед первым запуском насоса в работу необходимо заполнить все компоненты гидравлической системы – насосы, гидродвигатели, фильтры, теплообменники – рабочей жидкостью, обеспечив при этом выпуск воздуха через пробки или штуцера дренажных трубопроводов до появления наружной утечки.

Для гарантированной очистки РЖ фильтр должен соответствовать требованиям ISO 18/ 16/ 13, NAS 8 или эквивалентно 12 классу по ГОСТ 17216–2001. При установке насоса необходимо исключить загрязнение гидросистемы, для чего cледует тщательно очистить от загрязнений бак для РЖ и внутренние полости всех трубопроводов и деталей для их соединения. При необходимости надо установить дополнительные фильтры с теми же самыми требованиями и с учетом особенностей пуска гидропривода при низкой температуре. Начинать работу нужно при медленных движениях и без большой внешней нагрузки на исполнительные механизмы до прогрева РЖ. Заменяют загрязненный фильтр и РЖ после первых 50 ч работы; при дальнейшей эксплуатации следует заменять фильтроэлементы примерно через каждые 500 ч работы. В случае отказа насоса или гидромотора не рекомендуется проводить повторный запуск до тщательной проверки технического состояния всей гидросистемы. И еще один очень важный момент – нельзя допускать наружных утечек рабочей жидкости, чтобы исключить загрязнение окружающей среды.

Водяное отопление

На территории России водяное отопление – самый распространенный вид централизованного и автономного отопления. Собственно говоря, называть данный вид отопления “водяным” не совсем корректно, так как в качестве теплоносителя может быть использована не только вода, но и любая другая теплоемкая жидкость, отвечающая необходимым физико-техническим требованиям. Правильнее такое отопление назвать “традиционным”, тем более что этот термин существует, и обусловлен он именно широтой распространения водяных отопительных систем. В традиционной системе отопления нагретый до необходимой температуры жидкий теплоноситель, которым чаще всего является аэрированная вода, проходя по системе трубопроводов и отопительных приборов, отдает свое тепло воздуху в отапливаемом помещении. Причина популярности традиционного отопления объясняется совокупностью целого ряда достоинств: — дешевизна и экономичный расход материалов – для водяного теплопровода требуются трубы меньшего диаметра, чем для воздушного; — высокая теплоемкость теплоносителя – единица объема воды содержит большее количество тепла по сравнению с иными видами теплоносителей (например, теплоемкость воды в 4000 раз больше теплоемкости воздуха, нагретого до той же температуры); — создание комфортного температурного режима. Однако, в отличие от прочих видов искусственного обогрева жилья, традиционное отопление трудоемко в установке и последующей эксплуатации. Во-первых, создание водяного трубопровода возможно только во время возведения или капитального ремонта здания, так как требует большого количества строительных работ. Во-вторых, бесперебойную работу отопительной системы обеспечивает беспрерывный нагрев теплоносителя, а это значит, что нужно постоянно следить за работой генератора тепла. В-третьих, дополнительные неудобства ожидают тех, кто покидает свои загородные дома на продолжительное время, особенно в холодное время года. Перед долгосрочным отбытием всю воду из системы отопления необходимо слить. В противном случае при отрицательных температурах вода замерзнет, что приведет к разрыву трубопровода. С другой стороны, отсутствие воды в системе традиционного отопления также не есть хорошо, так как в трубопроводе, заполненном воздухом, коррозийные процессы идут более интенсивно.

Отопление

Отопление – это искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания заданного уровня температуры. Отапливают как жилые, так и нежилые помещения. Для первых важно создание теплового комфорта, необходимого для жизни людей. Для вторых имеет значение соответствие температуры воздуха в помещении его назначению. Например, в складских помещениях должны быть созданы такие условиях, которые бы обеспечили наилучшую сохранность находящихся в них вещей. Температура же воздуха в производственном цехе должна отвечать требованиям технологического процесса. Применительно к загородным домам, речь идет в первую очередь об обогреве тех помещений, где жильцы собираются проводить большую часть времени на протяжении всего года или какой-то его части. То есть главная цель отопления загородного дома – это создание комфортных условий проживания, которые зависят, во-первых, от температуры воздуха и, во-вторых, от характера распределения этой температуры внутри помещения. За поддержание температуры на должном уровне “отвечает” локальная система отопления. Однако не стоит забывать, что в создании микроклимата помещений участвует тепло, не только поставляемое по “жилам” {трубам или кабелям) отопительной системы, но также выделяемое человеческим организмом. Первые отопительные устройства, вопреки тяжелым условиям жизни и благодаря изобретательности человека появились еще в каменном веке, практически одновременно с возникновением первых жилищ в пещерах. Самым древним видом искусственного обогрева было отолление путем сжигания топлива в очаге, возведенном непосредственно внутри пещеры. Очаг одновременно служил и для обогрева, и для приготовления пищи, и для нагрева воды, и даже в ритуальных целях. С тех пор было разработано множество конструкций очагов и печей, используемых в быту. Также были опробованы множество видов твердого топлива для обогрева жилища, х которым в 19 веке присоединились природный газ и продукты переработки нефти. Наиболее распространенный в настоящий момент вид отопления на основе воды появился еще при рабовладельческом строе. Известно, что водяное отопление с успехом использовалось в Древнем Египте и послужило прототипом для создания знаменитых систем отопления в Римской империи и на территории современной Турции, Источником отопления в Древнем Египте служили городские бани: в полу банных помещений делались стоки для нагретой воды, уходящей в общий водосток города и обеспечивавшей египтян теплом. Отопительная система Древнего Египта – пример одной из первых центральных систем отопления. В 10 же веке до н, э. в городе Эфесе, расположенном на территории современной Турции, возникла система автономного водяного отопления, при которой жилые помещения отапливались посредством несложных трубопроводов и котлов, расположенных в подвалах каждого отдельного дома. В конце 1 века до н. з. римский архитектор и инженер Витрувий подробно описал систему воздушного отопления, получившую распространение на территории Древнего Рима. Это была первая оистема искусственного отопления городских помещений при помощи горячих газов. Для обогрева римских терм и жилых помещений применялся гипокауст – отопительное устройство, состоявшее из печи, расположенной вне отапливаемого помещения, и системы труб, проводящих нагретый воздух. Наружный воздух, поступающий в гипокауст, нагревался горячими газами и по системе труб и каналов под полом здания поступал в отапливаемое помещение. По такому же принципу отапливались и средневековые замки Европы. Более того, достаточно продолжительное время такое отопление оставалось основным видом отопления и средневековых городах, пока в 15 веке не появилось печное отопление в том виде, в котором мы его знаем, и не определило характер обогрева жилых помещений еще на несколько столетий вперед. При печном отоплении воздух в помещении нагревался при соприкосновении с поверхностями горячей печи, расположенной внутри отапливаемого помещения, а продукты сгорания топлива отводились наружу через специально сделанные дымовые трубы.

Двухконтурные котлы

Бесспорно, твердотопливные котлы могут быть как одноконтурными, так и двухконтурными. Напомним, что двухконтурные котлы отвечают не только за отопление, но и за горячее водоснабжение. Ниже приводятся модели отечественных двухконтурных котлов серии АТВ. Котел АТВ-17,5 (рис. 18) представляет собой 2 резервуара цилиндрической формы, вставленные один в друа б
Рис. 17. Котел с дровяной топкой из листовой стали: А – вид сбоку; Б – вид спереди; В – поперечный разрез; 1 – дверца поддувальная; 2 – дверца прочистная; 3 – дверца топочная; 4 – регулятор горения; 5 – водонагреватель; 6 – дымовой патрубок; 7 – колосники; 8 – чистка с песчаным затвором; 9 – дроссель (открывающийся при растопке и закрывающийся при установившемся горении); 10 – трубчатый электронагреватель

Котлы

Рис. 18. Двухфункциональный водогрейный агрегат твердотопливный АТВ-17,5: 1 – зольник; 2 – колосник; 3 – дверца топки; 4 – топка; S • теплообменник горячего водоснабжения; 6 – теплообменник отопления; 7 – корпус; 8 – предохранительный клапан; 9 • фурмы для подачи вторичного воздуха; 10- дверца зольника; 11 ■ горячее вода; 12-к отопительным приборам гой. Внутренний резервуар предназначен для отопления, наружный – для горячего водоснабжения. Нагрев воды для отопления осуществляется за счет передачи тепла через нагревательные поверхности и от расположенной внутри теплообменника отопления дымогарной трубы, по которой проходят дымовые газы из топки. Перераспределение тепла между системами отопления и горячего водоснабжения осуществляется через смежную цилиндрическую поверхность, омываемую теплоносителями обоих систем, и через 4 скобовидных трубы. При этом в случае увеличения одной из функциональных нагрузок теплоноситель может нагреваться до более высоких температур благодаря отдаче тепла теплоносителем второй системы. Номинальный КПД котла АТВ-17,5 – не менее 60 %. Конструкция топки обеспечивает 6-8 часов бесперебойной работы без обслуживания. Вместимость топочного устройства – около 30 кг твердого топлива Первичный воздух для горения топлива поступает через отверстия в дверце зольника, через колосниковую решетку. Вторичный воздух для сжигания летучих веществ подается в над-топливное пространство через фурму.
Котел АТВ-23,2 (рис. 19) был создан на базе котла АТВ-17,5. В отличие от своего предшественника, котел АТВ-23,2 оборудован загрузочным бункером для подачи топлива вместимостью до 45 кг, позволяющим котлу работать без обслуживания в течение суток. Из загрузочного бункера топливо поступает в наклоньую часть колосниковой решетки. Благодаря заслонке, регулирующей подачу топлива, толщина слоя топлива остается постоянной.

Котел

Рис. 19. Водогрейный двухфункциональный агрегат АТВ-23,2 {модель 3107): 1 – кожух декоративный; 2 – газоход; 3-4 – термометры манометрические; 5 – теплообменник; 6 – теплоизоляция; 7 – чугунный отражатель; в – загрузочная дверца; 9 – фурмы для подачи вторичного воздуха; 10 – растопочная дверца; 11 – дверца зольника; 12 – зольник; 13 – колосниковая решетка; 14 – топка; 15 – заслонка; 16 – загрузочный бункер; 17 – стопор; 18 – затвор; 19 – теплообменник горячего водоснабжения; 20 – дымоотводящий патрубок;21 ■ подача холодной воды; 22 – выход горячей воды Котел рассчитан на обогрев и горячее водоснабжение загородного дома площадью 100 м2, КПД котла в режиме отопления – 71 % и в режиме горячего водоснабжения -порядка 67 %.