Ayaklimat.ru

Климатическая техника
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Компенсатор (трубопроводы)

Компенсатор (трубопроводы)

Компенсатор — устройство, позволяющее воспринимать и компенсировать перемещения, температурные деформации, вибрации, смещения.

Применение компенсаторов на различных типах устройств обусловлено необходимостью избежать, стабилизировать, либо свести к минимуму возникновение нежелательных факторов, возникающих в результате воздействия окружающей или проводимой среды, а также в результате работы самого устройства. Такими факторами могут быть напряжения в металле, опорах трубопровода и пр.

Содержание

Виды компенсаторов [ править | править код ]

В зависимости от рабочих параметров эксплуатации и среды применяют следующие виды компенсаторов: компенсатор сильфонный, компенсатор резиновый, компенсатор тканевый, компенсатор фторопластовый, компенсатор линзовый, компенсатор сальниковый.

Основными параметрами для выбора компенсатора являются: температура среды, давление, агрегатное состояние перемещаемой среды

Тканевые компенсаторы [ править | править код ]

Основным местом применения тканевых компенсаторов являются системы с газообразными средами. Температура газов может достигать 1200°С.

Компенсаторы изготавливаются из одного или нескольких слоев изоляционных и газоплотных материалов. Материалы собираются вместе в так называемый «сэндвич». Газоплотные материалы изготавливаются из различных покрытий и имеют высокую химическую стойкость, порой превосходящую нержавеющую сталь. Существуют различные типы креплений компенсатора, например крепление под хомут или прижимной типа 000, фланцевое крепление тип 101 Для температур свыше 500 °С применяются конструкции с внутренней изоляцией.

Резиновые компенсаторы [ править | править код ]

Основным местом применения резиновых компенсаторов являются трубопроводные системы с жидкими средами. Температура жидкости может достигать 200 С. Стандартные исполнения имеют стойкость до 100 −110 С. Основным способом подсоединения к трубопроводу является фланцевое соединение. Для повышения устойчивости к внешнему воздействию резиновый компенсатор может быть упакован в специальный огнестойкий чехол.

Компенсаторы изготавливаются из различных эластомеров (резин) и имеют кордовое усиление. В зависимости от проходящей жидкости подбирается подходящий эластомер. Наиболее распространенным материалами являются EPDM (этилен-пропиленовый каучук) и NBR (бутадиен-нитрильный каучук). Резиновые компенсаторы EPDM используются для водной рабочей среды, NBR — для нефтепродуктов и их производных. Для химически агрессивных сред (кислоты, щелочи и пр.) используется специальный материал — гипалон (сульфохлорированный полиэтилен). Для повышения устойчивости к различным химически активным средам может быть использовано специальное тефлоновое напыление. Для повышения надежности гибкого соединения используются различные угловые ограничители и соединительные тяги.

Наиболее широкое распространение резиновые компенсаторы получили в водопроводах, канализационных трубопроводах, а также в нефтехимической промышленности. Большинство производителей насосного оборудования рекомендуют устанавливать резиновые компенсаторы между насосом и трубопроводом, что позволяет скомпенсировать вибрацию, исходящую от насоса, тем самым повысив надежность и срок службы всей системы, в том числе и другого оборудования, подключенного к трубопроводу. В последнее время у некоторых европейских производителей в линейке появились резиновые компенсаторы с особым составом резины, который позволяет применять их для водопроводов питьевой воды, а также в пищевой промышленности.

Сильфонные компенсаторы [ править | править код ]

Основным местом применения сильфонных компенсаторов являются системы с жидкими и парообразными средами, работающие при высоких давлениях и высоких температурах. Сильфонные компенсаторы предназначены для компенсации температурных расширений, несоосностей трубопроводов и вибрационных воздействий. Широко применяются в энергетике, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности. Основной элемент сильфонного компенсатора — сильфон — упругая асимметричная гофрированная металлическая оболочка. Конструкция сильфона позволяет компенсатору под действием продольных (ход), поперечных (сдвиг) и угловых (поворот) моментов растягиваться, сжиматься, деформироваться в поперечном направлении и изгибаться со значительными перемещениями (до десятков сантиметров и градусов), сохраняя герметичность [1] . Вид деформации сильфона в процессе эксплуатации определяется конструктивным исполнением компенсатора.

Сальниковые компенсаторы [ править | править код ]

Сальниковые компенсаторы предназначены для компенсации температурных деформаций трубопроводов водяных и паровых теплосетей, с параметрами воды и пара: рабочем давлении до 2,5 МПа (25 кгс/см2), температуре воды до 200˚С, температуре пара до 300˚С. Сальниковые компенсаторы односторонние изготавливаются для условных проходов Ду от 100 до 1400 мм, а сальниковые компенсаторы двухсторонние — для Ду от 100 до 800 мм. Сальниковые компенсаторы применяются при строительстве тепловых сетей в районах с расчетной температурой наружного воздуха не ниже минус 40˚С. Компенсирующая способность компенсаторов сальниковых варьируется в зависимости от условного прохода: от 200 до 450 мм — для односторонних компенсаторов и от 400 до 800 мм для двухсторонних компенсаторов.

Сальниковые компенсаторы изготавливаются по серии 4.903-10 выпуск 7 и по серии 5.903-13 выпуск 4

Линзовые компенсаторы [ править | править код ]

Компенсаторы линзовые ПГВУ круглые и прямоугольные предназначены для компенсации температурных удлинений круглых и прямоугольных газовоздуховодов (ПГВУ) котельных установок. Компенсаторы линзовые ПГВУ применяется в неагрессивных и малоагрессивных средах с избыточным давлением до 1500 мм вод. ст. (0.015МПа) и температурой среды от −20 до 425°С. Компенсаторы круглые линзовые ПГВУ изготавливаются на Ду от 150 до 6000 мм, одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми, в соответствии с требуемой компенсирующей способностью: Компенсаторы прямоугольные линзовые ПГВУ изготавливаются размерами от 300х400 до 7850×8000 мм, одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми, в соответствии с требуемой компенсирующей способностью: Компенсаторы круглые осевые линзовые изготовленные по ГОСТ 34-10-569-93 предназначены для компенсации температурных изменений длины трубопроводов на которые распространяются требования «Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», работающих в условиях неагрессивных и малоагрессивных сред, с условным давлением до 1,6МПа (16кгс/см2) и температурой до 300˚С и для Ду ≤ 400 мм температурой до 425˚С. Компенсаторы изготавливаются на Ду от 100 до 2200 мм, условные давления Ру 0,6МПа, 1,0МПа и 1,6МПа, одно-, двух-, трех- и четырехлинзовыми, в соответствии с компенсирующей способностью.

Монтаж и установка компенсаторов на заказ

Трубопроводные системы при изменении режимов работы по перекачке рабочей среды или колебаний погодных условий подвергаются деформациям, называемыми температурными.

При нагреве стальных труб суммарной длиной 100 п.м., до температуры в 50 градусов Цельсия они могут вытягиваться на расстояние от 40 до 60 мм. Учитывая то, что те же магистральные трубопроводы тянутся на многие километры, то сумма удлинения, составляет серьезные цифры.

Тепловая деформация приводит к тому, что в системе появляются большие продольные усилия.

Они оказывают воздействие на фиксированные промежуточные опоры. Кроме того, возникающие воздействия не только разрушают опоры, но и приводят к прогибу труб. Все перечисленные избыточные усилия могут привести к тому, что существующие соединения (сварочные или фланцевые) могут быть повреждены.

Защита трубопроводных систем от излишних нагрузок

Защита трубопроводных систем от излишних нагрузок начинается на стадии проектирования. Проектировщики и конструкторы рассчитывают его таким образом, чтобы его составные части (трубы) имели возможность свободно изменять свою длину при перепадах температуры при этом система и ее составные части не должны испытывать дополнительных нагрузок.

Другими словами, трубопроводные системы, разумеется, правильно спроектированные, получают возможность изменять свои линейные размеры, но лишь в пределах допустимых нагрузок и без использования специального оборудования называют самокомпенсацией.

Она (самокомпенсация) может быть реализована только потому, что трубопроводы состоят не только из прямых участков, как правило, между опорными точками размещают повороты или отводы.

Читайте так же:
Установка сигнализаций для квартир в алматы

Эти конструктивные элементы — повороты или отводы и помогают компенсировать колебания длины. Она напрямую связана с эластичностью конструкции на прямом участке, другая часть компенсируется за счет характеристик металла, который использован для производства труб.

Но заложить в проект возможность самокомпенсации не всегда представляется возможным или использовать ее в полном объеме нельзя, тогда в трубопроводной системе монтируют устройства, под названием компенсаторы.

В нашей компании освоен серийный выпуск следующих типов компенсационных изделий:

Особенности монтажа П-образных компенсаторов

Перед монтажом компенсационных устройств, на место, предусмотренное в конструкторской документации, необходимо выполнить его внешний осмотр. На поверхности изделия не может быть повреждений, замятий и других дефектов, которые могут оказать негативное влияние на их работоспособность.

Компенсаторы, перед началом их монтажа на место приводят в нагруженное состояние, то есть их или растягивают или сжимают на величину, определённую в проектной документации. Их монтаж выполняют совместно со вспомогательным устройством, обеспечивающим распор или сжатие. Устройство удаляют только после выполнения окончательной установки компенсационного устройства на проектное место. Размер предварительной натяжки или удлинения определяют на стадии проектирования.

Растяжку используют для горячих трубопроводных систем, а сжатие для холодных. Операция предварительной деформации компенсаторов называетсят — холодным натягом. Основная ее цель — снижение напряжений, появляющихся во время тепловой деформации трубопроводной системы.

Результаты предварительной деформации компенсационного устройства заносят в Акт. В нем указывают все строительные длины, устанавливаемых компенсационных устройств до и после нагружения.

Компенсаторы, выполненные в виде буквы П, монтируют в параллельно земле. Но при необходимости их могут устанавливать под определенным углом к горизонту или перпендикулярно к уровню земли. В нижних точках отводов необходимо врезать дренажные краны или штуцеры. В верхней части компенсационного изделия, в обязательном порядке, должны быть установлены воздухоотводяще клапаны.

П-образный компенсатор монтируют на трех опорах. Две из них должны быть установлены на прямом участке трубопроводной системы, стыкующейся с компенсационным изделием. Между опорой и стыком должно быть оставлено не меньше 0,5 м. Третью опору устанавливают под спину устройства для компенсации, для этого сооружают специальную конструкцию в виде колонны.

Предварительное нагружение П-образного компенсационного изделия выполняют при помощи специального технологического приспособления, в состав которого входят два хомута. Между ними устанавливают винт и распорку.

Прежде чем привести компенсационное изделие в рабочее состояние, необходимо выполнить замер длины компенсатора в свободном положении. После этого, на заранее установленном приспособлении, проворачивают гайку. Таким образом, выполняется приведение компенсатора в рабочее состояние. В проекте должен быть показан стык, рядом с которым будет выполнено растяжение компенсационного устройства. Если в рабочей документации нет каких-либо отметок, то надо помнить, что установка растяжки рядом со стыком, расположенным рядом с компенсационным устройством недопустимо.

При выполнении погрузочно-разгрузочных работ компенсатор разрешено поднимать только по трем точкам. Выполнять подъём компенсационного устройства за распорное устройство категорически запрещено. Освобождение компенсатора от грузозахватных приспособлений допустимо выполнять только после того, выполнена прихватка стыков. Компенсационные устройства устанавливают в рабочее положения с помощью одного или двух подъемных кранов.

В некоторых случаях, например, тогда, когда компенсаторы П-образной формы, расположены параллельно между собой, вместо их растяжения выполняют натяжение. То есть, на месте где должен располагаться сварной или фланцевый стык, оставляют зазор. Его размер должен равняться длине растягивание компенсационного изделия. Перед тем как начать растяжку необходимо убедиться в том, что на данном участке трубопровода сварены и готовы к эксплуатации все стыки.

Особенности монтажа линзовых компенсационных устройств

При монтаже линзовых компенсаторов необходимо отслеживать расположение дренажных устройств, это могут быть штуцеры или краны. Кроме того, направляющий стакан должен быть установлен по оси движения перемещаемой рабочей среды.

Линзовые компенсационные устройства целесообразно устанавливать в трубах, узлах или блоках до того, как их установят в предусмотренное конструкторской документацией положение. При транспортировке, хранении готового с линзового компенсационного устройства необходимо обеспечить сохранность изделия. Для этого используют специальные приспособления их называют жесткость. После монтажа готового изделия их надо удалить.

Во время сборки трубопроводов, расположенных в вертикальной плоскости, монтажники должны приварить скобы, устанавливаемые параллельно компенсатору и срезаемые по окончании работ.

Перед монтажом линзовые компенсационные устройства должны быть растянуты на половину их способности выбирать температурную деформацию.

Эти изделия могут быть растянуты и во время монтажа, по окончании сварочных работ или сборки на фланцах. Кроме того, должны быть смонтированы все стационарные опоры, подвесные устройства и пр.

В таком случае растяжку компенсаторов выполняют путем его притягивания к ближайшему, специально подготовленному стыку.

Сжатие изделия проводят после того как оно окончательно связано с трубопроводом, до того, пока оно не закреплено на стационарных опорах. Для манипуляций с компенсационным устройством используют приспособление, в состав которого входят — два хомута и удлиненные шпильки.

При установке в трубопроводной системе нескольких компенсаторов проектировщики обязаны предусмотреть наличие стационарных опор, располагаемых за устанавливаемым изделием. Такой подход позволяет предупредить прогиб трубопроводной линии, находящейся в нагруженном состоянии. Такой подход обеспечит равномерную деформацию всех, смонтированных на этом участке компенсационных изделий. Все дело в том, у каждого линзового компенсатора собственные параметры жесткости.

У линзовых, их иногда называют волнистыми, компенсаторов перед монтажом необходимо проверить строительную длину, затем выставляют зазор, который должен соответствует предварительному нагружению (растяжке).

Компенсационные изделия и трубопровод

Компенсационные изделия осевого типа устанавливают в определённой очередности. На первом этапе их фиксируют с помощью сварки одним концом к трубе. Между противоположной стороной и торцом трубы оставляют зазор, который равен длине заранее выполненной растяжки. Для операции растяжки компенсационного изделия применяют метизы различной формы (гайки, шпильки). При монтаже шарнирных компенсационных устройств их сваривают во соответствии со схемой монтажа, при этом болты, скрепляющие щеки шарниров, не снимают.

Их демонтируют после проверки длины зазоров между стыками и затягивания крепежных изделий

Компенсаторные изделия сальникового типа требуют обеспечения соосности со стыкуемыми трубами. Смещение осей при монтаже недопустимо, в противном случае может произойти заклинивание движущихся частей или выход из строя набивки компенсационного устройства. Направляющие, которые установлены на трубы обживают ее, и таким образом, происходит центрирование труб в разных плоскостях.

© 2021 ООО «ТЗЭО «ХИМТЕПЛОМАШ». Компенсаторы и клапаны, поставка по всей России и ближнему зарубежью из г. Тулы.
Предложения на сайте носят информационный характер и не являются публичной офертой.

П-образный компенсатор и его особенности

П-образный компенсатор, размеры которого выбираются в зависимости от диаметра используемых труб, представляет собой трубопроводный фитинг, предназначенный для нивелирования линейного удлинения труб. Основная функция данного элемента заключается в предотвращении деформации и провисания трубопроводных коммуникаций.

Особенности П-образных компенсаторов

У компенсационных фитингов в виде буквы "П" оба конца, которые присоединяются к трубам, находятся на одной оси, поэтому данные элементы монтируются на прямых отрезках магистралей. Такие компенсаторы подходят для использования в технологических коммуникациях разных видов. Обычно они изготавливаются из того же материала, что и трубопроводная система. В качестве исходного сырья служат куски труб либо отводов, которые соединяются с помощью сварки.

Читайте так же:
Эльдорадо установка встраиваемой техники

При монтаже стальных трубопроводов более экономически выгодно изготавливать компенсаторы из цельного отрезка трубы посредством способа гнутья. При этом должна выполняться следующая пропорция: R = 4D, где R – радиус изгиба, а D – диаметр трубы. Если длина П-образного компенсатора превышает 9 м, то он должен состоять не менее, чем из двух частей.

Правила расчёта П-образного компенсатора тепловой сети обеспечивают:

  • Сохранение герметичности трубопровода и продление его эксплуатационного периода;
  • Минимизирование линейного расширения труб в результате скачков давления и температурных колебаний;
  • Гашение появляющихся вихревых потоков;
  • Равномерное распределение давления в сети.

Как подобрать П-образный компенсатор

Правильный выбор компенсационного элемента является залогом безупречной работы коммуникации в целом. Перед покупкой данного фитинга, необходимо убедиться, что он:

  • Соответствует материалу трубопровода;
  • Имеет тот же диаметр и толщину стенок, что и трубы.

В жилых домах для устройства коммуникаций обычно используются трубы диаметром 20 мм.

Особенности монтажа П-образного компенсатора

Чтобы система работала безотказно на протяжении всего периода эксплуатации, важно соблюдать правила установки всех элементов, в том числе и компенсаторов. Перед монтажом следует отметить на схеме точки неподвижных креплений.

Рекомендации по установке П-образных компенсаторов

–Важно, чтобы неподвижные опорные элементы располагались на расстоянии не больше, чем 10DN (условных проходов) от компенсационного элемента, поскольку при передаче момента защемления опорного элемента обеспечивается заметное снижение гибкости.

– Отрезки трубопроводной сети между опорами и компенсаторами должны быть равные по длине. При расположении П-образного фитинга не по центру данного отрезка, а с некоторым смещением в направлении одного из опорных креплений, наблюдается увеличение сил упругих деформационных нагрузок и напряжения приблизительно на 20-40% относительно показателей, которые получены при расположении компенсатора по центру.

– Прежде, чем приступить к монтажным работам, рекомендуется растянуть фитинг. При этом компенсирующая способность П-образного компенсатора будет увеличена.

Расчёт П-образного компенсатора

Расчёт П-образного компенсатора тепловых сетей сводится к определению минимальных размеров изделия, достаточных для нивелирования давления в системе. При этом следует учитывать, что:

  • Номинальное напряжение, которое может создаваться в спинке компенсационного фитинга, может варьировать в пределах 80-100 МПа;
  • Вылет (H – часть компенсатора, расположенная перпендикулярно к трубопроводу) по отношению к внешнему диаметру (Dn) – это значение должно быть 10-40 единиц;
  • В оптимальном случае отношение ширины (L) изделия к вылету (H) составляет 1-1,5 раза;
  • Рассчитывая линейное расширение, нужно указывать наивысшую температуру рабочей среды и наименьшее значение температуры окружающего пространства.
  • Если в результате расчётов окажется, что нужен П-образный компенсатор больших габаритов, то лучше заменить его двумя более маленькими.

Расчёт П-образного компенсатора стальных труб выполняется с учётом того, что:

  • В качестве рабочей среды служит пар или вода;
  • Рабочее давление, создаваемое в системе, максимум 16 бар;
  • Температура теплоносителя – до 200оС;
  • Изделия имеют симметричную конструкцию, то есть плечи имеют одинаковую длину;
  • Трубопроводная коммуникация в месте монтажа компенсаторов расположена горизонтально.

Для расчётов принимаются идеальные условия, поэтому следует понимать, что полученные значения являются в большей степени условными. Но даже эти расчёты позволяют минимизировать риски при работе трубопроводной системы.

Температурное линейное расширение труб с гибким П-образным компенсатором в направлении осей координат X и Y рассчитывается по формуле:

– коэффициент температурного удлинения углеродистых сталей;

– разность температур рабочей и внешней среды (расчётная величина);

хВ, хА – координаты концов отрезка трубопроводной коммуникации в точках А и В по оси Х;

yB, yA – соответственно по оси Y.

Полное температурное удлинение в направлении оси координат рассчитывается по формуле:

Для участков, которые расположены симметрично по отношению к оси Y, температурное линейное расширение в направлении данной оси принимается за 0 (ноль). При этом для расчёта полного температурного удлинения применяется формула:

L – расстояние между неподвижными опорными элементами.

Температурная разница определяется следующим образом:

При вычислениях принято считать, что неподвижные опорные элементы имеют полностью жёсткое крепление. А сопротивление сил трения опор подвижного типа при температурном линейном расширении во внимание не берётся.

Стоимость П-образного компенсатора

Изготовленный по ГОСТ П-образный компенсатор может иметь различную стоимость, которая обусловлена техническими характеристиками и материалом изготовления. Но каждый справляется с задачей компенсации.

Компенсаторы п-образные обладают хорошей компенсирующей способностью, отличаются простотой в изготовлении, передают небольшие нагрузки на неподвижные опоры и не нуждаются в обслуживании. При монтаже необходимо учитывать, что они требуют много места.

Полипропиленовые трубы не требующие компенсаторов

Полипропиленовые трубы от немецкой компании "Aquatherm" имеют много преимуществ, одним из которых является минимальное линейное тепловое расширение 0,035 мкм. Таким низким показателем не может похвастаться ни одна аналогичная продукция. В большинстве случаев коэффициент линейного термического расширения составляет 0,15 мкм.

Минимальная деформация гарантирует работу трубопровода без повреждений долгие годы и обеспечивает возможность не использовать компенсаторы при вертикальной прокладке в шахте и каналах.

Трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.

Система отлично подходит для подведения воды к бассейнам, как в частных, так и промышленных масштабах. Так же используется для транспортировки химических сред.

Данная система обладает предельно низким коэффициентом линейного расширения (0.035 мкм/к), поэтому в установке компенсаторов линейного расширения нет нужды.

Трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.

Трубопроводная система из инновационного материала fusiolen, специально разработанная для систем холодоснабжения, обогрева поверхностей, транспортировки агрессивных сред и сжатого воздуха, а также для систем геотермальной энергетики.

Данная система обладает предельно низким коэффициентом линейного расширения (0.035 мкм/к), поэтому в установке компенсаторов линейного расширения нет нужды.

Вопросы, комментарии, отзывы

Ваш комментарий отправлен!

Чтобы задать любой интересующий Вас вопрос, отправить запрос на расчет продукции или запросить необходимую документацию Вы можете воспользоваться специальной формой на сайте, отправить письмо по электронной почте или позвонить по телефону

Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора

Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. Чтобы это не привело к поломкам, ускоренному износу, ухудшению характеристик силовых агрегатов, между некоторыми деталями на этапе конструирования создают тепловые зазоры. При разогреве мотора за счет расширения деталей они «выбираются» (поглощаются). Тем не менее по мере износа деталей их нагрева оказывается недостаточно для поглощения зазоров, что отрицательно сказывается на характеристиках двигателя.
Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. — само по себе ничего страшного не привносит. Но, поскольку двигатель состоит из деталей, сделанных из разных материалов (чугун, сталь, аллюминий), у которых разные коэффициенты теплового расширения, то увеличиваются они в разной степени. Эту проблему отчасти и решают гидрокомпенсаторы.
Тепловой зазор в механизме привода клапанов напрямую влияет на работоспособность силового агрегата. Так как из-за износа деталей клапанные зазоры постоянно изменяются, еще в начале прошлого века в двигатель внедрили механизм их регулирования с помощью обычных гаечных ключей. Делать это следовало регулярно, а значит, повышалась трудоемкость техобслуживания и увеличивалась его стоимость. Гидрокомпенсаторы (ГК) позволяют избежать этих проблем. Они должны полностью поглощать зазоры между рабочими поверхностями распредвала и рокерами коромыслами, клапанами, штангами — независимо от температурного режима и степени износа деталей. Зазор в клапанном механизме может как увеличиваться так и уменьшаться в зависимости от конструкции ГРМ и применяемых материалов.
Гидрокомпенсаторы можно устанавливать на все типы газораспределительных механизмов (ГРМ) — с коромыслами, рычагами, штангами — и при любом расположении распредвала (верхнем или нижнем). В зависимости от конструкции ГРМ различают четыре базовых типа гидрокомпенсаторов: гидротолкатели; гидроопоры; гидроопоры, предназначенные для установки в рычаги или коромысла; роликовые гидротолкатели.
Гидрокомпенсатор в толкателе с верхним распредвалом работает следующим образом:
Кулачок распредвала, повернутый к толкателю тыльной стороной, не передает на него усилие, и плунжерная пружина свободно выдвигает плунжер из втулки, выбирая тем самым необходимый зазор. Образовавшаяся полость под плунжером, через шариковый клапан вбирает в себя масло. После того как масло заполнит полость, срабатывает шариковый клапан, который под действием своей пружины, закрывая появившуюся полость.
Поворачиваясь выпуклым профилем к толкателю, кулачок нажимает на него и перемещает его вниз. В течении этого воздействия гидравлический толкатель передает усилие на клапан как «жесткий» узел, так как обратный клапан закрыт, и масло в замкнутой полости не сжимается. Во время нижнего перемещение толкателя и плунжерной пары, небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется тепловой зазор между кулачком и толкателем. Ушедшее масло вновь восстанавливается из системы смазки двигателя.
Тепловое расширение деталей клапанного механизма приводит к изменению объема «восстанавливающей» порции масла и длину гидрокомпенсатора, то есть он автоматически восстанавливает зазор, как от теплового расширения материала, так и от естественного износа деталей газораспределительного механизма.
Гидравлические толкатели работают надежно лишь при применении масла высокого качества, сохраняющего при изменении температуры примерно постоянную вязкость.

Читайте так же:
Установка водомера на систему отопления

Где: 1 — кулачок; 2 — плунжер; 3 — втулка плунжера; 4 — полость под плунжером; 5 — плунжерная пружина; 6 — пружина обратного клапана; 7 — фиксирующее кольцо; 8 — рычаг привода клапана; 9 — сливное отверстие.

Конструкция
Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора рассмотрим на примере гидротолкателя, установленного в головке блока цилиндров. Остальные типы гидрокомпенсаторов хотя и отличаются по конструкции, но работают по тому же принципу. Гидротолкатель представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров. Если ГК вмонтирован в рычаги привода клапанов (в рокеры или коромысла), его подвижной частью является только плунжер, выступающая часть которого выполнена в виде шаровой опоры или опорного башмака.
Основная часть ГКплунжерная пара. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5-8 мкм, что обеспечивает высокую герметичность соединения, при этом подвижность деталей сохраняется. В нижней части плунжера сделано отверстие для поступления масла, которое закрывается подпружиненным обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая возвратная пружина.
Принцип действия
Когда кулачок распредвала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, внешней сжимающей нагрузки нет и между корпусом и кулачком холодного двигателя имеется зазор. Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока этот зазор не будет «выбран» — уменьшен практически до нуля. Одновременно масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
По мере того, как вал поворачивается, кулачок начинает давить на корпус толкателя и перемещает его вниз, перекрывая масляные каналы — системы смазки двигателя и перепускной канал. Шариковый клапан при этом закрывается, и давление масла под плунжером увеличивается. Так как жидкость несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая опора, передавая усилие кулачка на шток клапана двигателя.
Хотя зазор в плунжерной паре очень мал, немного масла все же продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10-50 мкм. Величина «просадки» зависит от оборотов вращения коленвала двигателя. Если они увеличиваются, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя снижаются утечки масла из-под плунжера.
Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор обеспечивает отсутствие зазоров — за счет постоянной жесткой связи между элементами ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.
Плюсы и минусы
Внедрение ГК позволило избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на сохранности двигателя, его мощности и расходе топлива.
При всех своих преимуществах гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, — некоторыми особенностями эксплуатации. Один из конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов проявляется в некачественной работе холодного двигателя в первые секунды пуска, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально.
Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары, изготовленных с высокой степенью точности. К загрязнению приводит использование несоответствующего масла, несоблюдение сроков его замены или неисправность масляного фильтра, пропускающего грязное масло через перепускной клапан.
При увеличении посадочного зазора в плунжерной паре повышается утечка масла из камеры высокого давления. Гидрокомпенсатор теряет «жесткость», поэтому эффективность передачи усилия кулачка на стержень клапана ГРМ снижается. То же самое происходит при износе обратного клапана камеры высокого давления. Неисправности системы смазки двигателя замедляют наполнение ГК маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ.
Внутренний объем ГК должен быть заполнен маслом. Пустой или частично заполненный («завоздушенный») гидрокомпенсатор не выполняет своего основного назначения — устранения зазоров в деталях ГРМ. В результате возникают ударные нагрузки, которые проявляются характерным стуком. Это приводит к ускоренному износу деталей ГРМ и ухудшению работы мотора. Поломкам способствует и попадание в ГК с маслом частиц изношенных деталей: узел может заклинить. В зависимости от того, в каком положении это произошло, в ГРМ либо появятся большие зазоры, либо клапаны окажутся «зажатыми» (возрастает нагрузка на распредвал, падает мощность и т.д.).

Читайте так же:
Установка сервопривода в системе отопления

Чтобы избежать этого, необходимо:
* контролировать и поддерживать внутреннюю чистоту двигателя — проводить смену масла и масляного фильтра в сроки, рекомендованные автопроизводителем, с понижающим коэффициентом 0,6 — 0,9, учитывающим условия эксплуатации машины;
* промывать двигатель перед очередной сменой масла, используя медленно действующие промывки «на пробег». При загрязнении внутренних поверхностей двигателя (что обнаруживается, например, при снятии кожуха ГРМ) быстродействующие средства промывки применять не рекомендуется, так как отслоившиеся куски грязи с потоком масла могут попасть во внутренние полости компенсаторов и вывести их из строя.
Необходимо знать, что малые зазоры между подвижными элементами гидрокомпенсатора обуславливают применение в двигателе маловязких масел высокого качества — синтетических или полусинтетических (SAE 0W40, 5W40, 10W30 и др.). Использовать минеральные масла (например, SAE 15W40) из-за их повышенной вязкости и склонности к смолистым отложениям не рекомендуется.

Диагностика и замена
При выходе из строя одного или нескольких ГК появляется стук, похожий на клапанный. Этот звук хорошо распространяется в металле, поэтому для определения неисправного гидрокомпенсатора применяют фонендоскоп. Аналог этого прибора можно изготовить и самостоятельно из стального стержня длиной около 700 мм и диаметром 5-6 мм. На один торец стержня крепится жестяная банка из-под пива с обрезанным верхом, а на его середину — деревянная ручка. Приложив ухо к банке и поочередно приставляя свободный торец «фонендоскопа» к головке блока в зоне каждого компенсатора, на слух определяют неисправный по усиленному стуку. «Подозрительный» ГК следует демонтировать и проверить.
Извлечь ГК из седла можно с помощью магнита. Если это не удается (ГК «прикипел» или заклинил), его извлекают съемником, предварительно приварив к нему тягу с крюком. Некоторые гидрокомпенсаторы поддаются разборке, что позволяет определить степень износа внутренних деталей. Разборку следует производить с особой аккуратностью, чтобы не повредить поверхности сопряженных элементов.
Гидроопоры разбираются после снятия стопорного кольца; внутренние детали гидротолкателя «вытряхивают», аккуратно постукивая его корпусом о металлическую поверхность. Загрязненный компенсатор промывают в ацетоне или в другом растворителе.
Визуальный осмотр позволяет обнаружить внешние повреждения торцевой поверхности гидрокомпенсатора, подвергающейся нагрузкам (выбоины, царапины или задиры). В процессе эксплуатации на ней может образоваться даже углубление.
Существует еще один простой и действенный способ контроля состояния демонтированного ГК: после заполнения маслом он не должен сжиматься при прикладывании усилия рук. В противном случае он неисправен и подлежит замене. Работоспособный ГК, сжатый в струбцине, оказывает значительное сопротивление и незначительно уменьшает длину только через 20-30 сек.
Секреты установки
Для нормального функционирования ГРМ с гидрокомпенсаторами (после их замены) следует соблюдать определенные правила:
* новые ГК на заводе-изготовителе заполняются консервирующим масляным составом, который при установке удалять не нужно. После запуска мотора этот состав без каких-либо последствий смешивается с маслом из системы смазки двигателя;
* не следует устанавливать в ГРМ пустые гидрокомпенсаторы, «завоздушенность» которых образовалась вследствие разборки и промывки. Сначала их нужно заполнить маслом. Несоблюдение этого правила может привести к появлению значительных ударных нагрузок, особенно при первом пуске двигателя (пока «прокачается» система смазки);
* после установки ГК на двигатель рекомендуется 5-7 раз провернуть коленвал за храповик ключом и перед первым пуском мотора выждать 10-15 мин. Это необходимо для того, чтобы под давлением кулачков распредвала плунжерные пары нагруженных компенсаторов заняли рабочее положение;
* при ремонте и замене ГК нужно промыть масляную систему, заменить масляный фильтр, залить в двигатель свежее масло. Вращая коленвал, можно визуально проверить поступление масла через масляные каналы к установочным седлам (при извлеченных гидрокомпенсаторах);
* в ходе ремонта двигателя автомобиля с пробегом свыше 150-200 тыс. км гидрокомпенсаторы зазоров клапанов желательно заменить (при таком пробеге, как правило, они выходят из строя). Использование некачественных масел и несоблюдение сроков их замены может вдвое уменьшить срок службы ГК;
* при наличии одного или нескольких неисправных гидрокомпенсаторов менять желательно весь комплект, иначе скоро придется повторно вскрывать ГРМ для ремонта.
Прокачка гидрокомпенсаторов
При определенных условиях эксплуатации автомобиля (длительные перерывы в работе, износ плунжерных пар ГК) может произойти частичное вытекание масла из гидрокомпенсаторов (завоздушивание). Это проявляется стуками в приводе ГРМ прогретого двигателя.
Удалить воздух из компенсаторов можно следующим образом: сначала следует дать двигателю поработать 2-3 мин. при постоянных оборотах (2-2,5 тыс. об/мин), затем при переменных (2-3 тыс. об/мин), а после этого 30-50 сек на холостых. Шумы в ГРМ должны исчезнуть, но если они сохраняются, весь цикл повторяется, иногда — несколько раз. Если это не поможет, следует искать неисправные ГК и причину их выхода из строя.

П-образный компенсатор

Здравствуйте! При нагревании трубопроводы системы теплоснабжения имеют свойство удлиняться. И то, насколько они увеличатся по длине, будет зависеть от их начальных габаритов, от материала, из которого они изготовлены, и температуры вещества, транспортируемого по трубопроводу. В потенциале изменение линейных размеров трубопроводов может привести к разрушению резьбовых, фланцевых, сварных соединений, повреждению иных элементов. Разумеется, при конструировании трубопроводов учитывается то, что они удлиняются при нагревании и укорачиваются при наступлении низких температур.

Самокомпенсация теплотрасс и дополнительные компенсирующие элементы

Существует в сфере теплоснабжения такое явление, как самокомпенсация. Под этим понимается способность трубопровода самостоятельно, без помощи специальных устройств и приспособлений, компенсировать те изменения размеров, которые происходят в результате теплового воздействия, за счёт упругости металла и геометрической формы. Самокомпенсация возможна только при наличии в трубопроводной системе изгибов либо поворотов. Но не всегда при проектировании и монтаже имеется возможность для создания большого количества таких «естественных» компенсаторных механизмов. В таких случаях актуально подумать над созданием и установкой дополнительных компенсаторов. Они бывают следующих типов:

Способы изготовления П-образных компенсаторов

В данной статье мы подробно поговорим о П-образных компенсаторах, которые на сегодняшний день являются самыми распространёнными. Данные изделия, покрытые полиэтиленовыми оболочками, можно применять на технологических трубопроводах всех типов. По сути, они являются одним из методов самокомпенсации — на коротком отрезке создаётся несколько изгибов в виде буквы «П», а затем трубопровод продолжает идти по прямой. Такие П-образные конструкции делаются из цельных изогнутых труб, из отрезков труб или отводов, которые сваривают между собой. То есть изготавливают их из того же самого материала, из той же марки стали, что и трубы.

Экономичней всего гнуть компенсаторы из одной цельной трубы. Но если общая длина изделия составляет более 9 метров, то их следует изготовлять из двух, трёх или семи частей.

• В случае, если компенсатор нужно изготовить из двух составных частей, то шов располагается на так называемом вылете.

• Трёхчастная конструкция предполагает, что гнутую «спинку» изделия будут создавать из цельного куска трубы, а потом к ней приварят два прямых отвода.

• Когда частей предполагается семь, то четыре из них должны быть коленцами, а остальные три — патрубками.

Важно помнить и то, что радиус сгиба отводов при заготовке компенсаторов из прямых частей должен быть равен четырём наружным диаметрам трубы. Это можно выразить следующей несложной формулой: R=4D.

Из скольких бы частей не изготавливался описываемый компенсатор, сварной шов всегда желательно располагать на прямом участке отвода, который будет равен диаметру трубы (но не менее 10 сантиметров). Впрочем, бывают ещё и крутозагнутые отводы, где прямые элементы отсутствуют вовсе — в таком случае можно отойти от вышеуказанного правила.

Достоинства и недостатки рассматриваемых изделий

Компенсаторы данного типа специалисты рекомендуют применять для трубопроводов небольшого диаметра — до 600 миллиметров. Участки в виде больших букв «П» на данных трубопроводах при возникновении каких-либо колебаний эффективно гасят их за счёт изменения своего положения по продольной оси. Это как бы не позволяет колебаниям «продвигаться» по теплотрассе дальше. В трубопроводах, требующих разбора для того, чтобы произвести очистку, П-образные компенсаторы дополнительно снабжают присоединительными деталями на фланцах.

П-образные изделия хороши тем, что они не нуждаются в контроле в период эксплуатации. Это их отличает от изделий сальникового типа, для обслуживания которых нужны специальные камеры ответвлений. Однако для обустройства П-образных компенсаторов требуется некоторое пространство, а в плотно застроенном городе оно находится не всегда.

У рассматриваемых компенсаторов, разумеется, есть не только достоинства, но и недостатки. Самый очевидный из них такой – для изготовления компенсаторов дополнительно расходуются трубы, а они стоят денег. Кроме того, установка данных компенсаторов ведёт к тому, что увеличивается общее сопротивление движению жидкости-теплоносителя. Плюс ко всему такие компенсаторы отличают значительные размеры, и потребность в специальных опорах.

Расчёты для П-образных компенсаторов

В России по-прежнему не стандартизированы параметры для П-образных компенсаторов. Их производят в соответствии с нуждами проекта и по тем данным, которые в этом проекте прописываются (тип, размеры, диаметр, материал и т. д.). Но всё-таки определять габариты П-образного компенсатора наобум, конечно, не следует. Специальные расчёты помогут узнать те габариты компенсатора, которые окажутся достаточными для компенсации деформаций теплотрассы из-за температурных перепадов.

При подобных расчётах, как правило, принимаются следующие условия:

• трубопровод изготовлен из стальных труб;

• по нему течёт вода либо пар;

• давление внутри трубопровода не превышает 16 бар;

• температура рабочей среды не более 2000 градусов по Цельсию

• компенсаторы симметричны, длина одного плеча строго равна длине второго плеча;

• трубопровод находится в горизонтальном положении;

• на трубопровод не действует давление ветра и прочие нагрузки.

Как мы видим, здесь берутся идеальные условия, что, разумеется, делает конечные цифры весьма условными и приблизительными. Но такие расчёт всё равно позволяют снизить риск повреждений трубопровода при эксплуатации.

И ещё одно важное дополнение. При расчётах изменения трубопровода под воздействием тепла за основу берётся наибольшая температура перемещаемой воды или пара, а температура окружающей среды, наоборот, выставляется минимальная.

Сборка компенсаторов

Собирать компенсаторы необходимо на стенде или на абсолютно ровной твёрдой площадке, на которой удобно будет производить сварочные работы и подгонку. Начиная работы, нужно точно нанести ось будущего П- участка и установить контрольные маячки для элементов компенсатора.

После изготовления компенсаторов нужно также проверить их размеры — отклонение от намеченных линий должно не превышать четырёх миллиметров.

Монтаж П-образных компенсаторов

Место для П-образных компенсаторов обычно выбирается с правой стороны теплопровода (если смотреть от источника тепла к конечному пункту). Если же справа нет необходимого пространства, то возможно (но лишь в качестве исключения) устроить вылет для компенсатора слева, не меняя в целом расчётные габариты. При таком решении с внешней стороны будет находиться обратный трубопровод, и размеры его окажутся чуть больше тех, что требовались согласно предварительным вычислениям.

Пуск теплоносителя всегда создаёт в трубах из металлов значительное напряжение. Чтобы справиться с ним, П-образный компенсатор в процессе монтажа следует растянуть по максимуму – это увеличит его эффективность. Растяжку делают после установки и фиксации опор с обеих сторон от компенсатора. Трубопровод при растяжке в зонах его приваривания к опорам должен оставаться строго неподвижным. П-образные компенсаторы сегодня растягивают при помощи талей, домкратов и прочих подобных приспособлений. Величину предварительной растяжки компенсирующего элемента (или величину его сжатия) следует обязательно указать в паспорте на теплотрассу и проектных документах.

Если планируется расположение П-образных элементов группами на нескольких трубопроводах, идущих параллельно, то растяжку заменяют такой процедурой, как натяжка труб в «холодном» состоянии. Подобный вариант предполагает и особый порядок проведения монтажных процедур. В данном случае компенсатор прежде всего следует установить на опоры и сварить стыки.

Но при этом в одном из стыков должен остаться зазор, который будет соответствовать заданной растяжке П-компенсатора. Для того, чтобы избежать снижения компенсационной способности изделия и предотвратить перекосы, для натяжения следует воспользоваться стыком, который будет находиться от оси симметрии компенсатора на расстоянии от 20 до 40 трубных диаметров.

Установка опор

Особо стоит сказать об установке опор для П-компенсаторов. Их необходимо смонтировать так, чтобы трубопровод перемещался лишь вдоль продольной оси и никак иначе. В таком случае компенсатор примет на себя все возникающие продольные колебания.

Сегодня для одного П-компенсатора необходимо устанавливать не менее трёх качественных опор. Две из них следует располагать под теми участками компенсатора, которые состыкуются с основным трубопроводом (то есть под двумя вертикальными палочками буквы «П»). Допустимо также монтировать опоры на самом трубопроводе поблизости от компенсатора. Причём между краем опоры и сварным стыком должно быть хотя бы на полметра. Ещё одна опора создаётся под спинкой компенсатора (горизонтальной палочкой в букве «П»), как правило, на особой подвеске.

Если теплотрасса имеет уклон, то боковые части П-образных элементов должны располагаться строго по уровню (то бишь уклон должен соблюдаться). В большинстве случаев компенсаторы в виде буквы «П» устанавливаются горизонтально. Если же компенсатор устанавливается в вертикальном положении внизу обязательно должна быть организована соответствующая дренажная система.

Какие данные о компенсаторах нужно занести в паспорт теплотрассы?

По окончании монтажа П-образного компенсатора в паспорт теплопровода вносятся такие сведения:

• технические параметры компенсатора, предприятие-изготовитель и год производства;

• расстояние меж опорами, производимая компенсация и величина растяжения;

• температура окружающей атмосферы в период, когда проводились работы, и дата установки.

Что касается, например, компенсирующей способности П-образного изделия, то она имеет чёткую зависимость от ширины, от радиуса изгибов и вылета.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Процесс установки операционной системы linux
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector