Установка гидрострелки в системе отопления: Гидрострелка в системе отопления: зачем нужна, схема работы

Замечание специалиста: для получения права гарантийного обслуживания отопительной системы, приобретение и установка гидрострелки обычно обязательны.

Самостоятельное изготовление

Если же речь идет о разумности данного действия, то ответить однозначно не получится. Все зависит от обстоятельств и конкретных возможностей владельца отопительной системы.

Если у вас достаточно денег, то с самостоятельной разработкой и монтажом стрелки можно не возиться. Разумеется, лишь в том случае, если такое конструирование не доставляет вам чисто творческое удовольствие.

Для тех, кто все же решился взяться за это дело, мы приведем рекомендации по проектированию и установке коллектора с гидравлическим разделителем.

Принципы расчета

Типы исполнения гидравлического разделителяПервым делом займемся математикой.

Расчет параметров гидравлического разделителя осуществляется в следующем порядке:

1. Определяем три исходных величины для расчета: расход первого контура (Q1), расход второго контура (Q2) и максимальную вертикальную скорость воды (V) в самой гидрострелке.
2. Вычисляем модуль разницы |Q1-Q2| — это тот самый перепад расхода, который должен быть компенсирован гидрострелкой. Каждый насосный контур вносит свой вклад в общий объем циркуляции теплоносителя в системе.

Нетрудно видеть, что при Q1=Q2 потребность в разделители отсутствует. Но такого обычно не бывает.

Исходя из требований к конструкции, принимаем V — скорость теплоносителя, равной любому числу в диапазоне от 0.1 до 0.2 метров в секунду. Эта скорость не должна быть больше, так как вода не должна поступать в разделитель со слишком большой скоростью. Вычисляем искомый внутренний диаметр колонки гидрострелки по формуле: D = 18.81 X √(Q/V)

Что касается материала, то лучше всего изготовить гидрострелку из нержавеющей стали. При этом существует два различных конструктивных исполнения разделителя c различным взаимным расположением патрубков. Они показаны на рисунке выше. На этом же рисунке приведены все характерные размеры конструкции:

В заключение отметим, что многие известные производители отопительной техники наладили выпуск коллекторов со встроенным гидравлическим разделителем.

Смотрите видео, в котором опытный специалист разъясняет особенности схемы изготовления гидрострелки с коллектором:

Как подобрать гидрострелку для системы отопления?

Гидравлическая стрелка — это устройство, которое устанавливается между циркуляционными контурами источников и потребителей тепла.

Гидравлическая стрелка гасит скорость теплоносителя, и, таким образом, создает ситуацию, когда циркуляция насосов потребителей тепла не переходит в котловой контур циркуляции тепла, и наоборот. Теплоноситель беспрепятственно переходит из одного контура в другой, просто в гидравлической стрелке его скорость резко падает, и его отбирает тот контур, в котором работает (-ют) насосы.

Гидравлическая стрелка устанавливается в отопительных установках, которые имеют котлы с мощной самодиагностикой, с высокой теплонапряженостью топки, несколько котлов. Для подбора гидрострелки в котельную установку, необходимо расчитать номинальный оборот теплоносителя. Расчет оборота теплоносителя осуществляется по формуле:

G = (N x 0,86) / Δt

Схема подключения гидравлической стрелки
(нажать для увеличения)

G — максимальный часовой расход отопительной воды [м³/ч]
N — номинальная мощность котельной установки [кВт]
Δt — температурный перепад между подающей и обратной линиями [°С]

Пример:
Мощность котельной установки — 68 кВт.
Определим максимальный часовой расход:
G = 68 кВт x 0,86 / 20°С = 2,9 м³/ч

Используем таблицу подбора гидравлических стрелок Meibes.

Итак, по нижеприведенному перечню гидрострелок, нам подойдет гидрострелка Meibes MHK 32 с максимальным расходом 3,0 м³/ч.

Патент США на системы для нагрева воды, используемой при гидроразрыве пласта. Патент (Патент № 9,995,508, выданный 12 июня 2018 г.)

В настоящей заявке испрашивается преимущество US Provisional Application Ser. № 62 / 081,178, поданной 18 ноября 2014 г., которая тем самым включена в настоящий документ посредством ссылки.

Настоящее изобретение относится к системам для беспламенного нагрева воды и других текучих сред и для подачи тепла и / или пара в окружающий воздух.В одном примере вода используется для гидроразрыва пласта.

Патент США. В US 7824290, который включен в данное описание посредством ссылки, раскрыты системы распределения и управления вращательной мощностью и их компоненты, а также связанные с ними способы. Система распределения крутящего момента и управления может, например, функционировать аналогично типичному автомобильному ручному сцеплению. Другие варианты осуществления системы распределения мощности вращения и управления могут функционировать как бесступенчатые или бесступенчатые трансмиссии.Еще дополнительные варианты осуществления системы распределения мощности вращения и управления могут функционировать как гибридные приводные системы для различных типов транспортных средств, включая автомобили, грузовики и автобусы. Система распределения и управления мощностью вращения включает в себя, по меньшей мере, один гидростатический насос / двигатель и устройство разделения мощности вращения.

Публикация патентной заявки США № 2014/0174691, которая включена в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает систему обогрева, которая связана с источником подаваемой текучей среды, подлежащей нагреванию, и которая имеет двигатель внутреннего сгорания, снабженный охлаждающей жидкостью двигателя и газами, которые перетекают в двигатель и из него и тем самым нагреваются.Теплогенератор находится в гидравлическом сообщении с источником теплоносителя для циркуляции теплоносителя в теплогенераторе, вызывая жидкостное трение для создания тепла непосредственно в теплоносителе и обеспечения нагретого теплоносителя, который не находится в гидравлическом сообщении с двигатель. Устройство жидкостного теплообменника обеспечено сообщением по текучей среде с питающей жидкостью, охлаждающей жидкостью двигателя, газами двигателя и нагретой передающей жидкостью для передачи тепла от нагретой охлаждающей жидкости двигателя, нагретых газов двигателя и нагретой передающей жидкости к теплу. подаваемая жидкость.

Публикация патентной заявки США № 2014/0209281, которая включена в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает систему нагрева для нагрева, по меньшей мере, одного из заполненных жидкостью трубопроводов и объема воздуха, включая двигатель внутреннего сгорания, снабженный охлаждающей жидкостью двигателя, которая течет к двигателю и от него и тем самым нагревается. Теплообменник с текучей средой сообщается по текучей среде с текучим теплоносителем, хранящимся в резервуаре, и охлаждающей жидкостью двигателя двигателя внутреннего сгорания.Жидкостный теплообменник принимает нагретую охлаждающую жидкость двигателя от двигателя внутреннего сгорания и передает тепло от нагретой охлаждающей жидкости двигателя теплоносителю для обеспечения нагретой переносящей жидкости. Теплогенератор находится в гидравлическом сообщении с жидкостным теплообменником и принимает нагретую передаваемую жидкость из жидкостного теплообменника для дальнейшего нагрева. Затем эту нагретую передающую текучую среду можно выборочно использовать для нагрева трубопровода или объема воздуха.

Эта краткая информация предоставлена ​​для ознакомления с выбором концепций, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании.Это краткое изложение не предназначено для определения ключевых или существенных характеристик заявленного объекта изобретения и не предназначено для использования в качестве помощи в ограничении объема заявленного объекта изобретения.

Одним из примеров настоящего раскрытия является система для беспламенного нагрева жидкости, включающая гидравлический насос, имеющий входной вал и источник вращательной энергии, соединенный для передачи крутящего момента с входным валом гидравлического насоса. Контур гидравлической жидкости находится в гидравлическом соединении с впускным и выпускным отверстиями гидравлического насоса.Водяной теплообменник, имеющий резервуар, снабженный водой из источника воды, и трубопровод, снабженный нагретой жидкостью, по крайней мере, от одного из гидравлического насоса и источника энергии, расположен так, что тепло передается от нагретой жидкости в трубопроводе к воде. в баке.

Согласно другому примеру настоящего раскрытия, система беспламенного нагрева текучей среды включает в себя гидравлический насос, имеющий входной вал и источник вращательной мощности, соединенный для передачи крутящего момента с входным валом гидравлического насоса.Контур гидравлической жидкости находится в гидравлическом соединении с впускным и выпускным отверстиями гидравлического насоса. По меньшей мере, один клапан в контуре гидравлической жидкости выборочно ограничивает выходной поток из выпускного отверстия гидравлического насоса, тем самым обеспечивая сопротивление перекачивающему движению и нагревая гидравлическую жидкость в гидравлическом насосе. Водяной теплообменник, имеющий бак, снабженный водой из источника воды, и первую группу трубопроводов, снабженных нагретой гидравлической жидкостью от гидравлического насоса, расположен так, что тепло передается от нагретой гидравлической жидкости в первой группе трубопроводов к воде. в баке.

Настоящее изобретение описано со ссылкой на следующие фигуры. Одинаковые номера используются на всех рисунках для обозначения одинаковых функций и аналогичных компонентов.

РИС. 1 иллюстрирует один пример системы беспламенного нагрева текучей среды согласно настоящему раскрытию.

РИС. 2 иллюстрирует другой пример системы беспламенного нагрева текучей среды согласно настоящему раскрытию.

РИС.3 иллюстрирует другой пример системы беспламенного нагрева текучей среды согласно настоящему раскрытию.

РИС. 4 иллюстрирует другой пример системы беспламенного нагрева текучей среды согласно настоящему раскрытию.

РИС. 5 иллюстрирует один пример гидравлического насоса, который может использоваться в системе согласно настоящему раскрытию.

РИС. 6 иллюстрирует один пример теплообменника радиатор / вода, который может использоваться в системе согласно настоящему раскрытию.

В настоящем описании определенные термины использованы для краткости, ясности и понимания. Из этого не следует выводить никаких ненужных ограничений, помимо требований предшествующего уровня техники, поскольку такие термины используются только для описательных целей и предназначены для широкого толкования.

В некоторых приложениях мобильные системы отопления используются для нагрева жидкостей, таких как вода или жидкие растворы на водной основе, которые собирательно называются «технологической водой», для распределения по резервуарам и резервуарам.Например, одно такое применение, обычно известное как гидравлический разрыв пласта или «работа по гидроразрыву», включает закачку больших количеств нагретого водного раствора в подземный пласт нефтяной или газовой скважины для гидравлического разрыва пласта для высвобождения нефти или газа. Такие работы по гидроразрыву обычно используются для начала добычи в коллекторах с низкой проницаемостью или для повторного стимулирования добычи в более старых добывающих скважинах. Нагретая вода, как правило, объединяется и растворяет смесь химических добавок, пропантов (легкий песок), пены и гуарового геля, который помогает переносить песок в колодец.Этот жидкий раствор для гидроразрыва нагнетается в скважину с высоким расходом и давлением для разрушения пласта (например, 10 000 фунтов на квадратный дюйм при скорости до 100 баррелей в минуту) и помогает газу или нефти течь к поверхности. Вода дополнительно загрязняется, когда она находится в земле во время гидроразрыва пласта. Некоторые загрязнения можно легко отделить от воды после того, как она будет возвращена на поверхность; однако в воде содержится большое количество соли, которую нелегко удалить. Следовательно, использованную загрязненную воду необходимо вывозить из нефтяной скважины, а затем утилизировать на свалке отходов.Таким образом, для проведения гидроразрыва необходимо постоянно использовать новую воду.

Чтобы сэкономить на использовании больших объемов пресной воды, используемой для гидроразрыва, а также исключить необходимость в огромных свалках отходов, существует потребность в способе удаления соли из использованной воды для гидроразрыва пласта, чтобы вода для гидроразрыва могла быть повторно использованный. Это раскрытие относится к удалению соли из воды в любой ситуации путем кипячения воды и конденсации образующегося пара, но, в частности, к удалению соли из воды, используемой для гидроразрыва пласта на нефтяных месторождениях.

Гидравлический разрыв пласта проводится на удаленных скважинах и обычно требует короткого периода времени. Следовательно, строительство постоянного обогревателя на участке нерентабельно, и вместо него можно использовать мобильную систему обогрева. Такая мобильная система обогрева должна быть спроектирована с учетом действующих правил безопасности правительства США, согласно которым нагрев открытым пламенем не может происходить в непосредственной близости от колодца. Хотя соображения безопасности имеют первостепенное значение, соблюдение таких правил «запрета пламени» требует дополнительных затрат времени и средств для обеспечения необходимого нагрева жидкости.Соответственно, весьма желательны усовершенствования в создании беспламенной автономной мобильной системы для нагрева загрязненной воды до температур кипения.

Система согласно настоящему раскрытию имеет несколько дополнительных применений помимо кипячения загрязненной воды, чтобы из нее можно было удалить соль. Один — нагревать воздух в холодные месяцы. Другой — нагрев чистой воды, используемой для гидроразрыва пласта. Другой — производить электричество. Таким образом, настоящее изобретение относится к нагреванию многих различных типов текучих сред, таких как жидкости, газы и другие текучие вещества, такие как дизельное топливо или продукты на основе гликоля, для обеспечения теплообмена между одной текучей средой и другой или между текучими средами. и окружающий воздух.

Используя конструкцию, аналогичную той, которая предусмотрена в патенте ‘290, включенном здесь посредством ссылки выше, гидравлический насос 44 соединен с двигателем внутреннего сгорания или каким-либо другим источником энергии 10 , таким как двигатель внешнего сгорания или электрический или пневматический двигатель. См. Фиг. 1. Приводной фланец 34 источника питания 10 соединен для передачи крутящего момента с входным валом насоса 46 , который, в свою очередь, соединен с блоком цилиндров гидравлического насоса 44 , например например, через шариковую направляющую 40 (см. также ФИГ.5) находится в насосе 44 . Контур гидравлической жидкости 12 соединен с гидравлическим насосом 44 через первый и второй (выпускной и впускной) порты 122 , 123 на насосе 44 . Жидкость в гидравлическом контуре 12 нагревается за счет перекачивания насоса 44 . Гидравлическая жидкость, используемая в насосе 44 и контуре 12 , может быть любой подходящей жидкостью, известной специалистам в данной области техники.В одном варианте осуществления гидравлическая жидкость, используемая в любой из представленных здесь систем, может быть дизельным маслом, подходящим для таких применений. Клапаны в контуре гидравлической жидкости 12 используются для выборочного управления потоком жидкости. Клапаны также используются для создания противодавления в системе и нагрузки на источник питания 10 , тем самым создавая больше тепла в контуре гидравлической жидкости 12 в дополнение к теплу, вызванному трением жидкости, когда жидкость течет через ограничения клапана.Это будет описано более полно со ссылкой на фиг. 5.

Гидравлический насос 44 , показанный на ФИГ. 5 — гидростатический аксиально-поршневой насос. Вместо или в дополнение к изображенному аксиально-поршневому насосу можно использовать другие конструкции гидравлических насосов, известные специалистам в данной области техники, такие как радиально-поршневые насосы. Предпочтительно, используемый тип гидравлического насоса включает возвратно-поступательные поршни, такие как в аксиально-поршневых насосах и радиально-поршневых насосах. На фиг. 5, входной вал 46 (вращается источником энергии 10 ) имеет шлицы с блоком цилиндров 112 гидравлического насоса 44 , так что блок цилиндров 112 вращается вместе с входным валом 46 .Блок цилиндров 112 может вращаться вокруг оси вращения входного вала 46 внутри корпуса 113 гидравлического насоса 44 . Корпус 113 может поддерживаться в неподвижном положении. Внутри корпуса 113 находится наклонная наклонная шайба 114 , которая в варианте осуществления на фиг. 5, находится под фиксированным углом и крепится к корпусу 113 . Внутри блока цилиндров 112 имеется множество осевых отверстий 115 , таких как осевые отверстия 115 a и 115 b .Внутри множества осевых отверстий , 115, находится множество подвижно расположенных поршней 117 , таких как поршни 117 a и 117 b . Каждый из множества поршней , 117, имеет башмак , 119, для скользящего сопряжения с наклонной шайбой , 114, .

Поскольку множество поршней 117 вращается вместе с блоком цилиндров 112 , они соприкасаются с наклонной шайбой 114 , каналом гидравлической жидкости 120 и каналом гидравлической жидкости 121 , встроенным в корпус 113 .Канал , 120, для гидравлической жидкости может быть одиночным каналом или сетью взаимосвязанных каналов, сообщающихся по текучей среде с первым отверстием , 122, . Канал , 121, для гидравлической жидкости может быть одиночным каналом или сетью взаимосвязанных каналов, сообщающихся по текучей среде со вторым портом 123 . Качающаяся шайба 114 удерживается неподвижно относительно корпуса 113 и вместе с ним. Следовательно, когда поршни , 117, движутся по наклонной шайбе 114 во время вращения блока цилиндров 112 , они испытывают сжимающую силу на половину каждого вращения блока цилиндров 112 (за счет осевого перемещения внутри соответствующее осевое отверстие 115 ).Эта сжимающая сила соответствует вращению каждого отдельного поршня 117 , когда он вращается, чтобы перемещать поршень 117 в осевом направлении относительно его осевого отверстия 115 из выдвинутого положения, как показано поршнем 117 b в сжатое положение, как показано поршнем 117 a . Соответственно, вращение блока цилиндров 112 заставляет поршни 117 совершать возвратно-поступательное движение в осевом направлении внутри своих соответствующих осевых отверстий 115 посредством зацепления с наклонной шайбой 114 .

Канал для гидравлической жидкости 120 расположен так, что все осевые отверстия 115 , такие как осевое отверстие 115 a , содержат поршни 117 , такие как поршень 117 a , которые являются подвергаются такту сжатия (из-за их взаимодействия с наклонной шайбой 114 , когда блок цилиндров 112 вращается внутри корпуса 113 , и где ход сжатия для поршня 117 будет из положения, соответствующего осевое положение поршня 117 b до положения, соответствующего осевому положению поршня 117 a ), сообщаются по текучей среде с первым портом 122 .Корпус 113 также содержит канал для гидравлической жидкости 121 , который расположен так, что все осевые отверстия 115 , такие как осевое отверстие 115 b , содержат поршни 117 , такие как поршень 117 b , которые претерпевают ход расширения (когда блок цилиндров 112 вращается внутри корпуса 113 , и где ход расширения для поршня 117 будет из положения, соответствующего осевому положению поршня 117 a в положение, соответствующее осевому положению поршня 117 b ), сообщаются по текучей среде со вторым портом 123 .В связи с этим, когда блок цилиндров 112 вращается внутри корпуса 113 , все осевые отверстия 115 будут вращаться в жидкостном сообщении с каналами для гидравлической жидкости 120 и 121 и выходить из него. Соответственно, когда поршни 117 , такие как поршень 117 и , подвергаются такту сжатия, гидравлическая жидкость может проталкиваться через канал гидравлической жидкости 120 , и первое отверстие 122 может быть выпускным отверстием высокого давления. порт гидронасоса 44 .Точно так же, поскольку поршни 117 , такие как поршень 117 b , подвергаются такту расширения, гидравлическая жидкость может втягиваться (или под давлением) в канал для гидравлической жидкости 121 и во второй канал 123 может быть впускным отверстием относительно низкого давления гидравлического насоса 44 .

Чтобы гарантировать, что каждый из множества поршней 117 , подвергающихся такту расширения, остается в постоянном контакте с наклонной шайбой 114 , контур гидравлической жидкости 12 может подавать гидравлическую жидкость во второй порт 123 под заданное давление.Это давление может создаваться, например, нагнетательным насосом. Нагнетательный насос может быть насосом, отдельным от гидравлического насоса 44 , или он может быть интегрирован в гидравлический насос 44 .

Клапан 124 , соединенный с первым портом 122 гидравлического насоса 44 через гидравлическую линию 125 , может работать для ограничения потока гидравлической жидкости из первого (выпускного) порта 122 . Например, если клапан 124 используется для ограничения производительности гидравлического насоса 44 , это ограничение потока может привести к большему сопротивлению сжатию поршней 117 , когда они вращаются из выдвинутого положения, как показано на рисунке. поршнем 117 b , в сжатое положение, как показано поршнем 117 a .Это сопротивление выделяет тепло, поскольку работа, подводимая источником энергии 10 , теряется из-за механического трения. Кроме того, ограничение выходного потока вызывает падение давления, которое, в свою очередь, рассеивает энергию в виде тепла. Большее сопротивление сжатию поршня приводит к большему нагреву, тем самым нагревая гидравлическую жидкость в гидравлическом насосе 44 . Таким образом, клапан , 124, — это, по крайней мере, один клапан в контуре гидравлической жидкости 12 , который выборочно ограничивает выходной поток из выпускного отверстия 122 гидравлического насоса 44 , тем самым обеспечивая сопротивление перекачивающему движению и нагревая гидравлический жидкость в гидронасосе 44 .В одном примере предоставляется пользовательское устройство ввода , 116, , которое позволяет пользователю выборочно управлять положением клапана , 124, и, таким образом, управлять степенью нагрева гидравлической жидкости. Контур гидравлической жидкости , 12, может содержать дополнительные клапаны в дополнение к, по меньшей мере, одному клапану 124 на выпускном отверстии , 122, , где гидравлическая жидкость дополнительно нагревается непосредственно за счет гидравлического трения.

Корпус 113 гидравлического насоса 44 может содержать слив гидравлической жидкости 126 , соединенный с контуром гидравлической жидкости 12 через обратный канал утечки жидкости 127 .Слив 126 может быть выполнен с возможностью сбора любой гидравлической жидкости, которая вылилась из блока цилиндров 112 , либо, например, через поршни 117 , или через границу раздела между блоком цилиндров 112 и корпус 113 . В этом отношении контур 12 гидравлической жидкости и гидравлический насос 44 могут образовывать замкнутую систему, в которой не требуется внешний источник гидравлической жидкости и нет утечек гидравлической жидкости из системы.Кроме того, помимо обратного канала утечки жидкости 127 , контур гидравлической жидкости 12 и гидравлический насос 44 могут образовывать гидравлическую систему, которая полностью заполнена гидравлической жидкостью и, следовательно, не содержит каких-либо значительных газовых карманов.

Хотя наклонная шайба 114 на ФИГ. 5 показан под фиксированным углом, можно использовать наклонную шайбу с переменным углом. Такой механизм наклонной шайбы может включать в себя наклонную шайбу, наклоняемую на шарнире с помощью привода.Такие устройства хорошо известны специалистам в данной области. Также, например, если желательно уменьшить вращающуюся массу системы, может использоваться конфигурация, в которой блок цилиндров , 112, удерживается неподвижно, а наклонная шайба , 114, вращается с помощью входного вала , 46, . Такие системы обычно включают в себя распределительную пластину, прикрепленную к наклонной пластине , 114, и вращающуюся вместе с ней, чтобы гарантировать надлежащие гидравлические соединения между впускным и выпускным портами.

Как показано на фиг. 1, как только она покидает гидравлический насос 44 через клапан 124 , часть нагретой гидравлической жидкости перемещается по жидкостному контуру 12 (где она может дополнительно нагреваться другими клапанами) к воздухонагревательной части. 13 системы, где он проходит через радиатор 14 , который охлаждается вентилятором 16 . Поскольку вентилятор 16 обдувает радиатор 14 воздухом, воздух вокруг радиатора 14 нагревается.Затем жидкость поступает в сборный бак 18 , а затем обратно к гидравлическому насосу 44 , чтобы замкнуть контур гидравлической жидкости. Вместо этого посредством трехходового клапана часть потока от насоса 44 направляется на регулируемый гидравлический двигатель 20 , который приводит в движение вентилятор радиатора 16 через выходной вал 21 . Затем этот поток направляется для воссоединения с основным потоком и проходит через радиатор 14 для охлаждения.Согласно одному варианту осуществления эта конкретная часть системы используется в качестве беспламенного нагревателя для нагрева воздуха.

Согласно варианту осуществления по фиг. 1, часть потока контура гидравлической жидкости также направляется в водонагревательную часть 15 системы, где он направляется через водяной теплообменник 28 , такой как, например, бойлер. Теплообменник котел / вода 28 состоит из водяного бака, содержащего отдельные охлаждающие устройства радиаторного типа, через которые проходят текучие среды, такие как нагретая гидравлическая жидкость.Нагретая текучая среда нагревает воду в теплообменнике котел / вода 28 для удаления соли из воды, как будет описано ниже. Согласно настоящему примеру поток жидкости от гидравлического насоса 44 может быть направлен на каждый из гидравлического двигателя 20 , радиатора 14 и теплообменника котла / воды 28 через четырехходовой клапан или через серию двух- или трехходовых клапанов в гидравлическом контуре 12 .В качестве альтернативы поток текучей среды может быть направлен только в воздухонагревательную часть 13 системы или только в водонагревательную часть 15 системы, перекрывая одно или несколько направлений одного или нескольких из нескольких ходовые клапаны. Клапаны могут управляться вручную или электрически, например, посредством соединения с устройством ввода пользователя 116 (см. Фиг. 5).

Опять же, используя многоходовой клапан или ряд многоходовых клапанов, часть потока от гидравлического насоса 44 может быть направлена ​​в гидравлический двигатель 22 в гидравлическом соединении и приводимый в действие гидравлическим насосом 44 через контур гидравлической жидкости 12 .Гидравлический двигатель 22 имеет выходной вал 23 , с помощью которого он приводит в действие водяной насос 24 , который перекачивает воду из источника воды 26 в бак бойлера / водяного теплообменника 28 . Устройство может состоять из отдельного двигателя и насоса или из комбинированного устройства насос / двигатель. Затем поток через гидравлический двигатель 22 направляется обратно в главный контур гидравлической жидкости 12 и возвращается в гидравлический насос 44 через радиатор 14 и бак для гидравлической жидкости 18 .Отдельный водяной жидкостный контур 25 содержит загрязненную воду для гидроразрыва в использованном источнике воды 26 , из которой вода проходит через водяной насос 24 в теплообменник котел / вода 28 . В теплообменнике котел / вода 28 соленая вода нагревается нагретой гидравлической жидкостью до температуры кипения и превращается в пар. В это время соль, которая была в загрязненной воде, падает на дно бака теплообменника, откуда ее можно легко удалить позже.Пар направляется через радиатор 30 для охлаждения, и когда пар достаточно охлаждается, он снова возвращается в жидкую форму в виде незагрязненной воды и хранится в резервуаре для чистой воды 32 . Затем ее можно повторно использовать в качестве пресной воды для дальнейшего гидроразрыва пласта.

В одном примере, когда гидравлическая жидкость возвращается в контур гидравлической жидкости 12 из каждого из гидравлического двигателя 20 , теплообменника котла / воды 28 и гидравлического двигателя 22 , она впоследствии направляется через радиатор 14 и бак для гидравлической жидкости 18 перед тем, как снова подать на гидравлический насос 44 .Таким образом, остаточное тепло гидравлической жидкости отводится в окружающую среду.

В другом варианте осуществления настоящей системы пар, создаваемый теплообменником котел / вода 28 , может использоваться в качестве топлива для питания парового двигателя. Например, см. Прямоугольник с пунктирными линиями по адресу 29 .

Обращаясь к РИС. 2, в другом варианте осуществления этого изобретения вместо использования гидравлической жидкости из гидравлического насоса 44 для нагрева воды для превращения ее в пар, выхлоп из источника энергии 10 (в случае, если это двигатель) и вода из водяного контура 25 может быть направлена ​​в теплообменник котел / вода 28 , при этом выхлоп нагревает воду, превращая ее в пар.Как показано пунктирными линиями на фиг. 2, однако, другой вариант осуществления включает использование как нагретой гидравлической жидкости от гидравлического насоса 44 , так и выхлопных газов от источника энергии 10 в теплообменнике котла / воды 28 вместе для нагрева воды для создания пара.

Как показано на фиг. 3, в другом варианте осуществления изобретения другой гидравлический двигатель 36 снабжен гидравлическим соединением и приводится в действие гидравлическим насосом 44 через контур гидравлической жидкости 12 .Электрогенератор 38 приводится в движение гидравлическим двигателем 36 . Электрический нагревательный элемент , 204, может быть предусмотрен в трубопроводе 202 d в водяном теплообменнике 28 (см. Фиг. 6). Гидравлический двигатель 36 приводит в действие электрический генератор 38 для выработки электроэнергии для питания электрического нагревательного элемента 204 . Генератор 38 может также производить электричество на буровой для других целей, например, для обеспечения электроэнергией нагревательных элементов, которые нагревают воду в резервуаре для чистой воды 32 , который затем можно использовать для дальнейшего гидроразрыва пласта.

Ссылаясь на фиг. 4, в другом варианте осуществления нагретый хладагент источника питания перекачивается с помощью водяного насоса источника питания 10 в теплообменник котел / вода 28 . Нагретый хладагент может подаваться в теплообменник котел / вода 28 через отдельное охлаждающее устройство (трубопровод) радиаторного типа и использоваться для нагрева загрязненной воды для гидроразрыва.

Использование всех четырех этих методов для одновременного нагрева загрязненной воды для гидроразрыва (т.е. гидравлическая жидкость от насоса 44 , выхлоп от источника питания 10 , электричество от генератора 38 и нагретая охлаждающая жидкость от источника питания 10 ) обеспечивает более быстрый поток и более быстрый нагрев, и, таким образом, больше соли удаляется из использованной воды источник 26 за более короткий период времени. Конечно, любая комбинация двух или трех из этих методов также приведет к более быстрому нагреву, чем использование только одного метода. Например, как показано на фиг. 6, теплообменник котел / вода 28 может иметь бак 200 , снабженный водой из источника воды 26 , и трубопровод 202 , снабженный нагретой жидкостью, по крайней мере, от одного из гидравлических насосов 44 и Источник питания 10 .Теплообменник 28 бойлер / вода может быть расположен так, чтобы тепло передавалось от нагретой текучей среды в трубопроводе 202 к воде в резервуаре 200 .

РИС. 6 показан пример теплообменника котел / вода 28 , в котором можно использовать все четыре метода нагрева. Теплообменник котел / вода 28 включает в себя большой закрытый резервуар 200 , в котором предусмотрено несколько охлаждающих устройств или трубопроводов радиаторного типа 202 a — 202 d .Таким образом, теплообменник котел / вода 28 напоминает дымовой котел, в котором вода содержится в большом резервуаре 200 , а нагретые жидкости проходят через резервуар 200 по трубам или трубам. (например, трубопроводы 202 ). Загрязненная вода для гидроразрыва пласта подается через шланг, трубку или аналогичный резервуар 200 из источника использованной воды 26 через водяной насос 24 . Тепло передается от относительно более горячего содержимого трубопроводов 202 через проводящие стенки трубопроводов в относительно более холодную воду в резервуаре 200 .В одном примере трубопровод 202 и снабжен нагретой гидравлической жидкостью от гидравлического насоса 44 . Нагретая гидравлическая жидкость проходит через трубопровод 202 a с заданной скоростью и затем покидает канал 202 a , чтобы вернуться в радиатор 14 через контур гидравлической жидкости 12 . Другой трубопровод 202 b может быть снабжен выхлопом от источника энергии 10 , который затем может выходить из трубы 202 b в атмосферу.Другой трубопровод 202 c может быть снабжен нагретым хладагентом (таким как вода или гликоль) от источника питания 10 и может возвращаться из трубопровода 202 c в систему охлаждения источника питания 10 для разогрева. Другой трубопровод 202 d может содержать электрический нагревательный элемент 204 , который питается электричеством от генератора 38 . Конечно, может быть предусмотрено множество трубопроводов 202 и различные комбинации источников тепла, предусмотренных через каналы 202 или в них, для наиболее эффективного нагрева воды в резервуаре 200 .Например, могут быть предусмотрены первая, вторая, третья и четвертая группы трубопроводов , 202, , в которых первая группа содержит трубопроводы, снабженные нагретой гидравлической жидкостью, вторая группа содержит трубопроводы, снабженные нагретым выхлопом, и так далее. Хотя здесь не показано для ясности, несколько каналов могут быть предусмотрены рядами и столбцами позади тех каналов, которые показаны. Ряд или столбец трубопроводов может определять группу, или разнесенный рисунок трубопроводов может определять группу, в зависимости от источника тепла, предназначенного для протекания через трубопровод (или для окружения трубопровода), и его способности к нагреванию.

Количество и расстояние между трубопроводами должно быть достаточным для достаточного нагрева воды в резервуаре 200 , чтобы превратить ее в пар за эффективный период времени. Может быть желательно размещать трубопроводы или группы трубопроводов на расстоянии друг от друга в зависимости от источника тепла, чтобы некоторые трубопроводы, которые менее горячие, чем другие, все же отводили тепло в воду. По мере нагрева воды пар может выходить из бака 200 сверху и течь в радиатор 30 .В одном примере вся вода в резервуаре 200 должна быть превращена в пар, прежде чем соль, оставшаяся на дне резервуара, может быть вычищена из резервуара 200 или удалена другим способом. В других примерах резервуар 200 имеет отдельные отсеки, которые позволяют нагревать разные партии воды в разное время, так что тепло от жидкостей источника питания, гидравлической жидкости и электрических нагревательных элементов постоянно улавливается для обработки воды путем поворота. это париться.

Поскольку теплообменник котел / вода 28 состоит из водяного бака 200 , содержащего отдельные охлаждающие трубопроводы радиаторного типа 202 , нагретое масло, выхлоп и охлаждающая жидкость отделены друг от друга и не попадают внутрь. прямой контакт. Передача тепла скорее происходит посредством трубопроводов 202 , расположенных рядом или в контакте с загрязненной водой в баке 200 котла / теплообменника 28 . Электрические нагревательные элементы также поддерживаются отдельно от трубопроводов, содержащих нагретые жидкости, а также от прямого контакта с загрязненной водой в резервуаре 200 .

Еще одно применение описанной здесь системы — это использование уличными отделами для удаления излишков снега путем его плавления для утилизации. Снег можно растопить, например, горячим воздухом из радиатора 14 , горячим воздухом из радиатора 30 или паром из теплообменника котел / воды 28 .

В другом варианте осуществления этого раскрытия водяной насос 24 может использоваться для перекачивания жидкости гликолевого типа, которая хранится в контейнерах на площадках скважин для использования в способе гидроразрыва пласта.Жидкость гликолевого типа может быть прокачана через котел / теплообменник 28 для нагрева жидкости гликолевого типа за счет передачи тепла от нагретой гидравлической жидкости, выхлопных газов и / или хладагента во многом так же, как и при загрязнении гидроразрыва пласта. вода будет нагрета.

В одном варианте осуществления вся система по любой из фиг. 1-4 могут быть сконструированы на передвижном прицепе с колесами, аналогично системам обогрева, описанным в публикациях ‘691 и’ 281, включенных в данный документ выше. Это позволяет системе быть мобильной и легко транспортируемой на буровую площадку, которая, как упоминалось выше, обычно не используется достаточно долго, чтобы потребовалось постоянное оборудование.

В приведенном выше описании определенные термины были использованы для краткости, ясности и понимания. Из этого не следует выводить никаких ненужных ограничений, помимо требований предшествующего уровня техники, поскольку такие термины используются для описательных целей и предназначены для широкого толкования. Различные описанные здесь системы могут использоваться отдельно или в комбинации с другими системами. Ожидается, что в объеме прилагаемой формулы изобретения возможны различные эквиваленты, альтернативы и модификации.Кроме того, использование слов «первый», «второй», «третий» и т.д. в прилагаемой формуле изобретения не предназначено для обозначения приоритета или важности, а просто для того, чтобы отличить один из нескольких подобных элементов или машин от другого.

— Allied Valve Inc.

: Руководство по установке и эксплуатации

Ваши предохранительные клапаны (PRV) являются вашей самой важной линией защиты от повреждения оборудования, не говоря уже о нанесении вреда вашему персоналу, вашему предприятию и окружающей среде.По этой причине важно, чтобы вы правильно их устанавливали и эксплуатировали.

Мы получаем много вопросов о правильных процедурах установки и эксплуатации PRV. Приведенные ниже рекомендации содержат ответы на самые распространенные вопросы и решения наиболее распространенных проблем, с которыми сталкиваются наши клиенты.

Установка предохранительного клапана

Крепление

• Устанавливайте PRV в вертикальном положении, то есть вертикально, а шпиндель — вертикально. Клапан, установленный в любом положении, кроме вертикального, может работать неправильно.
• Для фланцевых клапанов убедитесь, что болты затянуты вниз равномерно. Это особенно важно для клапанов из чугуна. Если вы полностью затянете одну сторону, а затем другую, вы не только не сможете полностью затянуть ее, но и можете сломать клапан.
• Избегайте чрезмерной затяжки клапана. Это может повредить входную и выходную резьбу и вызвать утечку.
• Наносите смазку только на наружную резьбу. Смазка для труб — это состав, который предотвращает протекание клапанов, но если вы нанесете его на внутреннюю резьбу, он может загрязнить вашу систему.

Впускной трубопровод

• Впускной трубопровод должен быть коротким и прямым. Впускной патрубок никогда не должен иметь диаметр меньше диаметра самого клапана. Это ограничит поток пара, воздуха или других сред.
• Впускной патрубок никогда не должен располагаться вблизи чрезмерной турбулентности на судне.

Выпускной трубопровод

• Выпускной трубопровод всегда должен поддерживаться. В противном случае он может утяжелить и деформировать клапан, что приведет к неправильной посадке клапана.Это может привести к чрезмерной утечке.
• Номинальный размер выпускного трубопровода должен быть таким же большим или большим, чем размер выпускного отверстия клапана. Если это не так, поток будет ограничен, и клапан не разгрузит так большую мощность, как должен.
• Выпускной трубопровод не должен вызывать деформаций из-за теплового расширения. По мере расширения среды, если трубопровод не имеет никакого давления, клапан может деформироваться и протечь.

Работа предохранительного клапана

• Избегайте работы клапана слишком близко к заданному значению.Это может вызвать закипание и утечку. Как только это начнется, будет только хуже.
• Не проверяйте клапан слишком часто. Слишком частое поднятие испытательного рычага может привести к попаданию грязи или других посторонних предметов в седло, что может вызвать протечку клапана. Хотя регулярное тестирование является рекомендуемой частью программы профилактического обслуживания, его следует проводить примерно раз в год, а не раз в месяц.

Если у вас есть какие-либо вопросы о ваших PRV или вам нужна дополнительная консультация по установке или эксплуатации, позвоните нам.В конце концов, PRV — это защитное устройство, поэтому вам необходимо сделать все правильно.

Гидравлическая символика 304 — кондиционирование и мониторинг

Автор: Джош Косфорд, ответственный редактор

Использование символов гидравлики должно быть исчерпывающим, чтобы подробно описать работу всей гидравлической системы. Гидравлические машины, конечно же, состоят не только из насосов, клапанов и приводов, хотя они часто становятся звездами шоу.Эти звезды быстро перешли бы на другую сторону славы, если бы не компоненты для кондиционирования и контроля вашей машины.

Обозначения кондиционирования — это символы, обозначающие компоненты, используемые для фильтрации, нагрева, охлаждения или иной обработки гидравлической жидкости вашей машины. Если вы помните из «Гидравлической символики 101», мы чаще всего рисуем символы кондиционирования жидкости в форме ромба. От этого основного ромба жидкость движется через символ компонента разными способами, я подробно описал основной символ фильтра, показанный на рисунке 1.

Представьте себе гидравлическую жидкость, втекающую из верхней части алмаза, где она может заполнить камеру. Пунктирная линия не является ни пилотной, ни сливной линией, как описано в предыдущих статьях, а перфорацией. Жидкость должна проходить через перфорационные отверстия, оставляя частицы на поверхности слоя. Реальные перфорации микроскопические, но они хорошо представляют реальный фильтр. Чистая жидкость выходит через дно, чаще всего прямо в резервуар, снова готовая к откачке.

Гидравлические системы нуждаются в защите от атмосферных частиц, таких как пыль, выпадения сварочных осадков и механических частиц. Цилиндры дифференциала требуют дополнительного объема жидкости для расширения, и эта жидкость должна вытягиваться из резервуара. Когда объем жидкости в резервуаре уменьшается, воздух втягивается, чтобы заменить его, и без какой-либо формы удаления загрязнения атмосферное загрязнение может попасть в систему. Воздушный фильтр пропускает воздух, задерживая частицы. Второй символ на рисунке 1 с дугой над фильтрующим элементом — такое устройство.

Полная сборка фильтра на Рисунке 1 представляет собой набор компонентов для фильтрации и мониторинга состояния фильтра. Жидкость проходит прямо через середину, где частицы задерживаются внутри среды. Символ манометра находится слева. Этот манометр отличается тем, что две противоположные линии заканчиваются по обе стороны от манометра. Известный как манометр дифференциального давления, он сравнивает давление на входе и выходе фильтра, чтобы показать падение давления на фильтрующем элементе.Отображение падения давления, а не абсолютного давления, предлагает точный метод запуска замены фильтра, когда фильтр начинает засоряться. Манометр выше по потоку обеспечит только показание противодавления на фильтре, а не падение давления через элемент.

Справа от фильтра находится обратный клапан со смещением пружины, имеющий значение пружины 25 фунтов на кв. Дюйм. Этот обратный клапан обеспечивает обходной путь потока в случае увеличения падения давления из-за чрезмерно засоренного фильтра. Возвратные линии, как правило, являются плохими местами для противодавления, поэтому этот обратный клапан обеспечивает альтернативный путь потока, когда фильтр становится слишком забитым, чтобы течь достаточно хорошо.При давлении 25 фунтов на квадратный дюйм обратный клапан начинает открываться, чтобы уменьшить противодавление через элемент. Обратите внимание, что поток через обратный клапан не фильтруется, позволяя загрязнениям проходить сквозь него.

На рисунке 2 я показываю составной символ для узла дуплексного фильтра. Дуплексный фильтр позволяет заменять фильтр по требованию, пока гидравлическая система все еще работает. Жидкость сначала входит через верхнюю часть трехходового шарового клапана. Три конуса показывают верхнее входное отверстие и два возможных горизонтальных выхода в зависимости от расположения показанной ручки, прорастающей снизу.Некоторые трехходовые клапаны представляют собой просто круг с L-образной линией, соединяющей два из трех портов, но я считаю эту версию более лаконичной.

Рядом с 3-ходовым шаровым клапаном находятся два объекта, которые выглядят как цилиндры с пружинным возвратом. По сути, это всплывающие индикаторы. Значение пружины будет эквивалентно примерно двум третям настройки перепускных обратных клапанов. Если перепускные клапаны начинают открываться при 45 фунтах на квадратный дюйм, всплывающий индикатор преодолевает свою пружину при 30 фунтах на квадратный дюйм, чтобы предупредить команду технического обслуживания о том, что фильтр следует заменить в ближайшее время.Часто меняя цвет с зеленого на красный во время всплывающего окна, они автоматически сбрасываются, когда падение давления возвращается к норме после замены фильтра.

Вы можете видеть, что у каждого фильтра есть свой перепускной клапан (который иногда находится в самом фильтрующем элементе), хотя я опустил пружинный клапан, чтобы уменьшить беспорядок. После того, как жидкость проходит через фильтр через нижнюю часть, оба элемента присоединяются к единому выпускному отверстию, через которое чистое масло выходит из узла. Большинство дуплексных фильтров устанавливаются в трубопроводе, а не в баке, и могут быть фильтрами под давлением, а также фильтрами возвратной линии.

Узел антикавитационного фильтра на рис. 2 предоставляет еще пару вариантов символики для узла фильтра. Во многом он аналогичен фильтру в сборе на Рисунке 1, но включает еще два варианта. Второй обратный клапан обеспечивает антикавитационную функцию системы. Существуют обстоятельства, при которых гидравлическая система может захотеть «плавать», что означает, что ее можно тянуть, поднимать или толкать под действием силы тяжести или нагрузки. Например, если на цилиндр давят в неподвижном состоянии, может потребоваться втягивание жидкости из резервуара, чтобы компенсировать перепад объема.Без обратного клапана в цилиндре может образоваться кавитация и возникновение пузырьков воздуха, которые потенциально могут повредить цилиндр при повторном повышении давления.

Компонент справа от алмазного фильтра — это реле перепада давления. Сравнивая давление на входе и выходе, как показано на манометре на Рисунке 1, этот переключатель включает световой сигнал, ПЛК или другое предупреждение о том, что фильтр следует заменить в ближайшее время. Сам символ представляет собой квадратную рамку с символом фиксированной пружины наверху. Три точки представляют собой электрические контакты, а линия показывает электрический путь по умолчанию, в данном случае «замкнутый» для соединения нижнего контакта с левым боковым контактом.Когда давление соответствует значению пружины переключателя, контакт смещается вправо, замыкая электрическую цепь и сигнализируя предупреждение.

Ни один агрегат подготовки жидкости не является полным без контроля температуры гидравлической жидкости. Нагреватели, охладители или теплообменники полезны для большинства гидравлических систем, особенно для тех, которые расположены в различных климатических или рабочих условиях. На рис. 3 ромбовидные обозначения обозначены как нагреватели и охладители. Первый символ слева показывает вертикальный путь потока гидравлической жидкости, разделяющий пополам две направленные внутрь стрелки.Эти стрелки обозначают не путь потока жидкости, как это типично для символа, а направление теплопередачи и обозначают символ для нагревателя, такого как электрический змеевик в резервуаре.

Второй слева символ охладителя очень похож на нагреватель, за исключением двух направленных наружу стрелок, которые обозначают тепло, отводимое из жидкости. Этот символ является основным и не говорит нам, является ли охладитель жидкостным или жидким воздухом, хотя я бы предположил, что жидкость-воздух, по сравнению с символом справа.Символ теплообменника объединяет внутренние элементы нагревателя и охладителя, показывая способность направлять тепло внутрь или наружу (но никогда одновременно). Однако справа выступает дополнительная пара линий жидкости, которые сначала входят сверху, а затем выходят снизу. Дополнительные линии обозначают охлаждающую жидкость, которая может быть городской водой или водным гликолем, охлажденной или нагретой. Охладитель с трубкой и кожухом или пластинчатый охладитель являются примерами охладителя жидкость-жидкость.

Последний символ соединения, обведенный линией корпуса, — это охладитель воздух-жидкость.Этот блок может быть либо трубчато-ребристым, либо стержневым и пластинчатым, обычным для принудительных воздухоохладителей. На сложной фигуре справа показаны два соединенных треугольника, образующие ребра охлаждающего вентилятора, прикрепленные к круглому символу первичного двигателя для электродвигателя. Буква «M» обозначает двигатель, и если бы его корпус был квадратным, это означало бы наличие двигателя внутреннего сгорания.

% PDF-1.4 % 1 0 объект >>> эндобдж 2 0 obj > поток 2014-09-03T11: 41: 07 + 02: 002014-09-03T11: 41: 08 + 02: 002014-09-03T11: 41: 08 + 02: 00Adobe InDesign CS5.5 (7.5.3)