Оборудование заводов по переработке пластмасс

ГИДРОПРИВОД

Различают два основных типа гидропривода гидравлических процессов: групповой (насосно-аккумуляторныйу и индиви­дуальный (насосный и наеосно-аккумуляторный). Групповым называют такой привод, который обеспечивает рабочей жид­костью несколько (от двух до десяти) прессов от централизо­ванной насосно-аккумуляторной станции (рис. 10.8). Насосы 1 подают рабочую жидкость из бака 2 через управляющие ди­стрибуторы 5 к прессам 6 и аккумулятору 4. Во время рабочего1' хода пресса жидкость поступает в главный цилиндр пресса как от насосов, так и из аккумулятора. Во время выдержки мате­риала под давлением насосы нагнетают жидкость в аккумуля­тор через клапан 3, создавая запас рабочей жидкости для следующего цикла.

По принципу поддержания давления различают грузовые, пневмопоршневые, пневмобеспоршневые и пневмогидравличе - ские аккумуляторы (рис. 10.9).

Грузовой аккумулятор (рис. 10.9, а) представляет собой установленный вертикально стальной гидравлический ци­линдр 3 с плунжером 7, нагруженным чугунными грузами 4 Цилиндр установлен на опорной плите 1. На верхнюю часть плунжера насажена крестовина 5, к которой при помощи тяг 6 подвешена плита 8 с грузом. Давление, передаваемое на плунжер, регулируется количеством грузов 4. При опускании

Груза в крайнее нижнее положение плита опирается на упо­ры 2. В нижней части плунжера имеются каналы А, прекра­щающие его подъем путем вывода из-под него жидкости через кольцевую расточку у отверстия Б в цилиндре. Грузовые ак­кумуляторы способны поддерживать практически постоянное давление. Однако они очень громоздки и при резком тормо­жении вызывают гидравлические удары в трубопроводах.

Пневмопоршневой аккумулятор (рис. 10.9, б) состоит из пневматического цилиндра 4 с поршнем 3 и гидравлического цилиндра 8 с плунжером 7. Обычно диаметр поршня в не­сколько раз больше диаметра плунжера. Плунжер и поршень жестко связаны между собой, вследствие чего при движении плунжера в пневмоцилиндре возникают резкие колебания дав­ления воздуха, а следовательно, становится переменным и давление рабочей жидкости, поступающей к прессам. Для сни­жения этих колебаний увеличивают объем воздушной части путем подсоединения к цилиндру 4 воздушных баллонов 5. Воздух в баллоны подкачивается компрессором 6. Рабочая жидкость от насоса поступает в гидроцилиндр через обратный клапан 1, воздействуя при этом на плунжер 7, вследствие чего поршень 3 сжимает воздух в пневмоцилиндре 4 и воздушных баллонах 5. Жидкость к работающим прессам выдавливается сжатым воздухом. Одним из основных недостатков такого типа аккумуляторов является громоздкость установки.

Пневматический беспоршневой аккумулятор (рис. 10.9, в) состоит из вертикально установленного баллона 1 для аккуму­лируемой жидкости и баллонов 2 для сжатого воздуха. Воздух в баллоны подкачивается компрессором 4 по трубопроводу 3. Вытесняемая воздухом рабочая жидкость из баллона 1 по тру­бопроводу 8 через клапан 9 направляется к гидравлическим прессам. Жидкость в аккумулятор поступает от насоса 6 по трубопроводу 12 через обратный клапан 10. Отработанная жид­кость от прессов по магистрали 7, а также избыток жидкости от насоса через перепускной клапан 11 направляется в резер­вуар 5.

Преимущество пневмобеспоршневых аккумуляторов — это отсутствие подвижных частей и; следовательно, отсутствие уплотнений. Эти аккумуляторы компактны. При их работе не возникает гидравлических ударов. Недостатком этих аккумуля­торов является колебание давления в гидросистеме, возникаю­щее вследствие изменения уровня жидкости и соответствую­щего изменения отношения объемов газовой и жидкой фаз. Обычно это колебание давления не превышает 10%- При боль­шем падении давления компрессор 4 подкачивает воздух в си­стему. Уровень жидкости в аккумуляторе обычно контролирует­ся при помощи подплавковых уровнемеров, прекращающих по­дачу жидкости в аккумулятор при его заполнении и отключаю­щих аккумулятор от потребителей при снижении уровня до минимального значения.

Пневмогидравлический аккумулятор (рис. 10.9, г) состоит из металлического баллона 1 с резиновым мешком 7. Аккуму­лятор имеет два клапана: клапан 2 для подачи воздуха и кла­пан 5 для нагнетания рабочей жидкости и удержания резино­вого мешка лри его расширении. Для предотвращения повы­шения давления сверх допустимого в нижней части баллона имеется эластичная прокладка 6, которая лри достижении мак­симального давления выжимается из зазора и тем самым пред­охраняет аккумулятор от перегрузки. Пробка 3 служит для удаления воздуха из. гидросистемы. При работе аккумулятор вначале заполняют сжатым воздухом. При этом резиновый мешок расширяется и плотно прилегает к внутренней поверх­ности баллона 1. По мере нагнетания масла через штуцер 4 воздух в мешке сжимается, и объем мешка уменьшается. При падении давления в системе воздух в мешке расширяется, вытесняя масло из аккумулятора в гидросистему. Если в каче­стве рабочей жидкости применяют воду, то внутреннюю по­верхность баллона для защиты от коррозии покрывают слоем синтетической смолы. Пневмогидравлические аккумуляторы выпускают на рабочее давление 20—30 МПа. Их полезная ем­кость может составлять от 1 до 10 л.

Аккумуляторы такого типа не только применяют по пря­мому назначению, но также устанавливают на магистральных трубопроводах для сглаживания колебаний давления, вызван­ных пульсирующей нагрузкой при быстром открывании вентилей и клапанов. Возникающая при этом ударная волна (гидравли­ческий удар), вызванная резким торможением потока жид­кости, при установке на магистрали нескольких малогабарит­ных аккумуляторов моментально гасится, не причиняя никакого вреда ни трубопроводам, ни гидроаппаратуре. В некоторых конструкциях индивидуальных гидроприводов малогабаритные аккумуляторы применяют для компенсации утечек на стадии прессования после достижения номинального давления.

Индивидуальный гидропривод (рис. 10.10) состоит из бака 10, на котором обычно устанавливают два насоса: шестеренча­тый наіеос низкого давления 9 и эксцентриковый плунжерный насос высокого давления 6. Масло от шестеренчатого насоса поступает к циркуляционному клапану низкого давления (охо - лостителю) 8, предназначенному для защиты насоса низкого давления от попадания в него жидкости под высоким давле­нием. При повышении давления в гидросистеме более 1,0— 1,5 МПа охолоститель переключает поток масла от шестерен­чатого насоса на слив, отсоединяя его от основной магистрали. Этой же цели служит и обратный клапан И.

Золотниковые распределители 4 и 5, к которым поступает масло от насосов высокого и низкого давления, управляют на­правлением потока масла и направлением движения поршней рабочего цилиндра 3 и цилиндра выталкивателя 1, установлен­ных соответственно в верхней и нижней траверсах пресса 2.

Для очистки масла от механических включений на возврат­ной магистрали устанавливается фильтр 12. Охолоститель 7 предназначен для направления на слив масла от насоса высо­кого давления при достижении в гидросистеме давления прес­сования. Конечный выключатель 13 служит для управления скоростью опускания траверсы. Он устанавливается таким об­разом, чтобы за 20 мм до смыкания формы отключить шесте­ренчатый насос и резко снизить скорость смыкания пресса. Обычно скорость холостого хода составляет 50—120 мм/с, снижаясь в момент смыкания формы до 2—2,5 мм/с. Скорость подвижной траверсы при открытии пресса составляет 40— 120 мм/с.

В качестве насосов низкого давления (РМакс^7,0 МПа) применяют также лопастные, червячно-винтовые и кривошип - но-плунжерные насосы.

В качестве насосов высокого давления СРМакс>Ю МПа) в основном используют плунжерные насосы кривошипного, экс­центрикового или ротационного типов.

Трубопроводы гидросистем изготавливают из жестких ме­таллических и эластичных неметаллических труб, применяя при монтаже неподвижные и подвижные способы их соедине­ния, такие, как .сварка, соединительные муфты, тройники и кре­стовины. Трубопровод, по которому жидкость поступает от на­соса к прессу, называется напорной магистралью, а трубопро­вод, по которому отработавшая жидкость отводится из цилинд­ра в бак, — сливной магистралью.

Основными характеристиками трубопровода является номи­нальный диаметр (по ГОСТ 14063—68 он может быть равен 2,5; 4; 6,0; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250 мм) и рабочее давление Рраб — наибольшее избыточное
давление, при котором обеспечивается длительная работа ар­матуры и соединительных частей при рабочей температуре среды. При испытаниях гидросистемы ее опрессовывают проб­ным давлением Рп=1,5 Ррав-

Скорость течения жидкости в напорном трубопроводе обыч­но составляет 6—10 м/с, достигая в отдельных случаях 30 м/с.

Трубопроводы, работающие под высоким давлением, изго­тавливают из стальных бесшовных труб. Толщину стенки S напорного трубопровода, работающего в условиях статического давления Р, определяют по формуле Ляме, применяемой для расчета толстостенных сосудов:

На практике гидравлические магистрали работают в усло­виях как статического, так и динамического нагружения. Ди­намическая составляющая появляется вследствие гидравличе­ских ударов при быстром срабатывании распределительных устройств, а также за счет пульсаций давления жидкости и колебания самих трубопроводов.

Разрушение труб при пульсациях давления чаще всего начинается на тех участках, на которых трубы имеют эллип­тическое сечение. Под действием внутреннего давления эллип­тическое сечение стремится превратиться в круглое. Поэтому на участках наибольшей кривизны в стенках трубы возникают максимальные растягивающие напряжения. Как правило, наи­большему сплющиванию трубы подвергаются в месте изгиба. Вследствие этого минимальный радиус изгиба труб не должен быть меньше трех наружных диаметров.

Коэффициент запаса прочности для труб, работающих под пульсирующим давлением, амплитуда пульсаций которого со­ставляет 40—50% номинального, увеличивают вдвое по срав­нению со значением, применяемым для труб, работающих в статических условиях.

Подвижные участки трубопроводов изготавливают из тол­стостенных резинотканевых шлангов с металлической оплеткой или гофрированных металлических труб с проволочной оплет­кой.

Подвижное соединение жестких трубопроводов осуществ­ляют при помощи телескопических или шарнирных соединений.