Двухлинейный регулятор расхода.

 

В большинстве случаев установленная скорость выходного звена гидродвигателя должна быть стабильной при изменения технологического усилия на нем. Причем желательно, чтобы малая скорость движения выходного звена была при малом перепаде давления на дроссельной щели (0,2…0,3 МПа). Это позволит иметь минимальный расход при минимально допустимой площади дросселирующей щели. Этим свойством обладают регуляторы расхода (потока), которые поддерживают постоянное значение скорости поршня при переменной нагрузке на штоке цилиндра.

Схема регулятора расхода и его условное обозначение приведены на рис. 10.28. Он представляют собой комбинацию из установочного дросселя 2 и клапана разности давлений 1. Установочный дроссель настраивают на требуемый расход, а клапан разности давлений поддерживает на установочном дросселе постоянный перепад давления, что обеспечивает постоянный объемный расход. Гидравлическое сопротивлеие, состоящее из сопротивления установочного дросселя и гидравлического сопротивления дросселирующей щели клапана разности давления изменяется в соответствии с давлением на входе и выходе регулятора так, чтобы перепад давления на установочном дросселе 2 оставался постоянным. Когда на выходе регулятора давление возрастает, регулирующий дроссель снижает гидравлическое сопротивление щели на такую величину, которая диктуется ростом нагрузки.

Рис. 10.28. Схема двухлинейного регулятора расхода и его условное обозначение:

1 – установочный дроссель; 2 – пружина; 3- клапан разности давлений.

 

При установившемся режиме течения жидкости через регулятор расхода давление перед установычным дросселем будет p ₁, а после него давление p ₂,причем  из-за потерь давления на установовочном дросселе. Золотник клапана разности давлений займет некоторое положение под дейсствием трех сил (рис. 10.29):

= ,  и .

 

Рис. 10.29. Схема сил, действующих в регуляторе расхода

 

Равновесие этих сил описывается уравнением:

 

,

 

где S – площадь поверхности торца золотника

Перепад давления на установочном дросселе:

 

 ;  ; .

 

Усилие пружины  можно считать постоянным (при работе регулятора изменение первоначальной деформации пружины мало), следовательно, при установившемся режиме течения жидкости через регулятор, пружина обеспечивает постоянство перепада давления  на установоном дросселе. Чтобы сделать регулятор расхода независимым от вязкости рабочей жидкости установочный дроссель заменяют диафграммой с регулируемым проходным сечением.

Рассмотрим процесс в динамике. Пусть давление p ₃ на выходе регулятора повысилось. Одновременно повысилось давление p ₂ (следует заметить: давление p ₂ зависит не только от гидрсопротивления устаноновочного дросселя, но и от гидросопротивления дросселирующей щели будет изменяться и давление p ₂). Давлеие p ₂ ,действуя на торцевую поверхность золотника со стороны пружины, нарушет баланс сил. Сила пружины совместно с силой F₂ становится больше силы F₁. Золотник будет смещаться влево, увеличивая проходное сечение дросселирующей щели клапана разности давлений и уменьшая перепад давления на ней. Давление р₂ станет также меньше – это приведет к новому равновесному состоянию сил, действующих на золотник. Тем самым вновь достигается первоначальный перепад давления на установочном дросселе. Если давление p ₃ на выходе регулятора расхода упало, то это означает, что перепад давле– ния на установочном дросселе увеличился,а давление р₂ стало меньше. Сила, создаваемая давлением р₂ на торце золотника, стала меньше. Сила  становится больше суммы сил (). Золотник начинает движение вправо, уменьшая проходное сечение дросселирующей щели и увеличивая ее гидросопротивление. Давление р₂ начнет расти. В какой-то момент снова наступит равновесие сил F ₁, F ₂ и P _ПР и вновь восстановится перепад давления на установочном дросселе.

Часть расхода рабочей жидкости, не востребованная гидродвигателем, через переливной клапан сольется в бак.

Замечание: когда гидросистема не работает, клапан разности давлений за счет действия пружины полностью открывает проходную щель и жидкость через регулятор расхода подается с повышенным расходом до тех пор, пока клапан разности давлений не займет требуемое положение. Скорость поршня совершит скачок. Этот процесс называется пусковым скачком. В ряде случаев это может привести к поломке инструмента, оснастки и т. п. Интенсивность скачка может быть снижена следующим образом:

· за счет открытия перепускного клапана, установленного перед регулятором расхода;

· установочный дроссель в безнапорном режиме должен быть закрыт с помощью пружины.

Двухлинейные регуляторы расхода можно устанавливать в линии нагнетания, линии слива, на линии параллельной гидродвигателю (перепускной линии). Недостатком регулирования расхода в перепускной линии является то, что неравномерность объемной подачи насоса, возникающая из-за колебаний частоты его вращения, отражается на регулируемом расходе жидкости.