![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Дроссели и регуляторы расходаСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Линейными называются дроссели, в которых потери давления пропорциональны расходу жидкости и определяются потерями давления по длине. Изменяя длину канала, по которому движется жидкость, можно изменять потери давления и расход через дроссель. Примером линейного дросселя служит гидроаппарат с дроссельным каналом (рис.1). Рис.1. Линейный дроссель:
В этом дросселе жидкость движется по винтовой прямоугольной канавке, длину которой можно изменять поворотом винта. Площадь живого сечения и длину канала устанавливают из условия получения в дросселе требуемого перепада давлений и исключения засоряемости канала механическими примесями, содержащимися в рабочей жидкости. В таких дросселях рост перепада давления происходит за счёт увеличения длины канала. При этом сечение канала выполняется постоянным и достаточно большим, чтобы исключить его засорение. Ввиду того, что гидравлическое сопротивление определяется вязкостью жидкости, такие дроссели применяются только при постоянной температуре рабочей жидкости в процессе работы гидрпопривода. Нелинейные дроссели характеризуются тем, что режим движения жидкости через них турбулентный, а перепад давлений практически пропорционален квадрату расхода жидкости, поэтому такие дроссели часто называют квадратичными. В них потери давления определяются деформацией потока жидкости и вихреобразованиями, вызванными местными сопротивлениями. Изменение перепада давления, а, следовательно, и изменение расхода жидкости через такие дроссели достигается изменением или площади проходного сечения, или числа местных сопротивлений. В регулируемых (рис. 2, а, б, в, г; рис. 3) и нерегулируемых (рис. 2, д, е) нелинейных дросселях длина пути движения жидкости сведена к минимуму, благодаря чему потери давления и расход практически не зависят от вязкости жидкости и изменяются только при изменении площади рабочего проходного сечения.
нелинейных дросселей: а - игольчатого; б - комбинированного; в - пробкового щелевого; г - пробкового эксцентричного; д - пакетного; е - пластинчатого; ж - условное обозначение регулируемого дросселя; 1 - корпус; 2 - игла; 3 - диафрагма; 4 - пробка; 5 - пластина; 6 – втулка
Максимальную площадь устанавливают из условия пропуска заданного расхода жидкости через полностью открытый дроссель, минимальную - из условия исключения засоряемости рабочего окна.
Рис. 3. Схемы дросселей регулируемых: а – игольчатого; б – пробкового щелевого
Для получения большого сопротивления применяют пакетные дроссели с рядом последовательно соединённых пластин (рис. 2, д). В таких дросселях расстояние между пластинами l должно быть не менее (3…5) d, а толщина пластин δ не более (0,4…0,5) d. Суммарное сопротивление пакетного дросселя регулируется подбором пластин, а перепад давления определяется по формуле:
где γ – удельный вес жидкости; ζ – коэффициент местного сопротивления отверстия; n – число пластин; ν – средняя скорость потока жидкости в проходном отверстии пластины. К нелинейным относятся также комбинированные дроссели, в которых потери давления по длине и местные потери соизмеримы между собой по величине и в равной мере оказывают влияние на расход жидкости через дроссель (рис. 2, б). Для определения расхода жидкости через такой дроссель используется формула:
где ω – площадь проходного сечения дросселя; ΔР – перепад давлений у дросселя; μ – коэффициент расхода, зависящий от конструкции дросселя, числа Рейнольдса, формы и размеров отверстия; ρ - плотность рабочей жидкости.
На рис. 4 приведена схема регулируемого дросселя с обратным клапаном типа МК фирмы «Rexroth».
Рис. 4. Схема регулируемого дросселя с обратным клапаном типа МК фирмы «Rexroth»: 1 – корпус; 2 – затвор конусный; 3 – пружина; 4 – втулка опорная; 5 – кольцо стопорное; 6 – втулка регулирующая; 7 – кольцо стопорное; 8 - уплотнение
В корпусе 1 выполнена цилиндрическая расточка и соосные с ней каналы для входа (А) и выхода (В) рабочей жидкости. В расточке корпуса 1 размещен конусный затвор 2, имеющий пазы для прохода жидкости и поджатый пружиной 3 к острокромочному седлу, выполненному в корпусе 1. Пружина 3 опирается с одной стороны на втулку 4, перемещение которой ограничено стопорным кольцом 5, а с другой стороны - на внутреннюю поверхность конусного затвора 2. На внешней поверхности корпуса нарезана резьба, по которой двигается регулирующая втулка 6, в ней выполнена расточка специальной формы, образующая с корпусом 1 и выполненными в нем боковыми сверлениями кольцевую дросселирующую щель. Перемещение регулирующей втулки 6 ограничено с одной стороны длиной нарезанного участка резьбы, а с другой - стопорным кольцом 7. Герметичность соединения подвижной регулирующей втулки 6 с корпусом 1 обеспечивается уплотнениями 8. При подаче рабочей жидкости под давлением в канал А, конусный затвор 2 прижимается к седлу, выполненному в корпусе 1 усилием пружины 3 и дополнительным усилием от действия давления рабочей жидкости на внутреннюю поверхность конусного затвора 2. При этом, рабочая жидкость через боковые расточки в корпусе 1 поступает в кольцевую дросселирующую щель, образованную корпусом 1 и регулирующей втулкой 6. За счет создаваемого при этом перепада давления регулируется расход потока рабочей жидкости при ее движении в направлении А-В. Вращением регулирующей втулки 6 обеспечивается ее продольное перемещение по резьбе, нарезанной на внешней поверхности корпуса 1, за счет которого изменяется площадь проходного сечения дросселирующей щели, а тем самым и величина расхода рабочей жидкости в направлении А-В. Рабочая жидкость, подаваемая под давлением в канал В, преодолевая усилие пружины 3, отжимает конусный затвор 2 обратного клапана от седла, выполненного в корпусе 1, и проходит в канал А. При этом часть рабочей жидкости проходит через дросселирующую щель, очищая ее от возможных загрязнений. Недостатком дросселей является неравномерность расхода, вызванная изменением перепада давлений у них, что, в свою очередь, зависит от величины нагрузки на исполнительном органе гидропривода. Это видно из формулы (2). Если рукояткой дросселя установлен определенный расход, т.е. конкретный размер щели дросселя, то все множители в формуле (2), кроме ΔР, можно считать постоянными. Тогда расход будет зависить только от Q=f(ΔР). Для частичного или полного устранения неравномерности расхода применяют регуляторы расхода, в которых перепад давлений в дросселе ΔP во время его работы поддерживается примерно постоянным. Конструктивно этот аппарат состоит из последовательно включенных дросселя 1 (рис. 5) и подпружиненного редукционного клапана 2. Расход жидкости через регулятор устанавливается дросселем 1, а постоянство перепада давления на дросселе - редукционным клапаном 2.
Увеличение давления Р1 на входе перед дросселем вызывает смещение вверх редукционного клапана. Проходное сечение между клапаном и корпусом уменьшается, что приводит к повышению давления Р2, вследствие чего перепад давлений на дросселе остаётся постоянным. Благодаря постоянству перепада давлений на дросселе расход жидкости через регулятор и скорость движения выходного звена гидродвигателя не изменяются при изменении нагрузки на исполнительный орган. Макет регулятора расхода марки Г55-21, работающего по описанной выше схеме, имеется в лаборатории кафедры гидравлики. При работе гидропривода вследствие изменения коэффициента расхода μ, вызванного колебаниями температуры рабочей жидкости, расход через регулятор все же изменяется. Для серийных конструкций регуляторов это изменение составляет 10÷12%.
Задание №1. Определить площадь проходного сечения подводящего канала дросселя и его диаметр. Исходные данные взять из табл.1. Таблица 1 Исходные данные для определения параметров дросселя
Пример решения задачи (к заданию №1). Определить площадь проходного сечения подводящего канала дросселя и его диаметр при следующих исходных данных ∆Р=20МПа, Q=20 л/мин, скорость потока в подводящем канале ν=4м/с, μ=0,61, ρ=900 кг/м3. Воспользуемся формулой (2).
Диаметр подводящего канала найдем из формулы: Q=ωдр·ν.
Клапаны давления Клапаны давления предназначены для управления давлением рабочей жидкости. К ним относятся напорные клапаны (клапаны давления), предохранительные, редукционные, разности давлений и соотношения давлений[3]. Все клапаны давления делятся на две группы: -клапаны прямого действия, -клапаны непрямого действия. 2.1. Напорные гидроклапаны предназначены для ограничения давления в подводимых к ним потоках рабочей жидкости. На рис. 6 приведены принципиальные схемы напорных клапанов прямого действия с шариковым, конусным, плунжерным и тарельчатым запорно-регулирующими элементами.
Рис. 6. Принципиальные схемы напорных клапанов с запорно- регулирующими элементами: а - шариковым; б - конусным; в - золотниковым; г – тарельчатым
Часть корпуса, с которой запорно-регулирующий элемент клапана приходит в соприкосновение, называется седлом (посадочным местом). При установке клапана в гидросистему пружина 2 настраивается так, чтобы создаваемое ею давление было больше рабочего, тогда запорно-регулирующий элемент будет прижат к седлу, а линия слива будет отделена от линии высокого давления. При повышении давления в подводимом потоке, сверх регламентированного, запорно-регулирующий элемент клапана перемещается вверх, преодолевая усилие пружины, рабочее проходное сечение клапана открывается, и гидролиния высокого давления соединяется со сливной. Вся рабочая жидкость идёт через клапан на слив. Как только давление в напорной гидролинии упадёт, клапан закроется, и если причина, вызвавшая повышение давления не будет устранена, процесс повторится. Достоинство клапанов прямого действия – высокое быстродействие, дешевизна, простота в эксплуатации. Недостаток – увеличение размеров при повышении расхода и рабочего давления, а также нестабильность поддерживаемого давления. При конструировании напорных клапанов их габариты и массу можно уменьшить, если применить дифференциальные клапаны или клапаны непрямого действия. Дифференциальный клапан
Благодаря наличию поясков с разными диаметрами уменьшается активная пло-щадь запорно-регулирующего элемента клапана, на которую воздействует жидкость, и он оказывается частично разгруженным. Это позволяет уменьшить размеры пружины и всего клапана в целом. Недостатком дифференциальных клапанов является скачкообразное изменение давления и расхода через клапан в момент его открытия. Поэтому величину хода х запорно-регулирующего элемента клапана ограничивают величиной:
Еще большего уменьшения размеров пружины и всего клапана в целом при одновременном повышении его герметичности можно достигнуть в клапанах непрямого действия.
Рис. 8. Напорный клапан непрямого действия: а - принципиальная схема; б - условное обозначение Если при работе гидропривода машины давление в гидросистеме PН < PК, шариковый клапан закрыт, в полостях 6, 7, 8 устанавливается одинаковое давление PН, золотник 1 под воздействием пружины 2 занимает крайнее нижнее положение, а гидролиния высокого давления 10 отделена от гидролинии слива 11 (положение клапана соответствует изображенному на рис. 9). Изменение давления в гидросистеме вызывает изменения давления в полостях 6, 7, 8 клапана. В тот момент, когда давление PН превысит PК, шариковый клапан 3 откроется и через него жидкость в небольшом количестве начнет поступать на слив. В дроссельном канале золотника создается течение жидкости с потерей давления на преодоление гидравлических сопротивлений. Вследствие этого давление жидкости в полости 6 станет меньше давления в полостях 7 и 8. Под действием образовавшегося перепада давлений золотник 1 переместится вверх, сжимая пружину и соединяя линию 10 с линией 11. Рабочая жидкость будет поступать на слив, и перегрузки гидросистемы по давлению не произойдет. Однако, как только линия высокого давления соединится со сливом, давление жидкости в гидросистеме уменьшится до PН < PК, шариковый клапан закроется и течение жидкости по дроссельному каналу прекратится. Давление в полостях 6, 7 и 8 выровняется, и под воздействием пружины 2 золотник возвратится в исходное положение, снова отделив линию высокого давления от слива. Если причина, вызвавшая повышение давления в гидросистеме, не будет устранена, процесс повторится и золотник в конечном итоге установится на определенной высоте, при которой давление в гидросистеме будет поддерживаться постоянным. Когда клапан находится в работе, золотник совершает колебательные движения с небольшой амплитудой. Уменьшению колебаний золотника способствует полость 7, оказывающая на него демпфирующее влияние. Но амплитуда этих колебаний очень мала. Поэтому давление в гидросистеме, поддерживаемое таким клапаном, остается практически постоянным.
На рис. 9 изображен широко применяемый напорный клапан непрямого действия с обратным клапаном типа DZ фирмы «Rexroth».
Рис. 9. Схема и условное обозначение напорного клапана непрямого действия с обратным клапаном типа DZ фирмы «Rexroth»: 1 – корпус; 2 – втулка; 3 – затвор конусный основного клапана; 4 – пружина основного клапана; 5 – золотник вспомогательного клапана; 6 – корпус вспомогательного клапана; 7 – пробка с внутренним шестигранником; 8 – механизм настройки давления срабатывания; 9 – пружина вспомогательного клапана; 10 – втулка распределительная; 11 – колпачок защитный; 12 – дроссель; 13 – дроссель; 14 – клапан обратный; 15 – пробка-заглушка; 16 – пробка-заглушка
При подаче рабочей жидкости под давлением в канал А в состоянии покоя, когда давление в канале А недостаточно для преодоления усилия пружины 9, золотник 5 вспомогательного клапана занимает такую позицию, в которой канал А отсечен от канала В. При повышении давления в канале А, когда усилие от давления рабочей жидкости, действующего на левый торец золотника 5 превысит усилие пружины 9, золотник 5 перемещается вправо и рабочая жидкость из канала А через отверстие в конусном затворе 3 основного клапана, дросселя 12 и 13, поступает в канал В, отслеживая установленное пружиной 9 давление. При этом, вследствие дросселирования потока рабочей жидкости, на дросселях 12 и 13 создается перепад давлений, в результате которого конусный затвор 3 поднимается, открывая проход рабочей жидкости из канала А в канал В через основной клапан. Рабочая жидкость, подаваемая под давлением в канал В, проходит в канал А через обратный клапан 14. По сравнению с клапанами прямого действия клапаны непрямого действия обладают рядом преимуществ: · плавность и бесшумность работы; · повышенная чувствительность; · давление на входе в клапан поддерживается постоянным и не зависит от расхода рабочей жидкости через клапан. Редукционный клапан Редукционным называют гидроклапан давления, предназначенный для поддержания в отводимом от него потоке рабочей жидкости более низкого давления, чем давление в подводимом потоке. В гидроприводах находят применение в основном два типа редукционных клапанов.
Недостатком этого типа клапанов является зависимость давления на входе от изменения давления на выходе клапана и наоборот. Второй тип редукционного клапана поддерживает постоянное редуцированное давление на выходе независимо от колебания давления в подводимом и отводимом потоках рабочей жидкости. Такие редукционные клапаны могут быть прямого и непрямого действия.
Если пружина 4 настроена на давление, большее, чем давление P1 на входе клапана, то золотник 1 находится в положении, показанном на рис. 12. В этом случае в полостях 6, 7 и 8 будет одинаковое давление, равное P1, полость 10 соединена с полостью 11, а жидкость свободно протекает через клапан. Редуцирования давления при этом не происходит. При настройке пружины 4 на давление P2 < P1, шариковый клапан откроется, и жидкость в небольшом количестве из полости 6 будет поступать на слив. В дроссельном канале 9 золотника создаётся течение жидкости с потерей в нём давления на преодоление гидравлических сопротивлений. В результате давление в полости 6 упадёт и золотник поднимется вверх, уменьшив площадь живого сечения между полостями 10 и 11. Это в свою очередь вызовет понижение давления в полостях 11, 8 и 7, опускание золотника и уменьшение площади живого сечения между полостями 10 и 11. Процес повторится снова, и золотник, совершая колебательные движения, установится на определенной высоте. Всякое изменение давления на входе или выходе клапана вызовет ответное перемещение золотника. В конечном итоге за счет изменения дросселирования давление на выходе клапана поддерживается постоянным. В этом клапане полость 7 и узкий канал, соединяющий полость с выходом клапана, оказывают демпфирующее влияние на золотник, уменьшая его колебания. Следует отметить, что все детали этого клапана, кроме корпуса и золотника 1, унифицированы с напорным клапаном непрямого действия (рис. 9). На рис. 12 показана схема и условное обозначение широко используемого в гидросистемах редукционного клапана непрямого действия с обратным клапаном типа DR фирмы «Rexroth».
непрямого действия с обратным клапаном типа DR фирмы «Rexroth»: 1 – корпус; 2 – втулка; 3 – затвор плунжерный; 4 – втулка опорная; 5 – пружина; 6 – дроссель; 7 – втулка дроссельная; 8 – фильтроэлемент сетчатый; 9 – втулка-седло; 10 – затвор конусный вспомогательного клапана; 11 – дроссель; 12 – пружина; 13 – корпус вспомогательного клапана; 14 – пробка с внутренним шестигранником; 15 – механизм настройки давления срабатывания; 16 – колпачок защитный; 17, 18 – пробки-заглушки
При подаче рабочей жидкости под давлением в канал В, в состоянии покоя, т.е., когда давления в канале А недостаточно для преодоления усилия пружины 12, конусный затвор 10 клапана предварительного управления, поджат пружиной 12 к своему седлу. Плунжерный затвор 3 основного клапана под действием усилия пружины 5 и уравновешенного усилия давления рабочей жидкости в надклапанной (верхней) полости плунжерного затвора 3, а также давления в канале А, действующего непосредственно на рабочую поверхность затвора 3, также поджат к своему седлу. При этом канал В соединен с каналом А, через радиальные отверстия-окна во втулке 2 и подвижном плунжерном затворе 3. При повышении давления в канале А, когда усилие от давления рабочей жидкости, действующего на рабочую поверхность конусного затвора 10 клапана предварительного управления, превысит усилие пружины 12, рабочая жидкость, отжимая затвор 10 от седла, проходит в канал отвода потока управления Y. При этом, вследствие дросселирования потока рабочей жидкости, на дросселях 6, 9 и дроссельной втулке 7, создается перепад давлений, в результате которого плунжерный затвор 3 поднимается, перекрывая проход рабочей жидкости из канала В в канал А. При подаче рабочей жидкости под давлением в канал А основной поток проходит в канал В через обратный клапан 17. Обратные гидроклапаны Обратным гидроклапаном называется направляющий гидроаппарат, предназначенный для пропускания рабочей жидкости только в одном направлении. Он может иметь различные запорно-регулирующие элементы: шариковый, конусный, тарельчатый или плунжерный. В соответствии со своим назначением обратный клапан должен быть герметичным в закрытом положении, т.е. в исходном положении запорно-регулирующего элемента. Для достижения абсолютной герметичности в закрытом положении применяют обратные клапаны с двумя или тремя последовательно соединёнными запорно-регулирующими элементами. Пружина обратных клапанов нерегулируемая, её сила натяжения должна обеспечивать лишь преодоление сил трения и инерцию, а также быстрое возвращение в исходное положение запорно-регулирующего элемента. На рис. 13 показана схема и условное обозначение клапана обратного типа S фирмы «Rexroth».
фирмы «Rexroth»: 1 – корпус; 2 – затвор конусный; 3 – пружина; 4 – втулка опорная; 5 – кольцо стопорное
В корпусе 1 выполнена цилиндрическая расточка и соосные с ней каналы А и В для входа и выхода рабочей жидкости. В расточке корпуса 1 размещен конусный затвор 2, поджатый пружиной 3 к острокромочному седлу. Пружина 3 опирается с одной стороны на втулку 4, перемещение которой ограничено стопорным кольцом 5, а с другой стороны - на внутреннюю поверхность конусного затвора 2. Клапан обратный типа S фирмы "Rexroth" может устанавливаться в любом положении (горизонтально или вертикально), поскольку пружина 3 постоянно поджимает конусный затвор 2 к острокромочному седлу в корпусе 1. В зависимости от цели применения давление открытия обратного клапана может составлять от 0,05 до 0,3 МПа. Например, при использовании обратного клапана в качестве байпасного[4] клапана в обход фильтра при его загрязнении давление открытия, как правило, составляет 0,03 МПа. Рабочая жидкость, подаваемая под давлением в канал А, преодолевая усилие пружины 3, отжимает конусный затвор 2 от седла, выполненного в корпусе 1 и проходит в канал В. При подводе рабочей жидкости под давлением в канал В конусный затвор 2 прижимается к седлу в корпусе 1 усилием пружины 3 и дополнительным усилием от действия давления рабочей жидкости на внутреннюю поверхность конусного затвора 2, перекрывая проход рабочей жидкости в канал А. Таким образом, обратный клапан свободно пропускает рабочую жидкость в прямом направлении (из канала А в канал В) и герметично перекрывает поток в обратном направлении. Задание №2 Определить диаметр подводящего канала, высоту подъема клапана, жесткость пружины и ее предварительную деформацию для конического клапана прямого действия. Исходные данные взять из табл. 2. Скорость жидкости в подводящем канале принять в пределах 4÷6 м/с. Пример решения задачи (к заданию №2) Определить основные размеры конического клапана давления прямого действия со следующими параметрами: давление открытия клапана Р=16 МПа, перепад давления ∆Р =0,5 МПа, расход Q=2 дм3/с, рабочая жидкость: минеральное масло И-45 (ρ=900 кг/м3). Таблица 2 Исходные данные для определения параметров конического клапана прямого действия
Решение. Диаметр подводящего канала при скорости жидкости ν=4 м/с:
Жесткость пружины: Сила сжатия пружины при предварительной деформации: Предварительная деформация:
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 268; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.242.149 (0.011 с.) |