Башта Т.М. - Гидропривод и гидропневмоавтоматика (1067398), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Редукционные клапаны постоянного давления Редукционный клапан или редуктор (рис. 72, а) представляет собой автоматически действующий дроссель, сопротивление которого равно в каждый данный момент разности между переменным давлением рн на входе в клапан и постоянным (редуцированным) давлением р,а ( р„ на выходе. Клапан предназначен для понижения (редуцирования) давления в ка- / а 2 Ь 1Р'" с ком-либо отводящем участке магистрали (гидролинии) и поддержания этого давления постоянным У независимо от давления в подво- ' Ры дашей магистрали, которое должно лишь .несколько (на 2 — 3 кГ1сма) превышать редуцированное давление. Эти клапаны применяются в н , Рррр основном в том случае, если от одного источника расхода (насоса) Рай л с питается несколько потребителей \~ (исполнительных двигателей), требующих разных давлений.
Источник расхода (насос) в этом ' ч Г случае рассчитывают на макси- Ъ а мальное давление, необходимое для 'питания какого-либо из потребителей. Рарр Рр В простейшем виде редукционный клапан (рис. 72, а) предРр ставляет собой плунжер 2 с дрос- Ррра Ь7 селирующей конусной головкой с на правом конце и с уравновешивающим поршеньком а на левом. )Кидкость под высоким давлением ра подводится к каналу Ь и отводится под редуцированным давлен>чем Рр,а ( Р„чеРез канал е. Понижение давления с входного р„до выходного р а и поддержание последнего на постоянном уровне обусловлено динамическим ,~р> Р" равновесием сил, действующих Рис.
72. Расчетные схемы релукпнонных клапаноа которых усилие пружины 1 действует в сторону увеличения открытия проходной щели-высотой у, соединяющей каналы Ь и е, а давление Р,а в камере с( и гидродннамическая сила действуют в сторону уменьшения этой щели. При некотором малом (меньше расчетного) давлении Р„,а плунжер 2 усилием пружины 1 отжимается вправо и увеличивает зазор у, по которому жидкость поступает из канала Ь высокого давления р„в канал е редуциро- а) 103 ванного давления р,д. После того как давление р„д в последней линии превысит расчетное давление, на которое отрегулирована пружина 1, плунжер 2 под действием давления р,„д жидкости переместится влево, частично или полностью перекрывая доступ жидкости из канала Ь в канал е редуцированного давления.
При условии, что диаметр сечения конусной головки с затвора плоскостью, проходящей по точкам .контакта ее с кромками седла (соответствует седлу с острыми кромками), равен диаметру поршенька а, силы давления р„ на плунжер 2 в начале открытия щели (зазор у == 0) уравновешиваются (р д не зависит от р„), и уравнение состояния клапана имеет вид (силами инерции и трения пренебрегаем) у,С Рред1 = Ро = УоС' Ргед = яое где 1 = — — площадь указанного сечения конуса затвора; 4 Р, = Су, — усилие предварительного сжатия пружины 1 (при у = 0); у, и С вЂ” предварительное сжатие пружины и ее жесткость.
При открытой щели (у ) 0) на затвор будет дополнительно действо. вать в сторону закрытия затвора гидродинамическая сила Р„с учетом которой уравнение равновесия плунжера 2 примет вид (42) 104 Рред1 — С (уо + у) Рг С (Уо'+ У) Рг Рред = 1 где р,',д — редуцированное давление при у ) О, При небольших перемещениях величинами у и Рг можно вследствие их относительной малости пренебречь, в результате для расчета редуцированного давления можно пользоваться предыдущим уравнением, которое показывает, что при принятых допущениях расчетное значение р,„д не зависит от входного давления р„. Однако вследствие нестабильности влияния на гидродинамические силы Р, перепада давления Лр =- р„— р „, наблюдается также некоторое нарушение стабильности р„,д, т. е.
р д = = 1 (Р.). ДЛя КОМПЕНСацИИ ВЛИяНИя На р,„д ВОЗМОЖНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ даВЛЕНИя рее в сливной магистрали гидросистемы последняя соединена с камерой 1, ввиду чего сила сливного давления на поршенек а плунжера 2 суммируется с усилием пружины 1. Недостаток этого клапана — низкая чувствительность к изменениям р,д, обусловленная трением поршня и малой площадью элемента, на который действует редуцированное давление. Для устранения трения и повышения чувствительности при невысоких (3 — 5 кГ1см ) редуцированных давлениях применяют клапаны, роль поршня в которых выполняет резино-тканевая гофрированная мембрана 2 (рис.
72, б). Жидкость под высоким давлением р„ подводимая через канал гг в камеру с, пройдя дросселирующую щель высотой у, образованную конусным затвором 3 и гнездом клапана, поступает в камеру е и канал Ь потребителя редуцированного давления р,„д. Пружина 1, как и в рассмотренной выше схеме, стремится открыть затвор 3 клапана, а,силы давления р д жидкости на мембрану 2 и силы давления р„на связанный с ней затвор 3 стремятся его закрыть (уменьшить высоту щели у). Для демпфирования колебаний применен дроссель 4.
Выражение, отражающее работу такого клапана, основано на следующих исходных уравнениях: расхода жидкости через щель клапана д 3У ° '~ д/ г (Рн Рдед) 2 д р равновесия затвора под действующими на него силами (допускаем равномерное распределение давления по площади затвора и пренебрегаем силами трения и гидродинамического воздействия) пан пРа Р,— Су — — (р„— р д) — — р а — — О, 4 4 (43) где у н са — открытие (ход затвора) клапана и угол конуса затвора при его вершине;, Р, — усилие сжатия пружины при закрытом затворе клапана (при у = 0); 17 и а( — диаметры мембраны и седла клапана. Подставив в выражение (42) у из выражения (43), получим Я= рпдзгп — — '(Рп — (р„— р д)( —,— ))1 ~l й= —,.
1 Р У где Положив в уравнении (43) у=0, получим выражение для определения максимального давления рп,д на выходе из редуктора: Рп Рпед паап — ааа Рн. — — ! на Рн Г 1 Х ~Спид Из последнего выражения следует, что выходное давление р „ несколько зависит от входного р„, увеличиваясь с уменьшением последнего. Благодаря значительному превышению диаметра В мембраны над Д а Ррах диаметром Н гнезда клапана, а также уменьшенному трению рассмотренный клапан отличается высокой чувствительностьюю. При более высоких редуцированных давлениях мембрана заменяется поршнем 1 'того же диаметра Р (рис.
72, в). Расчет 'производится по тем же уравнениям с добавлением в вы ажение (43) силы трения поршня. ~ СлиФ !05 ф 1 В некоторых случаях требуется обеспечить высокую чувствительность и поддержание заданного редуцнруемого давления при малых расходах (близких к нулю). Поскольку при рассмотренных выше плунжерных схемах с щелевым уплотнением и конусными затворами (рис.
72) обеспечить требуемую герметичность трудно, применяют клапаны с пластинчатым (плоским) затврром 1, в котором уплотнение подвижного соединения осуществлено при помощи металлического сильфона 2 (рис. 73, а). Условие равновесия такого клапана без учета гидродинамической силы может быть приближенно записано (р„— р в) 1+ Р„,Р = Р— Сад, яаГа где ' 7 = — — — площадь поперечного сечения входного канала (отвер- 4 стия) диаметром а1; Š— полезная площадь сильфона (см, стр, 61); Р„, — суммарное усилие пружины 3 и сильфона 2 при нулевом подъеме клапана (у = 0); С, — суммарная жесткость пружины 3 и металлического сильфона 2; у — открытие клапана.
При малом подъеме клапана величиной С,у можно пренебречь, в результате получим выражение для вычисления редуцированного давления ~'щ Рма=Р 1 Рнр Редукционио-предохранительные клапаны На рис. 73, б и в представлена схема клапана, в котором совмещены функции редукционного и предохранительного клапанов. Положение клапана, представленное на рис. 73, б, соответствует подводу к потребителю жидкости под редуцированным давлением. При этом жидкость из магистрали нагнетания под давлением Р„поступает через щель между грибком клапана 1 и седлом в корпусе 2 к потребителю.
До того, пока давление р а в системе потребителя не достигло заданного значения, поршень 3 отжат пружиной 4 в крайнее левое положение. В этом положении конусная игла клапана 1 упирается в седло поршня 3, пружина 5 сжата, поэтому клапан открывает максимальный проход жидкости к потребителю.
При повышении давления Р„на входе в редуктор повышается также давление Р ы в полости потребителя, в результате поршень 3 под действием давления жидкости сжимает пружину 4 и перемещается вправо. При этом под действием пружины 5 вправо перемещается также и клапан 1, в результате зазор между левым грибком клапана и седлом корпуса уменьшается. ПРи достижении заданного РедУциРованного давлениЯ Р„з в системе клапан 1 закроется полностью. При уменьшении редуцированного давления в системе поршень 3 снова переместится влево и откроет клапан, в результате давление в системе увеличится. При повышении редуцированного давления сверх заданного значения сила давления жидкости на поршень 3 увеличивается настолько, что он, перемещаясь вправо (рис.
73, в), отходит от конусной иглы клапана 1, в результате конусный грибок этого клапана сядет в свое гнездо корпуса 2, а между иглой клапана и седлом поршня 3 при дальнейшем его перемещении образуется зазор, через который жидкость из камеры а редуцированного давления поступает на слив. В этом случае редуктор действует в качестве предохранительного клапана системы потребителя (системы редуцированного давления). Двухступенчатые редукционные клапаны Для повышения стабильности редуцированного давления применяют редукцнонные клапаны непрямого (двухступенчатого) действия (рис.
74). Этот клапан состоит из подвижного конусного затвора 1, второй конец которого выполнен в виде поршенька 2. При условии равенства диаметров поршенька и', и гнезда д, конусного затвора и у = 0 входное давление р„., действующее на затвор, уравновешивается.
Кроме того, поскольку камера а выходного (РедУциРованного) давлениЯ Р„з соединена чеРез дРоссельное отверстие Ь с камерой с, при И, = й, также уравновешивается сила выходного давления р, а, действующая на затвор 1. При повышейии выходного давления р,„з сверх расчетного значения шариковый клапан 3 приоткроется, в результате давление в камере с понизится и создастся перепад давления между камерами а и с, под действием )0б ДРОССЕЛЪНЫЕ РЕГУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА рн Дроссель — регулирующий гидроаппарат, предназначенный для изменения расхода 'и давления потока рабочей жидкости в результате прохождения этого потока через местное, йдад сопротивление.
Иначе дроссель представляет собой местное регулируемое или нерегулируемое сопротивление, устанавливаемое на пути течения жидкости с целью создания перепада а давления или ограничения ее расхода, достигаемого отводом (сбросом) части жидкости через переливной клапан в сливную магистраль. . По принципу действия различают: дроссель вязкостного сопротивления, потеря давления в котором определяется преимущественно сопротивлением потоку жидкости в дроссельном канале большой длины; дроссель вихревого сопротивления, потеря давления в котором определяется в основном деформацией потока жидкости и вихреобразованием в канале малой длины. Дроссели первого типа характеризуются большой длиной и малым сечением дроссельного канала и соответственно небольшим Йе, ввиду чего потеря в них давления обусловлена трением при ламинарном течении, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
