Mazda4you.ru

Мазда №4
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройства управления расходом. Способы регулирования расхода

Устройства управления расходом. Способы регулирования расхода

Расход это количество жидкости, проносимое через живое сечение (сечение потока жидкости перпендикулярное направлению скорости течения жидкости) в единицу времени.

Расход в круглом трубопроводе можно вычислить используя зависимость:

где, V — скорость течения жидкости, A — площадь поперечного сечения трубы

Чем выше расход, тем выше скорость течения жидкости в трубопроводе, а значит выше потери энергии на местных сопротивлениях и потери по длине. От расхода, также, зависит скорость движения исполнительных механизмов, чем выше расход, тем быстрее будут заполнятся полости гидроцилиндров и тем быстрее будут перемещаться их выходные звенья — поршни и штоки. В случае необходимости регулирования скорости движения штока необходимо изменять расход жидкости, поступающий на вход гидроцилиндра.

Способы регулирования расхода

Регулировать расход можно различными способами: изменить подачу насоса или отправить часть жидкости на слив. Рассмотрим каждый из этих способов подробнее.

Расход жидкости в гидроприводе определяется подачей одного или нескольких насосов. Идеальную подачу объемного насоса можно вычислить по формуле:

где: q — рабочий объем, n — частота вращения вала насоса.

Изменяя рабочий объем или частоту вращения вала насоса можно изменить его подачу. Существуют два способа регулирования подачи, основанные на изменении одного из указанных параметров.

Объемное регулирование

Данный способ управления расходом основан на изменении объема рабочей камеры насоса (q). Схема гидропривода с объемным способом регулирования показана на рисунке.

Насос Н1 с регулируемым рабочим объемом подает жидкость к распределителю Р1, который направляет ее в одну из полостей гидроцилиндра ГЦ1. Клапан КП1 защищает гидросистему от перегрузок.

Изменяя рабочий объем камеры насоса можно регулировать подачу насоса, а значит и расход жидкости, поступающей к распределителю Р1. Величина расхода будет определять скорость перемещения штока гидроцилиндра ГЦ1.

Регулируемые насосы

Насосы, конструкция которых предусматривает изменение рабочего объема в процессе работы называют регулируемыми. Наиболее распространенные способы изменения рабочего объема насосов:

изменение угла наклона шайбы или блока (в аксиально-поршневых машинах)

изменение эксцентриситета ротора и статора (в пластинчатых машинах)

Все эти механизмы в значительной степени усложняют конструкцию насосов. Регулируемые машины значительно дороже нерегулируемых, они требовательны к обслуживанию, а их ремонт смогут осуществить только подготовленные специалисты. Но плюсы этих машин значительнее:

возможность бесступенчатого управления расхода

отсутствие потерь энергии на регулирующем дросселе

отсутствие нагрева рабочей жидкости при регулировании

возможность реализации механического, гидравлического, электрического управления и автоматизации

возможность управления расходом в широком диапазоне

Изменение частоты вращения вала насоса

Этот способ управления основан на изменении частоты вращения приводного электродвигателя насоса (n).

Схема гидропривода с частотным регулированием показана на рисунке.

Электродвигатель ЭД1вращает вал насоса, который подает рабочую жидкость к цилиндру ГЦ1 через распределитель Р1. Изменяя частоту вращения вала электродвигателя, можно влиять на подачу насоса и тем самым регулировать расход в гидросистеме и скорость движения штока ГЦ1.

Частотное регулирование — регулирование частоты вращения приводного электродвигателя

Для управления частотой вращения вала электродвигателя используется специальное устройство — регулятор частоты, что ведет к удорожанию механизма. При использовании частотного регулирования следует учитывать, что большинство насосов имеют нижний предел допустимой частоты вращения.

Эта величина зависит от конструкции насоса, ориентировочные значения:

700 об/мин для шестеренных

500 об/мин для аксиально-поршневых

300 об/мин для радиально-поршневых

400 об/мин для пластинчатых насосов

Частотное регулирование можно реализовать только в том случае, если привод насоса электрический.

Несмотря на некоторые ограничения, управление подачей насоса с помощью частотного регулятора получило широкое распространение. Обуславливают это следующие факторы:

относительная простота реализации

меньшая, чем у объемного регулирования, стоимость

отсутствие гидравлических потерь энергии

отсутствие нагрева рабочей жидкости

возможность плавного регулирование

возможность электрической автоматизации

Дроссельное регулирование

Рассмотрим способы управления расходом, при которых подача насоса остается неизменной, а часть жидкости, при необходимости, отправляется на слив. Для регулирования, при этом, используются специальные устройства — дроссели, регуляторы расхода, которые могут быть установлены в гидравлическую систему различными способами. В зависимости от расположения устройств регулирования будут отличаться и характеристики гидропривода. Рассмотрим отдельно каждый из возможных способов дроссельного регулирования.

Последовательное дроссельное регулирование

При последовательном управлении расходом в одну используется регулируемое гидравлическое сопротивление — дроссель, на котором создается требуемый перепад давления, и часть жидкости, при этом через предохранительный клапан отправляется на слив. Дроссель может быть установлен в линию нагнетания или в линию слива.

Рассмотрим схему последовательного регулирования с установкой дросселя в линию нагнетания.

Схема последовательного регулирования с установкой дросселя в линию нагнетания.

При полном открытии дроссель ДР1 не окажет существенного воздействия на систему, вся жидкость от насоса Н1 через распределитель Р1 поступает в одну из полостей гидроцилиндра ГЦ1. При уменьшении проходного сечения дросселя, давление в линии нагнетания начнет расти. Этот рост давления не вызовет изменения расхода до тех пор пока не откроется предохранительный клапан КП1. При достижении давления открытия предохранительного клапана часть жидкости через КП1 отправится на слив, а другая часть по-прежнему будет поступать к распределителю Р1 и гидроцилиндру ГЦ1. Соотношение расходов при этом будет зависеть от перепада давления на дросселе, т.е от степени его закрытия. При полном закрытии дросселя весь расход от насоса через предохранительный клапан будет отправлен на слив.

Схема последовательного регулирования с установкой дросселя в линию слива.

Этот способ регулирования основан на тех же принципах, что и предыдущий. Отличие в том, что в данном случае дроссель устанавливается не в линию нагнетания насоса, а в линию слива из гидроцилиндра. При этом изменение проходного сечения дросселя будет оказывать влияние на весь гидропривод, в том числе и на гидроцилиндр.

Установка дросселя в линию слива позволяет добиться более устойчивой работы гидропривода, особенно при знакопеременной нагрузке, предоставляет возможность регулирования гидропривода при отрицательных нагрузках, т. е. При направлении преодолеваемой силы в сторону движения поршня. Также, при установке дросселя в линии слива тепло, выделяющееся при дросселировании, отводится сразу в бак, без нагрева гидродвигателя.

Данный способ регулирования позволяет добиться большей плавности хода исполнительного механизма. Подобные схемы регулирования могут использоваться для регулирования скорости гидроцилиндров, гидромоторов, поворотных гидродвигателей.

Параллельное дроссельное регулирование

В рассматриваемых выше способах регулирования часть расхода отправлялась на слив через предохранительный клапан. Однако жидкость можно направить на слив через дроссель не повышая давление в системе.

Данный способ регулирования расхода основан на правиле параллельных трубопроводов, согласно нему расход на параллельных участках трубопроводов делится таким образом, что потери на них будет одинаковыми. Получается что расход в гидросистеме можно изменить установив дроссель параллельно линии нагнетания насоса.

Читать еще:  Регулировка обратного клапана батареи

Рассмотрим схему параллельного дроссельного регулирования.

В исходном состоянии дроссель ДР1 полностью закрыт, вся жидкость от насоса через распределитель Р1 поступает к гидроцилиндру ГЦ1. При открытии проходного сечения дросселя часть жидкости через него отправится на слив, а другая часть будут поступать к распределителю. Изменяя проходное сечение дросселя можно управлять соотношением этих расходов.

Подобные схемы регулирования могут использоваться для регулирования скорости движения различных гидравлических двигателей и гидромоторов. Параллельное регулирование позволяет управлять расходом без повышения давления в гидросистеме.

Устройства управления расходом при дроссельном регулировании

В рассмотренных примерах для создания требуемого гидравлического сопротивления использовался дроссель, также для управления расходом могут применяться двухлинейные и трехлинейные регуляторы расхода.

Дроссель

Дроссель регулирующий аппарат, позволяющий изменять гидравлическое сопротивление за счет изменения проходного сечения. В качестве запорно-регулирующего элемента в дросселе могут использоваться:

Дроссели используют для регулирования в системах с постоянными рабочими нагрузками, или в тех случаях, когда изменение скорости допустимо при изменении нагрузки

Регуляторы расхода

В случае изменения нагрузи на исполнительных механизмах при дроссельном регулировании будет меняться соотношение расходов — поступающего в систему, и отправляемого на слив, а значит будут меняться и скорость движения этих механизмов. Снизить влияние нагрузки на изменение расхода позволяют специальные устройства — регуляторы расхода.

Двухлиннейный регулятор расхода

В двухлинейном регуляторе перед дозирующим дросселем последовательно расположен компенсатор давления. Компенсатор позволяет поддерживать постоянный перепад на дросселе, что позволит поддерживать настроенный расход на некотором промежутке.

Двухлинейный регулятор расхода с компенсатором давления перед дросселем

Компенсатор может быть установлен перед дозирующим дросселем.

В качестве компенсатора может использоваться клапан постоянной разницы давления, он устанавливается после дросселя.

Двухлинейный регулятор расхода с клапаном разницы давления после дросселя

Двухлинейный регулятор может быть установлен параллельно, либо последовательно в линии нагнетания или в линии слива.

Трехлинейный регулятор расхода

В трехлинейном регуляторе дроссель и компенсатор давления установлены параллельно. В качестве компенсатора обычно используется предохранительный клапан, через который часть жидкости сбрасывается на слив.

Трехлиненый регулятор расхода

Трехлинейные регуляторы используют только при последовательном регулировании в линии нагнетания.

Сравнение способов регулирования расхода и скорости движения исполнительных механизмов

Каждый из представленных способов регулирования расхода имеет свои преимущества и недостатки.

Регулируемые насосы для объемного регулирования стоят очень дорого, но их использование позволит сэкономить на электроэнергии, КПД гидропривода будет высок т.к. насос будет подавать только то количество жидкости, которое задано настройками. Потери энергии в этом случае будут невелики, а значит удастся избежать значительного нагрева рабочей жидкости, что позволит отказаться от теплообменников.

Оборудование для реализации частотного регулирования также характеризуется высокой стоимостью. Кроме того, при этом способе управления расходом не удастся добиться очень малой подачи насоса. КПД гидросистемы при частотном регулировании высок, ввиду отсутствия потерь энергии на дросселировании. По этой же причине отсутствует значительный нагрев рабочей жидкости.

Реализация дроссельного регулирования значительно проще, оно дешевле, двух предыдущих способов, но имеет ряд недостатков. В результате дросселирования большая часть энергии переходит в тепло, которое необходимо рассеять. Поэтому в гидроприводах с дроссельным регулированием часто используют теплообменники. КПД системы, вследствие значительных потерь при регулировании, будет невысоким.

Двухлинейный регулятор позволяет добиться меньшей зависимости изменения расхода при изменении нагрузки (по сравнению с дросселем).

При последовательной установке дросселя или двухлинейного регулятора насос будет постоянно работать на максимальном давлении, а при использовании трехлинейного регулятора давление в линии нагнетания насоса будет превышать давление в гидродвигателе только на величину потерь на дозирующем дросселе. Поэтому при использовании трехлинейного регулятора потери мощности будут ниже, чем в случае установки дросселя или двухлинейного регулятора.

Выбор способа регулирования расхода необходимо производить основываясь на назначении устройства, установленной стоимости, требуемой экономичности, условиях эксплуатации и обслуживания, режимах работы гидропривода.

КОНТРОЛЛЕРЫ SMC ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ ВОДЫ

Во множестве технологий применяется непрерывное регулирование расхода жидкостей: от микродозирования в медицине и фармацевтике до управления потоком в магистральных продуктопроводах. Исполнительными устройствами в процессах непрерывного регулирования расхода жидкости являются пропорциональные клапаны. В зависимости от технологического назначения применяют различные наименования для обозначения пропорциональных клапанов: управляющая арматура, управляющий клапан, дозирующий клапан и др. Но все эти наименования относятся к одному классу устройств вне зависимости от используемого привода: пневматического, электромеханического, электромагнитного, пьезоэлектрического и т.д.

Однако даже простейший клапан с электромагнитным управлением станет реальным регулирующим устройством только в составе схемы автоматического управления с обратной связью.

Среди технологий, в которых используется непрерывное регулирование расхода жидкостей, значительная часть приходится на процессы теплообмена (охлаждение, термостабилизация) и массообмена (дозирование, купажирование).

SMC Corporation — мировой лидер в области средств промышленной автоматизации предлагает на рынке целую гамму термостабилизаторов и терморегуляторов, обладающих рядом уникальных технических характеристик, для современных технологий и оборудования.

Отличительной особенностью этих систем является регулирование расхода жидкостей с помощью клапанов и расходомеров, интегрированных в замкнутые системы управления с различной глубиной охвата обратными связями.

Однако в современных промышленных технологиях встречаются задачи, в которых необходимы устройства регулирования расхода жидкости, являющиеся компактными автономными автоматизированными узлами. Так, например, в системе охлаждения сварочных сервопневматических клещей необходимо поддерживать требуемый расход в каждой из ветвей охлаждения, запитанных от единого источника воды. В подобных случаях наиболее практично независимое автоматическое регулирование расхода охлаждающей воды в каждой из ветвей.

Такие тенденции в современной промышленности не могли оказаться незамеченными конструкторами и технологами SMC Corporation. Для решения подобных задач были созданы приборы для регулирования расхода воды FC2W-X110, включающие в себя вихревой расходомер, контроллер с аналоговым управлением (1…5 Вольт) и пропорциональный клапан с электромеханическим приводом (время отклика менее 10 с по уровню 90%).

Измерение скорости движения «шага вихревой дорожки Кармана» (рис. 6)

для вычисления расхода воды во многом определяет характеристики всего устройства. Линейная зависимость между частотой прохождения вихрей и расходом жидкости имеет ограниченные пределы. Для типоразмера FC2W504-03 (присоединение: 3/8) диапазон линейности обратного (измерительного) преобразования: 0,5ч4,0 л/мин, а для типоразмера FC2W520-04 (присоединение: 1/2) диапазон линейности измерения расхода: 2.0ч16.0 л/мин (рис. 8).

Линейность же прямого преобразования обеспечивается в более широком диапазоне: 0,4ч4.2 л/мин у FC2W504-03 и 1.6ч16.8 л/мин у FC2W520-04. Однако, как следует из графиков на рис. 7,управляющий сигнал имеет ограничение по уровню 5 Вольт, чтобы всё устройство обеспечивало пропорциональное управление расходом воды.

Читать еще:  Регулировка электронного зажигания мопед карпаты

По этой же причине нельзя использовать FC2W-X110 для отсечки охлаждения, например, при авариях. Для подобных ситуаций в схемах необходимо предусматривать дополнительные отсечные клапаны (рекомендуемая SMC для этой цели серия – VXZ). На рис. 7 показано, что подача-отсечка жидкости осуществляется с приоткрытым электромеханическим клапаном.

Напряжение питания и потребляемый ток для обоих типоразмеров одинаковы: 24 Вольт ± 10% и 0,5 А.

Каждый месяц корпорация SMC выводит на рынок большое количество новых продуктов и обновлений существующий серий. Не ограничиваясь рамками традиционных применений пневмоавтоматики, SMC объединяет технологии, основанные на применении сжатого воздуха, с возможностями электроники, газодинамики, теплоэнергетики, что позволяет создавать более эффективное и энергосберегающее автоматическое оборудование.

Регуляторы расхода жидкости наземные РРЖН и 1РРЖН

Одним из перспективных направлений в управлении технологическим процессом заводнения нефтяного месторождения является управление режимами закачки воды в нагнетательные скважины системы ППД с помощью регуляторов расхода, устанавливаемых на устье нагнетательных скважин либо водоводах блоков напорной гребенки кустовой насосной станции.

В период с 2011 года по 2014 год специалистами ОАО «ТатНИИнефтемаш» (г. Казань) (по заданию ОАО «Татнефть») были разработаны и изготовлены (с привлечением производственных мощностей ООО «Паскаль» (г. Чистополь)) регуляторы расхода пружинного типа РРЖН (с внутренним обратным клапаном) и 1РРЖН (без внутреннего обратного клапана).

Данные регуляторы великолепно показали себя в системе ППД на объектах ОАО «Татнефть» по сравнению с регуляторами расхода «FS200» производства фирмы Smith (США). Регуляторы расхода обоих производителей предназначены для регулирования объемов закачиваемой воды в линии на нагнетательных трубопроводах системы ППД, а также на отводах блоков напорных гребенок с давлением до 21 МПа.

Как показала промысловая эксплуатация регуляторов расхода (не зависимо от места их установки), они позволяют избежать избыточной закачки воды в пласты, что даёт экономию средства на очистку воды и её непроизводительную закачку. В сравнении со штуцерными задвижками регуляторы расхода стабильнее поддерживают расход на заданном уровне при увеличении давления в водоводе.

Наименование оборудования:

Регуляторы расхода жидкости наземные РРЖН (с обратным клапаном) и 1РРЖН.

Краткая аннотация:

Применение регуляторов расхода позволяет минимизировать избыточную (непроизводительную) закачку воды в нагнетательные скважины при плановых либо аварийных остановках закачки воды в отдельные нагнетательные скважины, либо водоводы КНС, с использованием минимально необходимого количества регуляторов расхода и оптимального их размещения на водоводах и устьях высокоприемистых нагнетательных скважин при незначительных затратах на монтаж регуляторов расхода.

Область применения:

Регуляторы расхода предназначены для регулирования объемов закачиваемой воды непосредственно в линию на нагнетательных трубопроводах систем ППД, а также на отводах блоков напорных гребенок типа БГ с давлением до 21 МПа, при этом диапазон регулирования расхода находится в пределах от 10 до 250 м3/сутки и определяется диаметром отверстия сменных диафрагм, использование которых позволяет одновременно обеспечивать точную регулировку расхода и простоту эксплуатации.

Технические характеристики наземных регуляторов расхода жидкости РРЖН и 1РРЖН:

Условный проход регулятора Ду, мм

Рабочее давление, МПа, не более

Рабочая среда – вода пресная, вода сточная с содержанием H2S не более 3 %, CO2 не более 4 %, мехпримесей не более 80 мг/л, нефтепродуктов не более 150 мг/л.

Диаметры проходных сечений сменных штуцеров

Температура, не более, ºС

Погрешность при поддержании заданного давления, %

Масса регулятора, не более, кг

Название предприятия-разработчика:

Открытое акционерное общество «Татарский научно-исследовательский и проектно — конструкторский институт нефтяного машиностроения» (ОАО «ТатНИИнефтемаш») г. Казань.

Название предприятия-изготовителя:

Открытое акционерное общество «Татарский научно-исследовательский и проектно — конструкторский институт нефтяного машиностроения» (ОАО «ТатНИИнефтемаш») г. Казань (с привлечением производственных мощностей ООО «Паскаль» (г. Чистополь)).

Технологическая и экономическая эффективность применения:

Достигается за счет простоты конструкции регулятора расхода, что позволяет сократить количество проверок работы регулятора и снизить затраты на приобретение дорогостоящих запасных частей и материалов. Наличие наземного регулятора расхода отменяет необходимость применения штуцерной задвижки, расходомера и игольчатого клапана.

Рис.1 Регулятор расхода жидкости наземный РРЖН (с обратным клапаном).

Рис.2 Регулятор расхода жидкости наземный 1РРЖН.

Рис.3 Патент на полезную модель регулятора расхода жидкости.

Рис.4 Сертификат соответствия Таможенного Союза.

Рис.5 Приложение к Сертификату соответствия Таможенного Союза.

Ответственный: Егошин Алексей Валентинович.
Телефон: +7 (843) 272-50-74 .

Регуляторы расхода рабочей жидкости для гидроприводов мобильных машин (Часть 1)

Рабочие органы и исполнительные механизмы мобильных машин и механизмов с гидроприводом, применяемые в промышленном и гражданском строительстве, при ремонте и содержании дорог, в лесозаготовительном производстве, в коммунальном хозяйстве и т. д., приводятся в движение гидроцилиндрами или гидромоторами.

Управление расходом рабочей жидкости

Для изменения скорости движения штоков гидроцилиндров двустороннего действия или частоты вращения приводных валов реверсивных гидромоторов применяют гидроаппараты, управляющие расходом рабочей жидкости (РЖ), которые в зависимости от свойств разделяют на два основных конструктивных исполнения: дросселирующие и регулирующие.

Дросселирующие гидроаппараты предназначены для создания гидравлического сопротивления потоку путем дросселирования расхода РЖ, который в свою очередь зависит от потери давления. К дросселирующим гидроаппаратам относятся синхронизаторы расходов (делители и сумматоры потока) и гидродроссели нерегулируемые и регулируемые, в том числе с обратным клапаном или без него.

Регулирующие гидроаппараты предназначены для поддержания заданного значения расхода независимо от значений перепада давлений в подводимом и отводимом потоках РЖ. К регулирующим гидроаппаратам относятся регуляторы расхода двухлинейные с изменяемым расходом на выходе и со стабилизацией в зависимости от температуры РЖ и трехлинейные с изменяемым расходом на выходе со сливом избыточного расхода в другую гидролинию или в бак гидросистемы.

Большинство дросселирующих гидроаппаратов представляют собой местные гидравлические сопротивления, в которых изменение расхода зависит от площади проходного сечения вследствие потери давления Р из-за деформации потока РЖ.

Рис. 1. [b]Установка дросселей в гидросистеме на входе (а), на выходе (б) и на ответвлении (в):[/b] 1 – насос, 2 – дроссель регулируемый, 3 – распределитель, 4 – гидромотор, 5 – предохранительный клапан

Дроссельное регулирование

При дроссельном регулировании расхода (обычно в контурах с насосами постоянной подачи) скорость движения исполнительных механизмов регулируют, изменяя проходное сечение дросселей. В этом случае используются три основные схемы установки дросселя в гидросистеме: на входе, на выходе и в ответвлении (рис. 1).

Читать еще:  Болты регулировки клапанов днепр

При анализе гидросистем установлено, что при дроссельном регулировании расход меняется в зависимости от давления, создаваемого внешней нагрузкой. Соответственно скорость исполнительного механизма и Δ Р также зависит от внешней нагрузки и от формы и длины дросселирующей щели: конический дроссель, продольная канавка треугольной или прямоугольной формы, щелевой дроссель или кольцевой дроссель.

Дроссельные схемы регулирования скорости из-за больших потерь мощности малоэффективны, особенно при эксплуатации гидроприводов большой мощности. Однако дроссельное управление расходом проще и дешевле, поэтому для привода машин небольшой мощности или редко включаемого привода, например для плавного пуска и остановки машины, нередко применяют дроссельное регулирование, при котором часть РЖ сливается в бак, а ее энергия преобразуется в тепло, нагревая РЖ в гидросистеме.

На рис. 2, а, б показаны условное обозначение и продольные сечения двухлинейных регулируемых дросселей, предназначенных для встраивания в трубопроводы гидросистем.

Рис. 2. Условные обозначения и продольные сечения двухлинейных регулируемых дросселей типа 2CN20 (а) и 2CR30 (б)

Эти регулируемые дроссели с коническим запорным элементом патронного исполнения предназначены для регулирования расхода РЖ в обоих направлениях. Типичное применение – регулирование скорости движения штоков гидроцилиндров и частоты вращения гидромоторов. Дроссель регулируемый типа 2CR30 имеет встроенный обратный клапан, который свободно пропускает поток РЖ в одном направлении, но с дросселированием потока в обратном направлении. Вращением запорного элемента можно изменять проходное сечение дросселя и регулировать расход РЖ приблизительно пропорционально виткам резьбы, а также использовать дроссель как запорный клапан. На рис. 3 показаны условное обозначение и общие виды регулируемых дросселей с обратными клапанами.

Рис. 3. Условное обозначение (а) и общий вид (б) регулируемых дросселей с обратными клапанами серий VP-NDV-10 и VP-NDV-6

Эти регулируемые дроссели применяют для дросселирования потока в одном направлении и свободного прохода потока в обратном направлении. Дроссели имеют два дросселирующих золотника с регулировочными винтами и два обратных клапана, встроенных в корпус. Поток РЖ от насоса проходит под низким давлением через обратный клапан от входного отверстия V к отверстию Р, соединяемому с гидродвигателем (см. графическое обозначение). Обратный поток РЖ от Р к V проходит при переменном дросселировании в зависимости от регулирования дросселирующим золотником. Примеры применения регулируемых дросселей в типовых гидравлических схемах приведены на рис. 4.

Рис. 4. [b]Примеры применения регулируемых дросселей в типовых гидравлических схемах:[/b] 1 – регулирование скорости на входе потока; 2 – регулирование скорости на выходе потока; 3 – защита манометра от пульсаций давления; 4 – регулирование частоты вращения реверсивного гидромотора

Регуляторы расхода

Рис. 5. Принцип работы регулятора расхода

Эти устройства применяются для поддержания постоянного расхода независимо от изменения давления. Принцип работы регулятора расхода показан на рис. 5. Регулятор расхода состоит из следующих основных элементов: дозирующего дросселя 1 и компенсатора давления 2 с пружиной 3. Изменение температуры и соответственно вязкости РЖ изменяет перепад давления. Чтобы уменьшить влияние этих факторов, применяется специальная форма дросселирующей щели.

Тип регулятора расхода зависит от конструкции компенсатора давления. Если компенсатор давления расположен последовательно с дозирующим дросселем, гидроаппарат является двухлинейным регулятором расхода, если параллельно – трехлинейным регулятором расхода.

В двухлинейных регуляторах расхода дозирующий дроссель и компенсатор давления расположены последовательно. При этом компенсатор давления может располагаться перед дросселем на входе (рис. 6, а) или после него на выходе (рис. 6, б). На рис. 6, а видно, что управляющая А1 и дозирующая А2 дросселирующие щели расположены последовательно. Золотник компенсатора нагружен справа давлением Р2 и слева давлением Р3 и усилием пружины FF.

Перепад давления на регулируемом дросселе в двухлинейном регуляторе расхода является отношением усилия регулируемой пружины регулятора давления FF к торцовой площади золотника АК и не зависит от последовательности расположения компенсатора давления: перед дросселем или после него.

Рис. 6. Условное обозначение (а) и принцип работы (б) двухлинейного регулятора расхода с компенсатором на входе

На рис. 7 показаны условное обозначение и принцип работы двухлинейного регулятора расхода с компенсатором давления на выходе. Из рис. 7, б видно, что дозирующий дроссель и компенсатор давления двухлинейного регулятора расхода расположены последовательно. Место расположения компенсатора давления (на входе или на выходе) в двухлинейных регуляторах расхода определяется конструктивными соображениями.

Рассмотрим особенности применения двухлинейных регуляторов расхода при дросселировании потока РЖ: на входе (первичное управление), на выходе (вторичное управление) и в ответвлении.

При управлении расходом РЖ на входе (см. рис. 1, а) регулятор расхода устанавливают в напорной гидролинии насоса после предохранительного клапана, перед гидродвигателем. Эта схема дросселирования рекомендуется для гидросистем, в которых регулируется скорость движения гидродвигателя, преодолевающего противодействующее усилие (положительное сопротивление). В этом случае перед регулятором расхода действует нагрузка, определяемая внешним сопротивлением на гидродвигателе.

Рис. 7. Условное обозначение (а) и принцип работы (б) двухлинейного регулятора расхода с компенсатором давления на выходе

Недостатком этой схемы является необходимость настройки предохранительного клапана, установленного перед регулятором расхода, на максимально возможное давление в гидродвигателе. В результате насос постоянно работает под максимальным давлением, даже когда гидродвигатель преодолевает небольшую нагрузку. Кроме этого потери мощности при дросселировании потока превращаются в нагрев РЖ, которую необходимо охлаждать для стабилизации теплового режима.

Стенд для проверки гидравлической аппаратуры

При управлении расходом РЖ на выходе (см. рис.1, б) регулятор расхода устанавливают на выходе из гидродвигателя перед баком. Такая схема управления расходом рекомендуется для гидросистем с попутной рабочей нагрузкой (отрицательной), которая стремится перемещать шток гидроцилиндра или вращать вал гидромотора быстрей, чем скорость потока РЖ, определяемая подачей насоса. Сохраняется основной недостаток схемы дросселирования – необходимость настройки предохранительного клапана на максимальное давление и воздействие максимального давления на уплотнительные элементы гидроцилиндра даже при холостом ходе, т. е. с более высоким уровнем трения.

При управлении расходом в ответвлении (см. рис. 1, в) регулятор устанавливают паралелльно гидродвигателю. В этой схеме регулятор ограничивает расход РЖ, поступающей в гидродвигатель, путем перепуска части потока, нагнетаемого насосом, в бак гидросистемы. Если рабочий орган доходит до упора, давление в гидросистеме ограничивается настройкой предохранительного клапана, и слив потока РЖ через клапан вновь преобразуется в нагрев.

Гидрораспределитель

Гидронасос НШ-10

Преимуществом этой схемы регулирования расхода является ограниченное рабочее давление, которое определяется внешней нагрузкой на рабочем органе или на исполнительном механизме. При этом меньше мощности преобразуется в нагрев РЖ, а выделяемое при дросселировании тепло отводится в бак гидросистемы.

Из приведенного выше сравнения дросселирующих и регулирующих гидроаппаратов управления расходом РЖ следует явное преимущество регуляторов расхода, которые представляют собой комбинацию дросселя с регулятором, поддерживающим постоянный перепад давления на дросселирующей щели.

В отличие от двухлинейных регуляторов расхода, дозирующие А2 и управляющие А1 отверстия в трехлинейных регуляторах расхода расположены не последовательно, а параллельно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector