Регулируемые дроссели и диафрагмы

На рис. 10.19 дано условное обозначение дросселя и диафрагмы. Дроссель есть гидравлическое сопротивление с регламентированными характеристиками

В качестве дросселя можно использовать отрезок капилярной трубочки диаметром 0,6 мм…0,8 мм. На базе капилярных трубочек можно построить линейные дроссели, т. е. дроссели, имеющие линейную зависимость между перепадом давления на нем и величиной расхода через него.

Такие дроссели имеют очень узкую область применения. В гидропривоводах наибольшее применение получили квадратичные дроссели.

а б

Рис. 10.19. Условное обозначение дросселя (а) и диафрагмы (б)

Связь между перепадом давления на квадратичном дросселе и расходом жидкости через него выражается зависимостью:

,

где Q – расход жидкости через дроссель;

– экспериментальный коэффициент расхода дроссельной щели;

– перепад давления на нем;

S_Щ – площадь сечения дроссельной щели.

При применении насоса постоянной производительности регулируемый дроссель (как и регулируемая диафрагма) совместно с переливным клапаном позволяет регулировать объемный расход жидкости, поступающей в рабочую полость гидродвигателя. В линию нагнетания от насоса поступает жидкости больше, чем требуется для гидродвигателя. Переливной клапан настраивается на давление, достаточное для преодоления максимально возможной нагрузки, приложенной к выходному валу гидромотора или штоку поршня, но меньшее чем давление насоса. Так как дроссель является гидравлическим сопротивлением, то на дросселе возникает перепад давления. Когда давление наего входе достигнет величины, достаточной для срабатывания переливногоклапана (оно зависит от настройки клапана), он откроет для жидкости проход в бак.Подача насоса разделится на две неравные части: часть жидкости будет сливаться в бак, другая часть жидкости поступает в полость гидродвигателя.

Перейти от дросселя к диафрагме можно уменьшением длины щели. С другой стороны, чтобы на диафрагме получить требуемый перепад давления нужно существенно повысить скорость потока, что приводит его к турбулизации. В этом случае гидросопротивление перестает зависеть от вязкости жидкости и определяется только скоростью потока. По этой Причине там, где требуется независимость гидросопротивления от температуры, а значит, и от вязкости применяют диафрагмы. В тех системах гидравлики, где требуется определенный и достаточно высокий перепад давления применяют дроссели.

При выборе регулируемых дросселей принимают во внимание следующие критерии:

· создаваемое гидросопротивление;

· независимость сопротивления от вязкости жидкости;

· чувствительность настройки (возможность тонкой настройки дросселя зависит от величины отношения площади поперечного сечения к периметру щели дросселя);

· стоимость конструкции.

Конструкции регулируемых дросселей, в основу которых положены различные принципы изменения проходного сечения, в разной степени ответствуют этим требованиям. Чем больше гидравлический радиус проходного сечения, тем больше постоянство (устойчивость) расхода.

Широкое распространение получили игольчатые дроссели (рис. 10.20).

Рис. 10.20. Схема игольчатого дросселя и условное изображение

регулируемых дросселей

Недостатком их является резкое увеличение площади поперечного сечения при малом перемещении ЗРЭ. Зависимость гидросопротивления от вязкости велика из-за большой длины участка дросселирования. Для плавности регулирования угол конусности назначают 10°…20°. Стоимость изготовления дросселя умеренная.

Другим часто применяемым исполнением дросселя является дроссель с дросселирующей щелью в форме эксцентричной проточки прямоугольного профиля шириной b, выполненной в пробке, вращающейся относительно своей оси на 180° (крановые дроссели, рис. 10.21). Высота проточки h зависит от угла поворота пробки и равна:

h = ε (1-cosα),

где ε – эксцентриситет проточки.

Проходное сечение дросселя изменяется по закону:

S_Щ = b ∙ h = b ε (1 – cosα),

Рис. 10.21. Схема действия крановго дросселя (поперечный разрез золотника)

Для плавности настройки щель делают узкой. Проточка, вместе с поверхностью отверстия, в котром она поворачивается, образует плоский сходящийся насадок ( коэффициент расхода 0,8) переменной угловой протяженности, устанавливаемой поворотом пробки при настройке.

Зависимость от вязкости меньше, чем у игольчатого дросселя. Имеет более плавное увеличение площади поперечного сечения и более равномерное увеличение гидравлического радиуса. Стоимость изготовления умеренная, но больше, чем у игольчатого дросселя.

а б

Рис. 10.22. Схемы дросселей

Щелевой дроссель со спиральным профилем ЗРЭ (рис. 10.22, а) обеспечивает независимость гидросопротивления от вязкости, но имеет высокую стоимость. Обладает высокой чувствительностью настройки и плавным увеличение площади поперечного сечения.

Реже применяются дроссели с продольным перемещением ЗРЭ (рис. 10.22, б). Стоимость изготовления таких дросселей – умеренная.

Замечание: дроссель управляет объемным расходом в зависимости от настройки дросселирующей щели только при совместной работе с напорным клапаном, либо с регулируемым насосом.