Дроссели. Регулятор расхода

 Дроссели – искусственное местное сопротивление потоку жидкости. Они исполняются с целью ограничения расхода жидкости в определенной гидролинии или для определенного перепада давления.

Дроссели: нерегулируемые (шайба), регулируемые, линейные, нелинейные (квадратичные)

Расход через дроссель зависит не только от степени перекрытия, но и от перепада давления

Регулятор расхода (потока) – это ГА для поддержания заданного значения расхода независимо от разности давлений в подводимом и отводимом потоках жидкости. Конструктивно регулятор расхода представляет собой устройство из регулируемого дросселя и клапана давления.

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. Установка дросселей в гидросистеме на входе (а), на выходе (б) и на ответвлении (в): 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).

При анализе гидросистем установлено, что при дроссельном регулировании расход меняется в зависимости от давления, создаваемого внешней нагрузкой. Соответственно скорость исполнительного механизма и ΔР 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.

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. 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.