- •1. Загальні відомості
- •2. Гідронасоси
- •2.1. Загальні зведення
- •2.2 Шестеренні насоси
- •2.3. Кривошипно-поршневі (кривошипно-плунжерні) насоси.
- •2.4. Радіально-поршневі насоси
- •2.5. Аксіально-поршневі насоси
- •2.6. Пластинчаті насоси
- •Середня подача насоса
- •3. Гідродвигуни
- •3.1. Загальні зведення
- •3.2. Гідроциліндри
- •3.3. Розрахунок гідроциліндра на міцність і стійкість
- •3.4. Поворотні гідродвигуни
- •4. Гідроапаратура
- •4.1. Загальні зведення
- •4.2. Направляюча гідроапаратура – розподільники потоку робочої рідини
- •4 .3. Направляюча гідроапаратура – зворотні клапани і гідрозамки
- •4.4. Апаратура для керування тиском робочої рідини
- •4.5. Апаратура для керування витратою робочої рідини
- •4.6. Апаратура керування витратою в гідроприводах з автоматичним керуванням
- •5. Допоміжні пристрої гідравлічних систем
- •5.1. Загальні зведення
- •5.2. Гідроємності (гідробаки)
- •5.3. Гідроємності (гідроакумулятори)
- •5.4. Гідролінії
- •5.5. Кондиціонери (гідроочисники)
- •5.6. Кондиціонери (теплообмінники)
- •5.7. Ущільнення гідропристроїв
- •6. Гідравлічні приводи в металургійному устаткуванні
4.5. Апаратура для керування витратою робочої рідини
Основним елементом гідроапаратів керування витратою рідини є дросель – елемент, призначена для створення опору потоку робочої рідини. Розміри робочого вікна дроселя змінюються не від впливу минаючого через нього потоку рідини, а від зовнішнього керуючого впливу. Протікання рідини через дросель називається дроселюванням. Дроселювання супроводжується нагріванням робочої рідини. Енергія, що йде на нагрівання, споживається від приводного двигуна.
Існують дроселі в’язкістного (рис. 35, а - г) і інерційного (рис. 35, д - і) опору.
Якщо отвір, по якому протікає рідина з однієї камери в іншу, має порівняно з поперечним перерізом велику довжину (рис. 35, а - г), то цей дросель є в’язкістним. Утрати тиску на ньому визначаються по перетвореній формулі Пуазейля
(89)
і, як видно, пропорційні витраті (швидкості). Такий дросель називають лінійним.
Якщо отвір, по якому протікає рідина, має коротку довжину в порівнянні з поперечним перерізом (рис. 35, д - і), то цей дросель є інерційним. Витрата через нього визначається по тій же формулі, що і при витіканні рідини із судини через тонку стінку при постійному напорі
(90)
де
– коефіцієнт витрати;
– площа отвору;
– щільність рідини;
і
– тиску в лініях до і після дроселя;
– перепад тиску на дроселі.
З формули (90) одержуємо
(91)
Такий дросель називають квадратичним.
В’язкості (лінійні) дроселі
використовують як демпфіруючи, гальмові
елементи для одержання витримки часу
при заповненні чи спорожнюванні
яких-небудь ємностей об’ємом
(
), інерційні (квадратичні) – для цілей
регулювання витрати.
Як видно з формули (90), при відомій площі дроселя можна визначити одну з трьох величин , чи , знаючи дві інші. З цієї ж формули видно, що при зміні тиску до чи після дроселя витрата через нього буде змінюватися. Для стабілізації витрати необхідно підтримувати постійним перепад тисків .
Н
а
цьому принципі побудований гідроапарат,
називаний регулятором
витрати (рис. 36). Він
складається з послідовно встановлених
золотникового клапана (регулятора)
,
підпружиненного слабкою пружиною
,
і дроселя
,
що налаштовується вручну на визначену
витрату. Робоче вікно клапана
є, по суті, дроселем (його площа
,
де
– діаметр золотника,
– осьовий зазор між крайками золотника
і розточення, що утворить кільцеву
камеру клапана). Тиску в лініях підводу
і відводу апарата –
і
,
тиск між клапаном із дроселем
.
Клапан (регулятор) автоматично підтримує
постійним перепад
,
чим забезпечується постійні витрати
через апарат.
Справді, якщо наприклад, по якійсь зовнішній причині підвищився тиск (при незмінному тиску ), то через клапан збільшиться витрата і короткочасно зросте тиск . Це приведе до підйому клапана і зменшенню осьового зазору , завдяки чому витрата через клапан знизиться, і тиск відновиться до первісної величини. Якщо при незмінному зменшився тиск у лінії, що відводить, і одночасно над клапаном, останній піднімається, унаслідок чого зменшується витрата і тиск через клапан. Величина залишається постійною, завдяки чому витрата через гідроапарат залишається незмінною.
На принципі дроселювання побудований також гідроапарат, призначений для вирівнювання витрат робочої рідини в двох паралельних лініях незалежно від тиску в них, наприклад, що живить два однакових гідроциліндри, а отже, що синхронізують їх – дроселюючий синхронізатор витрат, чи дроселюючий дільник потоку (рис. 37).
Він складаються з корпуса , що містить камеру підведення, пластини з двома дросельними отворами, плаваючої втулки , золотникового клапана з дроселюючими кромками і двох торцевих кришок . Торцеві камери позначені буквами і , а камери між пасками клапана – буквами і . Камери і , а також і попарно з’єднані свердліннями. Отвори і з’єднані з лініями, витрата в який синхронізується.
Коли тиск в лініях
і
однаковий (
),
клапан займає стосовно втулки симетричне
положення, вихідні отвори в ньому
однакові, тиск в камерах
,
,
і
однаковий, і витрата в лініях
і
однакова. Якщо тиск в одній з ліній,
наприклад, у лінії
зменшився, витрата з камери
до відводу
збільшується, а так як подача рідини в
камеру
залишається постійною, тиск у ній (і в
зв’язаній з нею камері
)
короткочасно знизиться. Унаслідок цей
клапан зміститься вліво і своїми кромками
прикриє отвір на виході в лінію
і відкриє отвір на виході в лінію
.
При
клапан займе нове
врівноважене положення, тиск у камерах
,
,
і
зрівняється, а витрати через лінії
і
будуть рівні між собою.
При необхідності розподілу витрати нарівно на кілька частин, застосовують схему, показану на рис. 37, б.
Аналогічно дільнику потоку для підтримки рівності витрат у двох лініях, що з’єднуються, незалежно від тиску в них застосовують суматор потоку (рис. 37, в).
