Расходные характеристики рд.

При перемещении подвижной системы РД изменяется площадь проходного сечения переменного дросселя регулятора, которая определяется площадью поверхности цилиндра, образованного седлом и клапаном:

где d_с- диаметр седла клапана.

На основании уравнений расхода и проходного сечения клапана можно получить зависимость перемещения подвижной системы РД от расхода через регулятор (проходным сечением регулятора давления является боковой зазор между клапаном и седлом)

Подставляя полученное выражение в уравнения регулятора давления получим

- для РД прямого действия

- для РД обратного действия

- для РД разгруженного от входного давления

Расходные характеристики являются нелинейными и лежат ниже безрасходных характеристик.

Безрасходные характеристики рд.

Рассмотрим работу РД в безрасходном режиме (стоп-режиме), когда отсутствует расход через РД (G_р = 0). При этом на основании приведенных выше уравнений получим:

- для РД прямого действия

- для РД обратного действия

- для РД разгруженного от входного давления

На приведенных схемах РД показаны характеристики. В соотвествии с уравнениями безрасходные характеристики являются линейными, а расходные характериситки лежат ниже безрасходных и являются нелинейными харатеристиками. Указанные характеристики описываются в диапазоне до давления р_вхmin, когда подвижная система РД садится на упор. При дальнейшем уменьшении входного давления РД работает как простой дроссель. На рисунке показана рабочая область РД - (1) и нерабочая область – (2).

С ледует обратить внимание на расходную характеристику РД обратного действия, у которой есть максимум в некоторой точке в нутри диапазона изменения входного давления. Удачным подбором режима работы и параметров РД можно сделать расходную характеристику РД обратного действия достаточно близкой к горизонтальной прямой.

Статическая ошибка рд.

С точки зрения потребителей важна величина изменения выходного давления РД в заданном диапазоне и влияние на это изменение параметров РД. Установившееся величина изменение выходного давления называется статической ошибкой РД. Рассмотрим определение статической ошибки на примере РД прямого действия.

При изменении входного давления от р_{вх max} до р_{вх min} выходное давление изменяется соответственно от p_{вых max} до p_{вых min}. Из анализа принципа действия РД следует, что при p_вых = p_выхmax перемещение подвижной системы РД будет x = x_min, а при p_вых = р_{вых min}, x = x_max. С учетом сказанного запишем уравнения выходного давления РД в крайних точках диапазона при этом будем учитывать максимальное влияние силы трения в подвижной системе РД.

Обозначив Dp_вх = p_вхmax - p_вхmin; Dp_вых = p_выхmax - p_выхmin; Dx = x_max - x_min, вычтем из первого уравнения второе и получим выражение для статической ошибки РД прямого действия

Для РД обратного действия аналогично получим выражение для статической ошибки.

Для РД разгруженного от входного давления ошибка будет

Анализируя полученные уравнения статической ошибки регуляторов давления, можно сделать следующие общие выводы:

1. Увеличение площади А_п чувствительного элемента регулятора давления во всех случаях уменьшает величину статической ошибки. С другой стороны это ведет к увеличению габаритов РД.

2. Уменьшение силы трения в подвижной системе РД ведет к уменьшению статической ошибки. Применение сильфонных узлов и подвеска подвижной системы позволяет увеличить точность поддержания выходного давления на заданном уровне.

3. Уменьшение диапазона изменения входного давления уменьшает статическую ошибку. Отсюда следует, что для высокой точности поддержания стабильности выходного давления можно пирменять двухступенчатые схемы РД, но при этом усложняется конструкция.

4. Уменьшение хода подвижной системы РД и жесткости пружины уменьшает статическую ошибку.