11.4 Регуляторы управления расходом

11.4.1 Дроссели

Дроссель представляет собой местное регулируемое или нерегулируемое сопротив-ление, устанавливаемое на пути течения жидкости с целью ограничения ее расхода, дос-тигаемого отводом части ее в сливную линию, или созданием перепада давления. По при-нципу действия дроссели разделяют на дроссели вязкостного сопротивления, потеря напо-ра в которых определяется преимущественно вязкостным сопотивлением потоку жидкос-ти в длинном дроссельном канале, и – дроссели инерционного сопротивления с малой длиной канала, потеря напора в которых определяется в основном инерционными силами (деформация потока жидкости и вихреобразование).

Рис 11.9 Схема дросселя винтового типа

Дроссели первого типа характеризуются большой длиной и малым сечением канала и соответственно небольшим значением Re, вследствие чего потеря напора в них в основ-ном обусловлена трением при ламинарном течении. Однако поскольку потеря напора в таких дросселях изменяется прямо пропорционально вязкости жидкости, их гидравличес-кая характеристика зависит от температуры. Пример данного типа дросселя представлен на рис.11.9. В этом дросселе сопротивление регулируется изменением длины канала, кото-рым в этом случае служит винтовая прямоугольная канавка. Ввинчивая или вывинчивая винт можно изменить длину канала а, следовательно, регулировать сопротивление дроссе-ля. Однако он может применяться лишь при стабильных температурах.

В дросселях второго типа давление изменяется практически пропорционально квад-рату скорости потока жидкости, поэтому их называют квадратичными. Характеристика таких дросселей не зависит от вязкости в распространенном ее диапазоне. В условиях широкого колебания температур применяют дроссели в виде тонкой шайбы (диафрагмы) (рис 11.10, а) с круглым отверстием. Этот дроссель обладает минимальной зависимостью сопротивления от вязкости жидкости. В нем потери обусловлены внезапным сжатием потока при входе в отверстие и внезапным расширением при выходе.

При разработке гидравлических систем часто требуется дроссель, обладающий вы-соким гидравлическим сопротивлением и стабильными расходными характеристиками при колебаниях вязкости. Удовлетворить подобные требования одной шайбой невозмож-но. Поэтому применяют дроссели из последовательно соединенных шайб (рис 11.10, б). Регулирование такого дросселя осуществляется подбором количества шайб.

Рис 11.10 Схема дросселя диафрагменного типа

Существует еще ряд дросселей, регулирование которых происходит изменением площади проходного отверстия. Они отличаются друг от друга формой проходного от-верстия и конструкцией регулирующего элемента. Распространенными являются игольча-тые (рис 11.11, а), щелевые (рис 11.11, б) и втулочные (рис 11.11, в) дроссели. Изменение проход-ного отверстия игольчатых дросселей достигается за счет осевого перемещения иглы. Преимущество дросселя – простота конструкции, недостатки – невысокая точность регу-лирования и склонность к облитерации при малых расходах вследствие значительно-го периметра кольцевой щели.

Площадь проходного отверстия щелевых дросселей изменяется при повороте полой пробки, в которой имеется щель. Так как толщина стенки пробки мала, пропускная спо-собность дросселя практически не зависит от вязкости жидкости. В щелевом дросселе не возникает облитерации, однако, вследствие малого сечения щели, расходы через дроссель обычно не велики. Из-за одностороннего подвода жидкости при больших перепадах дав-ления на дросселе возникает боковое прижатие пробки к корпусу (втулке).

Рис 11.11 Схема дросселей

Втулочный дроссель состоит из двух втулок: наружной, с фигурными отверстиями для прохода жидкости, и внутренней, перемещающейся в наружной. Регулирование рас-хода осуществляется изменением площади фигурных отверстий торцом внутренней втул-ки, не испытывающей боковых прижатий. Дроссель обеспечивает широкий диапазон регу-лирования расхода и высокую точность регулирования, мало чувствителен к облитерации.