Многоступенчатые (многошайбовые) дроссели

Для получения большого перепада давления или малых расходов необходим дроссель с малым сечением дросселирующего канала или дроссель с большой его длиной.

Ввиду того, что при малом сечении канала возможно его засорение, а при большой длине канала характеристика дросселя зависит от вязкости жидкости, применяют дроссели с несколькими дросселирующими отверстиями.

Распространены дроссели этого типа, состоящие из набора нескольких шайб (см. рис. 3.23.), диаметр отверстий которых будет соответственно больше при том же расходе жидкости, чем в случае одной шайбы.

Рис.3.23. Схемы шайбового дросселя.

Суммарное сопротивление такого дросселя регулируется подбором требуемого количества шайб.

Поскольку принятый выше механизм действия дросселя основан на истечении жидкости из отверстия в тонкой стенке резервуара, в котором скорость жидкости на подходе к отверстию практически близка нулю, необходимо максимально соблюдать это условие.

В частности, практика показывает, что на качество регулирования расхода влияет расстояние I между дроссельными шайбами, которое определяет объем междроссельной камеры; это расстояние должно быть не меньше (3—5) d, где d — диаметр отверстия. Стабильность расхода зависит также от толщины s дросселирующей кромки (см. рис. 3.84), которая обычно выбирается не более (0,5— 0,8)d. Диаметр шайбы должен быть (если это не противоречит иным каким-либо требованиям) D  10d. При сборке пакета шайб, оси отверстий в них смещаются обычно так, чтобы отверстия в них не находились одно против другого.

Дроссельные регуляторы скорости гидродвигателя

Простейшим регулятором скорости гидродвигателя является дроссель, который может быть установлен как в линии питания двигателя (на входе, рис.24.а.), так и в сливной магистрали (на выходе, рис.24.б.).

Излишек жидкости, подаваемой насосом, отводится в бак через переливной клапан а насоса, т. е. давление на выходе насоса Р_н = const.

Схемы с регулятором в сливной магистрали (рис. 3.86, б) обеспечивают двустороннюю жесткость системы (поршень силового цилиндра находится под действием двустороннего давления). Они могут применяться в системах с знакопеременными нагрузками гидродвигателя, для которых схемы с регулятором, установленным на линии питания (рис. 3,86, а), непригодны, так как при изменении знака нагрузки гидродвигателя скорость движения его выходного звена (штока или вала) может значительно увеличиться, поскольку дроссель этому увеличению здесь не противодействует. Нетрудно видеть, что перемещению поршня силового цилиндра при изменении знака нагрузки в этой схеме будут противодействовать лишь небольшое давление Р_с в правой полости цилиндра, связанной со сливной линией, и вакуум в левой полости цилиндра.

Рис.3.24. Схемы дроссельного регулирования.

В равной мере эта схема непригодна для работы в режиме больших ускорений выходного звена. Из схемы, представленной на рис. 3.24.а., видно, что при уменьшении подачи жидкости в цилиндр, поршень может перемещаться под действием силы инерции движущейся массы.

При установке дросселя в сливной магистрали (рис. 3.24.б.) повышению (забросу) скорости выходного звена при изменении знака нагрузки, а также движению выходного звена гидродвигателя под действием сил инерции оказывает противодействие сопротивление дросселя. Однако резкое торможение дросселем гидродвигателя при установке его в сливной магистрали гидросистемы, в которой могут развиться большие силы инерции движущихся масс, может создать в линии между гидродвигателем и дросселем недопустимо высокое давление.

Для предохранения системы и гидродвигателя от подобного давления в этой линии устанавливают предохранительный клапан в (рис. 3.24.в.).

К преимуществам гидросистем с установкой дросселя в сливной магистрали относится также то, что тепло, выделяемое при дросселировании, удаляется в бак, а не поступает в гидродвигатель, как при установке дросселя в линии питания.

В схемах с дросселем, подключенным параллельно гидродвигателю (Р_н  const), излишек жидкости отводится в бак через дроссель, установленный параллельно с гидродвигателем (на линии, соединяющей магистраль подводимого давления с баком, рис. 3.24.г.). В этой схеме жидкость, подаваемая насосом в объеме Q_н, делится на два параллельных потока, один из которых, Q_ц будет поступать в гидродвигатель, а второй Q_др — переливаться через дроссель в бак, причем количественно эти потоки будут обратно пропорциональны сопротивлениям рабочей и сливной магистралей.

Точность регулирования скорости и ее стабильность при последнем способе регулирования (Р_н  const) ниже, чем в предыдущих схемах с Р_н = const), однако нагрев жидкости теплом, выделяемым при ее дросселировании, будет меньше, чем в предыдущих схемах. Уменьшение нагрева обусловлено тем, что давление жидкости, подаваемой насосом, в этой системе будет пропорционально нагрузке гидродвигателя, и лишь при максимальной ее величине достигнет значения, на которое отрегулирован переливной клапан насоса. В результате снижения рабочего давления насоса количество тепла, выделяемое при дросселировании жидкости, будет меньше, чем в предыдущих схемах.

Чтобы исключить влияние нагрузки гидродвигателя на расход жидкости, а следовательно, и на его скорость, применяют регуляторы с гидравлическим редукционным клапаном, которые позволяют обеспечить при изменении нагрузки гидродвигателя постоянный перепад давления на дросселе и соответственно этому — постоянный расход жидкости.

Схема подобного регулятора, предназначенного для установки в сливной магистрали, приведена на рис. 3.25.

Регулятор состоит из двух дросселей 2 и 1, первый из которых имеет постоянную настройку, а второй автоматически регулируемую.

Рис.3.25. Схема дросселя с постоянным перепадом давления.

Дроссель 1 с автоматическим регулированием обеспечивает постоянное давление Р_ред) перед дросселем 2 постоянной настройки, независимо от величины входного давления Р_вх.

Конструктивно регулятор представляет собой редукционный клапан постоянного давления с дросселем 5 постоянного сопротивления на выходе (рис. 3.26.).

Рис.3.26. Схема дросселя с постоянным сопротивлением на выходе.

Рабочая жидкость с давлением Р_вх подводится к редукционному клапану и, пройдя через его щель 3, поступает с редуцированным давлением Р_ред к дросселю 5 постоянного сопротивления. Редуцированное давление действует через поршень 1 на плунжер 2 редукционного клапана, смещению которого противодействует пружина 4. Усилие сжатия пружины определяет величину редуцированного давления.

При изменении величины входного давления Р_вх , которым в этой схеме является давление жидкости, отводимой из нерабочей полости гидродвигателя, изменится мгновенный расход жидкости через щелевой канал автоматического дросселя 3. Это вызовет изменение сопротивления дросселя 5 постоянной настройки (изменение редуцированного давления Р_ред), в результате чего равновесие плунжера 2 нарушится и он переместится в новое положение, в котором потери (перепад) давления р в щелевом канале дросселя 3 вновь не будут равными разности нового входного Р_вх и редуцированного Р_ред давления.

Принципиальная схема аналогичного регулятора, предназначенного для установки в напорную магистраль, представлена на рис.3.27. Регулятор состоит из соединенных в общем корпусе двух дросселей 1 и 2. Дроссель 1 представляет собой клапан (редуктор) с автоматической настройкой сопротивления (перепад давления р = const) в зависимости от редуцированного давления Р_ред на выходе из него и нагрузки Р гидродвигателя 4 и дросселя 2 с постоянной (ручной) настройкой сопротивления (перепад давления при постоянном расходе и вязкости жидкости р = const). Жидкость с постоянным входным давлением поступает (от насоса или иного источника расхода) через входное окно 6 и щель, образованную плунжером автоматического дросселя 1, в проточку (камеру) 3 между двумя поясками этого плунжера и от нее — к дросселю 2, пройдя который, направляется к гидродвигателю (силовому цилиндру) 4.

Рис.3.27. Схема дросселя устанавливаемого в напорную магистраль.