
- •Общие сведения о проведении лабораторных работ
- •Лабораторная работа №1. Приборы для измерения температуры.
- •Настройка температуры отключения на измерителе-регуляторе производится следующим образом:
- •Динамические характеристики терморезистивного преобразователя (ручной режим измерений).
- •Приборы измерения давления. Стрелочный деформационный манометр.
- •Приборы измерения давления. Датчик давления деформационного мембранного типа.
- •Приборы измерения давления газа. Датчик давления пьезорезистивного типа.
- •Изучение объемного способа измерения расхода воды.
- •Изучение способа измерения расхода воды по показаниям счетчика количества воды.
- •Изучение способа измерения расхода воды по величине падения давления на мерной диафрагме.
- •Изучение способа измерения расхода газа по методу отсеченного объема
- •Изучение способа измерения расхода газа по измерительной диафрагме.
- •Снятие характеристики насоса.
- •Снятие характеристики компрессора.
- •Изучение редукционного клапана.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: при включении компрессора в ходе эксперимента следует закрыть кран на выходе из диафрагмы, дождаться накачки ресивера до давления 5 бар и отключения компрессора. После этого можно продолжать эксперименты. Компрессор автоматически включается при падении давления в ресивере до 2 бар при включенном тумблере «Подача воздуха в ресивер».
Примечание: при длительном перерыве между лабораторными работами с использованием воздуха рекомендуется сбросить давление воздуха в ресивере, для этого нужно частично открыть кран ВН11 (примерно на треть), после окончания истечения воздуха из ресивера закрыть кран ВН11.
Таблица 11.1. Результаты измерений расхода газа
№ |
РРД, бар |
TРД, К |
РРП, бар |
t, с |
QA, л/мин |
QИ, л/мин |
δQA, л/мин |
δQИ, л/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qcp, л/мин |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qcp, л/мин |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qcp, л/мин |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qcp, л/мин |
|
|
|
|
Лабораторная работа №12.
Приборы измерения расхода газа: ротаметр, анемометр, счетчик газа.
Цель работы: Изучение приборов для измерения расхода газа, методы измерения расхода, понятие класса точности прибора, сравнение показаний приборов различного типа.
Теоретические основы.
Расход - это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени. Различают объемный расход Q, когда количество вещества измеряется в объемных единицах, и массовый М9 когда оно измеряется в единицах массы.

1. Ротаметр.
1.1. Устройство ротаметра приведено на рисунке 12.1. В патрубках 1 и 8, соединенных друг с другом болтовыми стержнями 5, с помощью накидных гаек 6 и сальниковых уплотнений укреплена стеклянная коническая трубка 5, на которую непосредственно наносится шкала. Длина трубки обычно находится в пределах от 70 до 600 мм, а диаметр от 1,5 до 100 мм. Для ограничения хода поплавка 4 служат верхний 2 и нижний 7 упоры.
Пределы применения обычных ротаметров со стеклянной трубкой по давлению 0,5-0,6 МПа, по температуре 100—150°С.

Рисунок 12.1. Устройство ротаметра.
Достоинства ротаметров: простота устройства и эксплуатации; наглядность показаний; надежность в работе; удобство применения для измерения малых расходов различных жидкостей и газов (в частности, агрессивных), а также неньютоновских сред; значительной диапазон измерения и достаточно равномерная шкала.
Недостатки: хрупкость и непригодность для измерения расхода веществ, имеющих значительные давления; связанность прибора с местом измерения; только указывающий характер прибора (отсутствие записи и дистанционной передачи показаний); непригодность для измерения больших расходов.
1.2. Поплавки и трубки ротаметров.
Основные элементы ротаметра - коническая трубка и поплавок - образуют его проточную часть. Формы поплавка могут быть весьма разнообразны. Классическая его форма показана на рисунке 12.2, а. Поплавок имеет конусную нижнюю часть (иногда с несколько скругленным носом), цилиндрическую среднюю часть и дисковый верх. Существенный недостаток рассмотренной формы поплавка - сильная зависимость градуировочной характеристики от вязкости измеряемого вещества. Для снижения этой зависимости полезно уменьшать высоту верхней дисковой части поплавка и диаметр цилиндрической его части с тем, чтобы он был не более 0,6-0,7 от диаметра верхнего диска (рисунок 12.2, б). В меньшей степени влияние вязкости сказывается при катушечной форме поплавка, показанной на рисунке 12.2, в, которая находит теперь основное применение. Еще сильнее влияние вязкости устраняется при дисковой и тарельчатой форме поплавков, когда основное трение потока происходит на очень небольшой боковой поверхности диска. Но вес таких поплавков очень мал и необходимо или увеличивать длину цилиндрического тела поплавка в одну или обе стороны от диска, или же подвешивать на стержне дополнительный груз. Кроме того, такие поплавки неустойчивы и во избежание перекоса и трения о стенку трубки их необходимо снабжать направляющими. Последние могут быть трех видов: направляющие, связанные с поплавком и
перемещающиеся вместе с ним (рисунке 12.2, г); неподвижные центральные штоки, проходящие через осевые отверстия поплавков (рисунке 12.2, д); направляющие кольца (два или одно), укрепляемые обычно в верхней или нижней части поплавков (рисунке 12.2, е, ж). Но для таких колец требуется применение конусных трубок с направляющими ребрами или гранями. Зато они имеют два дополнительных достоинства: обеспечение турбулизации потока, способствующего уменьшению влияния вязкости и возможность измерения расхода непрозрачных жидкостей (благодаря малости зазора между направляющими ребрами и кольцами).


Рисунок 12.2. Формы поплавков.
Поплавки изготавливаются из различных материалов: нержавеющей стали, титана, алюминиевых сплавов,фторопласта-4 и различных пластмасс (в зависимости от диапазона измерения и агрессивности измеряемого вещества). При необходимости для снижения массы поплавка его делают пустотелым.
Заметим, что от соотношения плотностей материала поплавка ρk и измеряемого вещества р зависит погрешность, возникающая при изменении плотности, которое вызвано изменением температуры или давления

вещества. Наименьшая погрешность будет при.
В этом случае при изменении ρ на ±10% дополнительная
погрешность будет всего лишь ±0,4%. Такое соотношение нетрудно обеспечить при измерении расхода жидкости.
Второй основной элемент ротаметра - измерительная коническая трубка (с конусностью 0,001-0,01). Она изготавливается из химически устойчивого или термостойкого боросиликатного стекла. Чувствительность прибора возрастает с уменьшением угла конусности трубки.
Уравнение равновесия поплавка.
В ротаметре (рисунок 12.3) можно выделить три сечения: сечение, где начинает сказываться возмущающее действие поплавка на поток; узкое кольцевое сечение потока, где имеется максимальная скорость; сечение, в котором кончается возмущающее действие поплавка на поток.


Рисунок 12.3 Схема ротаметра
На поплавок снизу действует разность статических давлений на носовую и кормовую поверхности поплавка, возникающая вследствие перехода части потенциальной энергии в скорость Vk в узком сечении; эта разность равна (p1-p2)f, где f площадь наибольшего поперечного сечения поплавка.
Сумма этих трех сил уравновешивается весом G поплавка:
G = Vg рк

где V и рк - объем и плотность материала поплавка (сплошного).
Из уравнения равновесия следует, что
Уравнение расхода.
Расход - это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени.
Расход
является функцией площади потока и
перепада давления

Поскольку конусность трубки очень маленькая, можем считать, что расход Q пропорционален высоте подъема поплавка h (рисунок 12.4).

Рисунок 12.4 Зависимость расхода от высоты подъема поплавка
Термоанемометр (расходомер SFE3-F500-L-W18-2NB-K1 фирмы Festo)
Принцип работы термоанемометра основан на измерении изменения температуры термосопротивления при обдуве его потоком газа. Схема термоанемометра приведена на рисунке 12.5. К контактам терморезисторов 2 и 4 подводится постоянное напряжение, по ним течет ток, в результате чего они разогреваются, значение их сопротивления растет, величина тока снижается, в итоге устанавливается значение тока, соответствующее количеству тепла, передаваемому от терморезисторов в окружающую среду. При возникновении воздушного потока величина теплового потока от терморезистора 2 увеличивается, следовательно, оно остывает, его сопротивление падает, ток возрастает и устанавливается на новом значении. Разность токов на терморезисторе 2 и 4 соответствует определенному расходу газа через камеру 1. Газ, протекающий через камеру 1, попадает в камеру 3, благодаря чему компенсируется зависимость разности токов терморезисторов 2 и 4 от температуры газа.


Рисунок 12.5 Термоанемометр
Счетчик газа
На стенде установлен счетчик газа фирмы Бетар, основанный на струйно-акустическом принципе действия.
Принцип работы струйного счетчика газа основан на колебании струи газа в специальном струйном генераторе. Струя газа попеременно перебрасывается из одного устойчивого положения в другое и создает при этом пульсации давления и звука с частотой пропорциональной скорости течения газа и соответственно объемного расхода. В электронном преобразователе происходит вычисление количества пропущенного газа.
Принципиальная схема преобразователя с осциллирующей струей показана на рисунке 12.6.
Рисунок
12.6 Струйно-акустический датчик расхода.
Глубина проточной части преобразователей постоянна. Поток жидкости или газа проходит через сопло 1 и попадает в диффузор 3 прямоугольного сечения. Под влиянием случайных причин поток в каждый данный момент в большей степени прижимается к той или другой стенке диффузора (допустим, к нижней). Тогда благодаря эжектирующему действию струи в преобразователе релаксационного типа давление р2 в нижней части обводной трубки 2 станет меньше давления р1 в верхней ее части и по трубке 2 возникнет движение, показанное стрелкой, которое перебросит струю к верхней стенке диффузора. После этого направление движения в обводной трубке изменится, и струя станет осциллировать. Частота осцилляции пропорциональна скорости потока и, следовательно, расходу.
4. Измерение по падению давления в емкости, (см. л.р. №11)

Для адиабатического истечения из емкости
где у=1,4 - показатель адиабаты.
Для изотермического истечения из емкости

Экспериментальная часть
Для изучения приборов измерения расхода предназначена пневматическая система стенда, а также электронный секундомер. Последовательность выполнения лабораторной работы:
Полностью открыть редукционный клапан КР2 (вращая ручку в сторону стрелки со знаком
Включить компрессор подачи воздуха в ресивер. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по ДДЗ, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора.
Открыть шаровые краны в линии одной из диафрагм: ВН12, ВН14 или ВНП, ВН15 краны другой линии должны быть закрыты. Для определенности дальнейшая последовательность написана для открытой линии ВН12, ВН14.
Закрыть дроссель ДР5.
Редукционным клапаном КР2 поднять давление до 30 кПа по ДД4.
Частично открыть дроссель до появления расхода воздуха по ротаметру. Скорректировать клапаном КР2 давление до 30 кПа по ДД4.
Закрыть кран ВН14.
Переключить секундомер в режим ручного управления.
Сбросить показания секундомера.
10. Записать в таблицу 12.1 давление в ресивере РРД и температуру ТР.
11. Записать в таблицу 12.1 показания счетчика газа Vсгд.
12. Открыть кран ВН14, одновременно запустив секундомер.
13. Подождать пока давление в ресивере упадет не менее чем на 0,5 бар, но не менее 30 с. В это время записать показания расходомера Festo Qf и ротаметра Qрот.
14. Закрыть кран ВН14, одновременно остановив секундомер.
15. Записать в таблицу 12.1 давление в ресивере РРП, время по секундомеру, показания счетчика газа Усгп.
16. Открыть кран ВН14.
17. Открыть дроссель для увеличения расхода. Скорректировать клапаном КР2 давление до 30 кПа по ДД4.
18. Закрыть кран ВН14.
19. Повторить пункты 9-18 два раза.
Повторить пункты 4-19, увеличивая давление до 60 кПа и 90 кПа.
3акрыть краны, дроссель, полностью открыть КР2.
Выключить компрессор подачи воздуха в ресивер.
Вычислить расход по ресиверу для адиабатического и изотермического истечения. Вычислить расход по счетчику газа. Сравнить полученные данные с учетом класса точности приборов. Сделать выводы.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: при включении компрессора в ходе эксперимента следует закрыть кран на выходе из диафрагмы, дождаться накачки ресивера до давления 5 бар и отключения компрессора. После этого можно продолжать эксперименты. Компрессор автоматически включается при падении давления в ресивере до 2 бар при включенном тумблере «Подача воздуха в ресивер».
Примечание: при длительном перерыве между лабораторными работами с использованием воздуха рекомендуется сбросить давление воздуха в ресивере, для этого нужно частично открыть кран ВН11 (примерно на треть), после окончания истечения воздуха из ресивера закрыть кран ВН11.
Таблица
12.1 Измерение расхода различными способами
Лабораторная работа №13.
Изучение способа измерения расхода газа по измерительной диафрагме.
Цель работы: Изучение измерительной диафрагмы как прибора для измерения расхода газа, тарировка измерительной диафрагмы.
Теоретические основы.
Расход - это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени. Различают объемный расход Q, когда количество вещества измеряется в объемных единицах, и массовый М, когда оно измеряется в единицах массы.
Наиболее распространенным методом измерения расхода в трубах является метод его измерения по переменному перепаду давления на сужающем устройстве. Схема расходомера показана на рисунке 13.1. В трубу вставляется устройство, сужающее поток, например диафрагма - диск с отверстием. В месте сужения скорость потока возрастает, и его кинетическая энергия увеличивается. Это вызывает уменьшение потенциальной энергии, которая определяется статическим давлением. Давление в суженном потоке меньше, чем давление в потоке до сужения. Разность давлений возрастает с увеличением скорости среды и служит мерой расхода. Сужающее устройство является преобразователем потока (или его расхода) в разность давлений. Разность давлений измеряется дифференциальным манометром, градуированным в единицах расхода.
В качестве сужающего устройства обычно используют так называемые нормальные сужающие устройства: нормальные диафрагмы (рисунок13.1, а), нормальные сопла (рисунок 13.1,6), трубы Вентури (рисунок13.1, в).

Рисунок 13.1. Сужающие устройства
Достоинства расходомеров с сужающими устройствами заключаются в их универсальности. Этими расходомерами можно измерять расход любых однофазных, а в ряде случаев и двухфазных сред. Они пригодны для измерения расхода в трубах практически любого диаметра и при любом давлении. Расходомер состоит из сужающего устройства, соединительных трубок и серийно выпускаемого дифференциального манометра, конструкция которого не зависит от измеряемой среды и расхода. Сужающее устройство рассчитывается по стандартной методике. Исходными данными являются условия измерения и входные данные дифференциального
манометра. Сужающие устройства изготавливаются потребителем.
Основными недостатками расходомеров с сужающими устройствами являются нелинейная функция преобразования, малое отношение Qmax/Qmin обычно не превышающее 3, и затруднения при измерении пульсирующих и переменных расходов. Основная приведенная погрешность расходомеров этого типа не превышает 1-3%.
Для адиабатического течения газа с постоянной начальной температурой расход через диафрагму связан с давлениями перед диафрагмой Р1 и за ней Р2 следующим соотношением:

где у=1,4 показатель адиабаты.
Коэффициент К определяется на основе экспериментальной тарировки диафрагмы.
Экспериментальная часть
Для тарировки измерительной диафрагмы предназначена пневматическая система стенда и компьютерная система сбора информации.
Лабораторная работа по тарировке диафрагмы также может выполняться в ручном режиме измерений, однако это требует значительных затрат времени, методика такой тарировки ничем не отличается от описанной ниже, кроме ручного сбора и обработки информации.
Последовательность выполнения лабораторной работы:
Подключить ноутбук к плате АЦП, запустить программу, выбрать пункт меню «Расход воздуха».
Полностью открыть редукционный клапан КР2.
Включить компрессор подачи воздуха в ресивер. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по ДДЗ, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора.
Открыть шаровые краны в линии одной из диафрагм: ВН12, ВН14 или ВНП, ВН15 краны другой линии должны быть закрыты. Для определенности дальнейшая последовательность написана для открытой линии ВН12, ВН14.
Закрыть дроссель ДР5.
Редукционным клапаном КР2 поднять давление до 30 кПа по ДД4.
Частично открыть дроссель до появления расхода воздуха по ротаметру.
Подкорректировать редукционным клапаном КР2 давление для установки 30 кПа по ДД4.
Дождаться стабильных показаний ДД4 и ДД5.
Нажать кнопку «Начать измерение».
Подождать пока давление в ресивере упадет не менее чем на 0,5 бар, но не менее 20 с.
Нажать кнопку «Закончить измерение».
Закрыть кран ВН14.
14. На экране компьютера появятся средние значения расходов и давлений за время эксперимента и их среднеквадратические отклонения (CKO). В случае, если СКО не превышает 5% от среднего значения, нажать кнопку «Добавить точку».
15. Открыть кран ВН15.
16. Увеличить открытие дросселя для увеличения расхода.
17. Повторить пункты 8-16 два-три раза.
18. Нажать кнопку «Подобрать коэффициент», на экране отобразится значение коэффициента К для данной диафрагмы, на графике отобразится кривая, построенная по тарировочным точкам.
Сохранить данные и график в файлы.
Записать значение давления перед диафрагмой и коэффициента К.
Нажать кнопку «Очистить данные».
Повторить пункты 4-21, увеличивая давление до 60 кПа и 90 кПа.
Закрыть краны, дроссель, полностью открыть КР2.
Выключить компрессор подачи воздуха в ресивер.
Проанализировать отклонение экспериментально полученных точек от тарировочной кривой, а также влияние давления перед диафрагмой на коэффициент К. Сделать выводы.
Повторить исследование для второй диафрагмы, сравнить коэффициенты К.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: при включении компрессора в ходе эксперимента следует закрыть кран на выходе из диафрагмы, дождаться накачки ресивера до давления 5 бар и отключения компрессора. После этого можно продолжать эксперименты. На время запуска компрессора следует останавливать измерения программой. Компрессор автоматически включается при падении давления в ресивере до 2 бар при включенном тумблере «Подача воздуха в ресивер».
Примечание: при длительном перерыве между лабораторными работами с использованием воздуха рекомендуется сбросить давление воздуха в ресивере, для этого нужно частично открыть кран ВН11 (примерно на треть), после окончания истечения воздуха из ресивера закрыть кран ВН11.
Лабораторная работа №14.
Снятие характеристики насоса.
Цель работы: Изучение приборов для измерения создания давления и расхода жидкости, построение характеристики насоса.
Теоретические основы
В стенде используется центробежный насос. Принцип работы центробежного насоса основан на воздействии центробежных сил, передающихся от вращающейся крыльчатки к жидкости. В связи с наличием в конструкциях зазоров всегда существуют утечки, величины которых связаны с давлением на выходе насоса. Кроме того, предельное давление, создаваемое насосом, определяется скоростью вращения крыльчатки насоса. Таким образом, расход жидкости, создаваемый насосом, зависит от давления нагнетания.
Экспериментальная часть
Изучение напорной характеристики насоса производится с помощью программы в автоматизированном режиме измерений. Также возможно проведение измерений в ручном режиме с последующим построением зависимости напора насоса от расхода.
Последовательность выполнения работы (автоматические режим):
Подключить ноутбук к плате АЦП, запустить программу, выбрать пункт меню «Характеристики» → «Насоса».
Закрыть краны ВН2, ВН4, ВН5, ВН6, ВН7, открыть кран ВНЗ.
Включить насос тумблером «Подача воды».
На экране компьютера отображается значение давления на выходе насоса и расхода воды по счетчику воды.
Дождаться установления показаний ДД6.
Нажать кнопку «Добавить точку».
Частично закрыть кран ВНЗ.
Повторить пункты 5-7 шесть-восемь раз до полного закрытия ВНЗ.
В программе нажать кнопку «Провести кривую».
Проанализировать полученные данные. Сделать выводы.
Последовательность выполнения работы (ручной режим):
Закрыть краны ВН2, ВН4, ВН5, ВН6, ВН7, открыть кран ВНЗ.
Включить насос тумблером «Подача воды».
Переключить электронный секундомер в режим «Расход по счетчику воды».
На секундомере нажать кнопку “ >> “, на экране секундомера будет отображаться текущее значение расхода.
Дождаться установления показаний ДД6.
Записать значения расхода и давления.
Частично закрыть кран ВНЗ.
Повторить пункты 5-7 шесть-восемь раз до полного закрытия ВНЗ.
Построить график по полученным данным.
Примечание. Обработку данным и построение кривой рекомендуется проводить с использованием программного обеспечения (например, MS Excel, MathCAD).
Лабораторная работа №15.
Снятие характеристики компрессора.
Цель работы: Изучение приборов для измерения создания давления и расхода газа, построение характеристики компрессора.
Теоретические основы.
В стенде используется поршневой компрессор. Принцип работы поршневого компрессора основан на поочередном наборе и вытеснении газа поршнем из замкнутой полости через клапаны всасывания и нагнетания соответственно. В связи с наличием в конструкциях зазоров всегда существуют утечки, величины которых связаны с давлением на выходе компрессора. Кроме того, предельное давление, создаваемое компрессором, определяется вредным объемом, остающимся над поршнем при максимальном сжатии газа. Таким образом, расход газа, создаваемый компрессором, зависит от давления нагнетания.
Экспериментальная часть.
Изучение характеристики расход - давление компрессора производится с помощью программы в автоматизированном режиме измерений. Также возможно проведение измерений в ручном режиме с последующим построением характеристики расход - давление компрессора. Последовательность выполнения работы:
Подключить ноутбук к плате АЦП, запустить программу, выбрать пункт меню «Характеристики» → «Компрессора».
Сбросить весь воздух из ресивера.
Полностью открыть редукционный клапан КП2.
Запустить сбор данных кнопкой «Начать измерение».
Включить компрессор тумблером «Подача воздуха в ресивер».
Дождаться автоматического отключения компрессора.
Остановить сбор данных кнопкой «Закончить измерение».
Программа автоматически построит характеристику расход - давление на выходе компрессора.
Проанализировать полученные данные. Сделать выводы.
Лабораторная работа №16.
Изучение редукционного клапана.
Цель работы: Изучение конструкции и принципа работы предохранительного клапана, построение расходной характеристики предохранительного клапана.
Теоретические основы.
Для регулирования давления воздуха, подводимого из пневмосистемы к какому-либо исполнительному механизму, применяются специальные устройства, называемые редукционными клапанами. Это вызвано тем, что для уменьшения потерь, транспортировать сжатый воздух по магистралям нужно при высоком давлении, тогда как для работы пневматических систем конечных потребителей сжатого воздуха, как правило, не требуется высоких давлений.



б)
а)
Пример
конструкции редукционного клапана
показан на рисунке 16.1, там же приведено
его условное обозначение в пневматических
схемах.

Рисунок 16.1 Конструктивная схема редукционного клапана
На рисунке 16.1а показано состояние, когда клапан открыт; на рисунке 16.2 б, когда клапан закрыт; 16.1 в - условное обозначение. Конструктивные элементы редукционного клапана: 1 - регулирующий клапан; 2 - седло клапана; 3 - заделка мембраны; 4 - мембрана; 5, 8 - пружины; 6 - регулировочный винт; 7 - канал; А - выходная линия клапана; Р - линия питания; R - выхлопная линия.
Редукционный клапан состоит из собственно узла регулирования потока и узла настройки. Узел регулировки потока в свою очередь состоит из клапана 1, устанавливающегося на седло 2 в полностью закрытом состоянии. В исходном состоянии клапан~ открыт. Толкатель клапана верхней сферической поверхностью упирается в седло заделки 3 мембраны 4. В данной заделке выполнено отверстие, соединяющее седло толкателя с верхней полостью клапана, которая, в свою очередь, соединена с атмосферой.
На заделку 3 мембраны опирается пружина 5, предварительное поджатие которой можно регулировать с помощью механизма настройки, путем вращения регулировочного винта 6.
Давление сжатого воздуха из выходной линии А через отверстие 7 действует на мембрану, стремясь ее поднять и сжать пружину 5. Чем выше давление воздуха, тем выше поднимается мембрана и регулировочный клапан 1. Зазор, через который, проходит сжатый воздух от линии Р к линии А уменьшается, и его сопротивление возрастает. Это должно привести к уменьшению давления в линии А. При работе клапана имеется определенное равновесное положение регулирующего клапана, соответствующего настроенному значению выходного давления. Для исключения влияния давления сжатого воздуха на верхнюю поверхность клапана 1 в толкателе выполнен канал 7. Через данный канал происходит уравновешивание клапана. Пружина 8 служит для подъема клапана вслед за подъемом мембраны.
Если по какой-либо причине давление в выходной линии поднимается выше давления, соответствующего давлению настройки, мембрана поднимается вверх, клапан 1 садится на седло, и за счет дальнейшего подъема мембраны открывается канал в заделке, через который выходная линия А соединяется с атмосферой и происходит сброс сжатого воздуха в атмосферу.
В момент начала работы пневматической системы, как только начнется потребление сжатого воздуха, давление р2 снизится и усилие пружины станет больше чем величина силы, которая зависит от величины давления р2 и воздействует на диафрагму. В результате чего клапан открывается.
Если в процессе работы пневмосистемы потребление сжатого воздуха сокращается, давление р2 незначительно увеличится, благодаря чему возрастет сила, действующая на диафрагму и противодействующая усилию пружины. Диафрагма и клапан начнут подниматься до тех пор, пока усилие пружины и сила давления воздуха не будут снова уравновешены. Расход воздуха, проходящего через клапан, будет снижаться до тех пор, пока он не придет в соответствие с интенсивностью потребления сжатого воздуха, и не установится необходимое выходное давление.
При отсутствии потребления сжатого воздуха регулировочный клапан находится в состоянии, близком к закрытому.
Экспериментальная часть
Изучение характеристики расход - давление на выходе редукционного клапана осуществляется в ручном режиме с использованием пневматической системы стенда.
Последовательность выполнения работы:
Полностью открыть редукционный клапан КР2 (вращая ручку в сторону стрелки со знаком “ – “)
Включить компрессор подачи воздуха в ресивер. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по ДДЗ, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора.
Открыть шаровые краны в линии одной из диафрагм: ВН12, ВН14 или ВН13, ВН15 краны другой линии должны быть закрыты. Для определенности дальнейшая последовательность написана для открытой линии ВН12, ВН14.
Закрыть дроссель ДР5.
Редукционным клапаном КР2 поднять давление до 90 кПа по ДД4.
Частично открыть дроссель ДР5 до появления расхода воздуха расходомеру Festo около 5 л/ мин.
Занести показания ДД4 и расхода по расходомеру в таблицу 16.1.
Открыть дроссель для увеличения величины расхода воздуха на 2-3 л/мин.
Занести показания ДД4 и расхода по расходомеру в таблицу 16.1.
Повторить пункты 8, 9 до полного открытия дросселя.
Закрыть кран ВН14. Закрыть дроссель ДР5.
Редукционным клапаном КР2 установить давление 50 кПа по ДД4.
Выполнить пункты 6-11.
По данным таблицы 16.1 построить зависимости давления на выходе редукционного клапана от расхода воздуха для двух различных давлений настройки.
|
Давление настройки =….кПа |
|
Давление настройки =...кПа |
||
№ |
РДД4, кПа |
Qf, л/мин |
|
РДД4, кПа |
Qf, л/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|