Гидравлическая аппаратура для регулирования расхода

7.2.1. Гидравлические дроссели

Дросселем принято называть гидравлическое сопротивление, посредством которого устанавливается желаемое соотношение между перепадом давления и расходом жидкости. По характеру зависимости между перепадом давления и расходом дроссели делятся на линейные и квадратичные. Классическим примером линейного дросселя является капилляр, у которого длина во много раз превышает диаметр (рис.7.4.). В этом случае зависимость линейная:

,

где n - коэффициент кинематической вязкости (мм²/сек);

r - лотность (кг/м³);

L,d - длина и диаметр канала (м).

Классическим примером квадратичного дросселя является шайба, у которой d_к >>L_{к .} В этом случае зависимость квадратичная:

.

Характер зависимости между p и Q чаще всего определяется режимом течения рабочей жидкости в канале дросселя. В линейных дросселях - ламинарный режим течения жидкости, в квадратичных - торбулентный. В машиностроительном гидроприводе чаще других применяются щелевые регулируемые дросселя, режим течения рабочей жидкости в которых - турбулентный. Зависимость между Dp и Q для них квадратичная. По конструкции они могут быть щелевыми, игольчатыми и т.д. в некоторых случаях, особенно в системах гидроавтоматики при наличии турбулентного режима течения необходимо обеспечить линейную зависимость между Dp и Q. В этом случае используется линейные турбулентные дроссели, у которых автоматически изменяется площадь проходного сечения при изменении перепада давления. При изменении давления Dp на входе и выходе дросселя меняется площадь проходного сечения. Это происходит за счет упругой деформации диафрагмы. Этим достигается линейная зависимость между Dp и Q при турбулентном режиме течения жидкости. В системах гидро- и пневмоавтоматики применяются два типа регулируемых дросселей: пакетный и типа «сопло-заслонка» (рис.).

В представленном дросселе при изменении перепада давления за счет деформации мембран происходит увеличение дросселирующей щели. При этом обеспечивается линейная зависимость между перепадом давления Dp и расхода Q.

В гидроприводах технологического оборудования применяются щелевые дросселя, обеспечивающие при турбулентном течении рабочей жидкости квадратичную зависимость между Dp и Q. Расход рабочей жидкости определяется зависимостью:

По отношению к гидродвигателю дроссель может подключаться на входе, на выходе, и параллельно гидродвигателю (рис.7.5.). Недостатком дроссельного регулирования скорости является зависимость расхода рабочей жидкости от перепада давления в гидродвигателе, который меняется при изменении внешней нагрузки R. В этом случае для регулирования скорости используются регуляторы расхода (рис.7.6.), представляющие собой комплексные аппараты, состоящие из двух элементов: редукционного клапана и регулируемого дросселя.