РЕГУЛЯТОР РАСХОДА

Изобретение относится к гидромашиностроению, и может быть использовано в гидроприводах мобильных и стационарных объектов, а так же технологического оборудования.
Известен регулятор расхода, который представляет собой комбинацию регулируемого дросселя с золотниковым регулятором [1]. Изменение скорости выходного звена привода как следствие изменения расхода поступающего в полости гидродвигателя вызывает осевое перемещение золотника регулятора и изменение гидравлического сопротивления его щелей, благодаря чему создается управляющий перепад на регулируемом дросселе. Данный регулятор способен поддерживать постоянство заданного расхода в достаточно широком диапазоне изменения давления. Однако при условии, что разность давлений в подводящей и отводящей магистралях не падает ниже 0.5 МПа.
Наиболее близким и принятым за прототип техническим решением является регулятор расхода [2], содержащий напорный регулируемый дроссель, который посредством клапана разности давлений соединен с линией нагнетания, сливной регулируемый дроссель, вход которого соединен с одним из рабочих каналов гидравлического двигателя, а выход со сливным каналом. Регулятор дополнительно снабжен делителем потока, выполненного в виде напорного и сливного клапанов давления, при этом выход напорного регулируемого дросселя соединен одновременно с входом напорного клапана делителя потока, с торцевыми камерами управления напорного и сливного его клапанов, а также посредством постоянного дросселя с входом сливного и пружинной камерой управления напорного клапанов, причем выход напорного клапана соединен с другим рабочим каналом гидравлического двигателя и пружинной камерой управления сливного клапана, выход которого соединен через подпорный клапан с входом сливного дросселя.
К недостаткам указанного устройства можно отнести сложность конструкции вследствие применения большого количества прецизионных элементов, а также то, что использование лишь одной щели для дросселирования потока рабочей жидкости не позволяет использовать его в областях больших расходов при заданных требованиях по быстродействию и качеству регулирования.
Цель изобретения: расширение рабочего диапазона регулятора и возможность использования его в области больших расходов с заданными требованиями по быстродействию и качеству регулирования.
На чертеже (фиг.1) изображена принципиальная схема регулятора расхода. Регулятор расхода состоит их корпуса 1, в котором может перемещаться золотник 4, на кромках которого происходит дросселирование жидкости. При этом наливная щель золотника соединена гидролинией 2 с насосом, а сливная щель гидролинией 3 с гидродвигателем. Полость 13 в корпусе и пружинная камера 5 соединяются гидравлическими линиями 8 и 12 между которыми находится гидравлическое сопротивление, состоящее из цилиндрической камеры 10 с тангенциальным подводящим 11 и осевым 9 отводящим каналами.
Для изменения величины номинального расхода регулятора предусмотрен винт 6, изменяющий величину предварительного поджатия пружины 7. Регулятор расхода работает следующим образом.
Рабочая жидкость от источника питания по линии нагнетания 2 подводится к наливной щели образованной кромкой проточки в корпусе регулятора 1 и кромкой золотника 4. Затем поток поступает через гидравлическое сопротивление 11-10-9 к сливной щели регулятора. При работе данного устройства дросселирование потока рабочей жидкости осуществляется совместно наливной и сливной щелями. Положением золотника 4 относительно проточек в корпусе и, соответственно, шириной наливной и сливной щелей, управляет усилие уравновешивающей пружины 7 и перепад давления на гидравлическом сопротивлении 11-10-9, который определяется протекающим расходом. Поджатие пружины 7 осуществляется винтом 6. Управляющий перепад давлений подводится к торцам золотника 4 по магистралям 12 и 8. В статике уравнение равновесия золотника регулятора имеет вид:
1
где р - давление на входе в канал 11;
2
р - давление на выходе из канала 9;
пр
с - жесткость пружины 7;
0
х - величина предварительного поджатия пружины;
х - величина смещения золотника;
А - площадь торцовой поверхности золотника;
Из формулы (1) следует, что при малых, по сравнению с начальным поджатием пружины, смещениях золотника управляющий перепад будет постоянным, что в свою очередь обеспечит постоянство расхода проходящего через регулятор.
В случае изменения скорости выходного звена гидродвигателя системы и как следствие изменения расхода рабочей жидкости изменяется управляющий перепад
1
2
(p-p) на торцах золотника 4. Золотник регулятора выходит из положения равновесия и смещается в осевом направлении на величину х, изменяя гидравлическое сопротивление сливной и наливной щелей в корпусе регулятора, что приводит к восстановлению величины расхода через регулятор. В работе [3] указывалось, что на работу золотниковой пары существенное влияние оказывает противодавление, увеличение которого приводит к исчезновению кавитации в данном устройстве и увеличения коэффициента расхода дросселирующей щели вследствие падения давления за щелью ниже по потоку до величины существенно меньшей противодавления. Поскольку регулирование расхода определяется перепадом давления на сопротивлении 11-10-9, работа которого осуществляется в бескавитационном режиме во всем диапазоне регулирования, за счет невозможности возникновения кавитации на наливной дросселирующей щели, то кавитационные явления, возникающие в сливной щели, не оказывает какого-либо воздействия на работу всего устройства.
Литература:
1. Свешников В.К., Усов А.А. Станочные гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1988
2. Патент КЦ № 2092888 С1, кл. G 05 D 7/00
3. Инженерные исследования гидроприводов летательных аппаратов, под редакцией Д.Н.Попова. - М.: Машиностроение, 1978.