Нормально открытый 2-линейный регулятор расхода
Автор Admin - 28 September, 2008
Категория: Регулирование расхода
Для компенсации нагрузки расходом в какой-либо точке дросселирования необходимо связать эту точку с клапаном постоянного перепада давления.
В указанном примере в качестве такого клапана используется 2-линейный встроенный клапан, выполняющий функцию снижения давления и расположенный до точки дросселирования. Нормальное положение схемы: открытое. Жидкость проходит от узла подключения В через 2-линейный встроенный клапан (1) к узлу А, затем к точке дросселирования (3) и от нее к исполнительному механизму (цилиндру или двигателю). Давление Р1 соответствует максимальному давлению системы. Давление Р3 определяется нагрузкой. Оно действует через узел подключения X и демпфирующее сопло на полость размещения пружины затвора 2-линейного встроенного клапана.
Давление Р2 изменяется за счет движения затвора (изменения проходного сечения) таким образом, что перепад давления (Р2-Р3) в точке дросселирования (3) всегда остается постоянным и соответствует действию усилия пружины на затвор.
Пример
Если в результате изменения нагрузки снизится давление Р3, то соответственно снизится и давление в полости размещения пружины затвора. Затвор будет двигаться в направлении действия пружины и уменьшать при этом проходное сечение (4), в результате чего снизится расход к точке дросселирования (3), а с ним и давление Р2- Давление Р2 действует в узле подключения А, т.е. и на затвор, отжимая его вверх против действия пружины (поверхность затвора со стороны узла А = поверхности затвора со стороны пружины). Движение затвора продолжается до тех пор, пока давление Р2 не изменится на ту же величину, что и давление Р3. Перепад давления в точке дросселирования удерживается постоянным.
Такое исполнение схемы с клапаном постоянного перепада давления используется с учетом типоразмеров 2-линейных клапанов на повышенных расходах.
Пример схемы
В примере схемы представлен цилиндр, управляемый пропорциональным распределительным клапаном, выполняющим одновременно функцию регулятора расхода. Чтобы скорость движения поршня была независимой от нагрузки, перед управляющим распределительным клапаном установлен 2-линейный встроенный клапан, используемый как клапан постоянного перепада давления. Чтобы можно было получить на этом клапане сигнал нагрузки для обоих направления движения, между цилиндром и пропорциональным распределительным клапаном установлен переключающий клапан.
Предел производительности клапана постоянного перепада давления
При использовании 2-линейного встроенного клапана, выполняющего по рисунку, функцию понижающего, в качестве клапана постоянного перепада давления при регулировании расхода особое внимание должно быть уделено пределу его производительности. Поскольку давление, действующее в полости размещения пружины, отбирается после точки дросселирования, при определении предела производительности должно учитываться гидравлическое сопротивление ∆pl соединительного участка между клапаном постоянного перепада давления и дросселем, а также гидравлическое сопротивление самого дросселя.
Предел производительности достигнут, если сумма усилий импульсов F1, просуммированная с ∆p дросселя и ∆p соединительного участка (принимаемая по поверхности затвора Ak) будет компенсировать усилие пружины F1
F1 = F1 + ∆Pl x Ak + ∆PD x Ak
На диаграмме (в качестве примера взят типоразмер 25) представлены пределы производительности для каждого типа пружин. Этот предел достигается в точке пересечения характеристики пружин с характеристикой клапанов (характеристика Ap-Q).
При помощи диаграммы 12 можно определить для каждой пружины требуемую сумму гидравлических сопротивлений ∆Pl + ∆PD для конкретного значения расхода.
Пример
При расходе Q= 170 л/мин в качестве клапана постоянного перепада давления должен использоваться 2-линейный встроенный клапан типоразмера 25. При использовании исполнения 80 (пружина 8 бар) точка дросселирования должна быть выбрана таким образом, чтобы сумма ∆Pl + ∆PD не превышала давления 4 бар. Если этот перепад не будет обеспечен, то и требуемый расход не будет получен.
Или:
Если при заданной точке дросселирования и определенном типоразмере клапана постоянного перепада давления требуется больший расход, то необходимо увеличение регулируемого Ар, т.е. необходимо принять пружину большего усилия.
Если же это невозможно — например, по условиям монтажа, — то гидравлически может быть увеличено усилие отпирания 2-линейного встроенного клапана.
Вариант решения представлен на рисунке ниже:
Клапан перепада давления с регулируемым ∆р
Гидравлическое сопротивление системы, определяемое прокладкой линий и расположением клапанов (зачастую непредсказуемым), влияет на перепад давления и на предел производительности. Для возможности решения конкретных ситуаций перепад давления в точке дросселирования выполнен регулируемым по схеме, представленной на рисунке. При этом, как уже было описано, 2-линейный встроенный клапан используется для снижения давления, а крышка 2-линейных клапанов — для ограничения давления. Узел подключения X соединен для подачи гидравлического масла с узлом подключения В клапана перепада давления.
В линии управления установлен для отбора давления нагрузки непосредственно управляемый клапан ограничения давления (3), при помощи которого устанавливается ∆р, которое клапан перепада давления держит в точке дросселирования пропорционального распределительного клапана постоянным.
Минимальный перепад давления между узлами Р и А или Р и В устанавливается на пропорциональном клапане при помощи изменения усилия пружины клапана перепада давления. Усилие пружины дополнительно увеличивается за счет усилия давления, устанавливаемого на клапане ограничения давления.
Давление нагрузки, действующее на выходе ограничительного клапана, дополняет действие пружины через поверхность затвора клапана (3).
Поэтому ∆р в точке дросселирования определяется пружиной клапана перепада давления и давлением Pv в полости размещения пружины.
В указанном примере в качестве такого клапана используется 2-линейный встроенный клапан, выполняющий функцию снижения давления и расположенный до точки дросселирования. Нормальное положение схемы: открытое. Жидкость проходит от узла подключения В через 2-линейный встроенный клапан (1) к узлу А, затем к точке дросселирования (3) и от нее к исполнительному механизму (цилиндру или двигателю). Давление Р1 соответствует максимальному давлению системы. Давление Р3 определяется нагрузкой. Оно действует через узел подключения X и демпфирующее сопло на полость размещения пружины затвора 2-линейного встроенного клапана.
Давление Р2 изменяется за счет движения затвора (изменения проходного сечения) таким образом, что перепад давления (Р2-Р3) в точке дросселирования (3) всегда остается постоянным и соответствует действию усилия пружины на затвор.
Пример
Если в результате изменения нагрузки снизится давление Р3, то соответственно снизится и давление в полости размещения пружины затвора. Затвор будет двигаться в направлении действия пружины и уменьшать при этом проходное сечение (4), в результате чего снизится расход к точке дросселирования (3), а с ним и давление Р2- Давление Р2 действует в узле подключения А, т.е. и на затвор, отжимая его вверх против действия пружины (поверхность затвора со стороны узла А = поверхности затвора со стороны пружины). Движение затвора продолжается до тех пор, пока давление Р2 не изменится на ту же величину, что и давление Р3. Перепад давления в точке дросселирования удерживается постоянным.
Такое исполнение схемы с клапаном постоянного перепада давления используется с учетом типоразмеров 2-линейных клапанов на повышенных расходах.
Условное обозначение по стандарту DIN ISO 1219
Условно-схематическое изображение конструкции
Пример схемы
В примере схемы представлен цилиндр, управляемый пропорциональным распределительным клапаном, выполняющим одновременно функцию регулятора расхода. Чтобы скорость движения поршня была независимой от нагрузки, перед управляющим распределительным клапаном установлен 2-линейный встроенный клапан, используемый как клапан постоянного перепада давления. Чтобы можно было получить на этом клапане сигнал нагрузки для обоих направления движения, между цилиндром и пропорциональным распределительным клапаном установлен переключающий клапан.
2-линейный клапан постоянного перепада в линии подачи
Предел производительности клапана постоянного перепада давления
При использовании 2-линейного встроенного клапана, выполняющего по рисунку, функцию понижающего, в качестве клапана постоянного перепада давления при регулировании расхода особое внимание должно быть уделено пределу его производительности. Поскольку давление, действующее в полости размещения пружины, отбирается после точки дросселирования, при определении предела производительности должно учитываться гидравлическое сопротивление ∆pl соединительного участка между клапаном постоянного перепада давления и дросселем, а также гидравлическое сопротивление самого дросселя.
Предел производительности достигнут, если сумма усилий импульсов F1, просуммированная с ∆p дросселя и ∆p соединительного участка (принимаемая по поверхности затвора Ak) будет компенсировать усилие пружины F1
F1 = F1 + ∆Pl x Ak + ∆PD x Ak
На диаграмме (в качестве примера взят типоразмер 25) представлены пределы производительности для каждого типа пружин. Этот предел достигается в точке пересечения характеристики пружин с характеристикой клапанов (характеристика Ap-Q).
При помощи диаграммы 12 можно определить для каждой пружины требуемую сумму гидравлических сопротивлений ∆Pl + ∆PD для конкретного значения расхода.
Предел производительности/требуемое Др для 2-линейного встроенного клапана, используемого в качестве клапана постоянного перепада давления.
Пример
При расходе Q= 170 л/мин в качестве клапана постоянного перепада давления должен использоваться 2-линейный встроенный клапан типоразмера 25. При использовании исполнения 80 (пружина 8 бар) точка дросселирования должна быть выбрана таким образом, чтобы сумма ∆Pl + ∆PD не превышала давления 4 бар. Если этот перепад не будет обеспечен, то и требуемый расход не будет получен.
Или:
Если при заданной точке дросселирования и определенном типоразмере клапана постоянного перепада давления требуется больший расход, то необходимо увеличение регулируемого Ар, т.е. необходимо принять пружину большего усилия.
Если же это невозможно — например, по условиям монтажа, — то гидравлически может быть увеличено усилие отпирания 2-линейного встроенного клапана.
Вариант решения представлен на рисунке ниже:
2-линейный клапан перепада давления с регулируемым ∆р, установленный в линии подачи жидкости.
Клапан перепада давления с регулируемым ∆р
Гидравлическое сопротивление системы, определяемое прокладкой линий и расположением клапанов (зачастую непредсказуемым), влияет на перепад давления и на предел производительности. Для возможности решения конкретных ситуаций перепад давления в точке дросселирования выполнен регулируемым по схеме, представленной на рисунке. При этом, как уже было описано, 2-линейный встроенный клапан используется для снижения давления, а крышка 2-линейных клапанов — для ограничения давления. Узел подключения X соединен для подачи гидравлического масла с узлом подключения В клапана перепада давления.
В линии управления установлен для отбора давления нагрузки непосредственно управляемый клапан ограничения давления (3), при помощи которого устанавливается ∆р, которое клапан перепада давления держит в точке дросселирования пропорционального распределительного клапана постоянным.
Минимальный перепад давления между узлами Р и А или Р и В устанавливается на пропорциональном клапане при помощи изменения усилия пружины клапана перепада давления. Усилие пружины дополнительно увеличивается за счет усилия давления, устанавливаемого на клапане ограничения давления.
Давление нагрузки, действующее на выходе ограничительного клапана, дополняет действие пружины через поверхность затвора клапана (3).
Поэтому ∆р в точке дросселирования определяется пружиной клапана перепада давления и давлением Pv в полости размещения пружины.