Делитель потока это клапан (2 видео)

Делителем потока называется клапан соотношения расходов, предназначенный для разделения одного потока рабочей жидкости на два и более равных потока независимо от величины противодавления в каждом из них. Делители потока применяют в гидроприводах (гидронасосах) машин, в которых требуется обеспечить синхронизацию движения выходных звеньев параллельно работающих гидродвигателей, преодолевающих неодинаковую нагрузку.

Рис.1. Делитель потока:
а — принципиальная схема; б — условное обозначение;
в — условное обозначение сумматора потока

Делитель потока (рис.1) состоит из двух нерегулируемых дросселей 1 и двух дросселей 2, проходные сечения которых могут автоматически изменяться благодаря перемещению плунжера 3. При равенстве нагрузок ( F ₁ = F ₂ ) и площадей поршней гидроцилиндров давление P ₁ = P ₂ , перепад давлений ? P = ( P ₃ — P ₄ ) = 0, плунжер 3 делителя занимает среднее положение, а расходы в обеих линиях одинаковые. Если нагрузка на один из любых гидродвигателей изменится, то под действием возникшего перепада давлений у плунжера делителя он начнет смещаться из среднего положения, изменяя одновременно проходные сечения дросселей 2. Перемещение прекратится, когда давления P ₃ и P ₄ выровняются. В этом положении плунжера расходы в обеих ветвях будут одинаковыми. Таким образом, поддержание равенства расходов в обеих ветвях осуществляется за счет дросселирования потока в той ветви, где гидродвигатель нагружен меньше.

Делитель потока может также быть и сумматором потока (рис.1, в). В этом случае в подводимых к нему двух трубопроводах поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.

Содержание

Делители (сумматоры) потока. Назначение. Конструкции. Принцип работы.
Устройство и принцип действия делителя потока
Практические рекомендации Sun Hydraulics. Делители потока, делители/сумматоры потока.
Применение
Конструктивные принципы и особенности
🎥 Видео

Видео:Делитель потока Т-40, старый и новый, чем отличаются? В поисках лёгкого руляСкачать

Делители (сумматоры) потока. Назначение. Конструкции. Принцип работы.

Делителем потока называется клапан соотношения расходов, предназначенный для разделения одного потока рабочей жидкости на два и более равных потока независимо от величины противодавления в каждом из них. Делители потока применяют в гидроприводах машин, в которых требуется обеспечить синхронизацию движения выходных звеньев параллельно работающих гидродвигателей, преодолевающих неодинаковую нагрузку.

Рис.6.9. Делитель потока:
а — принципиальная схема; б — условное обозначение;
в — условное обозначение сумматора потока

Делитель потока (рис.6.9) состоит из двух нерегулируемых дросселей 1 и двух дросселей 2, проходные сечения которых могут автоматически изменяться благодаря перемещению плунжера 3. При равенстве нагрузок (F₁ = F₂) и площадей поршней гидроцилиндров давление P₁ = P₂ , перепад давлений ΔP = (P₃ — P₄) = 0, плунжер 3 делителя занимает среднее положение, а расходы в обеих линиях одинаковые. Если нагрузка на один из любых гидродвигателей изменится, то под действием возникшего перепада давлений у плунжера делителя он начнет смещаться из среднего положения, изменяя одновременно проходные сечения дросселей 2. Перемещение прекратится, когда давления P₃ и P₄ выровняются. В этом положении плунжера расходы в обеих ветвях будут одинаковыми. Таким образом, поддержание равенства расходов в обеих ветвях осуществляется за счет дросселирования потока в той ветви, где гидродвигатель нагружен меньше.

Делитель потока может также быть и сумматором потока (рис.6.9, в). В этом случае в подводимых к нему двух трубопроводах поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.

Дроссели и регуляторы расхода. Назначение. Конструкции. Принцип работы.

Дроссели и регуляторы расхода предназначены для регулирования расхода рабочей жидкости в гидросистеме или на отдельных ее участках и связанного с этим регулирования скорости движения выходного звена гидродвигателя. Дроссели выполняются по двум принципиальным схемам.

Рис.6.10. Линейный дроссель:
1 — корпус; 2 — винт

Линейные дроссели, в которых потери давления пропорциональны расходу жидкости. В таких дросселях потери давления определяются потерями давления по длине. Изменяя длину канала, по которому движется жидкость, можно изменить потери давления и расход через дроссель. Примером линейного дросселя служит гидроаппарат с дроссельным каналом (рис.6.10).

В этом дросселе жидкость движется по винтовой прямоугольной канавке, длину которой можно изменять поворотом винта. Площадь живого сечения и длину канала устанавливают из условия получения в дросселе требуемого перепада давлений и исключения засоряемости канала механическими примесями, содержащимися в рабочей жидкости. В таких дросселях за счет увеличения длины канала можно увеличить площадь его живого сечения, исключив тем самым засорения дросселя во время его работы.

Нелинейные дроссели характеризуются тем, что режим движения жидкости через них турбулентный, а перепад давлений практически пропорционален квадрату расхода жидкости, поэтому такие дроссели часто называют квадратичными. В них потери давления определяются деформацией потока жидкости и вихреобразованиями, вызванными местными сопротивлениями. Изменение перепада давления, а, следовательно, и изменение расхода жидкости через такие дроссели достигается изменением или площади проходного сечения, или числа местных сопротивлений.

В регулируемых (рис.6.11, а, б, в, г) и нерегулируемых (рис.6.11, д, е) нелинейных дросселях длина пути движения жидкости сведена к минимуму, благодаря чему потери давления и расход практически не зависят от вязкости жидкости и изменяются только при изменении площади рабочего проходного сечения. Максимальную площадь устанавливают из условия пропуска заданного расхода жидкости через полностью открытый дроссель, минимальную — из условия исключения засоряемости рабочего окна.

В пластинчатых дросселях (рис.6.11, е) сопротивление зависит от диаметра отверстия, которое, однако, можно уменьшить лишь до определенного предела (d_min > 0,5 мм), ограничиваемого засоряемости во время работы такого дросселя. Для получения большого сопротивления применяют пакетные дроссели с рядом последовательно соединенных пластин (рис.6.11, д). В таких дросселях расстояние между пластинами l должно быть не менее (3…5) d, а толщина пластин s не более (0,4…0,5) d.

Рис.6.11. Принципиальные схемы нелинейных дросселей:
а — игольчатого; б — комбинированного; в — пробкового щелевого;
г — пробкового эксцентричного; д — пластинчатого пакетного;
е — пластинчатого; ж — условное обозначение регулируемого дросселя;
1 — корпус; 2 — игла; 3 — диафрагма; 4 — пробка; 5 — пластина; 6 — втулка

Суммарное сопротивление пластинчатого дросселя регулируется подбором пластин, а перепад давления определяется по формуле

где γ — удельный вес жидкости; ζ — коэффициент местного сопротивления отверстия; n — число пластин; υ — средняя скорость потока жидкости в проходном отверстии пластины.

К нелинейным дросселям относятся также и комбинированные дроссели, в которых потери давления по длине и местные потери соизмеримы между собой по величине и в равной мере оказывают влияние на расход жидкости через дроссель (рис.6.11, б). На характеристику комбинированных дросселей влияет вязкость рабочих жидкостей. Поэтому такие дроссели целесообразно применять в гидросистемах, в которых температура рабочей жидкости изменяется в небольших пределах.

Для определения расхода жидкости через дроссель пользуются формулой

где ω — площадь проходного сечения дросселя;

ΔP — перепад давлений у дросселя;

μ — коэффициент расхода, зависящий от конструкции дросселя, числа Рейнольдса, формы и размеров отверстия [Лебедев, ГМЛП, стр.141-142, Навроцкий с.50].

Важной характеристикой дросселей является их равномерная и устойчивая работа при малых расходах. Однако устойчивая работа дросселя возможно при уменьшении площади до определенного предела, ниже которого расход становится нестабильным. Это объясняется облитерацией — заращиванием проходного отверстия.

Поэтому, чтобы добиться малого расхода в ответственных гидросистемах, применяют специальные конструкции дросселей. В таких дросселях рабочему органу (игле, пробке, диафрагме и т.д.) сообщаются непрерывные вращательные или осциллирующие движения. Благодаря этим движениям на рабочей поверхности проходного окна дросселя не образуется слоя адсорбированных молекул и не происходит заращивание щели.

Рис.6.12. Проливочные характеристики
а — дросселя Г77-11; б — регулятора расхода Г55-21

Недостатком дросселей является неравномерность расхода, вызванная изменением перепада давлений у дросселя. На рис.6.12, а приведена проливочная характеристика дросселя Г77 11 Q = f(ΔP), из которой видно, что с изменением перепада давлений (вызванного, например, изменением нагрузки на гидродвигатель)

Рис.6.13. Конструкция дросселя Г77 11

Рис.6.14. Конструкция регулятора расхода Г55-21

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 1754 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Видео:Клапан потока.Что это и для чего?/Valve flow. What is it and for what?Скачать

Устройство и принцип действия делителя потока

Делители потока предназначены для разделения одного потока рабочей жидкости на два или более потоков и поддержания в них заданного соотношения расходов вне зависимости от давлений в отводимых потоках. Обычно расходы в отводимых потоках поддерживаются равными, что обеспечивает одинаковые скорости перемещения нескольких гидравлических исполнительных устройств независимо от различия воспринимаемых ими нагрузок.

Конструктивная схема делителя потока, обеспечивающего деление потока на два, показана на рис. 7.1. Делитель потока состоит из золотника 1, перемещающегося во втулке 2 и образующего с ней два переменных дросселя с рабочими щелями h₁ и h₂, и двух постоянных дросселей 3 и 4 с проходными сечениями f₃ и f₄. Подводимый поток рабочей жидкости через постоянные дроссели с расходами Q₁ и Q₂ направляется в торцовые камеры золотника с давлениями p₃ и p₄.

В состоянии силового равновесия золотника без учета осевых гидродинамических сил и сил трения p₃ = p₄. Тогда приравняв коэффициенты расходов дросселей 3 и 4 μ₃ = μ₄, получаем

Рис. 7.1. Схема делителя потока

Следовательно, соотношение расходов в гидролиниях делителя потока определяется площадями проходных сечений постоянных дросселей. При f₃ = f₄ имеет место равенство расходов Q₁ = Q₂.

Если произойдет изменение давления в одной из отводимых гидролиний, например давление p₁ увеличится по сравнению с тем, которое было при равенстве расходов Q₁ = Q₂, и оно станет больше давления p₂, то увеличится и давление p₃ , что приведет к смещению золотника вправо. При этом рабочая щель h₁ увеличится, а h₂ уменьшится, в результате чего давление p₄ также увеличится, что обеспечит остановку золотника. Восстановившееся равенство перепадов давлений на дросселях 3 и 4 снова приведет к равенству расходов Q₁ и Q₂. Но так как эти перепады давлений уменьшились, то и расходы в каждой гидролинии также уменьшатся. При работе делителя расхода с постоянным расходом, соответствующем подаче насосной установке, обеспечивается синхронность и постоянство расходов независимо от давлений в выходных гидролиниях. Такие режимы работы имеют место при небольших давлениях p₁ или p₂, когда суммарная пропускная способность двух постоянных дросселей больше подачи насоса.

К основным параметрам делителей потока относятся: условный проход D_у, характеризующий размер проходного сечения; расход рабочей жидкости на входе Q; рабочее давление p, а также относительная погрешность деления потока.

Видео:Делители расхода (потока).Скачать

Практические рекомендации Sun Hydraulics. Делители потока, делители/сумматоры потока.

Видео:Делитель потока на гидравлику. Как сделать одновременное выдвижение гидроцилиндров.Скачать

Применение

Существует два типа делителей и делителей/сумматоров потока:

Золотниковый тип
Шестеренный тип

Каждый тип отличается собственным набором параметров:

Диапазон расхода
Рабочее давление
Точность
Параметры, зависящие от применения

Компания Sun Hydraulics производит делители и делители/сумматоры потока золотникового типа с компенсацией давления, которые могут применяться для разделения либо суммирования потока в различных системах. Данные клапаны имеют простую конструкцию и легки в эксплуатации. В делителях потока имеется всего одна движущаяся часть, а в делителях/ сумматорах потока — до трех. Следует отметить, что простота конструкции не обязательно подразумевает простоту применения в плане подбора клапанов.

При использовании делителей и делителей/сумматоров потока Sun Hydraulics золотникового типа необходимо выделить несколько особенностей применения.

Расходы, меньшие установленного рабочего диапазона, а также попадание воздуха в систему и/или загрязнение могут снизить точность работы клапанов по сравнению с заявленной.
Во всех системах, где применяются делители и делители/ сумматоры потока суммарная погрешность имеет свойство накопления. Несмотря на то, что два или более клапана, установленных последовательно, будут работать в пределах заявленной погрешности, накопительный эффект рассматривается в разрезе влияния на параметры всей системы.

Две из наиболее распространенных областей применения характеризуются наличием контуров с несколькими гидроцилиндрами либо с гидромотором.

Системы с гидроцилиндрами

В режиме разделения потока делители (или делители/ сумматоры) с компенсацией давления разделяют поток, не выходя за рамки заявленной погрешности. Их конструкция обеспечивает поступление повышенного расхода (в процентном соотношении) в контур с наибольшим давлением нагрузки. Если гидроцилиндры жестко соединены между собой, ведущий гидроцилиндр может потянуть за собой ведомый гидроцилиндр, что вызовет кавитацию в последнем.

В режиме суммирования потоков данные клапаны соединяют потоки, не выходя за рамки заявленной погрешности. Однако, функция компенсации давления обеспечивает поступление повышенного расхода (в процентном соотношении) в контур с наименьшим давлением нагрузки.

Система должна обеспечивать синхронизацию гидроцилиндров в конце рабочего хода, в противном случае возможно появление дополнительной погрешности с каждым рабочим циклом. В случае если механизм соединения гидроцилиндров имеет избыточную жесткость, погрешность может вызвать блокировку системы с возможным повреждением ее элементов.

Функция компенсации давления влияет на системы с гидромоторами аналогично системам с гидроцилиндрами. Жесткие рамы или механизмы, соединяющие гидромоторы между собой (механическая синхронизация выходных валов; например, колес при движении по какому-либо покрытию или ведущих шестерен конвейера), могут стать причиной кавитации, блокировки системы либо повышения давления.

Колебания скорости движения и/или возможная блокировка системы также могут быть вызваны разницей рабочего объема гидромоторов, утечками, различиями в диаметре колес, а также изменениями коэффициента трения между колесами и покрытием.

В системах транспортных средств с несколькими ведущими колесами возможно значительное повышение давления. Примером может являться транспортное средство с четырьмя ведущими колесами, движущееся вниз по склону со сцеплением всех колес с поверхностью. Вследствие замедления давление нагрузки во всех четырех колесных гидромоторах составляет 210 бар. В этот момент на трех из четырех гидромоторах пропадает тяга, что теоретически может привести к скачку давления на четвертом гидромоторе до 840 бар.

Установка предохранительных клапанов на гидроцилиндре или гидромоторе позволит минимизировать возможный скачок давления, приводящий к повреждению системы.
Установка подпиточных обратных клапанов (клапанов защиты от кавитации) на гидроцилиндрах или гидромоторах поможет решить проблему кавитации.
Использование правильно подобранных подвижных жиклеров в схеме управления тяговым гидромотором снижает вероятность блокировки системы и позволяет двигаться по переменному рельефу или обеспечивает работу сочлененного моста.

Вывод: каждое применение делителя или делителя/ сумматора потока подлежит подробному анализу. Все обсуждения должны основываться на предполагаемых параметрах работы системы при любых возможных условиях эксплуатации. С целью устранения всех ранее рассмотренных потенциальных проблем, которые могут повлиять на работоспособность системы, необходимо принятие соответствующих мер предосторожности.

Видео:Как синхронизировать движение гидроцилиндров? Почему происходит перекос?Скачать

Конструктивные принципы и особенности

Компания Sun Hydraulics производит семь моделей делителей и делителей/ сумматоров потока золотникового типа с компенсацией давления, четыре исполнения со стандартной точностью под большие расходы и три исполнения с повышенной точностью под малые расходы. Диапазон расхода на входе составляет 1… 270 л/мин при рабочем давлении до 350 бар. (Необходимо отметить, что клапаны всех моделей и исполнений не выполняют функции разделения или суммирования потоков при расходах, меньших минимального требуемого расхода на входе. При начальном нулевом расходе клапан по сути является тройником до момента повышения расхода до минимального). Все семь моделей клапанов производятся в четырех типоразмерах, что обеспечивает более широкий диапазон расхода по сравнению с другими типовыми делителями и делителями/сумматорами потока. (Исполнения с повышенной точностью рассчитаны на приблизительно вдвое меньшие расходы по сравнению с моделями со стандартной точностью в рамках каждого типоразмера).

Делители потока – FS*D, FSBD и FS*C

Делители потока Sun Hydraulics стандартной точности серии FS*D и повышенной точности серий FSBD и FS*C предназначены для использования в схемах с гидромоторами или гидроцилиндрами, в которых требуется разделение потока только в одном направлении (при использовании реверсивного гидромотора требуется обратный клапан). Кроме того, данные клапаны могут применяться в системах, где от одного насоса питаются несколько гидравлических контуров (см. рис. 1 и 2).

Основные эксплуатационные характеристики:

Большая пропускная способность при компактных размерах.
Погрешность клапанов стандартной точности: от ±3,5%при максимальном входном расходе до ±6,5% при минимальном входном расходе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Погрешность клапанов повышенной точности: от ±2,5%при максимальном входном расходе до ±4,5% при минимальном входном расходе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Варианты соотношений при разделении нескольких потоков (кроме серии FS*C): 50:50, 40:60 и 33:67 (независимо от соотношения деления потока, в линии 2 (выход) расход всегда меньше, чем в линии 4 (выход)).
Параметры обратного потока в данных клапанах являются непредсказуемыми, поскольку они не предназначены для суммирования потоков противоположного направления.

Делители/сумматоры потока с закрытым центром – FS*A, FSAA, FSBA и FS*G

Большая пропускная способность при компактных размерах.
Погрешность клапанов стандартной точности: от ±3,5%при максимальном входном расходе до ±6,5% при минимальном входном расходе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Погрешность клапанов повышенной точности: от ±2,5%при максимальном входном расходе до ±4,5% при минимальном входном расходе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Варианты соотношений при разделении нескольких потоков (кроме серии FS*C): 50:50, 40:60 и 33:67 (независимо от соотношения деления потока, в линии 2 (выход) расход всегда меньше, чем в линии 4 (выход)).
Параметры обратного потока в данных клапанах являются непредсказуемыми, поскольку они не предназначены для суммирования потоков противоположного направления.

Делители/сумматоры потока с закрытым центром под высокие расходы – FS*H

Делители/сумматоры потока Sun Hydraulics с закрытым центром стандартной точности серии FS*A и повышенной точности серии FSAA предназначены для использования в схемах с гидромоторами или гидроцилиндрами, в которых требуется разделение потока в двух направлениях (см. рис. 3 и 4).

Основные эксплуатационные характеристики:

Большая пропускная способность при компактных размерах.
Соотношение деления потока: 50:50.
Уникальная особенность данных клапанов — закрытый центр; если линия 3 (вход) закрыта, поток блокируется. Несмотря на то, что наличие ограниченных перетечек между линиями не обеспечивает полную герметичность при удержании нагрузки, конструкция позволяет свести перетечки к минимуму.
Погрешность разделения/суммирования потока для клапанов стандартной точности: от ±3,5% при 50% от максимального расхода на входе до ±6,5% при 50% от минимального расхода на входе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Погрешность разделения/суммирования потока для клапанов повышенной точности: от ±2,5% при 50% от максимального расхода на входе до ±4,5% при 50% от минимального расхода на входе, при перепаде давления между контурами 350 бар.

Делители/сумматоры потока с закрытым центром под высокие расходы – FS*H

Делители/сумматоры потока Sun Hydraulics высокой пропускной способности серии FS*H главным образом применяются в схемах управления тяговыми гидромоторами (см. рис. 5).

Основные эксплуатационные характеристики:

Повышенная пропускная способность (на 15% выше по сравнению со стандартными делителями/сумматорами потока аналогичных типоразмеров).
Незначительно сниженная точность по сравнению с делителями/сумматорами потока стандартной точности. Погрешность разделения/суммирования потока: от ±4,0% при 50% от максимального расхода на входе до ±6,5% при 50% от минимального расхода на входе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Соотношение деления потока: 50:50.
Уникальная особенность данных клапанов — закрытый центр; если линия 3 (вход) закрыта, поток блокируется.
Проскальзывание дифференциала в системах управления тяговыми гидромоторами обеспечивается путем установки жиклеров в манифольде.

Синхронизирующие делители/сумматоры потока – FS*S, FSCS, FSDS и FS*R

Синхронизирующие делители/сумматоры потока Sun Hydraulics стандартной точности серии FS*S и повышенной точности серий FSDS и FS*R позволяют реализовать синхронизацию двух гидроцилиндров. При достижении конца рабочего хода первого гидроцилиндра пониженный расход, не зависящий от давления, поступает в/из второго гидроцилиндра до его перемещения в конец рабочего хода (см. рис. 6).

Основные эксплуатационные характеристики:

Большая пропускная способность при компактных размерах.
Соотношение деления потока: 50:50.
Коррекция статической погрешности в обоих направлениях.
Погрешность разделения/суммирования потока клапанов стандартной точности: от ±2,5% при 50% от максимального расхода на входе до ±4,5% при 50% от минимального расхода на входе, при перепаде давления между контурами 350 бар.
Погрешность разделения/суммирования потока клапанов повышенной точности: от ±2,0% при 50% от максимального расхода на входе до ±3,5% при 50% от минимального расхода на входе, при перепаде давления между контурами 350 бар. Расход на синхронизацию: приблизительно 15% от минимального расхода через клапан.

Примечание: при использовании регуляторов расхода вместе с делителями потока необходимо обратить особое внимание на ориентацию и расположение первых. Для получения более подробной информации см. рис. 7.