Дросселирующие клапаны гидропривода гидравлических лифтов - часть 1

Дроссель представляет собой гидроаппарат, создающий на пути потока жидкости неуправляемое или управляемое сопротивление с целью ограничения расхода путем отвода части его в сливную линию или путем создания перепада давления.

Дроссели могут непосредственно использоваться для регулирования скорости движения штока гидроцилиндра механизма подъема или являются частью более сложной системы регулирования потока рабочей жидкости в блоке клапанов гидроагрегата.

По принципу действия дроссели подразделяются на две основные группы: дроссели вязкого сопротивления и дроссели инерционного сопротивления.

В дросселях инерционного типа потери статического напора жидкости пропорциональны квадрату скорости потока жидкости. Характеристики таких дросселей прак-тически не зависят от вязкости и температуры жидкости и связаны главным образом с вихреобразовательными процессами турбулентного режима при резком сжатии потока на весьма ограниченном участке его длины.

Дроссели вязкого сопротивления характеризуются большой протяженностью рабочей зоны, весьма малым сечением канала и небольшим значением числа Рейнольдса.

Потери статического напора в них обусловлены главным образом вязким трением при ламинарном течении потока.

Таким образом, потери напора в них пропорциональны скорости потока и вязкости жидкости. Такие дроссели получили название линейных или капиллярных.

Существенным недостатком линейных дросселей является зависимость их параметров от изменения вязкости и температуры рабочей жидкости.

Работа дросселей, независимо от принципа действия, связана с потерей статического напора а, следовательно, с потерей гидравлической мощности, преобразующейся в тепло.

Поэтому дроссельное регулирование потока рабочей жидкости является весьма неэкономичным. Компенсируется этот недостаток простотой конструкции и относительно небольшой стоимостью изготовления.

Характерным примером инерционного дросселя является диафрагменный дроссель (рис.6.1). Основу его конструкции составляет тонкая пластина с центральным отверстием, установленная в трубе с диаметром, значительно превышающим диаметр отверстия диафрагмы (рис.6.1 Ь).

Дросселирующие клапаны гидропривода гидравлических лифтов

Рис.6.1 Характерные виды профиля дроссельных отверстий: а - с тонкой стенкой; b - с тонкой кромкой отверстия; с - диафрагма повышенной толщины

При истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке происходит преобразование потенциальной энергии давления рабочей жидкости в кинетическую энергию струи.

Диафрагма создает перепад давления, который зависит от количества жидкости, проходящей через отверстие, и не зависит от температуры и вязкости самой жидкости, поскольку перепад давления определяется инерционным сопротивлением вихреобразо-вания на границе диафрагмы.

При прохождении потока через тонкую стенку вытекающая струя соприкасается только с передней кромкой отверстия, не касаясь его боковой поверхности. Эксперименты показывают, что длина участка сжатия струи составляет приблизительно 50% диаметра отверстия.

Эффект сжатия струи жидкости связан с тем, что частицы жидкости движутся к отверстию со всех сторон по криволинейным траекториям, поэтому струя при истече-нии из отверстия отрывается от стенки у входной кромки и на некотором расстоянии от нее сжимается.

Для нормальной работы диафрагмы необходимо, чтобы толщина её стенки S была не больше половины диаметра отверстия d. Практически, можно использовать диафрагму и с большей толщиной стенки, но толщина кромки отверстия S должна быть не больше указанного выше соотношения ( рис.6.1 а,Ь).

При необходимости получения больших сопротивлений дросселирования со стабильными характеристиками, независящими от изменения вязкости, применяется система последовательно установленных диафрагм, сопротивление которых обусловлено многократным сужением и расширением потока.

Установка необходимых параметров дросселирования обеспечивается подбором количества диафрагм. Обычно отверстия в шайбах располагаются не на одной оси.