Системи водопостачання - витікання води через зазор, регульований дросельним конусом
Зникнення води через зазор, регульований дросельним конусом
У системах регулювання широко застосовуються гідропідсилювачі з дроселюючим конусом самовимкнення. Найбільш поширена конструкція таких підсилювачів показана малюнку. Кінець конуса входить в отвір шайби, прохідний переріз якого змінюється під час переміщення конуса. Робоча рідина підводиться через постійний отвір малого діаметру, що дроселює, до камери Б% потім через прохідний переріз, утворений отвором в шайбі і поверхнею конуса, потрапляє на злив. Тиск у камері залежить від положення конуса щодо отвору в шайбі та визначається витратою рідини через прохідний кільцевий переріз. Середнє положення золотника визначає початкове положення конуса щодо отвору в шайбі. У цьому положенні золотник перебуває в рівновазі, умовою чого буде дотримання рівності де ро — тиск живлення; рх - тиск робочої рідини в порожнині Б у положенні рівноваги; Fx і F2 — площі торців золотника відповідно в порожнинах А і Б. Тиск живлення ро в камері А постійно. При зміщенні конуса, тобто поршня підсилювача, змінюється величина площі прохідного перерізу, що призводить до зміни тиску робочої рідини в камері Б. Витрата рідини через дросель з постійним прохідним перерізом дорівнює витраті рідини через кільцевий отвір дросельного конуса: Коефіцієнт витрати води через дросельний конус в умовах статики залежно від репаду тиску і величини дросельного кільцевого перерізу змінюється мало. Коефіцієнти витрати води через дросельний конус при різних перепадах тиску та різному розташуванні конуса щодо нерухомого отвору представлені на рис. 3-19 (температура води в дослідах була 30 ° С). Прірозрахунку дроселюючих конусів подібного типу коефіцієнт витрати води на підставі дослідних даних може бути прийнятий постійним і рівним 0,85. Слід зазначити, що в системах регулювання, де гідропідсилювачі виконані з дроселюючими конусами самовимкнення, спостерігається вплив схеми встановлення цього конуса на швидкодію регулювання. Можливі дві схеми установки конуса, що дроселює. У схемі на рис. 3-20,а закриттю клапанів турбіни (-при скиданні навантаження) відповідає рух конуса, спрямований на зменшення площі зливного перерізу дросельної шайби, що призводить до зростання тиску рх. У схемі на рис. 3-20,6, навпаки, закриття клапанів відповідає рух конуса, спрямоване збільшення площі зливного перерізу дросельної шайби, що у свою чергу призводить до падіння тиску. Обмежимося розглядом впливу схеми встановлення конуса самовимкнення на швидкість руху відсікового золотника при нерухомому сервомоторі. Приймемо, що золотник зміщується на величину Ломака при впливі на нього імпульсу від регулятора швидкості, рівного Арссмакс- Завдання полягає в тому, щоб експериментально знайти і порівняти швидкості переміщення золотника при тому самому обуренні на золотник макс при різних схемах установки конуса. Була створена експериментальна установка, що є прозорою моделлю підсилювача у вигляді золотника з дросельним конусом самовимкнення. Корпус, що є буксою золотника, виконаний із прозорого оргскла. Золотник урівноважений тиском води в камерах під золотником та над золотником. Останнє визначається витратою води через дросельний отвір у нерухомій шайбі 3, тобто положенням конуса самовимкнення 4 щодо цього отвору. Тиск у нижній камері регулюється за допомогою вентилів III і IV, тиск уверхній камері — вентилем V. Вплив на золотник імпульсу від регулятора імітувався миттєвим зміною тиску під золотником (з допомогою вентиля III) на величину, необхідну переміщення золотника з його повний робочий хід. Перед початком досвіду золотник встановлювався в нижньому положенні, не доходячи до нижнього упору. При миттєвому перекритті зливу вентилем III тиск під золотником різко збільшувався, що змушувало золотник рухатися вгору, при цьому конус, що дроселює, зменшував площу зливного перерізу, збільшуючи тиск «пекло золотником. При відкритті зливу вентилем процес відбувався у зворотному напрямку. Динаміка цього процесу, т. е. зміна і перебіг золотника у часі, записувалася на плівку з допомогою осцилографа. Отримані осцилограми перехідних процесів представлені малюнку. На осцилограмі рис. 3-22,а зображено процес руху золотника вгору. У цьому випадку конус самовимкнення рухається у напрямку потоку води через дросельну шайбу і при цьому зменшується зливний переріз, збільшуючи тиск над золотником. Імпульс на золотник дорівнює збільшенню тиску над золотником Д = 1,02 кгс/см2. У цьому абсолютна швидкість руху золотника 0=38 мм/сек. На осцилограмі рис. 3-22,6 зображено процес руху золотника вниз. У цьому випадку конус самовимкнення рухається проти потоку води через дросельну шайбу, збільшуючи зливний переріз і тим самим зменшуючи тиск над золотником. При цьому, як і при русі золотника вгору, імпульс на золотник по абсолютній величині дорівнює тому ж зміни тиску під золотником, а саме A = l,02 кгс/см2, але має інший знак. Як видно з осцилограм, швидкість руху золотника у другому випадку менша, ніж у першому, і дорівнює 20 мм/сек, тобто при одному і тому жобурення золотник «набуває різної швидкості в залежності від напрямку руху.