Струйные гидропневмораспределители, конструктивные исполнения, принцип действия, назначение, достоинства и недостатки, характеристики

Гидравлические и пневматические распределители со струйной трубкой использу­ются, как правило, в следящих системах. Принцип действия таких распределителей основан на преобразовании кинетической энергии струи жидкости или газа, вытекающей из насадка, в потенциальную энергию давления.

Струйная трубка 1 пред­ставляет собой трубку с коничес­ким насадком на конце. Напротив этого насадка расположена плита 3 с двумя приемными окнами. Ко­нический насадок струйной труб­ки окружен колпачком 2.Трубка 1 может под действием внешних сил поворачиваться на неболь­шой угол относительно оси вра­щения 0. При смещении конца струйной трубки струя жидкости или воздуха, попадая в одно из приемных окон на плите 3, увели­чивает в нем давление, что приво­дит в движение поршень силового цилиндра 4. Из другой полости жидкость будет сливаться под колпачок 2 через второе приемное окно. Если конец струйной трубки разместить точно над перемычкой между приемными окнами, то дав­ление в обоих окнах будет одинаковым, и поршень силового цилиндра не будет.

Перепадная и расходная характеристики гидрораспределителя со струйной трубкой приведены на рис. Характеристики построены экспериментальным путем для гид­рораспределителя,у которого приемные окна и отверстие насадка имеют круглую форму. За перемещение принято отношение действительного перемещения свободного кон­ца струйной трубки Л'к половине диаметра d_H, насадка сопла:

где рмах - максимальное значение перепада давления на поршне гидроцилиндра; Qmax ~ максимальный расход через струйную трубку. Расчет струйного гидрораспреде­лителя сводится к выбору расстояния между струйной трубкой и приемной платой и диаметра d₀ приемного канала.

Уменьшение этого расстояния приводит к увеличению силового воздействия пото­ка, вытекающего из одного из приемных окон на струйную трубку. Увеличение вызы­вает резкое падение энергии струи питания из-за вихреобразования.

Распределители со струйной трубкой имеют следующие достоинства:

- малая чувствительность к загрязнению рабочей жидкости, так как наименьшим проходным сечением у них является отверстие насадка струйной трубки;

- малая инерция и небольшое трение подвижных частей, что увеличивает чувстви­тельность и быстродействие всей системы,

- практически отсутствует "уход" нуля, т.е. нарушение равновесия распределителя в нейтральном положении с изменением температуры, а следовательно, и вязкости жид­кости.

К недостаткам распределителей со струйной трубкой относят конструктивную и тех­нологическую сложность, возможность возникновения вибрации струйной трубки при некоторых сочетаниях конструктивных параметров распределителя и давления питания.

Энергетическим недостатком распределителей со струйной трубкой является то, что при нейтральном положении и малых смещениях трубки они имеют большие потери расхода питания. Ввиду этого распределители со струйной трубкой применяют в основ­ном в качестве устройств управления предварительных каскадов усиления.

Конструкции распределителей со струйной трубкой имеют свои сложности, связан­ные с узлом подвода жидкости или воздуха к струйной трубке. Для упрощения подвода жидкости создаются различные конструкции распределителей с механическим откло­нением струи,являющиеся разновидностью распределителей со струйной трубкой. Схе­мы таких распределителей показаны на рис.,а-в.

На рис,а приведена схема отклонения струи с помощью подвижного сходяще­гося насадка. В такой конструкции каналы можно выполнять прямоугольного сечения, что упрощает ряд вопросов, связанных с регулировками распределителя. Однако приме­нение таких распределителей ограничено из-за потери управляемости при низких тем­пературах и "ухода" нуля при изменении вязкости жидкости.

Деление струи между приемными окнами можно осуществлять также с помощью клина (рис.4.22,б),который образуется поверхностями двух цилиндрических отверстий в подвижном элементе, просверленных под углом друг к другу.

Менять соотношение энергии в приемных каналах можно также с помощью пласти­ны,затеняющей потоки, выходящие из двух отверстий - насадков, расположенных соосно с приемными каналами (рис.4.22, в). Достоинством схемы является высокий коэф­фициент усиления и возможность работы при давлениях до 20 МПа.