Вопрос. Редукционные клапаны их устройство, принцип действия, классификация, разновидности конструкций

Редукционные клапаны постоянного давления

Редукционный клапан или редуктор (рис. 72, а) представляет собой автоматически действующий дроссель, сопротивление которого равно в каждый данный момент разности между переменным давлением рн на входе в

клапан и постоянным (редуцированным) давлением рред <Срн на выходе.

Эти клапаны применяются в основном в том случае, если от

одного источника расхода (насоса) питается несколько потребителей

(исполнительных двигателей), требующих разных давлений.

Источник расхода (насос) в этом случае рассчитывают на

максимальное давление, необходимое для питания

какого-либо из потребителей. В простейшем виде

редукционный клапан (рис. 72, а) представляет собой

плунжер 2 с дросселирующей конусной головкой с

на правом конце и с уравновешивающим поршеньком а

на левом. Жидкость под высоким давлением

рн подводится к каналу Ь и отводится под редуцированным

давлением рред <Срн через канал е. Понижение давления с входного

рн до выходного рред и поддержание последнего на постоянном уровне обусловлено динамическим равновесием сил, действующих на подвижный плунжер 2, из которых усилие пружины 1 действует в сторону увеличения открытия проходной щели-высотой у, соединяющей каналы b и е, а давление рред в камере d и

гидродинамическая сила действуют в сторону уменьшения этой щели. При некотором малом (меньше расчетного) давлении рред плунжер 2 усилием пружины 1 отжимается вправо и увеличивает зазор у, по которому жидкость поступает из канала Ъ высокого давления рн в канал е редуциро-ванного давления рред. После того как давление рред в последней линии превысит расчетное давление, на которое отрегулирована пружина /, плунжер 2 под действием давления рред жидкости переместится влево, частично или полностью перекрывая доступ жидкости из канала Ъ в канал е редуцированного давления. При условии, что диаметр сечения конусной головки с затвора

плоскостью, проходящей по точкам жонтакта ее с кромками седла (соответствует седлу с острыми кромками), равен диаметру поршенька а, силы давления рн на плунжер 2 в начале открытия щели (зазор у = 0) уравновешиваются (рред не зависит от рн), и уравнение состояния клапана имеет вид (силами инерции и трения пренебрегаем)

усилие предварительного сжатия пружины 1 (при у = 0);

у0 и С — предварительное сжатие пружины и ее жесткость.

При открытой щели (у > 0) на затвор будет дополнительно действовать в сторону закрытия затвора гидродинамическая сила Рг, с учетом которой уравнение равновесия плунжера 2 примет вид

где рРед — редуцированное давление при у > 0.

При небольших перемещениях величинами у и Рг можно вследствие их относительной малости пренебречь, в результате для расчета редуцированного давления можно пользоваться предыдущим уравнением, которое

прказывает, что при принятых допущениях расчетное значение рред не зависит от входного давления рн. Однако вследствие нестабильности влияния на гидродинамические силы Рг перепада давления Ар = рн — рред> наблюдается также некоторое нарушение стабильности рред, т. е. рред — = / (Рн). Для компенсации влияния на рред возможных изменений давления рсл в сливной магистрали гидросистемы последняя соединена с камерой /, ввиду чего сила сливного давления на поршенек а плунжера 2 суммируется с усилием пружины 1.

Недостаток этого клапана — низкая чувствительность к изменениям рред, обусловленная трением поршня и малой площадью элемента, на который действует редуцированное давление.

Условие равновесия такого клапана без учета гидродинамической силы

может быть приближенно записано

F — полезная площадь сильфона (см. стр. 61);

Рпр — суммарное усилие пружины 3 и сильфона 2 при нулевом подъеме

клапана (у = 0);

Сг — суммарная жесткость пружины 3 и металлического сильфона 2;

у — открытие клапана.

При малом подъеме клапана величиной Сху можно пренебречь, в

результате получим выражение для вычисления редуцированного давления

\