Поворотные и вентильные дроссели

В гидросистемах низкого и среднего давления распространены дроссели типа поворотного крана (рис. 1, а – в) и типа запорных вентилей (рис. 2, а – г).

Рис. 1. Дроссели поворотного типа

В автоматических системах часто требуется обеспечить строго квадратичную зависимость расхода жидкости через крановый дроссель от угла поворота его пробки, что достигается выполнением профиля дросселируещей щели в поворотной пробке по архимедовой спирали (рис. 1, а). Для обеспечения стабильности расхода при изменениях вязкости жидкости необходимо уменьшать ширину перемычки а.

Недостатком дросселей с поворотной пробкой является зависимость расхода жидкости через них от температуры, а также возможность засорения проходного канала, особенно при малых его сечениях.

Рис. 2. Дроссели вентильного типа

Для устранения засорения проходного канала применяют дроссели в которых сопротивление регулируется изменением длины канала дросселя (рис. 3, а) или изменением количества местных сопротивлений (рис. 3, б) с постоянными проходными сечениями. В дросселе, представленном на рис. 3, а, сопротивление регулируется изменением длины канала, которым в этом случае служит винтовая прямоугольная канавка. Ввинчиванием или вывинчиванием винта можно изменять длину канала, а следовательно, регулировать сопротивление дросселя. Ввиду того, что сопротивление этого дросселя определяется, в основном вязкостью жидкости, он может применяться только лишь при стабильных температурах.

Рис. 3. Дроссели винтового (а) и диафрагменного (б) типов

В условиях широкого колебания температур применяют дроссели в виде тонкой шайбы (диафрагмы) с круглым дроссельным отверстием. Дросселирующие свойства отверстий в таких шайбах в основном обусловлены внезапным сжатием потока жидкости при входе в отверстие и внезапным его расширением при вытекании из него. Этот дроссель обладает минимальной зависимостью сопротивления от вязкости жидкости, поскольку потеря напора здесь обусловлена в основном инерционным сопротивлением (потеря на сообщение частицам жидкости ускорений). При разработке гидравлических систем часто требуется дроссель, обладающий высоким гидравлическим сопротивлением и стабильными расходными характеристиками при колебаниях вязкости.

Удовлетворить подобные требования одной дроссельной шайбой невозможно, поскольку размер ее отверстия при этом должен быть зачастую недопустимо (из-за возможности засорения) малым. Ввиду этого применяются дроссели из последовательно соединенных шайб (пакета шайб (рис. 3, в), сопротивление которых обусловлено многократным сужением и расширением потока жидкости. Регулирование сопротивления такого дросселя осуществляется подбором количества шайб. Нетрудно видеть, что подбором профиля проходного сечения можно создать дроссель (клапан) с линейной характеристикой расхода по ходу подвижного элемента. Такое требование предъявляется например, к гидравлическим демпферам, поглощающим энергию колебаний в др. На рис 4, а показана схема подобного дросселя. В расточке корпуса 12 помещен дроссельный плунжер 13, на котором выполнены рабочие щели в виде треугольных продольных пазов (усиков). Величина рабочей щели 11 дросселя при регулировании расхода изменяется перемещением дроссельного плунжера вдоль его оси. Это перемещение осуществляется поворотом лимба 1, который через штифт 2 поворачивает втулку 3, сидящую в расточке крышки 4. От поворота вокруг своей оси дроссельный плунжер 13 удерживается штифтом 6, который ходит по пазу корпуса. Стопорение лимба 1 в заданном положении осуществляется винтом. Зазор между штифтом 5 и стенками винтовой канавки на дроссельном плунжере выбирается под действием пружины 8.

Рис. 4. Схемы дросселей

Угол, на который поворачивается лимб 1 при регулировании расхода от наименьшего до наибольшего, составляет 300°. Подвод рабочей жидкости к дросселю и отвод ее осуществляется через присоединительные отверстия 7 и 10. Утечки отводятся через штуцер 9.

На рис. 4, б показана схема управления (регулирования) подобным дросселем с помощью кулачков, воздействующих через ролик 3 и поворотный рычаг 2 на дроссельный плунжер 3. При набегании соответствующего кулачка на ролик 3 золотник 1 перемещается вправо, увеличивая тем самым сопротивление проходу жидкости.