Силы, действующие на затвор клапана. Влияние формы седла. Действие гидродинамической силы. Элементы и устройства струйной пневмоавтоматики (струйной техники), страница 6

                                                (2)

Где y и  - открытие клапана и угол конуса затвора при его вершине

 - усилие сжатия пружины при закрытии затвора клапана при y=0

D,d – диаметры мембраны и седла клапана.

Из уравнения 2 находим y и подставляем в 1:

В уравнении 2 у=0 и найдем на выходе давление получим :

Из последнего выражения следует, что выходное давление Р_ред несколько зависит от входного Р_н, увеличиваясь с уменьшением последнего. Благодаря значительному превышению d мембраны и т.д. рассмотренный клапан отличается высокой чувствительностью. При высоких давлениях мембрана заменяется поршнем 1 того же диаметра D. Расчет производится по тем же уравнениям с добавлениям силы трения поршня.

Пневматические редукционные клапаны

Применяемые в пневмоприводах Редукционные клапаны (регуляторы давления) различаю т последующим основным признакам.

1. По типу нагрузочного элемента (пружина, давление с управлением вспомогательного регулятора)

2. По степени разгруженности редуцирующего клапана (со сбалансированной и несбалансированной)

3. По возможности сброса избыточного давления воздуха (с клапаном сброса и без)

4.  По виду уплотнения редуцирующего клапана по седлу (с эластичным уплотнением, с металлическими уплотняющими плотностями.)

5. По типу чувствительного элемента (мембранные и поршневые).

6. Схемы редукционных клапанов основных типов приведены на рисунке 2

При выборе типа редукционного клапана следует учитывать давление воздуха в сети, необходимый диапазон регулирование выходного давления воздуха и его допустимое колебание. Диапазон изменения расхода воздуха, возможность превышения давления воздуха сверх заданного и необходимость перенастройки с большего давления на меньшее путем сбрасывания воздуха через редукционный пневмоклапан и необходимость дистанционного управления.

Наибольшее применение получили редукционные пневмоклапаны с пружинным нагрузочным элементом. Применяются в основном с условным проходом до 25 мм. Т.к. увеличение усилия, а следовательно жесткость пружины (при сохранении приемлемого размера) отрицательно влияет на точность редукционного клапана. Это объясняется тем, что при изменении параметров потока воздуха на входе или выходе редукционного клапана, по сравнению с теми, которые были в момент настройки чувствительный элемент реагируя на изменения обеспечивает соответствующее перемещение редуцирующего клапана. При этом изменяется длина пружины, и следовательно в новом установившемся состоянии усилие, развиваемое пружиной будет отличаться от усилия в условиях настройки на величину, определяемую ходом редуцирующего клапана и жесткостью пружины, что вызовет соответствующее изменение выходных параметров потока воздуха.

Редуцирующий пневмоклапан с нагрузкой давления сжатого воздуха при ДУ от вспомогательного клапана малого условного прохода имеет условные  проходы 16-40 мм и более и обеспечивает лучшую стабилизацию давления, чаем клапана с пружинным нагрузочным элементом. Редукционный клапан с несбалансированным редуцирующим клапаном наиболее просты. Их применят при относительно постоянном давлении, или при относительно невысоких требованиях точности стабилизации давления. РК со сбалансированным редуцирующим клапаном обеспечивают большую в сравнение с к указанными выше клапанами, точность поддержания выходного давления при изменении входного давления сжатого воздуха. Показатели точности РК:

·  Регулировочная характеристики Р_вых=f(Р_вх)

·  Расходная характеристика Р_вых=f(Q)

Принцип действия редукционного клапана (стабилизатора давления) можно проследить по рисунку 2а