Цель работы: Изучение приборов для измерения создания давления и расхода газа, построение характеристики компрессора.
Теоретические основы.
В стенде используется поршневой компрессор. Принцип работы поршневого компрессора основан на поочередном наборе и вытеснении газа поршнем из замкнутой полости через клапаны всасывания и нагнетания соответственно. В связи с наличием в конструкциях зазоров всегда существуют утечки, величины которых связаны с давлением на выходе компрессора. Кроме того, предельное давление, создаваемое компрессором, определяется вредным объемом, остающимся над поршнем при максимальном сжатии газа. Таким образом, расход газа, создаваемый компрессором, зависит от давления нагнетания.
Экспериментальная часть.
Изучение характеристики расход - давление компрессора производится с помощью программы в автоматизированном режиме измерений. Также возможно проведение измерений в ручном режиме с последующим построением характеристики расход - давление компрессора. Последовательность выполнения работы:
1. Подключить ноутбук к плате АЦП, запустить программу, выбрать пункт меню «Характеристики» → «Компрессора».
2. Сбросить весь воздух из ресивера.
3. Полностью открыть редукционный клапан КП2.
4. Запустить сбор данных кнопкой «Начать измерение».
5. Включить компрессор тумблером «Подача воздуха в ресивер».
6. Дождаться автоматического отключения компрессора.
7. Остановить сбор данных кнопкой «Закончить измерение».
8. Программа автоматически построит характеристику расход - давление на выходе компрессора.
9. Проанализировать полученные данные. Сделать выводы.
Лабораторная работа №16.
Изучение редукционного клапана.
Цель работы: Изучение конструкции и принципа работы предохранительного клапана, построение расходной характеристики предохранительного клапана.
Теоретические основы.
Для регулирования давления воздуха, подводимого из пневмосистемы к какому-либо исполнительному механизму, применяются специальные устройства, называемые редукционными клапанами. Это вызвано тем, что для уменьшения потерь, транспортировать сжатый воздух по магистралям нужно при высоком давлении, тогда как для работы пневматических систем конечных потребителей сжатого воздуха, как правило, не требуется высоких давлений.
| б) |
| а) |
Пример конструкции редукционного клапана показан на рисунке 16.1, там же приведено его условное обозначение в пневматических схемах.
| Рисунок 16.1 Конструктивная схема редукционного клапана |
На рисунке 16.1а показано состояние, когда клапан открыт; на рисунке 16.2 б, когда клапан закрыт; 16.1 в - условное обозначение. Конструктивные элементы редукционного клапана: 1 - регулирующий клапан; 2 - седло клапана; 3 - заделка мембраны; 4 - мембрана; 5, 8 - пружины; 6 - регулировочный винт; 7 - канал; А - выходная линия клапана; Р - линия питания; R - выхлопная линия.
Редукционный клапан состоит из собственно узла регулирования потока и узла настройки. Узел регулировки потока в свою очередь состоит из клапана 1, устанавливающегося на седло 2 в полностью закрытом состоянии. В исходном состоянии клапан~ открыт. Толкатель клапана верхней сферической поверхностью упирается в седло заделки 3 мембраны 4. В данной заделке выполнено отверстие, соединяющее седло толкателя с верхней полостью клапана, которая, в свою очередь, соединена с атмосферой.
На заделку 3 мембраны опирается пружина 5, предварительное поджатие которой можно регулировать с помощью механизма настройки, путем вращения регулировочного винта 6.
Давление сжатого воздуха из выходной линии А через отверстие 7 действует на мембрану, стремясь ее поднять и сжать пружину 5. Чем выше давление воздуха, тем выше поднимается мембрана и регулировочный клапан 1. Зазор, через который, проходит сжатый воздух от линии Р к линии А уменьшается, и его сопротивление возрастает. Это должно привести к уменьшению давления в линии А. При работе клапана имеется определенное равновесное положение регулирующего клапана, соответствующего настроенному значению выходного давления. Для исключения влияния давления сжатого воздуха на верхнюю поверхность клапана 1 в толкателе выполнен канал 7. Через данный канал происходит уравновешивание клапана. Пружина 8 служит для подъема клапана вслед за подъемом мембраны.
Если по какой-либо причине давление в выходной линии поднимается выше давления, соответствующего давлению настройки, мембрана поднимается вверх, клапан 1 садится на седло, и за счет дальнейшего подъема мембраны открывается канал в заделке, через который выходная линия А соединяется с атмосферой и происходит сброс сжатого воздуха в атмосферу.
В момент начала работы пневматической системы, как только начнется потребление сжатого воздуха, давление р2 снизится и усилие пружины станет больше чем величина силы, которая зависит от величины давления р2 и воздействует на диафрагму. В результате чего клапан открывается.
Если в процессе работы пневмосистемы потребление сжатого воздуха сокращается, давление р2 незначительно увеличится, благодаря чему возрастет сила, действующая на диафрагму и противодействующая усилию пружины. Диафрагма и клапан начнут подниматься до тех пор, пока усилие пружины и сила давления воздуха не будут снова уравновешены. Расход воздуха, проходящего через клапан, будет снижаться до тех пор, пока он не придет в соответствие с интенсивностью потребления сжатого воздуха, и не установится необходимое выходное давление.
При отсутствии потребления сжатого воздуха регулировочный клапан находится в состоянии, близком к закрытому.
Экспериментальная часть
Изучение характеристики расход - давление на выходе редукционного клапана осуществляется в ручном режиме с использованием пневматической системы стенда.
Последовательность выполнения работы:
1. Полностью открыть редукционный клапан КР2 (вращая ручку в сторону стрелки со знаком “ – “)
2. Включить компрессор подачи воздуха в ресивер. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по ДДЗ, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора.
3. Открыть шаровые краны в линии одной из диафрагм: ВН12, ВН14 или ВН13, ВН15 краны другой линии должны быть закрыты. Для определенности дальнейшая последовательность написана для открытой линии ВН12, ВН14.
4. Закрыть дроссель ДР5.
5. Редукционным клапаном КР2 поднять давление до 90 кПа по ДД4.
6. Частично открыть дроссель ДР5 до появления расхода воздуха расходомеру Festo около 5 л/ мин.
7. Занести показания ДД4 и расхода по расходомеру в таблицу 16.1.
8. Открыть дроссель для увеличения величины расхода воздуха на 2-3 л/мин.
9. Занести показания ДД4 и расхода по расходомеру в таблицу 16.1.
10. Повторить пункты 8, 9 до полного открытия дросселя.
11. Закрыть кран ВН14. Закрыть дроссель ДР5.
12. Редукционным клапаном КР2 установить давление 50 кПа по ДД4.
13. Выполнить пункты 6-11.
14. По данным таблицы 16.1 построить зависимости давления на выходе редукционного клапана от расхода воздуха для двух различных давлений настройки.
| Давление настройки =….кПа | Давление настройки =...кПа | ||||
| № | РДД4, кПа | Qf, л/мин | РДД4, кПа | Qf, л/мин | |
