Внедрение: 2012 г.

В статье ученых из Донского государственного технического университета [1] описан измерительный комплекс, позволяющий исследовать нестационарные характеристики управляющих устройств. Регистрация параметров расхода, давления и перемещения золотника клапана проводится в реальном времени при помощи программного пакета PowerGraph и модуля АЦП E20‑10. Результаты позволили получить закономерности между выходными параметрами потока и уточнить математическое описание гидравлического устройства управления.

Цель данной работы – получение точных количественных и качественных гидродинамических характеристик: расхода через запорно-регулирующий элемент, перепада давления до и после дросселирования, разности температур до и после дросселирования за цикл срабатывания устройства. Для обеспечения контроля этих параметров используется специальный измерительный комплекс, включающий в себя:

• Гидродинамический расходомер (ГДР) оригинальной конструкции – измеряет объёмный расход в момент срабатывания (открытия-закрытия) гидроуправляемого клапана (ГУК).
• Устройство слежения и ограничения перемещения запорно-регулирующего элемента клапана с датчиком малых линейных перемещений.
• Оснастку исследуемого устройства для измерения температур (термосопротивления) с измерителем-регулятором ОВЕН ТРМ210 и программным пакетом MasterScada для контроля параметров рабочей жидкости.
• Модуль АЦП E20‑10, подключенный к ПК с программным пакетом для обработки данных PowerGraph.
• Датчики для контроля избыточного давления.

При исследовании использовались две насосно-энергетические станции. Первая станция обеспечивает циркуляцию потока рабочей жидкости в силовом контуре привода. Вторая станция осуществляет питание контура гидравлического управления для работы исследуемого устройства – гидроуправляемого клапана (ГУКа).

Исследования ГУКа проводились на базе стенда для испытаний позиционного гидропривода. Контроль температуры рабочей жидкости осуществлялся термодатчиком ДТС105‑50М.В3.250 через терморегулятор ТРМ‑202 и интерфейс RS‑486, подключенный к ПК с программным пакетом MasterScada v.3.4. Результаты эксперимента визуализировались в виде диаграмм и таблиц значений (рисунок 1). 

Рисунок 1. Диаграммы зависимости температур T1 и T2 в области дросселирования ГУКа, полученные в программе MasterScada: а – индикаторная панель; б – графическое отображение; в – табличное отображение данных.

Для идентификации рабочих процессов использовался метод осциллографирования при помощи специального измерительного комплекса (рисунок 2). 

Рисунок 2. Измерительно-вычислительный комплекс: 1 – блок контроля температуры (ТРМ‑202); 2 – блок контроля частоты вращения ГМ (ТХ‑01); 3 – модуль АЦП Е20‑10; 4 – ПК обрабатывающий центр (программный интерфейс); 5 – блок коммутации сигналов.

Модуль АЦП Е20‑10 оцифровывал сигнал от датчика перемещения ВЕ‑178, измеряющего величину допустимой области открытия-закрытия золотника ГУКа, а также сигналы от трёх датчиков давления ДТ‑150.

Осциллограмма нестационарного процесса истечения жидкости через золотниковую пару при закрытии гидроуправляемого клапана представлена на рисунке 3. 

Рисунок 5 Осциллограмма нестационарного процесса при закрытии ГУКа, полученная в программе PowerGraph (в масштабе временной оси М2000:1).

Разработанная методика снятия, обработки и визуализации параметров ГУКа позволяет исследовать нестационарные гидродинамические процессы целого ряда золотниковых устройств клапанного типа. Особенностью спроектированного измерительного комплекса является возможность снятия как статических, так и динамических расходно-перепадных характеристик гидравлических устройств. Полученные расходно-перепадные и регулировочные характеристики гидроуправляемого клапана позволили описать его поведение во всём диапазоне изменения площади проточной части в процессе закрытия-открытия, что в дальнейшем позволит оптимизировать контур гидравлического управления позиционного гидропривода.

Источник:
Полешкин М.С., Сидоренко В.С. Измерительный комплекс для исследования расходно-перепадных характеристик управляющих устройств позиционного гидропривода // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. – № 3 (34). – 2012. – С. 140‑145.

Разработчик: Полешкин М.С., СидоренкоВ.С. (Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону)