Гидравлическая схема выпрямителя потока

В этом примере показана схема выпрямителя потока с четырьмя обратными клапанами и одним регулирующим клапаном. Такая схема позволяет управлять потоком жидкости из разных источников при помощи одного регулирующего клапана.

Клапаны расположены таким же образом, как диоды в диодном мосту (схема Гретца), поэтому поток всегда проходит через регулирующий клапан в одном и том же направлении. Подсистема "Отверстия" содержит еще два обратных клапана, которые позволяют потоку проходить в разные стороны через отверстия разного диаметра.

Открываем модель

При помощи программного управления Engee откроем модель и изучим ее устройство.

cd(@__DIR__) # Переход в папку с примером
engee.open("hydraulic_flow_rectifier.engee");

Поскольку в блоке 4-линейный 3-позиционный клапан (ИЖ) нет модели динамики, мы дополнительно сглаживаем входной сигнал при помощи передаточной функции. Можно считать ее частью модели клапана.

Внутри всех остальных блоков (Обратный клапан) включена модель учета динамики переключения. Постоянная времени равна 0.01 с.

Подсистема "Отверстия" выглядит следующим образом:

Запустим модель и построим графики:

data = engee.run("hydraulic_flow_rectifier")
plot( data["mdotS"].time, [data["mdotS"].value data["mdotL"].value], lw=2, title="Массовый расход до (S) и после выпрямителя (L), кг/с", titlefont=font(11), guidesfont=font(8), ylabel="Напряжение(В)", label=["mdotS" "mdotL"] )

На этом графике показаны массовые расходы через различные компоненты системы. Перемещение золотника в 4-ходовом распределительном клапане приводит к смене направления жидкости в системе. Однако расход через нагрузку остается постоянным благодаря собранной схеме выпрямителя. Когда расход от источника положительный, поток проходит через клапаны 1 и 4 и блокируется клапанами 2 и 3. Когда расход от источника отрицательный, поток проходит через клапаны 2 и 3 и блокируется клапанами 1 и 4.

cv1 = data["Check Valve 1.check_valve.mdot_outlet"]
cv2 = data["Check Valve 2.check_valve.mdot_outlet"]
cv3 = data["Check Valve 3.check_valve.mdot_outlet"]
cv4 = data["Check Valve 4.check_valve.mdot_outlet"]
plot(
    plot( data["mdotS"].time, [data["mdotS"].value data["mdotL"].value], lw=2, title="Расход, кг/с (Источник и Нагрузка)", titlefont=font(11), guidesfont=font(8), ylabel="Напряжение(В)", label=["mdotS" "mdotL"], ls=[:dash :solid] ),
    plot( cv1.time, [cv1.value cv2.value cv3.value cv4.value], title="Расход через разные клапаны выпрямителя", titlefont=font(11), guidesfont=font(8), ylabel="Напряжение(В)", label=["Обратный клапан 1" "Обратный клапан 2" "Обратный клапан 3" "Обратный клапан 4"], c=[4 1 :red :yellow], lw=2, ls=[:solid :solid :dash :dash] ),
    layout=(2,1), size=(900,500)
)

Заключение

Модель позволяет изучить принцип работы гидравлического выпрямителя потока, аналогичного электрическому диодному мосту, и проанализировать характеристики системы (например, массовые расходы).

Гидравлические выпрямители потока находят применение, например, в гидравлических приводах, где исполнительный механизм (например, гидроцилиндр) должен двигаться в двух направлениях, но при этом требуется обеспечить однонаправленный поток через теплообменник, фильтр или дроссель для регулирования скорости.

Гидравлическая схема выпрямителя потока