ати h. Найбільший доцільний підйом клапана h=h max визначається тією умовою, що площа F дрос не має сенсу робити більшою, ніж площа прохідного перетину клапана F кл. Отже, після відкриття клапана до h max редуктор перестає бути регулюючим органом (точка m на характеристиці). При цьому у разі подальшої подачі газу через редуктор клапан редуктора відкритий повністю і зі зменшенням p вх відповідно зменшується p вих і витрата газу. Характеристика редуктора від точки m є вже характеристикою зі змінною витратою і йде в початок координат. Визначимо величину найбільшого доцільного підйому клапана h max для найпростішої схеми, показаної на рис. 6, а.
,
(20)
Вважаючи отримаємо
(21)
Аналогічно можна отримати величину h max і для інших схем клапанів. Підставляючи h max у формулу (16), знаходимо вираз для визначення p вх min до значення якого справедливо рівняння (17):
(22)
Чим більше витрата газу через редуктор, тим (за інших рівних умов) більше вплив третього члена в рівнянні (17) на характеристику.
Характеристики редуктора при різних витратах як би вписуються в характеристику при. Таким чином, сенс характеристики при полягає в тому, що вона є граничною характеристикою сімейства характеристик редуктора при різних витратах.
. 2 Характеристики редуктора прямого ходу
Рівняння рівноваги рухомих частин редуктора (див. рис. 5, б) складається аналогічно рівнянню (9.22) і має вигляд
(23)
де F п - площа поверхні поршня (плунжера). (Аналогічне рівняння вийшло б і для редуктора, що працює за схемою, представленої на рис. 5, а.)
Після нескладних перетворень з урахуванням рівняння (16) одержимо рівняння характеристики
(24)
З зіставлення отриманого рівняння з рівнянням (17) видно, що структура однакова, однак при другому члені рівняння з'явився множник (F п - F кл). Варіюючи значення різниці площ поршня і клапана F п - F кл, можна забезпечити отримання характеристики, найбільш наближається до потрібної.
Розглянемо поведінку граничної характеристики (рис. 9).
Малюнок 9 - Вплив різниці площ F п - F кл на характеристику
Рівняння граничної характеристики отримуємо з виразу (24) при:
(25)
У залежності від величини F п - F кл гранична характеристика буде мати різний нахил. При F п gt; F кл гранична характеристика буде мати вигляд ОMN 1.
При F п=F кл другий член дорівнює нулю і гранична характеристика на ділянці MN II пройде паралельно осі абсцис. При F п lt; F кл зміниться знак впливу другого члена, і гранична характеристика пройде ламаною OMN III. При граничних характеристиках OMN III і OMN II характеристика при якому-небудь витраті буде спадною по кривих Om III N III або Om II N II (т. Е. Із зменшенням p вх тиск р вих також зменшується). Велику можливість використання газу в балоні високого тиску дає характеристика виду Om INI, т. Е. Нам вигідно мати деяку позитивну різницю площ F п - F кл
Характеристика редуктора (24) так само, як і характеристика, відповідна рівнянню (17), слід рівнянню тільки до певного значення р вх min, відповідного повного відкриття дросселирующего перетину. При подальшій подачі газу ми отримаємо характеристику зі змінною витратою (ділянки Om I, Om II, Om III).
. 3 Зрівноважування редукторів
У розглянутому вище прикладі наявність поршня, жорстко пов'язаного з клапаном, як б розвантажувати клапан від впливу сил тиску на вході. Такі редуктори називають врівноваженими.
Аналіз редуктора прямого ходу, що працює за схемою, представленої на рис. 5, б, показує, що урівноваження покращує характеристику редуктора. При F п=F кл ми маємо повне урівноваження, однак для одержання кращої характеристики нам вигідно залишати деяку неврівноваженість клапана. Зрівноважування застосовується і в редукторах зворотного ходу. Приклад врівноваженого редуктора зворотного ходу, що працює за схемою, наведеною на рис. 2, в, показаний на рис. 4. Зрівноважування клапана досягається постановкою додаткової мембрани 11 площею F м. Д. І повідомленням за допомогою каналу 12 порожнини низького тиску з порожниною 13. Рівняння характеристики такого редуктора має вигляд
(26)
де Q 2 і Q 1 - затяжки основний пружини 5 і пружини клапана 7; k - сумарна жорсткість пружин і мембран.
