CN102537395A - 电动隔离门 - Google Patents

Abstract

一种电动隔离门。主要解决了现有的隔离门风洞收缩段气流不顺畅和密封效果差以及开启和关闭闸板费力的问题。其特征在于：阀座(2)上设有充气式密封圈(8)，充气式密封圈(8)内设有与外部的气嘴相通的空腔(9)，充气式密封圈(8)充气后鼓胀并与闸板(3)密封面贴紧，充气式密封圈(8)放气后凹陷并离开闸板(3)密封面。该电动隔离门密封效果好，开启和关闭闸板省力，同时该电动隔离门重复定位精度高，当闸板完全开启时闸板定位稳定，对气流方向控制准确，气流的模型流场与气流的真实流场偏差较小，试验数据更接近真实数据。

Description

电动隔离门

技术领域

本发明涉及一种风洞试验装置中控制收缩段气流通道打开或关闭的装置，具体涉及一种电动隔离门。

背景技术

风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，依据运动的相对性原理，将飞行器或其他物体的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，获取试验数据，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性。风洞实验既然是一种模拟实验，不可能完全准确。风洞实验过程中，空气运动，模型不动，进行模型实验时，应保证模型流场与真实流场之间的相似。目前，主要采用隔离门来控制气流的通断，现有的隔离门一般是大型的平板闸阀结构（2.8米x0.7米），主要由阀体框架、阀座、闸板、阀杆、阀盖及电驱动装置组成，闸板上固定有与阀杆相配合的阀杆螺母，阀杆由电驱动装置驱动转动，进而带动闸板直线运动，利用闸板的两个极限位置控制气流通道完全打开或完全关闭，这种隔离门存在以下缺陷：1. 在阀门启闭过程中，阀座上的密封件与闸板之间磨损严重，而且存在较大的摩擦力，闸板易刮伤密封件，密封效果差，同时开启和关闭闸板费力。2. 由于隔离门要求闸板重复定位精度很高（≤0.05），所以闸板在启闭过程中应保持平稳直线移动，而现有的隔离门在气流压力的作用下易歪斜，重复定位精度低，对气流造成影响，试验数据偏差大。3. 气流通过的管道在气流通过时会产生振动，由于阀体框架与管道相连，当闸板完全开启时，因而管道的振动会引起传动螺纹副（阀杆和阀杆螺母）的松动而产生闸板位移，影响阀座与闸板形成的内腔型面，进而对气流造成影响，试验数据偏差大。4. 现有的隔离门，阀座与闸板形成的内腔各型面均为平面，对气流方向控制不准确，气流的模型流场与气流的真实流场的空气运动差别较大，试验数据偏差大。

发明内容

为了克服现有的隔离门风洞收缩段气流不顺畅和密封效果差以及开启和关闭闸板费力的不足，本发明提供一种电动隔离门，该电动隔离门密封效果好，开启和关闭闸板省力，同时该电动隔离门重复定位精度高，当闸板完全开启时闸板定位稳定，对气流方向控制准确，气流的模型流场与气流的真实流场偏差较小，试验数据更接近真实数据。

本发明的技术方案是：该电动隔离门包括阀体框架、阀座、闸板、阀杆、阀盖及电驱动装置，闸板上固定有与阀杆相配合的阀杆螺母，阀杆由电驱动装置驱动并带动闸板直线运动，阀座上设有充气式密封圈，充气式密封圈内设有与外部的气嘴相通的空腔，充气式密封圈充气后鼓胀并与闸板密封面贴紧，充气式密封圈放气后凹陷并离开闸板密封面。

所述的充气式密封圈包含有橡胶主体，所述的橡胶主体内设有丙纶纤维和钢丝组成的网状编织物，橡胶主体与所述的网状编织物硫化为一体。

所述的阀体框架与气流通道相通的内腔截面为矩形，其中上侧壁和下侧壁上均设有限位装置，下侧壁的限位装置上设有圆柱滚子，闸板的下端面与圆柱滚子接触。

所述的限位装置包括“U”形导轨、定位架及调节架，“U”形导轨的侧壁堆焊有硬质合金层，对应“U”形导轨两侧的定位架均设有定位螺栓，调节架固定在定位架的一端，调节架上安装有调节螺母，“U”形导轨底部外侧设有螺杆，螺杆与调节螺母相配合。

所述的调节螺母与固定在调节架上的压盘螺纹连接。

所述的闸板上端面固定有挡块，所述的挡块与安装在阀盖上的挡块螺杆相对应。

所述的闸板上端面上设有电磁吸铁定位机构，所述的电磁吸铁定位机构由隔磁管组件、动铁芯、弹簧、静铁芯及线圈组成，隔磁管组件由连接法兰、非导磁管及动铁芯组成，连接法兰与闸板相固定，动铁芯镶嵌在非导磁管内，弹簧套在非导磁管外位于连接法兰与线圈之间，静铁芯固定在线圈内孔的上部，动铁芯能够穿进线圈内孔与静铁芯吸合。

所述的动铁芯上设有中心孔，中心孔内依次安装有缓冲柱、缓冲弹簧及紧固螺钉。

所述的闸板完全开启时，阀体框架与气流通道相通的内腔的上侧壁、下侧壁均为连续的向内凹的圆滑流线型面，上侧壁和下侧壁均呈对称的倾斜状并使内腔的进口大出口小。

所述的流线型面中间最大凹进4mm，闸板每次完全开启时定位精度≤0.05mm。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，在闸板开启或关闭之前，先由气嘴放气，充气式密封圈凹陷，离开闸板的密封面，使闸板在开启或关闭过程中没有摩擦，闸板的开启或关闭省力，并避免了闸板刮伤充气式密封圈，提高充气式密封圈的使用寿命。闸板完全开启或完全关闭之后，由气嘴充气使充气式密封圈鼓胀，充气式密封圈与闸板的密封面贴紧，密封效果好。同时，本发明的闸板定位稳定，对气流方向控制准确，气流的模型流场与气流的真实流场偏差较小，试验数据更接近真实数据。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是图1中A-A结构剖视图。

附图3是图1中B-B结构剖视图。

附图4是图2中D处放大图。

附图5是图3中E处放大图。

附图6是图1中C处放大图。

附图7是图1中电磁吸铁定位机构34的结构剖视图。

图中1-阀体框架，2-阀座，3-闸板，4-阀杆，5-阀盖，6-电驱动装置，7-阀杆螺母，8-充气式密封圈，9-空腔，10-限位装置，11-圆柱滚子，12-“U”形导轨，13-定位架，14-调节架，15-硬质合金层，16-定位螺栓，17-调节螺母，18-螺杆，19-压盘，20-挡块，21-挡块螺杆，22-隔磁管组件，23-弹簧，24-静铁芯，25-线圈，26-连接法兰，27-非导磁管，28-动铁芯，29-中心孔，30-缓冲柱，31-缓冲弹簧，32-紧固螺钉，33-流线型面，34-电磁吸铁定位机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1结合图2-图7所示，该电动隔离门包括阀体框架1、阀座2、闸板3、阀杆4、阀盖5及电驱动装置6，闸板3上固定有与阀杆4相配合的阀杆螺母7，阀杆4由电驱动装置6驱动并带动闸板3直线运动，阀座2上设有充气式密封圈8，充气式密封圈8内设有与外部的气嘴相通的空腔9，充气式密封圈8充气后鼓胀并与闸板3密封面贴紧，充气式密封圈8放气后凹陷并离开闸板3密封面。充气式密封圈8包含有橡胶主体，所述的橡胶主体内设有丙纶纤维和钢丝组成的网状编织物，橡胶主体与所述的网状编织物硫化为一体，并用金属模具成型，耐气压3.2Mpa，与其它充气式密封圈相比耐压性能提高一倍。在闸板3开启或关闭之前，先由气嘴放气，充气式密封圈8凹陷，离开闸板3的密封面，使闸板3在开启或关闭过程中没有摩擦，闸板3的开启或关闭省力，并避免了闸板3刮伤充气式密封圈8，提高充气式密封圈8的使用寿命。闸板3完全开启或完全关闭之后，由气嘴充气使充气式密封圈8鼓胀，充气式密封圈8与闸板3的密封面贴紧，密封效果好。

由图1结合图2所示，所述的阀体框架1与气流通道相通的内腔截面为矩形，其中上侧壁和下侧壁上均设有限位装置10，下侧壁的限位装置10上设有圆柱滚子11，闸板3的下端面与圆柱滚子11接触。闸板3与限位装置10之间的相对运动由滑动摩擦改为滚动摩擦，减少了摩擦力，进而减少了闸板3的阻力，避免了闸板3的磨损。

由图1结合图3、图5所示，所述的限位装置10包括“U”形导轨12、定位架13及调节架14，“U”形导轨12的侧壁堆焊有硬质合金层15，对应“U”形导轨12两侧的定位架13均设有定位螺栓16，调节架14固定在定位架13的一端，调节架14上安装有调节螺母17，“U”形导轨12底部外侧设有螺杆18，螺杆18与调节螺母17相配合。在安装时，通过调节定位螺栓16和调节螺母17，能够准确地校正“U”形导轨12的位置，进而使闸板3定位准确；另外，定位螺栓16也提高了“U”形导轨12的刚度，避免在介质的压力作用下“U”形导轨12变形导致闸板3偏移。上述结构有效提高了闸板3的重复定位精度，不会对气流造成影响。

由图5所示，所述的调节螺母17与固定在调节架14上的压盘19螺纹连接。便于加工，安装方便。

由图1结合图6所示，所述的闸板3上端面固定有挡块20，所述的挡块20与安装在阀盖5上的挡块螺杆21相对应。挡块螺杆21限定闸板3的最大开启位置，通过调节挡块螺杆21，使闸板3的开启位置更加准确。

由图7所示，所述的闸板3上与阀杆4连接端的端面上设有电磁吸铁定位机构34，所述的电磁吸铁定位机构34由隔磁管组件22、弹簧23、静铁芯24及线圈25组成，隔磁管组件22由连接法兰26、非导磁管27及动铁芯28组成，连接法兰26与闸板3相固定，动铁芯28镶嵌在非导磁管27内，弹簧23套在非导磁管27外位于连接法兰26与线圈25之间，静铁芯24固定在线圈25内孔的上部，动铁芯28能够穿进线圈25内孔与静铁芯24吸合。当闸板3在全开位置时，线圈25得电，产生强大电磁吸力将闸板3位置固定。当闸板3需要关闭时，首先将线圈25断电，电磁吸力消失，然后开启电驱动装置6关闭闸板3。电磁吸铁定位机构34避免了因管道振动而引起传动螺纹副（阀杆4和阀杆螺母7）的松动而产生闸板3位移。当闸板3完全开启时闸板3定位稳定，阀座框架1与闸板3形成的内腔型面不会改变，不会对气流造成影响，气流方向控制准确。

由图7所示，所述的动铁芯28上设有中心孔29，中心孔29内依次安装有缓冲柱30、缓冲弹簧31及紧固螺钉32。缓冲弹簧31和弹簧23均起缓冲作用。

由图3所示，所述的闸板3完全开启时，阀体框架1与气流通道相通的内腔的上侧壁、下侧壁均为连续的向内凹的圆滑流线型面33，使收缩段气流顺畅，达到理想的模型流场，上侧壁和下侧壁均呈对称的倾斜状并使内腔的进口大出口小。所述的流线型面33能够使气流的模型流场与气流的真实流场的空气运动差别较小，试验数据更接近真实数据。

由图3所示，所述的流线型面33中间最大凹进4mm，闸板3每次完全开启时定位精度≤0.05mm。闸板3的重复定位精度高，保证了流线型面33的连续性。

Claims (10)

1.一种电动隔离门，包括阀体框架(1)、阀座(2)、闸板(3)、阀杆(4)、阀盖(5)及电驱动装置(6)，闸板(3)上固定有与阀杆(4)相配合的阀杆螺母(7)，阀杆(4)由电驱动装置(6)驱动并带动闸板(3)直线运动，其特征在于：阀座(2)上设有充气式密封圈(8)，充气式密封圈(8)内设有与外部的气嘴相通的空腔(9)，充气式密封圈(8)充气后鼓胀并与闸板(3)密封面贴紧，充气式密封圈(8)放气后凹陷并离开闸板(3)密封面。

2.根据权利要求1所述的电动隔离门，其特征在于：充气式密封圈(8)包含有橡胶主体，所述的橡胶主体内设有丙纶纤维和钢丝组成的网状编织物，橡胶主体与所述的网状编织物硫化为一体。

3.根据权利要求1或2所述的电动隔离门，其特征在于：所述的阀体框架(1)与气流通道相通的内腔截面为矩形，其中上侧壁和下侧壁上均设有限位装置(10)，下侧壁的限位装置(10)上设有圆柱滚子(11)，闸板(3)的下端面与圆柱滚子(11)接触。

4.根据权利要求3所述的电动隔离门，其特征在于：限位装置(10)包括“U”形导轨(12)、定位架(13)及调节架(14)，“U”形导轨(12)的侧壁堆焊有硬质合金层(15)，对应“U”形导轨(12)两侧的定位架(13)均设有定位螺栓(16)，调节架(14)固定在定位架(13)的一端，调节架(14)上安装有调节螺母(17)，“U”形导轨(12)底部外侧设有螺杆(18)，螺杆(18)与调节螺母(17)相配合。

5.根据权利要求4所述的电动隔离门，其特征在于：调节螺母17与固定在调节架14相配合的压盘19螺纹连接。

6.根据权利要求1或2所述的电动隔离门，其特征在于：闸板(3)上端面固定有挡块(20)，所述的挡块(20)与安装在阀盖(5)上的挡块螺杆(21)相对应。

7.根据权利要求1或2所述的电动隔离门，其特征在于：闸板(3)上端面上设有电磁吸铁定位机构(34)，所述的电磁吸铁定位机构(34)由隔磁管组件(22)、弹簧(23)、静铁芯(24)及线圈(25)组成，隔磁管组件(22)由连接法兰(26)、非导磁管(27)及动铁芯(28)组成，连接法兰(26)与闸板(3)相固定，动铁芯(28)镶嵌在非导磁管(27)内，弹簧(23)套在非导磁管(27)外位于连接法兰(26)与线圈(25)之间，静铁芯(24)固定在线圈(25)内孔的上部，动铁芯(28)能够穿进线圈(25)内孔与静铁芯(24)吸合。

8.根据权利要求7所述的电动隔离门，其特征在于：动铁芯(28)上设有中心孔(29)，中心孔(29)内依次安装有缓冲柱(30)、缓冲弹簧(31)及紧固螺钉(32)。

9.根据权利要求3所述的电动隔离门，其特征在于：所述的闸板(3)完全开启时，阀体框架(1)与气流通道相通的内腔的上侧壁、下侧壁均为连续的向内凹的圆滑流线型面(33)，使收缩段气流顺畅，达到理想的模型流场，上侧壁和下侧壁均呈对称的倾斜状并使内腔的进口大出口小。

10.根据权利要求9所述的电动隔离门，其特征在于：流线型面(33)中间最大凹进4mm，闸板(3)每次完全开启时定位精度≤0.05mm。

Images