CN103195933A - 一种用于风洞的液压驱动调压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风洞的液压驱动调压阀，包括整流罩（1）、直线位移传感器（2）、内壳体（3）、外壳体（4）、液压缸（5）、导向支撑（6）、移动套筒（7）、调压型面（8）、密封圈（9）和导向轴（10）。本发明通过调压型面、气流流通通道以及通过移动套筒在导向轴上滑动来调节通道面积等设计，使调压阀在工作状态下可以获得线性或接近线性的调节特性，气流对称性好，调压范围宽，控制精度高，全开和全闭时间短，阀后压力波动小。

Description

一种用于风洞的液压驱动调压阀

技术领域

本发明涉及一种调压阀，特别是一种用于亚跨超三声速风洞的液压驱动调压阀。

背景技术

风洞在气动力研究和飞行器设计中一直起着非常重要的作用。空气动力学的许多重要理论，都是在风洞实验中经过大量观测后才提出来的，并且它们的应用又得到了风洞试验的验证。调压阀是风洞的重要部件，在三声速风洞中，它用于控制风洞稳定段内的气流压力。风洞运行过程中，随着气源压力的下降，通过控制系统调节调压阀的开度，以保证稳定段内气流压力稳定在某一运行压力值，维持风洞的正常运行。调压阀门拥有良好的压力调节特性，能够实现对阀后压力快速、精确的控制，并有良好的密封性能。

一般工业用的节流阀通常包括阀体、阀座、阀瓣、阀杆、阀盖等部件组成。其原理是通过阀芯的轴向移动来改变通道的流通面积以得到不同的开度，达到调节阀后压力的目的。风洞用的调压阀门与一般工业用的节流阀在工作原理上基本相同，不同的是，风洞用的调压阀门要求有良好的调压特性，且流量大、阀门口径大、阀门全开和全闭的动作要在很短的时间内完成。现有的工业阀门设计水平和制造水平达不到以上要求，因而不能用于风洞调压。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于风洞的液压驱动调压阀。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于风洞的液压驱动调压阀，包括整流罩、直线位移传感器、内壳体、外壳体、液压缸、导向支撑、移动套筒、调压型面、密封圈和导向轴；导向轴位于内壳体的中心部位；内壳体由一段圆筒形壳体和两段圆锥形壳体组成；外壳体由一段圆筒形壳体和两段圆锥形壳体组成；内壳体和外壳体采用钢板焊接结构；内壳体和外壳体通过两者之间设置的肋板焊接成一个整体；内壳体和外壳体之间形成气流流通通道；液压缸由进出油管路与液压站相连；液压缸驱动移动套筒在导向轴上前后滑动；调压型面位于外壳体与密封圈之间，调压型面的型面曲线采用指数特征曲线；密封圈的截面为楔形，通过与移动套筒的前缘挤压实现密封；直线位移传感器位于整流罩内，用于检测移动套筒的位移；整流罩与内壳体远离移动套筒的一端连接；导向支撑与内壳体焊接成一个整体，为液压缸和导向轴提供支撑。

所述移动套筒包括内筒体、长槽孔、外筒体和幅板；在内、外筒体之间均布6块幅板，幅板将内筒体和外筒体连接成一个整体，在内筒体上均布三个长槽孔，用压块将内筒体固定在导向轴上。

所述移动套筒为铸铝合金件。

所述密封圈的材料为聚氨基甲酸酯橡胶。

所述导向轴表面镀铬。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明通过在外壳体上靠近出气口端的调压型面设计，使调压阀在工作状态下可以获得线性或接近线性的调节特性。

（2）本发明通过采用内外壳体之间形成气流流通通道的方式，使气流对称性好，调压范围宽，控制精度高。

（3）本发明通过移动套筒在导向轴上滑动的方式调节通道面积，使调压阀的全开和全闭时间短，速度快，同时降低了风洞吹风试验成本。

附图说明

图1为本发明的结构剖面示意图。

图2为移动套筒的主视图。

图3为移动套筒的剖面示意图。

图4压力变化量与移动套筒位移量的线性关系图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明的一种用于风洞的液压驱动调压阀，包括：整流罩1、直线位移传感器2、内壳体3、外壳体4、液压缸5、导向支撑6、移动套筒7、调压型面8、密封圈9、导向轴10和压块11；导向轴10位于内壳体3的中心部位；液压缸5驱动移动套筒7在导向轴10上前后滑动；内壳体3和外壳体4之间形成气流流通通道；调压型面8位于外壳体4与密封圈9之间，调压型面8的型面曲线采用指数特征曲线；密封圈9的截面为楔形，通过与移动套筒7的前缘挤压实现密封；直线位移传感器2位于整流罩1内，用于检测移动套筒7的位移；整流罩1与内壳体3远离移动套筒7的一端连接；内壳体3由一段圆筒形壳体和两段圆锥形壳体组成，本实施例中圆筒形壳体壁厚30mm，圆锥形壳体壁厚50mm；外壳体4由一段圆筒形壳体和两段圆锥形壳体组成，本实施例中壳体壁厚30mm。内壳体3和外壳体4采用钢板焊接结构。内壳体3和外壳体4通过两者之间设置的四块肋板焊接成一个整体。液压缸5由进出油管路与液压站相连。导向支撑6与内壳体3焊接成一个整体，为液压缸5和导向轴10提供支撑。移动套筒7为铸铝合金件。

密封圈9是截面为楔形的密封圈。本实施例中，密封圈9的材料为聚氨基甲酸酯橡胶。

本发明中，调压型面8的型面曲线采用指数特征曲线，其优点是在任何来流调节状态下，阀后压力相对变化量与调节机构的相对位移量基本上是呈线性的，使压力自动控制系统具有简单的指数曲线特性。

如图2所示，移动套筒7包括：内筒体71，长槽孔72，外筒体73和幅板74。在内、外筒体之间均布6块幅板74，幅板74将内筒体71和外筒体73连接成一个整体，在内筒体71上均布三个长槽孔72，用压块11将内筒体71固定在导向轴10上。

在移动套筒7到达关闭位置时，移动套筒7前缘压紧密封圈9达到密封的目的。导向轴10为滑动导向装置，在导向轴10上均布三个长槽孔。导向轴10表面镀铬。

本发明的液压驱动调压阀通过滑动支架固定在厂房的地基上，进气口通过法兰与风洞管道连接，出气口通过法兰与风洞稳定段连接。液压驱动调压阀通过液压缸5驱动移动套筒7前后移动，不断改变阀门通道面积来调节气流的压力。阀门通道由移动套筒7的前缘与调压型面8共同围成。本发明的液压驱动调压阀采用位置控制和压力控制两种方式，风洞启动后，移动套筒7移动到给定位置后转入压力控制。

本实施例中，液压驱动调压阀的进气口直径为1600mm，出气口直径为1800mm，阀长为3700mm，总重约19t，调压马赫数范围为0.4～4，全开和全闭时间为0.2～0.6s，阀后压力波动不超过3‰。

经测试，在任何来流调节状态下，本发明调压阀后压力的相对变化量与移动套筒的相对位移量基本上是呈线性的，如图3。

当然，对本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。

本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (5)

1.一种用于风洞的液压驱动调压阀，其特征在于：包括整流罩（1）、直线位移传感器（2）、内壳体（3）、外壳体（4）、液压缸（5）、导向支撑（6）、移动套筒（7）、调压型面（8）、密封圈（9）和导向轴（10）；导向轴（10）位于内壳体（3）的中心部位；内壳体（3）由一段圆筒形壳体和两段圆锥形壳体组成；外壳体（4）由一段圆筒形壳体和两段圆锥形壳体组成；内壳体（3）和外壳体（4）采用钢板焊接结构；内壳体（3）和外壳体（4）通过两者之间设置的肋板焊接成一个整体；内壳体（3）和外壳体（4）之间形成气流流通通道；液压缸（5）由进出油管路与液压站相连；液压缸（5）驱动移动套筒（7）在导向轴（10）上前后滑动；调压型面（8）位于外壳体（4）与密封圈（9）之间，调压型面（8）的型面曲线采用指数特征曲线；密封圈（9）的截面为楔形，通过与移动套筒（7）的前缘挤压实现密封；直线位移传感器（2）位于整流罩（1）内，用于检测移动套筒（7）的位移；整流罩（1）与内壳体（3）远离移动套筒（7）的一端连接；导向支撑（6）与内壳体（3）焊接成一个整体，为液压缸（5）和导向轴（10）提供支撑。

2.根据权利要求1 的一种用于风洞的液压驱动调压阀，其特征在于：所述移动套筒7包括内筒体（71）、长槽孔（72）、外筒体（73）和幅板（74）；在内、外筒体之间均布6块幅板（74），幅板（74）将内筒体（71）和外筒体（73）连接成一个整体，在内筒体（71）上均布三个长槽孔（72），用压块（11）将内筒体（71）固定在导向轴（10）上。

3.根据权利要求1 或2的一种用于风洞的液压驱动调压阀，其特征在于：所述移动套筒（7）为铸铝合金件。

4.根据权利要求1 的一种用于风洞的液压驱动调压阀，其特征在于：所述密封圈（9）的材料为聚氨基甲酸酯橡胶。

5.根据权利要求1 的一种用于风洞的液压驱动调压阀，其特征在于：所述导向轴（10）表面镀铬。

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