CN104330210A - 多孔转轮结构方波压力发生器 - Google Patents

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张大有
焦鑫鑫
温世仁
武东建
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Abstract

本发明提供一种多孔转轮结构方波压力发生器。它包括内部为空腔的主外壳体，在主外壳体内设置旋转轮；在主外壳体内并且位于旋转轮另一侧固定轴承二和轴承一；动力传动轴依次穿过轴承三、旋转轮、轴承二和轴承一；主外壳体底端固定连接托板；主外壳体顶端固定连接方波压力腔体；方波压力腔体内部中空处为方波压力发生腔，在方波压力腔体上部开设方波压力发生腔进气接口，在方波压力腔体下部开设方波压力发生腔排气接口。本发明有效的缩短了进、排气管路的长度，降低了系统密封性能的要求，提高了系统的承压能力，进而提高了方波压力发生器的工作压力范围。

Description

多孔转轮结构方波压力发生器
技术领域
本发明涉及动态压力校准技术，具体涉及一种多孔转轮结构方波压力发生器。
背景技术
随作科学技术的发展，在航空航天、兵器、核工业和汽车等行业中，在液压控制、发动机和爆炸等技术领域内需要对大量的动态压力进行测量，要准确的对动态压力进行测量就必须对测量过程中使用的压力传感器的动态特性进行校准。
动态压力校准方式通常采用阶跃压力和正弦压力两种方式。方波压力校准方式为动态压力校准提供了一种新的校准方式，它同时具有阶跃压力和正弦压力两种校准方式的优点。阶跃压力用于动态压力校准时只能测试压力传感器的上升时间、谐振频率和静态灵敏度，正弦压力用于动态压力校准时只能测试压力传感器单一频率点的幅值和相位，而方波压力用于动态压力校准时不仅能测试压力传感器的上升时间、谐振频率和静态灵敏度，还能以此测试压力传感器多个频率点的幅值。
方波压力信号发生器是用于压力传感器动态特性校准的方波压力校准装置的核心部件。目前，方波压力信号发生器主要采用图1所示旋转阀结构形式。在旋转轴上成90度的气体连通孔交替将气体送入和排出方波压力发生腔10中，由此形成方波压力，通过检测标准传感器38和被校传感器39的输出信号，并进行分析比较可以实现对被测压力传感器校准的目的。这种结构由于进、排气管路较长使得装置产生的方波的上升时间和下降时间较长，工作频率范围窄；由于密封性能对波形影响较大，所以工作压力较小。
发明内容
本发明为动态压力校准提供了多孔转轮结构方波压力发生器，该方波压力发生器扩展了方波压力校准装置的校准频率范围，提高了方波压力校准装置的工作压力范围，减少了方波压力波形畸变。
实现本发明目的的技术方案是：一种多孔转轮结构方波压力发生器，它包括内部为空腔的主外壳体，在主外壳体的空腔内设置旋转轮；
在主外壳体的空腔内并且位于旋转轮一侧固定轴承三，在主外壳体的空腔内并且位于旋转轮另一侧固定轴承二和轴承一；动力传动轴依次穿过轴承三、旋转轮、轴承二和轴承一，并且延伸出主外壳体外侧固定的轴承盖，端部与动力传动轮连接；动力传动轴的另一端连接在主外壳体另一外侧固定的外壳体上；
主外壳体底端固定连接托板；主外壳体顶端固定连接方波压力腔体；方波压力腔体内部中空处为方波压力发生腔，在方波压力腔体上部开设方波压力发生腔进气接口，在方波压力腔体下部开设方波压力发生腔排气接口；方波压力腔体的两侧壁开设压力传感器安装孔一和压力传感器安装孔二；
所述的方波压力腔体的底端弧面紧贴旋转轮的弧面；在该旋转轮的弧面上开有等间距的、间隔设置的若干排气槽和若干进气引导槽；当旋转轮转动后，气体通过旋转轮上的进气引导槽进入方波压力腔体上的进气引导孔，然后进入方波压力发生腔进气接口，从而进入方波压力发生腔内；当旋转轮的排气槽经过方波压力发生腔排气接口时，方波压力发生腔内的气体通过方波压力发生腔排气接口排出至旋转轮的排气槽排出。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其所述的动力传动轮由直径比例为2.5:1的一体化大小轮组成，一体化大小轮分别通过传动皮带二和传动皮带一与电机相连实现动力的传动，带动动力传动轴传动，从而带动旋转轮转动。所述的动力传动轴与动力传动轮连接端部设有备紧螺母。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其所述的动力传动轴与轴承盖连接处设有调节螺母一；所述的动力传动轴与外壳体连接处设有调节螺套。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，消音盖设置在外壳体外部、固定在主外壳体上，消音盖上开设有消音排气孔一和消音排气孔二。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其所述的托板通过固定螺钉连接在主外壳体底端。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其所述的方波压力腔体通过固定螺钉连接在主外壳体顶端。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其所述的旋转轮的弧面上开有的排气槽和进气引导槽的数量为10～20个。
如上所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其所述的动力传动轮通过动力传动轮键与动力传动轴相连；所述的动力传动轴通过旋转轮键与旋转轮相连。
本发明的效果在于：
本发明提供一种新的多孔转轮结构方波压力发生器，有效的缩短了进、排气管路的长度，降低了系统密封性能的要求，提高了系统的承压能力，进而提高了方波压力发生器的工作压力范围。此方波压力发生器具有波形好，上升沿和下降沿陡，幅值大，频率范围宽的优点。方波频率范围：0.1Hz～50Hz；方波压力范围：(0～6)MPa；上升时间：(0.001～0.5)S。
由于旋转轮径向承受气体压力，发生器的工作压力较高；进、排气管路较短，改善了方波压力波形的上升沿和下降沿，提高了方波压力信号的频率；由于方波压力腔与旋转轮的接触面较小，降低了密封技术难度，降低了加工成本。
附图说明
图1为现有旋转阀方波压力信号发生器原理示意图；
图2为本发明所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器结构示意图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为带排气槽和进气引导槽的旋转轮结构示意图；
图5为方波压力腔体结构示意图。
图中：1.动力传动轮键；2.动力传动轮；3.轴承一；4.主外壳体；5.旋转轮；6.压力传感器安装孔一；7.进气引导槽；8.方波压力腔体；9.方波压力发生腔进气接口；10.方波压力发生腔；11.方波压力发生腔排气接口；12.压力传感器安装孔二；13.外壳体盖；14.旋转轮键；15.调节螺套；16.消音盖；17.消音排气孔一；18.消音排气孔二；19.备紧螺母；20.传动皮带一；22.传动皮带二；23.轴承二；24.固定螺钉一；25.动力传动轴；26.轴承三；27.固定螺钉二；28.托板；29.固定螺钉三；30.固定螺钉四；31.进气引导孔；32.排气槽；33.轴承盖；34.调节螺母一；35.调解螺母二；36.旋转阀壳体；37.旋转阀轴；38.标准传感器；39.被校传感器；40.进气口；41.排气口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器作进一步描述。
本发明所述的多孔转轮结构方波压力发生器主要包括内部为空腔的主外壳体4、旋转轮5、动力传动轮2、动力传动轴35、方波压力腔体8等部件。
如图2和图3所示，在主外壳体4的空腔内设置旋转轮5。在主外壳体4的空腔内并且位于旋转轮5一侧固定轴承三26，在主外壳体4的空腔内并且位于旋转轮5另一侧固定轴承二23和轴承一3。
动力传动轴25依次穿过轴承三26、旋转轮5、轴承二23和轴承一3，并且延伸出主外壳体4外侧固定的轴承盖33，端部与动力传动轮2连接。动力传动轴25的另一端连接在主外壳体4另一外侧固定的外壳体13上。
动力传动轴25与动力传动轮2连接端部设有备紧螺母19。动力传动轴25与轴承盖33连接处设有调节螺母一34。动力传动轴25与外壳体13连接处设有调节螺套15。动力传动轮2由直径比例为2.5:1的一体化大小轮组成，一体化大小轮分别通过传动皮带二22和传动皮带一20与电机相连实现动力的传动，带动动力传动轴25传动，从而带动旋转轮5转动。
动力传动轮2通过动力传动轮键1与动力传动轴25相连。动力传动轴25通过旋转轮键14与旋转轮5相连。
消音盖16设置在外壳体13外部、固定在主外壳体4上，消音盖16上开设有消音排气孔一17和消音排气孔二18。
托板28通过固定螺钉24、27连接在主外壳体4底端。
方波压力腔体8通过固定螺钉29、30连接在主外壳体4顶端。
如图5所示，方波压力腔体8内部中空处为方波压力发生腔10，在方波压力腔体8上部开设方波压力发生腔进气接口9，在方波压力腔体8下部开设方波压力发生腔排气接口11；方波压力腔体8的两侧壁开设压力传感器安装孔一6和压力传感器安装孔二12。
如图3和图4所示，所述的方波压力腔体8的底端弧面紧贴旋转轮5的弧面；在该旋转轮5的弧面上开有等间距的、间隔设置的若干排气槽32和若干进气引导槽7。
当动力传动轴25带动旋转轮5转动后，高压气体通过旋转轮5上的进气引导槽7进入方波压力腔体8上的进气引导孔31，然后进入方波压力发生腔进气接口9，从而进入方波压力发生腔10内形成方波压力的高压平台。当旋转轮5的排气槽32经过方波压力发生腔排气接口11时，方波压力发生腔10内的气体通过方波压力发生腔排气接口11排出至旋转轮5的排气槽32排出并保持在大气压状态，形成方波压力的低压平台，标准压力传感器和被测压力传感器分别安装在压力传感器安装孔一6和压力传感器安装孔二12处，在旋转轮5的作用下在对称安装的压力传感器之间的方波压力发生腔10内形成方波压力。通过比较两支压力传感器的输出即可达到对压力传感器校准的目的。
带等间距排气槽和进气引导槽的旋转轮5受径向气流压力，静态工作压力大大提高。旋转轮上排气槽和进气引导槽尺寸大小和数量与旋转轮制定大小和装置工作频率有关，当旋转轮直径为204mm，工作最高频率为2kHz时，排气槽和进气引导槽的数量为16。
外壳体13除对旋转轮5起密封保护作用外还承担部分支撑作用；调解螺母一34实现对左边轴承的松紧度的调节；调节螺套15可调节右边轴承的松紧度；消音盖16除在高频、高压时起到消音作用外还具有防尘保护作用；托板28对整个方波压力发生器起支撑作用。

Claims (9)

1.一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：它包括内部为空腔的主外壳体(4)，在主外壳体(4)的空腔内设置旋转轮(5)；
在主外壳体(4)的空腔内并且位于旋转轮(5)一侧固定轴承三(26)，在主外壳体(4)的空腔内并且位于旋转轮(5)另一侧固定轴承二(23)和轴承一(3)；动力传动轴(25)依次穿过轴承三(26)、旋转轮(5)、轴承二(23)和轴承一(3)，并且延伸出主外壳体(4)外侧固定的轴承盖(33)，端部与动力传动轮(2)连接；动力传动轴(25)的另一端连接在主外壳体(4)另一外侧固定的外壳体(13)上；
主外壳体(4)底端固定连接托板(28)；主外壳体(4)顶端固定连接方波压力腔体(8)；方波压力腔体(8)内部中空处为方波压力发生腔(10)，在方波压力腔体(8)上部开设方波压力发生腔进气接口(9)，在方波压力腔体(8)下部开设方波压力发生腔排气接口(11)；方波压力腔体(8)的两侧壁开设压力传感器安装孔一(6)和压力传感器安装孔二(12)；
所述的方波压力腔体(8)的底端弧面紧贴旋转轮(5)的弧面；在该旋转轮(5)的弧面上开有等间距的、间隔设置的若干排气槽(32)和若干进气引导槽(7)；当旋转轮(5)转动后，气体通过旋转轮(5)上的进气引导槽(7)进入方波压力腔体(8)上的进气引导孔(31)，然后进入方波压力发生腔进气接口(9)，从而进入方波压力发生腔(10)内；当旋转轮(5)的排气槽(32)经过方波压力发生腔排气接口(11)时，方波压力发生腔(10)内的气体通过方波压力发生腔排气接口(11)排出至旋转轮(5)的排气槽(32)排出。
2.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的动力传动轮(2)由直径比例为2.5:1的一体化大小轮组成，一体化大小轮分别通过传动皮带二(22)和传动皮带一(20)与电机相连实现动力的传动，带动动力传动轴(25)传动，从而带动旋转轮(5)转动。
3.根据权利要求2所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的动力传动轴(25)与动力传动轮(2)连接端部设有备紧螺母(19)。
4.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的动力传动轴(25)与轴承盖(33)连接处设有调节螺母一(34)；所述的动力传动轴(25)与外壳体(13)连接处设有调节螺套(15)。
5.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：消音盖(16)设置在外壳体(13)外部、固定在主外壳体(4)上，消音盖(16)上开设有消音排气孔一(17)和消音排气孔二(18)。
6.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的托板(28)通过固定螺钉(24、27)连接在主外壳体(4)底端。
7.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的方波压力腔体(8)通过固定螺钉(29、30)连接在主外壳体(4)顶端。
8.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的旋转轮(5)的弧面上开有的排气槽(32)和进气引导槽(7)的数量为10～20个。
9.根据权利要求1所述的一种多孔转轮结构方波压力发生器，其特征在于：所述的动力传动轮(2)通过动力传动轮键(1)与动力传动轴(25)相连；所述的动力传动轴(25)通过旋转轮键(14)与旋转轮(5)相连。
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