CN106323585A - 可在线调节开度的孔板装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在线调节开度的孔板装置，包括调节螺栓、法兰盘、叶片、转轴、锁紧螺栓，法兰盘中间开设有四个扇叶形状的通气孔，所述叶片具有与所述通气孔配合的四个扇形叶片，以可旋转的方式同轴设置在所述法兰盘上，依靠所述调节螺栓能够调节所述叶片的转动位置达到遮挡所述通气孔的目的，调节螺栓的外露长度与叶片的转动位置具有唯一对应关系，从而能够实现调节开度的功能。本发明无需拆卸管道，气体无需泄压，开度调节直观可控，无外泄露，具有结构简单，安装方便的特点，适用范围为空气介质，压力等级PN2.5～PN25，公称直径DN50～DN600，最大开度增量40％。

Description

可在线调节开度的孔板装置

技术领域

本发明涉及风洞试验中的试验装置领域，主要应用于亚跨超风洞低马赫数下的压力调节。在低马赫数下，通过在旁路管道上安装本发明的孔板装置进行压力调节，使旁路调压阀处于良好的调压特性开度区间内，从而拓展高速风洞的试验速度范围下限。

背景技术

风洞试验是空气动力学研究的重要手段。风洞按照试验气流速度范围分为低速风洞(马赫数M≤0.4)，高速风洞和高超声速风洞(马赫数M≥5.0)等，速度范围为马赫数0.4＜M≤4.5的高速风洞称之为亚跨超风洞。典型的下吹式亚跨超风洞结构如附图4。

一个模型若想获得速度范围为马赫数0＜M≤4.5的试验数据，一般在低速风洞和亚跨超风洞分别进行试验，然后进行数据合成。以国内比较具有代表性的中国航天空气动力技术研究院的风洞群为例，低速风洞(FD-09风洞)的速度范围为100m/s(折合马赫数约为M≤0.3)以内，亚跨超风洞(FD-06风洞、FD-12风洞)的速度范围为马赫数0.4＜M≤4.5。以先进飞机的风洞试验为例，测定的速度范围为0.15＜M≤2.5，要求的测试数据的精度和准度很高，阻力单元的合格指标同期试验误差小于0.0005，非同期试验误差小于0.001，先进指标为误差小于0.0001，此时，在低速风洞和亚跨超风洞分别做试验就暴露出明显缺点。首先是速度场不重叠，在速度范围为马赫数0.3＜M≤0.4之间有空白地带；其次由于两座风洞的流场状态、机械安装接口、测试设备等不完全相同，产生的系统误差不完全相同，造成数据衔接的差距较大，直接影响了测试的精度和准度。因此，很有必要对亚跨超风洞的速度下限向下拓展，覆盖速度范围为马赫数0.15＜M≤0.4的空白地带，在亚跨超风洞完成此类特种试验。

亚跨声速试验时，通过主调压阀调节前室总压来形成不同的马赫数。典型的调压阀的开度与压力特性曲线如附图5所示，在阀门的起始位置，开度范围处于0＜X≤X1区间内，一个较小的阀门开度就将引起较大压力变化；而在阀门的末端位置，开度范围处于X2＜X≤100％区间内，同样的阀门开度变化引起的压力变化则很小。因此，调压阀的合理开度区间为X1＜X≤X2。当风洞试验要求的马赫数接近0.4时，若使用主调压阀调压，则阀门开度将处于0＜X≤X1的不合理区间，这时将主启动阀及主调压阀关闭，单独使用管道直径较小的旁路调压阀调压，当试验要求的马赫数进一步降低至0.15＜M≤0.4范围时，旁路调压阀的阀门开度也将处于0＜X≤X1的不合理区间内，因此必须采取措施在旁路调压阀之前进一步降低压力，使旁路调压阀处于合理工作区间内。

在以往的风洞试验过程中曾经进行过孔板节流的尝试，即在盲板上加工若干个螺纹孔，依靠螺栓封堵螺纹孔来实现孔板的开度调节。这种方法也能够达到降压的目的，缺点就是螺栓安装在管道内部，每次调节开度都需要将管道泄压，反复拆卸盲板，这与先进风洞要求的高的生产效率相违背。

恩本发明的可在线调节开度的孔板装置，在盲板中间开孔为扇叶形状，依靠叶片遮挡扇叶孔实现调节开度的功能，叶片的转动位置依靠调节螺栓调节实现，无需拆卸管道，气体无需泄压，气体无外泄露，开度调节直观可控，具有结构简单，安装方便的特点，适用范围为空气介质，压力等级PN2.5～PN25，公称直径DN50～DN600，开度调节范围10％～50％，是一套实用性很强的孔板装置。

发明内容

本发明提供了一种可在线调节开度的孔板装置，解决了以往调节孔板开度时风洞必须停产，拆卸下来调节再恢复试验状态的不足，具有在线调节开度的能力，安装到位后通过旋转调节螺栓即可控制孔板开度，无需拆卸管道，气体无需泄压，气体无外泄露，开度调节直观可控，具有结构简单，安装方便的特点，具有很强的实用性。

本发明的可在线调节开度的孔板装置包括调节螺栓、法兰盘、叶片、转轴和锁紧螺栓，所述法兰盘中间开设有四个扇叶形状的通气孔，所述叶片具有与所述通气孔配合的四个扇形叶片，以可旋转的方式同轴设置在所述法兰盘上，依靠所述调节螺栓能够调节所述叶片的转动位置达到遮挡所述通气孔的目的，调节螺栓的外露长度与叶片的转动位置具有唯一对应关系，从而能够实现调节开度的功能。

优选所述法兰盘与管道的连接形式为法兰对夹式，所述法兰盘的外径、螺栓孔直径、密封面符合法兰标准。

优选通过预先设定所述法兰盘的通气孔开度，和预先设定所述叶片的遮挡面积，能够实现设置初始开度的功能。

优选所述锁紧螺栓拧紧后，所述叶片的转动位置被固定。

优选所述调节螺栓和所述锁紧螺栓各自与所述法兰盘上的螺纹孔的外端面配合处安装有密封垫圈和锁紧螺母，以实现在额定工作压力下无泄漏。

本发明的优点是：

1、本发明的可在线调节开度的孔板装置，无需拆卸管道即可实现孔板开度的调节，具有生产效率高的优点；

2、本发明的可在线调节开度的孔板装置，孔板的法兰盘符合法兰标准，具有普遍适用的优点。

3、本发明的可在线调节开度的孔板装置，法兰盘的通气孔开度可预先设定，叶片的遮挡面积也可预先设定，从而可以在较大范围内设置初始开度和调节范围，具有适用性能广泛的优点。

4、本发明的可在线调节开度的孔板装置，密封结构简单可靠，压缩空气无外泄漏，在额定工作压力下具有无外泄漏的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为法兰盘示意图。

图3为叶片示意图。

图4为典型的下吹式亚跨超风洞示意图。

图5为典型的调压阀开度与压力特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供了一种可在线调节开度的孔板装置，其特征包括调节螺栓1、法兰盘2、叶片3、转轴4、锁紧螺栓5。

法兰盘2中间开四个扇叶形状的通气孔(如图2所示)，叶片3具有与通气孔配合的四个扇形叶片(如图3所示)，以可旋转的方式同轴设置在法兰盘2上，依靠调节螺栓1调节叶片3的转动位置达到遮挡通气孔的目的，调节螺栓1的外露长度与叶片3的转动位置具有唯一对应关系，从而实现调节开度的功能。

法兰盘2的通气孔开度可预先设定，叶片3的遮挡面积也可预先设定，通过通气孔面积与遮挡面积的不同组合，实现不同的初始开度和开度增量。

调节螺栓1调整完成叶片3的旋转角度后，将锁紧螺栓5拧紧，避免气流通过叶片3引起的震动将调节螺栓1损伤。

如图4所示，法兰盘2与管道的连接形式为法兰对夹式，法兰盘2的外径、螺栓孔直径、密封面形式等特征符合法兰标准，可采用标准的密封垫片进行管道密封。

调节螺栓1和锁紧螺栓5在法兰盘2上的螺纹孔是带压气体的泄露点，在螺纹孔的外端面安装密封垫圈和锁紧螺母，实现在额定工作压力下的密封。

本发明以标准法兰盲板为基础，在中部加工扇叶形状的开孔，在法兰中心轴线上安装转轴，同样为扇叶形状的叶片能够以转轴为中心旋转，调节螺栓顶着叶片的侧边实现叶片旋转，调节螺栓外部的长度与叶片的旋转角度存在确定的转换关系，由此确定孔板开度，开度固化后将锁紧螺栓拧紧锁死。带压气体主要通过调节螺栓和锁紧螺栓的螺纹孔泄露，在螺纹孔外安装密封垫圈和锁紧螺母，确保额定压力下无泄漏。

本发明无需拆卸管道，气体无需泄压，开度调节直观可控，无外泄露，具有结构简单，安装方便的特点，适用范围为空气介质，压力等级PN2.5～PN25，公称直径DN50～DN600，最大开度增量40％。

Claims (5)

1.一种可在线调节开度的孔板装置，其特征在于：包括调节螺栓、法兰盘、叶片、转轴和锁紧螺栓，所述法兰盘中间开设有四个扇叶形状的通气孔，所述叶片具有与所述通气孔配合的四个扇形叶片，以可旋转的方式同轴设置在所述法兰盘上，依靠所述调节螺栓能够调节所述叶片的转动位置达到遮挡所述通气孔的目的，调节螺栓的外露长度与叶片的转动位置具有唯一对应关系，从而能够实现调节开度的功能。

2.根据权利要求1所述的可在线调节开度的孔板装置，其特征在于：所述法兰盘与管道的连接形式为法兰对夹式，所述法兰盘的外径、螺栓孔直径、密封面符合法兰标准。

3.根据权利要求1所述的可在线调节开度的孔板装置，其特征在于：通过预先设定所述法兰盘的通气孔开度，和预先设定所述叶片的遮挡面积，能够实现设置初始开度的功能。

4.根据权利要求1所述的可在线调节开度的孔板装置，其特征在于：所述锁紧螺栓拧紧后，所述叶片的转动位置被固定。

5.根据权利要求1所述的可在线调节开度的孔板装置，其特征在于：所述调节螺栓和所述锁紧螺栓各自与所述法兰盘上的螺纹孔的外端面配合处安装有密封垫圈和锁紧螺母，以实现在额定工作压力下无泄漏。