CN110160774A - 一种交流阀的阀口气穴观测试验系统 - Google Patents
一种交流阀的阀口气穴观测试验系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110160774A CN110160774A CN201910360981.3A CN201910360981A CN110160774A CN 110160774 A CN110160774 A CN 110160774A CN 201910360981 A CN201910360981 A CN 201910360981A CN 110160774 A CN110160774 A CN 110160774A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- oil pipe
- pressure
- air pocket
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/003—Machine valves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，包括信号采集系统、交流阀、泵站系统和高速摄像系统，所述交流阀上端连接有信号采集系统，交流阀通过油管连接有泵站系统，交流阀下端设有高速摄像系统，信号采集系统与高速摄像系统电性连接；所述信号采集系统包括示波器、显示屏、压力传感器；所述交流阀包括阀体、阀心、左定位环、阀套和右定位环；所述泵站系统包括截止阀、可变节流阀、滤清器、油箱、压力表、压力控制阀、温度计、流量计、液压泵和电动机。本发明能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。
Description
技术领域
本发明涉及交流阀技术领域，特别是涉及一种交流阀的阀口气穴观测试验系统。
背景技术
阀口气穴的产生对阀口流动特性影响极为显著，气穴不仅产生气穴噪声和压力脉动，而且更为重要的是使阀口流动的阻力增加，从而使阀口流量系数降低。在阀口几何要素保持不变的条件下，如无气穴产生，则流量系数基本是常数。气穴一经产生，流量系数立刻减小，气穴程度愈剧烈，流动系数减小的量愈大。随着交流阀转速的提高，阀口切换频率增加，阀口处的气穴规模与程度更加严重，一旦大量气穴阻塞流道引起流量饱和，颤振器的振动频率将达到上限。因此，有效地减小气穴可以提高颤振器的上限振动频率。
国内外研究人员对于阀内气穴作了大量研究。杜学文对节流阀口气穴状态下流量饱和现象进行了研究，分析了有无气穴对阀口流量特性的影响，以及气穴初生与流量饱和的关系。陈寿阳等研究了圆管阻尼器内的气穴现象，对阻尼孔中间点压力、流量、噪声、压差等进行了测量，并观察了气穴流动。Avrahami等研究了心脏阀内的气穴现象，认为气穴是由流动中的旋涡产生。Oshima等采用了半切锥阀模型对水压锥阀内的气穴现象进行了实验研究，分析了气穴发生临界条件和气穴对流速、压力分布的影响。Liu YS等对水压阀二级节流中出现的气穴现象进行了研究。Frank等采用试验、CFD技术，在模型阀出口阀腔开设两个窗口显示气穴流动。冀宏等用阀套移动式液压阀流场压力分布检测方法，研究了节流阀结构、流态与气穴关系。浙江大学傅新教授对液压阀口气穴机理进行了系统的研究，利用数值解析、流场测量与观测等手段对阀口局部极端环境的气穴流场流动规律进行了深入探索。
由于交流阀阀心高速转动、阀口的通流面积周期性变化、高低压突变异常明显，与文献中对气穴的研究有很大不同，阀口处气泡析出、发育的过程极其复杂。对于高速旋转的阀心和剧烈变化的阀口流场形态，如何设计观测模型以及进行可视化观测，进而获取气穴流体的流动图像，也是一项挑战性的工作。通过激振流场分析与实验相结合，研究液压元件中气穴的形成过程、规模、分布与阀口结构的关系是解决阀口气穴阻塞问题的关键。因此，需要一种实验装置，能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。
本发明采用如下技术方案：
为实现上述目的，本发明提出了一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，包括信号采集系统、交流阀、泵站系统和高速摄像系统，所述交流阀上端连接有信号采集系统，交流阀通过油管连接有泵站系统，交流阀下端设有高速摄像系统，信号采集系统与高速摄像系统电性连接；所述信号采集系统包括示波器、显示屏、压力传感器；所述交流阀包括阀体、阀心、左定位环、阀套和右定位环；所述泵站系统包括截止阀、可变节流阀、滤清器、油箱、压力表、压力控制阀、温度计、流量计、液压泵和电动机。
作为优选，所述交流阀上端连接有压力传感器，压力传感器与示波器、显示屏电性连接，示波器为多通道记忆示波器。
作为优选，所述阀体内部横向设有阀心，阀体内部左右两端分别设有左定位环、右定位环；所述阀心外部配合有阀套，阀套外部配合于阀体内壁面。
作为优选，所述阀体上嵌装有透明观察窗和光源入射窗；所述高速摄像系统包括摄像机和处理器，摄像机位于透明观察窗正下方，摄像机与处理器电性连接。
作为优选，所述阀心与阀套在轴向相应位置沿周向均匀开设阀心槽口，阀套上开设有阀套窗口；所述阀心槽口、阀套窗口的数量均为2个。
作为优选，所述油箱通过油管依次连接有滤清器、可变节流阀、交流阀左下端进液口，可变节流阀与交流阀左下端进液口之间的油管上通过油管依次连接截止阀、压力表；所述油箱通过油管连接有温度计；所述油箱通过油管依次连接有滤清器、液压泵、滤清器、流量计、交流阀右下端进液口，流量计与交流阀右下端进液口之间的油管上通过油管连接有压力表，流量计与滤清器之间的油管上通过油管连接有压力控制阀，压力控制阀通过油管与油箱相连接，压力控制阀为先导型比例控制压力阀。
作为优选，所述油管为高压软管。
进一步地，所述阀心槽口数与阀套窗口数均为2个，阀心和阀套使用透明有机玻璃。
本发明的有益效果：本发明能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。
附图说明
图1是本发明一种交流阀的阀口气穴观测试验系统的系统原理图。
图中所示：1-信号采集系统，11-示波器，12-显示屏，13-压力传感器，2-交流阀，21-阀体，22-阀心，23-左定位环，24-阀套，25-右定位环，3-泵站系统，31-截止阀，32-可变节流阀，33-滤清器，34-油箱，35-压力表，36-压力控制阀，37-温度计，38-流量计，39-液压泵，310-电动机，4-高速摄像系统，41-摄像机，42-处理器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1，本发明为一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，包括信号采集系统1、交流阀2、泵站系统3和高速摄像系统4，所述交流阀2上端连接有信号采集系统1，交流阀2通过油管连接有泵站系统3，交流阀2下端设有高速摄像系统4，信号采集系统1与高速摄像系统4电性连接；所述信号采集系统1包括示波器11、显示屏12、压力传感器13；所述交流阀2包括阀体21、阀心22、左定位环23、阀套24和右定位环25；所述泵站系统3包括截止阀31、可变节流阀32、滤清器33、油箱34、压力表35、压力控制阀36、温度计37、流量计38、液压泵39和电动机310。
具体的，所述交流阀2上端连接有压力传感器13，压力传感器13与示波器11、显示屏12电性连接，示波器11为多通道记忆示波器。
具体的，所述阀体21内部横向设有阀心22，阀体21内部左右两端分别设有左定位环23、右定位环25；所述阀心22外部配合有阀套24，阀套24外部配合于阀体21内壁面。
具体的，所述阀体21上嵌装有透明观察窗和光源入射窗；所述高速摄像系统4包括摄像机41和处理器42，摄像机41位于透明观察窗正下方，摄像机41与处理器42电性连接。
具体的，所述阀心22与阀套24在轴向相应位置沿周向均匀开设阀心槽口，阀套24上开设有阀套窗口；所述阀心槽口、阀套窗口的数量均为2个。
具体的，所述油箱34通过油管依次连接有滤清器33、可变节流阀32、交流阀2左下端进液口，可变节流阀32与交流阀2左下端进液口之间的油管上通过油管依次连接截止阀31、压力表35；所述油箱34通过油管连接有温度计37；所述油箱34通过油管依次连接有滤清器33、液压泵39、滤清器33、流量计38、交流阀2右下端进液口，流量计38与交流阀2右下端进液口之间的油管上通过油管连接有压力表35，流量计38与滤清器33之间的油管上通过油管连接有压力控制阀36，压力控制阀36通过油管与油箱34相连接，压力控制阀36为先导型比例控制压力阀。
具体的，所述油管为高压软管。
本发明一种交流阀的阀口气穴观测试验系统的工作过程，结合附图进行说明。
交流阀2的流场可视化实验观测模型及实验台设计方案。阀心槽口数与阀套窗口数均为2个，阀心22和阀套24使用透明有机玻璃，阀体21上开透明观察窗和光源入射窗口，以观测内部流场及气穴状态。气穴观测实验在流场可视化观测平台上完成，实验系统如附图1所示，实验时交流阀上端的A口接到蓄能器上。
考虑到液压油内的杂质会形成核子，导致气穴现象发生的不稳定性，系统采用高低精度过滤器循环过滤的方法，最高过滤精度为20μm。模型阀出口阀腔开设有两个窗口用于显示气穴流动，在进出口尽量靠近阀腔的位置设有压力传感器用于测量阀口前后的流体压力波动。高压软管及滤波器可以对油液流动时的脉动进行衰减，实验台操作部分主要采用高速观测方法获取阀口内部气穴形态信息。
流场观测采集以及后处理：改变交流阀阀心转速，调整高速摄像机拍摄频率，使之与阀心转动频率相同，以便获得清晰稳定的图像。分析不同的流动参数、结构参数下阀口流场变化状况。
实验与仿真结果对比分析：应用Fluent软件滑移网格和动网格技术构建交变阀口的三维瞬态流动模型，分析交变阀口附近压力场、速度场的变化特性，对任一个阀口开闭周期内，分析阀心转动频率、阀口开闭合速度与压力参数、气穴状态等的变化关系，仿真结果与实验所获得的图像处理结果对比，反复实验以获取最佳结构参数信息。
本发明能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：包括信号采集系统(1)、交流阀(2)、泵站系统(3)和高速摄像系统(4)，所述交流阀(2)上端连接有信号采集系统(1)，交流阀(2)通过油管连接有泵站系统(3)，交流阀(2)下端设有高速摄像系统(4)，信号采集系统(1)与高速摄像系统(4)电性连接；所述信号采集系统(1)包括示波器(11)、显示屏(12)、压力传感器(13)；所述交流阀(2)包括阀体(21)、阀心(22)、左定位环(23)、阀套(24)和右定位环(25)；所述泵站系统(3)包括截止阀(31)、可变节流阀(32)、滤清器(33)、油箱(34)、压力表(35)、压力控制阀(36)、温度计(37)、流量计(38)、液压泵(39)和电动机(310)。
2.如权利要求1所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述交流阀(2)上端连接有压力传感器(13)，压力传感器(13)与示波器(11)、显示屏(12)电性连接，所述示波器(11)为多通道记忆示波器。
3.如权利要求1所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述阀体(21)内部横向设有阀心(22)，阀体(21)内部左右两端分别设有左定位环(23)、右定位环(25)；所述阀心(22)外部配合有阀套(24)，阀套(24)外部配合于阀体(21)的内壁面。
4.如权利要求1所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述阀体(21)上嵌装有透明观察窗和光源入射窗；所述高速摄像系统(4)包括摄像机(41)和处理器(42)，摄像机(41)位于透明观察窗正下方，摄像机(41)与处理器(42)电性连接。
5.如权利要求1所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述阀心(22)与阀套(24)在轴向相应位置沿周向均匀开设阀心槽口，阀套(24)上开设有阀套窗口；所述阀心槽口、阀套窗口的数量均为2个。
6.如权利要求1所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述油箱(34)通过油管依次连接有滤清器(33)、可变节流阀(32)，所述交流阀(2)左下端进液口，可变节流阀(32)与交流阀(2)左下端进液口之间的油管上通过油管依次连接截止阀(31)、压力表(35)；所述油箱(34)通过油管连接有温度计(37)；所述油箱(34)通过油管依次连接有滤清器(33)、液压泵(39)、滤清器(33)、流量计(38)、交流阀(2)右下端进液口，流量计(38)与交流阀(2)右下端进液口之间的油管上通过油管连接有压力表(35)，流量计(38)与滤清器(33)之间的油管上通过油管连接有压力控制阀(36)，压力控制阀(36)通过油管与油箱(34)相连接，所述压力控制阀(36)为先导型比例控制压力阀。
7.如权利要求1所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述油管为高压软管。
8.如权利要求1或5所述的一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，其特征在于：所述阀心槽口数与阀套窗口数均为2个，阀心和阀套使用透明有机玻璃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910360981.3A CN110160774A (zh) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | 一种交流阀的阀口气穴观测试验系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910360981.3A CN110160774A (zh) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | 一种交流阀的阀口气穴观测试验系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110160774A true CN110160774A (zh) | 2019-08-23 |
Family
ID=67633057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910360981.3A Withdrawn CN110160774A (zh) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | 一种交流阀的阀口气穴观测试验系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110160774A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110953220A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-03 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种控制阀油孔测试装置及方法 |
-
2019
- 2019-04-30 CN CN201910360981.3A patent/CN110160774A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110953220A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-03 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种控制阀油孔测试装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pan et al. | Flow field simulation and a flow model of servo-valve spool valve orifice | |
| CN103528789B (zh) | 二维平面射流减阻测试装置 | |
| CN206410978U (zh) | 一种致密岩石气相相对渗透率测量装置 | |
| CN104265266B (zh) | 水平井控水完井方式评价实验装置 | |
| WO2020233457A1 (zh) | 一种阀门耦合振动测试装置及测试方法 | |
| CN204302156U (zh) | 一种测量低渗透岩样渗透率和孔隙度的实验装置 | |
| CN207298000U (zh) | 平衡阀 | |
| CN103743542A (zh) | 评估多孔仿生射流表面减阻效果的试验装置及方法 | |
| CN104390762A (zh) | 用于流体机械流场精细化测量的实验装置 | |
| CN110162864A (zh) | 低扬程双向运行泵站系统稳定性预测方法 | |
| Liu et al. | Metrological performance investigation of swirl flowmeter affected by vortex inflow | |
| CN110160774A (zh) | 一种交流阀的阀口气穴观测试验系统 | |
| CN109442226A (zh) | 模拟液烃管道泄漏的装置及利用该装置测算泄漏量的方法 | |
| Nedeljkovic et al. | Virtual instruments and experiments in engineering education lab setup with hydraulic pump | |
| Chen et al. | Study on cavitation phenomenon of twin-tube hydraulic shock absorber based on CFD | |
| CN203981385U (zh) | 用于针对调流控水筛管进行模拟试验的装置 | |
| CN103743541B (zh) | 评估仿生非光滑表面减阻效果的试验装置及方法 | |
| CN203732405U (zh) | 岩石渗透率测试装置 | |
| Min et al. | Discharge coefficient of pilot poppet valve at low Reynolds number | |
| Ren et al. | Speed dependence of integrated drag reduction in turbulent flow with polymer injection | |
| Chen et al. | Performance studies on cavitation-resistance turbine flow sensor based on experiment and CFD simulation | |
| CN204126638U (zh) | 水平井控水完井方式评价实验装置 | |
| CN109030300A (zh) | 一种井筒与管道小粒径砂沉积实验装置及方法 | |
| CN208672484U (zh) | 一种井筒与管道小粒径砂沉积实验装置 | |
| CN103115850A (zh) | 分散体系在高温高压条件下的流动阻力测试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190823 |