CN110259762B - 一种超重力环境下行程调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种超重力环境下行程调节方法及装置，其特征是所述的方法是使超重力状态下的驱动块与安装在超重力驱动装置上的超重力液压缸的活塞杆相连，该超重力液压缸受控于常规重力液压装置，通过控制超重力液压缸有杆腔与无杆腔的压力差实现活塞杆行程的调节，进而调节驱动块的行程并最终实现材料箱中活动推板行程的调节。本发明方法简单可靠易行，控制准确。

Description

一种超重力环境下行程调节方法及装置
技术领域
本发明涉及一种超重力技术，尤其是一种超重力状态下行程调节技术，具体地说是一种利用液压技术实现的超重力环境下行程调节方法及装置。
背景技术
所谓超重力指的是在比地球重力加速度(9.8m/s2)大得多的环境下物质所受到的力。研究超重力环境下的物理和化学变化过程的科学称为超重力科学，利用超重力科学原理而创制的应用技术称为超重力技术。在地球上，实现超重力环境的简便方法是通过旋转产生离心力而模拟实现。这样旋转设备被称为超重力机，又称为旋转填充床。当超重力机用于气液多相过程时，气相为连续相的气液逆流接触，又称逆流旋转填充床，其基本结构主要由转子、液体分布器和外壳组成。转子为核心部件，主要作用是固定和带动填料旋转，以实现良好的气液接触。超重力设备的工作原理如下：气相经气体进口管引入超重力机外腔，在气体压力的作用下由转子外缘处进入填料。液体由液体进口管引入转子内腔，在转子内填料的作用下，周向速度增加，所产生的离心力将其推向转子外缘。在此过程中，液体被填料分散、破碎形成极大的、不断更新的微元，曲折的流道进一步加剧了界面的更新。液体在高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的情况下与气体以极大的相对速度逆向接触，极大地强化了传质过程。而后，液体被转子甩到外壳汇集后经液体出口管离开超重力机，气体自转子中心离开转子，由气体出口管引出，完成整个传质和/或反应过程。在超重力环境下，为了实现实验目的，通常需要控制移动块的行程来实现不同的实验目的，但现有的行程控制大多采用胶囊式结构（又称热水袋结构）来控制滑块行程，而这种方式无法准确控制滑块行程，尤其是在实验过程中无法调节行程大小，严重影响实验的准确性，也导致实验成本的增加和可重复性差。必须加以必进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的超重力环境下行程控制不便且不可调节的问题，发明一种超重力环境下行程调节方法及装置。
本发明的技术方案之一是：
一种超重力环境下行程调节方法，其特征是使超重力状态下的驱动块与安装在超重力驱动装置上的超重力液压缸的活塞杆相连，该超重力液压缸受控于常规重力液压装置，通过控制超重力液压缸有杆腔与无杆腔的压力差实现活塞杆行程的调节，进而调节驱动块的行程并最终实现材料箱中活动推板行程的调节。
所述的常规重力液压装置的常规液压缸的有杆腔与超重力液压缸的有杆腔相连通，常规液压缸的无杆腔与超重力液压缸的无杆腔相连通，在超重力装置上设有滑动接头，该滑动接头用于连通常规重力液压缸和超重力液压缸的油路。
所述的活动推板包括推拉两种驱动结构。
本发明的技术方案之二是：
一种超重力环境下行程调节装置，它包括安装在超重力旋转装置吊篮上的材料箱1，材料箱1上安装有推板导轨7，推板导轨7上安装有推板滑块8，推板滑块8固定连接有活动推板2，活动推板2插入材料箱1中，其特征是所述的活动推板2的斜侧面上固定安装有驱动导轨3，驱动导轨3安装有驱动滑块4，驱动滑块4与驱动块5固定相连，驱动块5与超重力液压缸6的活塞杆相连，超重力液压缸6的有杆腔和无杆腔通过管路与超重力旋转装置上对应的滑环相连通，所述的滑环再通过相应的管路与常规重力液压缸9的有杆腔和无杆腔相连通，控制常规重力液压缸9的活塞杆行程即可控制超重力液压缸6的行程，进而控制活动推板2在材料箱1中的行程。
所述的超重力液压缸6的数量为二个，它们对称安装在驱动块5的两侧，驱动块5的两端分别与二个超重力液压缸6的活塞杆相连。
所述的活动推板2的斜侧面与水平面的夹角小于90度时构成拉挤结构，夹角大于90度时为构成推挤结构。
所述的材料箱1的一面设有透明窗10。
本发明的有益效果：
本发明采用了液压原理。通常情况下，液体具有不被压缩性（特别高温高压的情况除外）。利用液体的不被压缩性，通过控制常规重力区油缸内C,D区域的体积，间接的控制超重力区油缸A,B区域的体积，实现对活塞杆位置的精确控制。
由于超重力区G值的不同，油缸内压力也不同，在设计时G值区间、驱动块质量、位置空间、油缸直径、油缸耐压值等几个相互制约的因素，协调好关系，就可以设计出适合自己的液压缓冲驱动系统。
控制高G值情况下，驱动块的运动方向，就需要先平衡高G值情况下驱动块的重力，然后控制油缸内滑块的运动方向即可。同理，通过控制活塞的运动速度，就可以控制驱动块的速度。通过精确的控制活塞的位置，就可以精确的控制驱动块的位置。通过将驱动块与需要控制的物体或机构进行连接，依靠驱动块提供的动力，可以实现被连接物体的各种运动方式。可以包括位移、旋转、摆动等等各种运动。
1.本发明可以满足高G值情况下，对驱动力的控制。
2.本发明可以满足高G值情况下，对运动方向和运动速度的控制。
3.本发明可以满足高G值情况下，物体位置的高精度控制。
附图说明
图1是发明的工作原理示意图。
图2是本发明的行程调节结构示意图之一。
图3是本发明的行程调节结构示意图之二。
图4是图3的俯视结构示意图。
图5是图3的立体结构示意图。
图中：11为超重力液压缸活塞杆，12为常规重力液压缸驱动系统，13为常规重力液压缸活塞杆，14、15为连通常规重力区液压缸与超重力区液压缸之间的接油管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图1所示。
一种超重力环境下行程调节方法，首先是使超重力状态下的驱动块5与安装在超重力驱动装置上的超重力液压缸6的活塞杆11相连，该超重力液压缸6受控于常规重力液压装置中的常规重力液压缸9，如图1所示，通过控制超重力液压缸6有杆腔与无杆腔的压力差实现活塞杆11行程的调节，进而调节驱动块5的行程并最终实现材料箱中活动推板行程的调节，所述的常规重力液压装置的常规液压缸的有杆腔与超重力液压缸的有杆腔相连通，常规液压缸的无杆腔与超重力液压缸的无杆腔相连通，在超重力装置上设有滑动接头，该滑动接头用于连通常规重力液压缸和超重力液压缸的油路，滑动接头安装超重力旋转装置的旋转轴上，该旋转轴上通常设有气相和液压旋转接头，以方便将气、液引入吊篮中的实验器械中。常规重力液压装置受控于常规重力液压缸驱动系统12，常规重力液压缸驱动系统12的控制可根据实验需要采用现有技术自行设计。此外，根据活动推板斜面的倾斜方向的不同，可实现推或拉两种驱动方式，以满足不同的实验需要。
实施例二。
如图2所示。
一种超重力环境下行程调节装置，它包括安装在超重力旋转装置吊篮上的材料箱1，材料箱1的一面设有观察用的透明窗10。材料箱1上安装有推板导轨7，推板导轨7上安装有推板滑块8，推板滑块8固定连接有活动推板2，活动推板2插入材料箱1中，所述的活动推板2的斜侧面上固定安装有驱动导轨3，驱动导轨3安装有驱动滑块4，驱动滑块4与驱动块5固定相连，驱动块5与超重力液压缸6的活塞杆相连，超重力液压缸6的有杆腔和无杆腔通过管路与超重力旋转装置上对应的滑环相连通，所述的滑环再通过相应的管路与常规重力液压缸9的有杆腔和无杆腔相连通，控制常规重力液压缸9的活塞杆行程即可控制超重力液压缸6的行程，进而控制活动推板2在材料箱1中的行程。所述的超重力液压缸6的数量为二个，它们对称安装在驱动块5的两侧，驱动块5的两端分别与二个超重力液压缸6的活塞杆相连。所述的活动推板2的斜侧面与水平面的夹角小于90度（图中为60度）并构成拉挤结构。
实施例三。
如图3-5所示。
一种超重力环境下行程调节装置，其立体结构如图5所示，它包括安装在超重力旋转装置吊篮上的材料箱1，材料箱1的一面设有观察用的透明窗10（图4）。材料箱1上安装有推板导轨7，推板导轨7上安装有推板滑块8，推板滑块8固定连接有活动推板2，活动推板2插入材料箱1中，所述的活动推板2的斜侧面上固定安装有驱动导轨3，该斜侧面与水平面的夹角大于90度（图中为135度）驱动导轨3安装有驱动滑块4，驱动滑块4与驱动块5固定相连，驱动块5的两端分别与两个超重力液压缸6的两个活塞杆相连，如图3所示，超重力液压缸6的有杆腔和无杆腔通过管路与超重力旋转装置上对应的滑环相连通，所述的滑环再通过相应的管路与常规重力液压缸9的有杆腔和无杆腔相连通（如图1），控制常规重力液压缸9的活塞杆行程即可控制超重力液压缸6的行程，进而控制活动推板2在材料箱1中的行程。所述的超重力液压缸6的数量为二个，它们对称安装在驱动块5的两侧，驱动块5的两端分别与二个超重力液压缸6的活塞杆相连。本实施例的常规液压控制装置的驱动系统可采用常规液压技术加以实现，只需根据实验需要进行常规设计即可，常规液压油进入旋转状态的超重力装置的滑动接头也可直接从市场购置或参照相关手册自行设计制造。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种超重力环境下行程调节方法，其特征是使超重力状态下的驱动块与安装在超重力驱动装置上的超重力液压缸的活塞杆相连，该超重力液压缸受控于常规重力液压装置，通过控制超重力液压缸有杆腔与无杆腔的压力差实现活塞杆行程的调节，进而调节驱动块的行程并最终实现材料箱中活动推板行程的调节；所述的常规重力液压装置的常规重力液压缸的有杆腔与超重力液压缸的有杆腔相连通，常规重力液压缸的无杆腔与超重力液压缸的无杆腔相连通，在超重力装置上设有滑动接头，该滑动接头用于连通常规重力液压缸和超重力液压缸的油路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的活动推板包括推拉两种驱动结构。
3.一种超重力环境下行程调节装置，它包括安装在超重力旋转装置吊篮上的材料箱（1），材料箱（1）上安装有推板导轨（7），推板导轨（7）上安装有推板滑块（8），推板滑块（8）固定连接有活动推板（2），活动推板（2）插入材料箱（1）中，其特征是所述的活动推板（2）的斜侧面上固定安装有驱动导轨（3），驱动导轨（3）安装有驱动滑块（4），驱动滑块（4）与驱动块（5）固定相连，驱动块（5）与超重力液压缸（6）的活塞杆相连，超重力液压缸（6）的有杆腔和无杆腔通过管路与超重力旋转装置上对应的滑环相连通，所述的滑环再通过相应的管路与常规重力液压缸（9）的有杆腔和无杆腔相连通，控制常规重力液压缸（9）的活塞杆行程即可控制超重力液压缸（6）的行程，进而控制活动推板（2）在材料箱（1）中的行程。
4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征是所述的超重力液压缸（6）的数量为二个，它们对称安装在驱动块（5）的两侧，驱动块（5）的两端分别与二个超重力液压缸（6）的活塞杆相连。
5.根据权利要求3所述的调节装置，其特征是所述的活动推板（2）的斜侧面与水平面的夹角小于90度时构成拉挤结构，夹角大于90度时为构成推挤结构。
6.根据权利要求3所述的调节装置，其特征是所述的材料箱（1）的一面设有透明窗（10）。
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