CN113513615A - 一种气动式多功能压力扫描阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气动式多功能压力扫描阀，包括阀梭、阀体和动力组件，阀梭通过动力组件在阀体内做直线滑动，阀梭内设置有中间管路a和中间管路b，阀体内均设置有校准气源管路、被测气源管路和压力传感器测压端管路；阀梭在动力组件的作用下到达阀位一，校准气源管路和压力传感器测压端管路通过中间管路a连通；阀梭在动力组件的作用下到达阀位二，被测气源管路和压力传感器测压端管路通过中间管路b连通。该压力扫描阀可以简单快速的切换工作模式，不需要繁琐的切换控制系统和各种阀门，更有利于对该压力扫描阀的小型化设计。

Description

一种气动式多功能压力扫描阀
技术领域
本发明涉及一种气动式多功能压力扫描阀，属于压力扫描阀领域。
背景技术
压力扫描阀是一套集电子、精密机械于一体的高集成化、高模块化、高准确度的压力采集测量装置，包括校准气路、吹扫气路、清零气路和测量气路。
在航空发动机试验、风洞试验等领域，压力都是重要的测量参数，其具有测量点数多，测量精度要求高、量程宽、试验状态多、运行时间长等特点，压力扫描阀技术已成为多点压力测量的主流。
目前的压力扫描阀设置有多个阀门，通过逻辑电路对多个阀门的启闭进行控制，实现对工作模式的切换，该设置方式需要设置逻辑电路和多个阀门，需要占用较大空间，不利于该压力扫描阀的小型化，且制造和维修成本更高。
发明内容
本发明为了解决上述问题提供了一种气动式多功能压力扫描阀，目的在于：该压力扫描阀可以简单快速的切换工作模式，不需要繁琐的切换控制系统和各种阀门，更有利于对该压力扫描阀的小型化设计，制造和维修成本低。
本发明为实现上述目的提供了一种气动式多功能压力扫描阀，包括阀梭、阀体和动力组件，阀梭通过动力组件在阀体内做直线滑动，阀梭内设置有中间管路a和中间管路b，阀体内均设置有校准气源管路、被测气源管路和压力传感器测压端管路；阀梭在动力组件的作用下到达阀位一，校准气源管路和压力传感器测压端管路通过中间管路a连通；阀梭在动力组件的作用下到达阀位二，被测气源管路和压力传感器测压端管路通过中间管路b连通。
进一步的是，为了控制阀梭在阀体内的位置，所述动力组件包括气缸和活塞，阀体两端分别设置一个气缸，气缸内均设置活塞，气缸均设置通气口，通过控制通气口向气缸内的充排气，从而控制活塞推动阀梭。
进一步的是，为了实现对压力传感器做压力补偿，从而更精确的对校准气源压力进行测量，阀体内还设置有压力传感器背压端管路和校准参考气源管路，阀梭内还设置有中间管路c；阀梭在阀位一，校准参考气源管路和压力传感器背压端管路通过中间管路c连通。
进一步的是，为了实现对压力传感器做压力补偿，从而更精确的对被测气源压力进行测量，阀体内还设置有测量参考气源管路，阀梭内还设置有中间管路d；阀梭在阀位二，测量参考气源管路和压力传感器背压端管路通过中间管路d连通。
进一步的是，为了实现对被测气源管路的吹扫功能，阀体内还设置有吹扫气源管路，阀梭内还设置有中间管路e；阀梭在阀位一，吹扫气源管路和被测气源管路通过中间管路e连通。
进一步的是，为了实现多通道的压力测量，压力传感器测压端管路设置六个，被测气源管路设置六个。
进一步的是，为了实现多通道的压力测量不相互影响，中间管路b设置六个；阀梭在阀位二，每个中间管路b连通一个压力传感器测压端管路和一个被测气源管路。
进一步的是，为了使该压力扫描阀上的各管路不漏气，避免测量出现较大误差，阀体上的与阀梭接触部位的各路管路口设置密封件b，阀体内设置有限位密封件b在阀体上位置的限位凹槽。
进一步的是，为了既保证各管路的密封，又减小对密封件的磨损，密封件b包括弹性密封元和减摩密封元，弹性密封元和减摩密封元均为环形，弹性密封元设置在阀体的限位凹槽的内侧，减摩密封元设置在阀体的限位凹槽的外侧。
进一步的是，为了限制弹性密封元的活动匡量，避免弹性密封元变形造成的密封失效，减摩密封元向弹性密封元的外圈延伸并形成对弹性密封元外圈的半包裹。
进一步的是，为了使气缸和活塞之间不漏气，从而能够有效控制活塞的运动，气缸和活塞之间设置密封件a。
本发明的有益效果是：
1.该压力扫描阀不需要繁琐的切换控制系统和各种阀门，只需要简单的机械装置就可简单快速的切换工作模式，更有利于对该压力扫描阀的小型化设计，制造和维修成本更低，且使用寿命更长，该压力扫描阀不需要从试验台上拆下，就可实现对压力扫描阀的校准，满足试验台架根据现场大气压力设置零点的需求，在压力测试开始前或结束后吹除测压管内的异物、湿气等，避免该压力扫描阀从试验台架拆除、试验室检定、重新安装等造成的设备损伤，缩短测试准备周期，保证测试数据的准确性与稳定性。
2.所述动力组件包括气缸和活塞，阀体两端分别设置一个气缸，气缸内均设置活塞，气缸均设置通气口，通过控制通气口向气缸内的充排气，从而控制活塞推动阀梭，控制阀梭在阀体内的位置。
3.压力传感器测压端管路设置六个，被测气源管路设置六个，中间管路b设置六个，每个中间管路b连通一个压力传感器测压端管路和一个被测气源管路，实现多通道的压力测量且各通道的压力测量不相互影响。
4.阀体上的与阀梭接触部位的各路管路口设置密封件b，阀体内设置有限位密封件b在阀体上位置的限位凹槽，使该压力扫描阀上的各管路不漏气，避免测量出现较大误差。
附图说明
图1是本发明俯视图。
图2是本发明阀梭在阀位一状态时图1中A-A向剖视图。
图3是本发明阀梭在阀位一状态时图1中B-B向剖视图。
图4是本发明阀梭在阀位一状态时图1中C-C向剖视图。
图5是本发明阀梭在阀位一状态时图1中D-D向剖视图。
图6是本发明阀梭在阀位一状态时图1中E-E向剖视图。
图7是本发明阀梭在阀位一状态时图1中F-F向剖视图。
图8是本发明阀梭在阀位二状态时图1中A-A向剖视图。
图9是本发明阀梭在阀位二状态时图1中B-B向剖视图。
图10是本发明阀梭在阀位二状态时图1中C-C向剖视图。
图11是本发明阀梭在阀位二状态时图1中D-D向剖视图。
图12是本发明阀梭在阀位二状态时图1中E-E向剖视图。
图13是本发明阀梭在阀位二状态时图1中F-F向剖视图。
图14是本发明密封件b纵剖视图。
图中：1、阀梭；2、阀体；2-1、校准气源管路；2-2、校准参考气源管路；2-3、测量参考气源管路；2-4、压力传感器背压端管路；2-5、吹扫气源管路；2-6、压力传感器测压端管路；2-7、被测气源管路；3、气缸；3-1、通气口；4、活塞；5、弹性密封元；6、减摩密封元。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
如图1-14所示的一种气动式多功能压力扫描阀，包括阀梭1、阀体2和动力组件，阀梭1通过动力组件在阀体2内做直线滑动，阀梭1内设置有中间管路a和中间管路b，阀体2内均设置有校准气源管路2-1、被测气源管路2-7和压力传感器测压端管路2-6；阀梭1在动力组件的作用下到达阀位一，校准气源管路2-1和压力传感器测压端管路2-6通过中间管路a连通；阀梭1在动力组件的作用下到达阀位二，被测气源管路2-7和压力传感器测压端管路2-6通过中间管路b连通。
基于以上实施方式，所述动力组件包括气缸3和活塞4，阀体2两端分别设置一个气缸3，气缸3内均设置活塞4，气缸3均设置通气口3-1，通过控制通气口3-1向气缸3内的充排气，从而控制活塞4推动阀梭1。
基于以上实施方式，阀体2内还设置有压力传感器背压端管路2-4和校准参考气源管路2-2，阀梭1内还设置有中间管路c；阀梭1在阀位一，校准参考气源管路2-2和压力传感器背压端管路2-4通过中间管路c连通。
基于以上实施方式，阀体2内还设置有测量参考气源管路2-3，阀梭1内还设置有中间管路d；阀梭1在阀位二，测量参考气源管路2-3和压力传感器背压端管路2-4通过中间管路d连通。
基于以上实施方式，阀体2内还设置有吹扫气源管路2-5，阀梭1内还设置有中间管路e；阀梭1在阀位一，吹扫气源管路2-5和被测气源管路2-7通过中间管路e连通。
基于以上实施方式，压力传感器测压端管路2-6设置六个，被测气源管路2-7设置六个。
基于以上实施方式，中间管路b设置六个；阀梭1在阀位二，每个中间管路b连通一个压力传感器测压端管路2-6和一个被测气源管路2-7。
基于以上实施方式，阀体2上的与阀梭1接触部位的各路管路口设置密封件b，阀体2内设置有限位密封件b在阀体2上位置的限位凹槽。
基于以上实施方式，密封件b包括弹性密封元5和减摩密封元6，弹性密封元5和减摩密封元6均为环形，弹性密封元5设置在阀体2的限位凹槽的内侧，减摩密封元6设置在阀体2的限位凹槽的外侧。
基于以上实施方式，减摩密封元6向弹性密封元5的外圈延伸并形成对弹性密封元5外圈的半包裹。
基于以上实施方式，气缸3和活塞4之间设置密封件a。
该压力扫描阀的在线校准功能通过以下步骤实现：
步骤1：向阀体2左侧气缸3的通气口3-1通入控制气源，同时将阀体2右侧的气缸3的通气口3-1接入大气，活塞4向右移动并推动阀梭1至阀位一。
步骤2：校准气源管路2-1与压力传感器测压端管路2-6连通，校准参考气源管路2-2与压力传感器背压端管路2-4连通，压力传感器背压端管路2-4连接压力传感器背压端，压力传感器测压端管路2-6连接压力传感器测压端，将校准气源接入校准气源管路2-1，将校准参考气源接入校准参考气源管路2-2，开启校准气源、校准参考气源即可对压力传感器测压端管路2-6连接的压力传感器进行校准。
该压力扫描阀的吹扫功能通过以下步骤实现：
步骤1：向阀体2左侧的气缸3的通气口3-1通入控制气源，同时将阀体2右侧的气缸3的通气口3-1接入大气，活塞4向右移动并推动阀梭1至阀位一。
步骤2：吹扫气源管路2-5与被测气源管路2-7连通，将吹扫气源接入吹扫气源管路2-5，开启吹扫气源即可对被测气源管路2-7进行吹扫。
该压力扫描阀的检漏功能通过以下步骤实现：
步骤1：向阀体2左侧的气缸3的通气口3-1通入控制气源，同时将阀体2右侧的气缸3的通气口3-1接入大气，活塞4向右移动并推动阀梭1至阀位一。
步骤2：校准气源管路2-1与压力传感器测压端管路2-6连通，校准参考气源管路2-2与压力传感器背压端管路2-4连通，将校准气源接入校准气源管路2-1，将校准参考气源接入校准参考气源管路2-2，开启校准气源、校准参考气源直至压力传感器测压端管路2-6连接的压力传感器压力示值稳定。
步骤3：向阀体2右侧的气缸3的通气口3-1通入控制气源，同时将阀体2左侧的气缸3的通气口3-1接入大气，活塞4向左移动并推动阀梭1至阀位二。
步骤4：观察压力传感器的采集压力数据下降速率，判断测压气路是否存在漏气。
该压力扫描阀的快速清零功能通过以下步骤实现：
步骤1：向阀体2左侧的气缸3的通气口3-1通入控制气源，同时将阀体2右侧的气缸3的通气口3-1接入大气，活塞4向右移动并推动阀梭1至阀位一。
步骤2：校准气源管路2-1与压力传感器测压端管路2-6连通，校准参考气源管路2-2与压力传感器背压端管路2-4连通，压力传感器背压端管路2-4连接压力传感器背压端，压力传感器测压端管路2-6连接压力传感器测压端，将校准气源管路2-1接大气，将校准参考气源管路2-2接大气。
步骤3：完成压力零点设置。
该压力扫描阀的测量功能通过以下步骤实现：
步骤1：向阀体2右侧的气缸3的通气口3-1通入控制气源，同时将阀体2左侧的气缸3的通气口3-1接入大气，活塞4向左移动并推动阀梭1至阀位二。
步骤2：被测气源管路2-7与压力传感器测压端管路2-6连通，测量参考气源管路2-3与压力传感器背压端管路2-4连通，压力传感器背压端管路2-4连接压力传感器背压端，压力传感器测压端管路2-6连接压力传感器测压端，将被测压力气源接入相应的被测气源管路2-7，将测量参考气源接入测量参考气源管路2-3。
步骤3：对压力传感器的压力测值进行采集。
国外最新6通道压力扫描阀裸机体积仅为国内在用6通道压力扫描阀裸机体积的十分之一，本发明的压力扫描阀裸机体积与国外相当，可以作为国外同类进口产品的替代方案。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：包括阀梭(1)、阀体(2)和动力组件，阀梭(1)通过动力组件在阀体(2)内做直线滑动，阀梭(1)内设置有中间管路a和中间管路b，阀体(2)内均设置有校准气源管路(2-1)、被测气源管路(2-7)和压力传感器测压端管路(2-6)；阀梭(1)在动力组件的作用下到达阀位一，校准气源管路(2-1)和压力传感器测压端管路(2-6)通过中间管路a连通；阀梭(1)在动力组件的作用下到达阀位二，被测气源管路(2-7)和压力传感器测压端管路(2-6)通过中间管路b连通。
2.根据权利要求1所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：所述动力组件包括气缸(3)和活塞(4)，阀体(2)两端分别设置一个气缸(3)，气缸(3)内均设置活塞(4)，气缸(3)均设置通气口(3-1)，通过控制通气口(3-1)向气缸(3)内的充排气，从而控制活塞(4)推动阀梭(1)。
3.根据权利要求1所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：阀体(2)内还设置有压力传感器背压端管路(2-4)和校准参考气源管路(2-2)，阀梭(1)内还设置有中间管路c；阀梭(1)在阀位一，校准参考气源管路(2-2)和压力传感器背压端管路(2-4)通过中间管路c连通。
4.根据权利要求3所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：阀体(2)内还设置有测量参考气源管路(2-3)，阀梭(1)内还设置有中间管路d；阀梭(1)在阀位二，测量参考气源管路(2-3)和压力传感器背压端管路(2-4)通过中间管路d连通。
5.根据权利要求1所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：阀体(2)内还设置有吹扫气源管路(2-5)，阀梭(1)内还设置有中间管路e；阀梭(1)在阀位一，吹扫气源管路(2-5)和被测气源管路(2-7)通过中间管路e连通。
6.根据权利要求1所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：压力传感器测压端管路(2-6)设置六个，被测气源管路(2-7)设置六个。
7.根据权利要求6所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：中间管路b设置六个；阀梭(1)在阀位二，每个中间管路b连通一个压力传感器测压端管路(2-6)和一个被测气源管路(2-7)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：阀体(2)上的与阀梭(1)接触部位的各路管路口设置密封件b，阀体(2)内设置有限位密封件b在阀体(2)上位置的限位凹槽。
9.根据权利要求8所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：密封件b包括弹性密封元(5)和减摩密封元(6)，弹性密封元(5)和减摩密封元(6)均为环形，弹性密封元(5)设置在阀体(2)的限位凹槽的内侧，减摩密封元(6)设置在阀体(2)的限位凹槽的外侧。
10.根据权利要求9所述的气动式多功能压力扫描阀，其特征在于：减摩密封元(6)向弹性密封元(5)的外圈延伸并形成对弹性密封元(5)外圈的半包裹。
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