CN113653840B - 减压阀自动辅助调试装置、操作方法及减压阀装置 - Google Patents

减压阀自动辅助调试装置、操作方法及减压阀装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种减压阀自动辅助调试装置、操作方法及减压阀装置，包括：支架、电机、减速器、电动缸、顶杆和弹簧套；所述电机安装所述减速器一端，所述减速器另一端安装所述电动缸一端，所述电动缸另一端安装在所述支架上；所述电动缸另一端安装所述顶杆一端，所述顶杆另一端安装所述弹簧套；所述电机电连接控制程序。本发明利用电动缸将旋转运动转变为直线运动，避免减压阀主弹簧端面与弹簧套的端面摩擦，使减压阀主弹簧在工作中不存在扭力，提高减压阀主弹簧工作过程中的稳定性。

Description

减压阀自动辅助调试装置、操作方法及减压阀装置
技术领域
本发明涉及减压阀装置领域，具体地，涉及减压阀自动辅助调试装置、操作方法及减压阀装置。
背景技术
航天器工作过程中，挤压式推进系统主要依靠减压阀出口的气体挤压贮箱液体为发动机提供入口压力。减压阀的出口压力精度直接影响发动机的推力精度。减压阀在大部分推进系统中属单点故障，减压阀的可靠性直接决定了整个推进系统的可靠性。
目前，公知的减压阀调试过程，主要通过弹簧套压缩减压阀主弹簧，调节减压阀的出口压力，额定流量下的出口压力满足技术条件要求。
调试过程中，需要通过扳手或手动旋转弹簧套，边旋转边前进，旋套做螺旋直线前进运动。主弹簧旋紧的过程可能带来以下问题：
1、弹簧端面受到弹簧套的端面摩擦力，导致弹簧扭；
2、弹簧周围部件在弹簧套旋转时，与减压阀壳体接触摩擦，形成摩擦痕迹，引入额外的摩擦阻力；
3、弹簧套采用手动调节，手动旋转的分辨率不高，无法精确调节出口压力；
4、测试过程中人员需经常往返调试间和测试间，调试间手动旋紧或旋松弹簧，测试间加气测试出口压力等，效率不高；
5、无法测试每一个主弹簧实际加载的主弹簧力。
因此急需研制一种减压阀自动辅助调试装置，以提高减压阀的调试效率、调试精度和提升减压阀的可靠性。
专利文献CN107965596B涉及一种减压阀，能够防止由释放阀组装时的超声波熔敷产生的振动的影响而确保控制性，并且能够实现组装作业性的提高。减压阀具备阀主体、阀杆、感压随动部件及释放阀。释放阀具有：释放阀口；第一收纳孔，与该释放阀口连通且收纳球形阀芯和闭阀弹簧；及第二收纳孔，由圆筒状部件的贯通孔形成，并且该第二收纳孔的一端与第一收纳孔连通且另一端朝向二次侧流出口开口。圆筒状部件用超声波熔敷固定于阀主体的安装孔。在第二收纳孔的二次侧流出口侧的内壁面设有突起部。在弹簧支承盖的右侧大径部的外周设有与突起部卡合的卡合凹坑。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种减压阀自动辅助调试装置、操作方法及减压阀装置。
根据本发明提供的一种减压阀自动辅助调试装置，包括：支架、电机、减速器、电动缸、顶杆和弹簧套；
所述电机安装所述减速器一端，所述减速器另一端安装所述电动缸一端，所述电动缸另一端安装在所述支架上；
所述电动缸另一端安装所述顶杆一端，所述顶杆另一端安装所述弹簧套；
所述电机电连接控制程序。
优选地，所述支架底部设置底座，所述底座一侧竖直安装多根支撑柱，多根所述支撑柱之间安装水平板，所述水平板平行于所述底座。
优选地，所述底座朝向所述水平板一侧安装减压阀，所述减压阀一侧连通进口管路一端，所述减压阀另一侧连通出口管路一端；
所述进口管路另一端连通高压气瓶，所述出口管路另一端安装压力传感器。
优选地，所述水平板背向所述底座一侧安装所述电动缸；
所述水平板朝向所述底座一侧安装所述顶杆和力传感器，所述力传感器一侧连接所述电动缸，所述力传感器另一侧连接所述顶杆；
优选地，所述减压阀朝向所述水平板一侧螺纹安装弹簧套，所述弹簧套和所述减压阀之间设置减压阀主弹簧；
所述减压阀主弹簧和所述弹簧套顶端内壁之间设置弹簧垫，所述弹簧套顶端设置通孔，所述通孔直径小于所述弹簧垫直径；
所述顶杆朝向所述底座一端延伸并通过所述通孔，所述顶杆顶压所述弹簧垫并通过所述弹簧垫压缩所述减压阀主弹簧。
优选地，所述电机通过所述减速器传动连接所述电动缸，所述顶杆通过所述电动缸沿竖直方向移动。
优选地，所述力传感器和所述压力传感器连接所述控制程序并反馈信号给所述控制程序；
所述电机通过所述控制程序控制正反转。
优选地，当所述顶杆通过所述弹簧垫压缩所述减压阀主弹簧直至所述压力传感器达到目标值，所述弹簧套通过螺纹旋转并压缩所述弹簧垫和所述减压阀主弹簧直至所述力传感器数值为0。
本发明还提供一种所述减压阀自动辅助调试装置的操作方法，包括以下步骤：
步骤S1，安装好装置后，所述压力传感器和所述力传感器连接所述控制程序，所述控制程序根据设定所述减压阀出口处压力调节所述电机转动，所述顶杆沿竖直方向移动并调整所述减压阀主弹簧压缩量，所述减压阀出口处压力通过所述减压阀主弹簧调节至目标值；
步骤S2，所述控制程序根据所述压力传感器反馈数据达到目标值时控制所述电机停止转动；
步骤S3，旋转所述弹簧套，直至所述力传感器反馈所述控制程序数据至零时，停止旋转所述弹簧套，所述减压阀完成调试。
本发明还提供一种减压阀装置，所述减压阀装置使用所述减压阀自动辅助调试装置；
优选地，所述减压阀主弹簧通过所述顶杆沿竖直方向移动。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明利用电动缸将旋转运动转变为直线运动，避免减压阀主弹簧端面与弹簧套的端面摩擦，使减压阀主弹簧在工作中不存在扭力，提高减压阀主弹簧工作过程中的稳定性；
2、本发明避免减压阀主弹簧在弹簧套旋转过程中与减压阀壳体接触摩擦，形成摩擦痕迹，引入额外的摩擦阻力，提高减压阀出口压力的稳定性；
3、本发明利用压力传感器的出口压力，通过电机控制减压阀主弹簧的调节精度，提高减压阀出口处压力调试的一致性和准确性。
4、本发明利用压力传感器和电机的自动反馈调节，实现减压阀出口处压力的自动调节，提高了调试效率。
5、本发明利用力传感器测得减压阀主弹簧弹力，增加了产品数据的可靠性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为减压阀自动辅助调试装置结构示意图；
图2为减压阀调试前局部结构示意图；
图3为减压阀调试中局部结构示意图。
图中所示：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种减压阀自动辅助调试装置，包括：支架1、电机2、减速器3、电动缸4、顶杆6和弹簧套7；电机2安装减速器3一端，减速器3另一端安装电动缸4一端，电动缸4另一端安装在支架1上，电动缸4另一端安装顶杆6一端，顶杆6另一端安装弹簧套7，电机2电连接控制程序。支架1底部设置底座，底座一侧竖直安装多根支撑柱，多根支撑柱之间安装水平板，水平板平行于底座。底座朝向水平板一侧安装减压阀9，减压阀9一侧连通进口管路一端，减压阀9另一侧连通出口管路一端，进口管路另一端连通高压气瓶，出口管路另一端安装压力传感器8。水平板背向底座一侧安装电动缸4，水平板朝向底座一侧安装顶杆6和力传感器5，力传感器5一侧连接电动缸4，力传感器5另一侧连接顶杆6，减压阀9朝向水平板一侧螺纹安装弹簧套7，弹簧套7和减压阀9之间设置减压阀主弹簧11，减压阀主弹簧11和弹簧套7顶端内壁之间设置弹簧垫10，弹簧套7顶端设置通孔，通孔直径小于弹簧垫10直径，顶杆6朝向底座一端延伸并通过通孔，顶杆6顶压弹簧垫10并通过弹簧垫10压缩减压阀主弹簧11。
电机2通过减速器3传动连接电动缸4，顶杆6通过电动缸4沿竖直方向移动，力传感器5和压力传感器8连接控制程序并反馈信号给控制程序，电机2通过控制程序控制正反转，当顶杆6通过弹簧垫10压缩减压阀主弹簧11直至压力传感器8达到目标值，弹簧套7通过螺纹旋转并压缩弹簧垫10和减压阀主弹簧11直至力传感器5数值为0，本发明可用于减压阀装置。
一种减压阀自动辅助调试装置的操作方法，包括以下步骤：
步骤S1，安装好装置后，压力传感器8和力传感器5连接控制程序，控制程序根据设定减压阀9出口处压力调节电机2转动，顶杆6沿竖直方向移动并调整减压阀主弹簧11压缩量，减压阀9出口处压力通过减压阀主弹簧11调节至目标值；步骤S2，控制程序根据压力传感器8反馈数据达到目标值时控制电机2停止转动；步骤S3，旋转弹簧套7，直至力传感器5反馈控制程序数据至零时，停止旋转弹簧套7，减压阀9完成调试。
实施例2
实施例2作为实施例的优选例。
如图1所示，一种减压阀自动辅助调试装置，包括：支架1、电机2、减速器3、电动缸4、力传感器5、顶杆6、弹簧套7和压力传感器8组成，电机2与减速器3相连，减速器3与电动缸4连接，电动缸4与力传感器5连接，电动缸4安装在支架1上，顶杆6与力传感器5连接，压力传感器8与减压阀出口处连接。电机2的转动通过减速器3输出到电动缸4，再通过力传感器5并推动顶杆6进行直线运动。压力传感器8测试减压阀9的出口压力，通过控制程序控制电机2正转或反转，推动或收缩顶杆6，调整减压阀主弹簧11压缩量，最终调整减压阀9的出口压力。减压阀9出口压力调整完毕后，通过旋转弹簧套7，在力传感器5为零时，停止旋转弹簧套7。在调整减压阀9出口压力时，同时记录压力传感器8和力传感器5的数据。
下面，对本发明的工作过程进行描述。
根据减压阀出口处压力传感器8的数值与目标值的差值，控制程序驱动电机2进行正转或反转，电机2的高转速、低力矩通过减速器3转化成低转速、大力矩的输出，减速器3驱动电动缸4进行直线伸出或回缩运动，电动4缸通过力传感器5记录实时调节过程中的弹簧力，电动缸4带动顶杆6通过直线运动压缩减压阀主弹簧11并调整减压阀9出口处压力达到目标值。
本发明是应用于航天推进系统中直接加载弹簧的减压阀9出口处压力精确调节，减压阀9接入到自动辅助调试装置中，入口接高压气瓶，出口接压力传感器8；顶杆6顶在减压阀主弹簧11上，依靠控制程序采集减压阀9出口处压力，并控制电机2转动，进而控制电动缸4的伸出与回缩，达到精确控制减压阀主弹簧11弹力，最终精确调节减压阀9的出口压力。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种减压阀自动辅助调试装置，其特征在于，包括：支架(1)、电机(2)、减速器(3)、电动缸(4)、顶杆(6)和弹簧套(7)；
所述电机(2)安装所述减速器(3)一端，所述减速器(3)另一端安装所述电动缸(4)一端，所述电动缸(4)另一端安装在所述支架(1)上；
所述电动缸(4)另一端安装所述顶杆(6)一端，所述顶杆(6)另一端安装所述弹簧套(7)；
所述电机(2)电连接控制程序；
所述支架(1)底部设置底座，所述底座一侧竖直安装多根支撑柱，多根所述支撑柱之间安装水平板，所述水平板平行于所述底座；
所述底座朝向所述水平板一侧安装减压阀(9)，所述减压阀(9)一侧连通进口管路一端，所述减压阀(9)另一侧连通出口管路一端；
所述进口管路另一端连通高压气瓶，所述出口管路另一端安装压力传感器(8)；
所述水平板背向所述底座一侧安装所述电动缸(4)；
所述水平板朝向所述底座一侧安装所述顶杆(6)和力传感器(5)，所述力传感器(5)一侧连接所述电动缸(4)，所述力传感器(5)另一侧连接所述顶杆(6)；
所述减压阀(9)朝向所述水平板一侧螺纹安装弹簧套(7)，所述弹簧套(7)和所述减压阀(9)之间设置减压阀主弹簧(11)；
所述减压阀主弹簧(11)和所述弹簧套(7)顶端内壁之间设置弹簧垫(10)，所述弹簧套(7)顶端设置通孔，所述通孔直径小于所述弹簧垫(10)直径；
所述顶杆(6)朝向所述底座一端延伸并通过所述通孔，所述顶杆(6)顶压所述弹簧垫(10)并通过所述弹簧垫(10)压缩所述减压阀主弹簧(11)；
所述电机(2)通过所述减速器(3)传动连接所述电动缸(4)，所述顶杆(6)通过所述电动缸(4)沿竖直方向移动；
所述力传感器(5)和所述压力传感器(8)连接所述控制程序并反馈信号给所述控制程序；
所述电机(2)通过所述控制程序控制正反转；
当所述顶杆(6)通过所述弹簧垫(10)压缩所述减压阀主弹簧(11)直至所述压力传感器(8)达到目标值，所述弹簧套(7)通过螺纹旋转并压缩所述弹簧垫(10)和所述减压阀主弹簧(11)直至所述力传感器(5)数值为0。
2.一种权利要求1所述减压阀自动辅助调试装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，安装好装置后，所述压力传感器(8)和所述力传感器(5)连接所述控制程序，所述控制程序根据设定所述减压阀(9)出口处压力值调节所述电机(2)转动，所述顶杆(6)沿竖直方向移动并调整所述减压阀主弹簧(11)压缩量，所述减压阀(9)出口处压力通过所述减压阀主弹簧(11)调节至目标值；
步骤S2，所述控制程序根据所述压力传感器(8)反馈数据达到目标值时控制所述电机(2)停止转动；
步骤S3，旋转所述弹簧套(7)，直至所述力传感器(5)反馈所述控制程序数据至零时，停止旋转所述弹簧套(7)，所述减压阀(9)完成调试。
3.一种减压阀装置，其特征在于：所述减压阀使用权利要求1所述减压阀自动辅助调试装置。
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