CN115126622A - 一种精密可控恒流量活门 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种精密可控恒流量活门，包括壳体；所述壳体内通过柱塞壳体安装有柱塞，柱塞的后端连接有节流嘴；所述柱塞壳体的后端设有弹簧座，弹簧座与壳体之间设有后油滤，柱塞壳体的前端设有前油滤；所述柱塞壳体与柱塞之间存在调节窗口，调节窗口的开度h越大，流通面积越大；所述柱塞与壳体之间设有通流孔，通过增加通流孔的面积来保持流量的稳定范围。本发明控制涡扇发动机排气系统液压操纵系统冷却流量，防止操纵系统失效。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密可控恒流量活门，用于航空发动机可调喷管液压操作系统冷却流量控制。
背景技术
随着航空技术的发展，战斗机多样化的作战目标越来越受到重视。为了在不同工况下获得最大的推力，现代航空发动机通过改变喷口面积及喉道面积来调整所需气流量及涡轮与喷管部件膨胀比的分配比例，相应地，需要液压操纵系统产生改变喷管喉道、喷口面积所需的力。
液压操纵系统主要由作动筒组成，在机械调节收放时，液压操作系统容易因温度过高，而发生热疲劳、作动筒断裂等失效形式。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种精密可控恒流量活门，该精密可控恒流量活门能够不随进口压力变化，而得到相对恒定的出口流量，给定冷却燃油流量冷却液压操纵系统元件，防止高温部件热疲劳。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种精密可控恒流量活门，包括壳体；所述壳体内通过柱塞壳体安装有柱塞，柱塞的后端连接有节流嘴；所述柱塞壳体的后端设有弹簧座，弹簧座与壳体之间设有后油滤，柱塞壳体的前端设有前油滤；所述柱塞壳体与柱塞之间存在调节窗口，调节窗口的开度h越大，流通面积越大；所述柱塞与壳体之间设有通流孔，通过增加通流孔的面积来保持流量的稳定范围。
所述弹簧座与柱塞壳体之间设有止动环和调整垫圈。
所述柱塞与柱塞壳体之间设有弹簧。
所述柱塞壳体与壳体之间设有封严圈。
所述壳体的后端设有盖子。
通过改变调整垫圈的厚度、节流嘴的孔径大小、弹簧的弹簧系数以及通流孔的面积来改变出口流量范围。
本发明的有益效果在于：控制涡扇发动机排气系统液压操纵系统冷却流量，防止操纵系统失效。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明调节窗口的结构示意图；
图中：1-止动环，2-调整垫圈，3-弹簧座，4-弹簧，5-节流嘴，6-壳体，7-柱塞壳体，8-柱塞，9-前油滤，10-封严圈，11-后油滤，12-盖子。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
如图1和图2所示的一种精密可控恒流量活门，包括壳体6；所述壳体6内通过柱塞壳体7安装有柱塞8，柱塞8的后端连接有节流嘴5；所述柱塞壳体7的后端设有弹簧座3，弹簧座3与壳体6之间设有后油滤11，柱塞壳体7的前端设有前油滤9；所述柱塞壳体7与柱塞8之间存在调节窗口，调节窗口的开度h越大，流通面积越大；所述柱塞8与壳体6之间设有通流孔，通过增加通流孔的面积来保持流量的稳定范围。
所述弹簧座3与柱塞壳体7之间设有止动环1和调整垫圈2。
所述柱塞8与柱塞壳体7之间设有弹簧4。
所述柱塞壳体7与壳体6之间设有封严圈10。
所述壳体6的后端设有盖子12。
通过改变调整垫圈2的厚度、节流嘴5的孔径大小、弹簧4的弹簧系数以及通流孔的面积来改变出口流量范围。
实施例2
采用实施例1的方案，并且：
燃油在进口压力范围为2MPa～20MPa区间内，恒流量活门反压0.981MPa状态下，出口流量控制在37.5cm3/s±3.5cm3/s之间，此间压力变化，本发明能够自动调节流量到规定值。
实施例3
采用实施例1的方案，并且：
柱塞和柱塞壳体间存在调节窗口，如图2所示，h表示调节窗口开度，开度值越大，流通面积越大。
当燃油从右向左流动时，通过柱塞维持节流嘴上恒定的压降值ΔΔP23来保证流量不变。当进出口压差ΔP13过小时，节流嘴上的压差ΔP23下降，对应弹簧作用在柱塞上的力NT减小，柱塞向右移动，调节窗口处流通面积增加，此时柱塞腔中的压力P2增大，燃油流量增大到(允许偏差范围内的)设定值。当燃油压差偏大时，节流嘴上的压力差ΔP23增大，柱塞在压力降作用下向左移动，从而减小了调节窗口处流通面积，此时柱塞腔中的压力P2减小，燃油流量因而减小到(允许偏差范围内的)设定值。
若改变初始垫圈厚度、节流嘴孔径大小、弹簧弹性系数以及柱塞与壳体间通流孔形状，可改变设定出口流量范围。
实施例4
采用实施例1的方案，并且：
平衡状态下，以柱塞为研究对象，得到作用在柱塞力平衡方程：
P2AS＝P3AS+NT
将公式处理为：
ΔP23AS＝NT
其中，P2为柱塞腔中的压力，AS为柱塞面积，P3为节流嘴后压力，NT为弹簧作用在柱塞上的力，ΔP23为节流嘴上的压力差。
当进口压力变小即ΔP13减小，节流嘴上的压差ΔP23下降，而弹簧作用力不变，导致柱塞向右移动。
从图2可知，壳体与柱塞间还存在一个通流孔，当柱塞在弹簧作用下向右移动后，壳体与柱塞间通流孔流通面积增加，反馈到P2增加，直至与弹簧作用力NT相等，才停止移动，才使流量保持在稳定的范围。
改变弹簧弹性系数以及垫圈厚度则改变初始装配状态弹簧产生的作用力Nr，具体可由胡克定律F可得：
F＝KΔL
其中，K为倔强系数，ΔL为弹簧变形量。
改变节流嘴孔径大小、通流孔形状则实质改变流体在通过狭小面积时当地流量Q，具体控制方程为：
其中，μD为节流嘴流量系数，A为节流嘴通流面积，ΔP为节流嘴前后压差，ρ为流体密度。
本发明的有益效果在于：
1.能在一个较大的进口压力范围内，依靠本身结构特点进行自动调节，进而得到稳定的出口流量；具体的，使用多处限流，规定流量系数，使得进出口压力变化时，出口流量稳定，
2.利用弹簧提供弹力与燃油压差建立联系，压差变化时，柱塞移动，直至平衡，使得出口流量稳定在一定范围内；
3.通过改变调整垫圈的厚度、节流嘴孔径的大小、弹簧的弹性系数以及通流孔面积的几个物理量，就能够调整出口流量范围。
Claims (6)
1.一种精密可控恒流量活门，包括壳体(6)，其特征在于：所述壳体(6)内通过柱塞壳体(7)安装有柱塞(8)，柱塞(8)的后端连接有节流嘴(5)；所述柱塞壳体(7)的后端设有弹簧座(3)，弹簧座(3)与壳体(6)之间设有后油滤(11)，柱塞壳体(7)的前端设有前油滤(9)；所述柱塞壳体(7)与柱塞(8)之间存在调节窗口，调节窗口的开度h越大，流通面积越大；所述柱塞(8)与壳体(6)之间设有通流孔，通过增加通流孔的面积来保持流量的稳定范围。
2.如权利要求1所述的精密可控恒流量活门，其特征在于：所述弹簧座(3)与柱塞壳体(7)之间设有止动环(1)和调整垫圈(2)。
3.如权利要求1所述的精密可控恒流量活门，其特征在于：所述柱塞(8)与柱塞壳体(7)之间设有弹簧(4)。
4.如权利要求1所述的精密可控恒流量活门，其特征在于：所述柱塞壳体(7)与壳体(6)之间设有封严圈(10)。
5.如权利要求1所述的精密可控恒流量活门，其特征在于：所述壳体(6)的后端设有盖子(12)。
6.如权利要求1所述的精密可控恒流量活门，其特征在于：通过改变调整垫圈(2)的厚度、节流嘴(5)的孔径大小、弹簧(4)的弹簧系数以及通流孔的面积来改变出口流量范围。
Priority Applications (1)
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| CN202210699373.7A Pending CN115126622A (zh) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | 一种精密可控恒流量活门 |
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2022
- 2022-06-20 CN CN202210699373.7A patent/CN115126622A/zh active Pending
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