CN115435102B - 一种双面密封真空插板阀的控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于风洞设备技术领域，公开了一种双面密封真空插板阀的控制系统及其控制方法。控制系统包括双面密封真空插板阀、阀体、密封圈和压力调节阀门组；双面密封真空插板阀安装在阀体内腔中，与阀体之间通过密封圈密封，与阀体同水平中心轴线；压力调节阀门组用于在双面密封真空插板阀开启和关闭状态时，调节双面密封真空插板阀的内外压力。本发明的双面密封真空插板阀的控制方法在双面密封真空插板阀关闭状态时，通过压力调节阀门组，使得双面密封真空插板阀的驱动框架能够维持正向受力；在双面密封真空插板阀开启状态时，通过压力调节阀门组，使得双面密封真空插板阀实现无压差开启，保证双面密封真空插板阀的正常运行和使用寿命。

Description

一种双面密封真空插板阀的控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于风洞设备技术领域，具体涉及一种双面密封真空插板阀的控制系统及其控制方法。
背景技术
目前，常规的真空插板阀通常采用单框架+单阀板的结构形式，只能为一座风洞提供真空保障，但是，为大型风洞群配建的真空系统需要为几座风洞提供真空保障，真空系统越来越复杂，风洞试验前，真空系统需要通过阀门的切换，以保证真空系统为指定的风洞提供真空保障，在此过程中，就会出现真空插板阀的阀板的受力方向变化情况。
如果真空插板阀还是采用单框架+单阀板的结构形式，当框架侧为高压力时，真空插板阀的阀门处于密封状态，由于框架和阀板是刚性连接，可以保证框架和阀板不会因为受力发生变形；但是，当受到相反方向的力时，即阀板侧为高压力时，由于框架处于悬臂状态，较大的压差力会导致框架变形、阀门损坏。
中国专利文献库公开的发明名称为一种适用于多口径双面密封真空插板阀的框架（申请号202010709571.8），采用脊骨式的驱动框架，解决了真空插板阀的阀板受力方向反向时，真空插板阀损坏的问题。
当前亟需发展一种双面密封真空插板阀的控制系统及其控制方法。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种双面密封真空插板阀的控制系统，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种双面密封真空插板阀的控制方法。
本发明的双面密封真空插板阀的控制系统，其特点是，所述的控制系统包括双面密封真空插板阀、阀体、密封圈和压力调节阀门组；压力调节阀门组包括A侧管道、A侧调节阀、B侧管道、B侧调节阀、腔内管道和腔内调节阀；
双面密封真空插板阀安装在阀体内腔中，与阀体之间通过密封圈密封，与阀体同水平中心轴线；
双面密封真空插板阀包括位于水平中心轴线上的驱动框架，与水平中心轴线平行的上、下对称放置的A侧阀板和B侧阀板；A侧阀板的下表面和B侧阀板的上表面固定有上、下对称的支撑座，支撑座与驱动框架的凸起之间通过支撑杆固定连接；
在A侧阀板一侧，阀体与风洞洞体的真空管道形成A侧封闭腔体，A侧封闭腔体内的气体压力为P1，A侧管道的一端与A侧封闭腔体连通，A侧管道上设置A侧调节阀，A侧管道的另一端连接四通第一个接口；
在B侧阀板一侧，阀体与风洞洞体的真空管道形成B侧封闭腔体，B侧封闭腔体内的气体压力为P2，B侧管道的一端与B侧封闭腔体连通，B侧管道上设置B侧调节阀，B侧管道的另一端连接四通的第三个接口；
在双面密封真空插板阀关闭时，支撑杆为垂直状态，A侧阀板和B侧阀板与真空插板阀腔体实现双向真空密封，在A侧阀板和B侧阀板之间形成一个密闭空间，密闭空间构成阀门内侧腔体，阀门内侧腔体内的气体压力为P0，腔内管道的一端与阀门内侧腔体连通，腔内管道的另一端连接四通的第二个接口，四通的第四个接口连接腔内调节阀，腔内调节阀连通大气。
进一步地，所述的驱动框架的运动行程由设置在真空插板阀腔体上的行程开关限位，当驱动框架与行程开关接触时，驱动框架运动到位，驱动装置停止工作。
进一步地，所述的支撑杆与支撑座之间通过销轴或者铰链固定连接。
进一步地，所述的支撑杆与驱动框架的凸起之间通过销轴或者铰链固定连接。
本发明的双面密封真空插板阀的控制方法，包括以下步骤：
S10.建立双面密封真空插板阀运动控制系统；
在双面密封真空插板阀的A侧阀板、B侧阀板的上、下、左、右设置轮轴机构，轮轴机构限制A侧阀板和B侧阀板水平前后运动；当真空插板阀由开启向关闭方向运动时，驱动框架由驱动装置驱动沿与真空插板阀轴向垂直的方向运动，同时带动支撑杆由倾斜状态向垂直状态运动，当支撑杆运动至垂直状态时，A侧阀板和B侧阀板与真空插板阀腔体实现双向真空密封，实现驱动框架受到的轴向反作用力平衡；
S20.调试双面密封真空插板阀关闭状态；
在双面密封真空插板阀由开启状态到关闭状态时，在双面密封真空插板阀关闭到位后，风洞自动控制系统关闭A侧调节阀和B侧调节阀，同时开启腔内调节阀，实现阀门内侧腔体与大气联通，即P0=1atm，P0≥P1，P0≥P2，使得双面密封真空插板阀的驱动框架能够维持正向受力，完成双面密封真空插板阀的关闭状态；
S30.调试双面密封真空插板阀开启状态；
在双面密封真空插板阀由关闭状态到开启状态时，风洞自动控制系统发出开启阀门信号，A侧调节阀或者B侧调节阀开启，或者A侧调节阀和B侧调节阀同时开启，腔内调节阀关闭，实现阀门内侧腔体与A侧封闭腔体或者B侧封闭腔体连通，或者与A侧封闭腔体和B侧封闭腔体同时连通；同时连通时，P0=P1=P2，实现双面密封真空插板阀的无压差开启状态。
本发明的双面密封真空插板阀的控制系统中的压力调节阀门组用于在双面密封真空插板阀开启和关闭状态时，调节双面密封真空插板阀的内外压力。
本发明的双面密封真空插板阀的控制方法在双面密封真空插板阀关闭状态时，通过压力调节阀门组，使得双面密封真空插板阀的驱动框架能够维持正向受力；在双面密封真空插板阀开启状态时，通过压力调节阀门组，使得双面密封真空插板阀实现无压差开启，保证双面密封真空插板阀的正常运行和使用寿命。
附图说明
图1为本发明的双面密封真空插板阀的控制系统中的双面密封真空插板阀（开启状态）；
图2为本发明的双面密封真空插板阀的控制系统中的双面密封真空插板阀（关闭状态）；
图3为本发明的双面密封真空插板阀的控制系统的结构图；
图4为本发明的双面密封真空插板阀的控制系统的对比例。
图中，1.双面密封真空插板阀；2.阀体；3.密封圈；4.A侧管道；5.A侧调节阀；6.B侧管道；7.B侧调节阀；8.腔内管道；9.腔内调节阀；
101.驱动框架；102.支撑杆；103.A侧阀板；104.B侧阀板；105.支撑座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例的双面密封真空插板阀的控制系统包括双面密封真空插板阀1、阀体2、密封圈3和压力调节阀门组；压力调节阀门组包括A侧管道4、A侧调节阀5、B侧管道6、B侧调节阀7、腔内管道8和腔内调节阀9；
双面密封真空插板阀1安装在阀体2内腔中，与阀体2之间通过密封圈3密封，与阀体2同水平中心轴线；
如图1、图2所示，双面密封真空插板阀1包括位于水平中心轴线上的驱动框架101，与水平中心轴线平行的上、下对称放置的A侧阀板103和B侧阀板104；A侧阀板103的下表面和B侧阀板104的上表面固定有上、下对称的支撑座105，支撑座105与驱动框架101的凸起之间通过支撑杆102固定连接；
如图3所示，在A侧阀板103一侧，阀体2与风洞洞体的真空管道形成A侧封闭腔体，A侧封闭腔体内的气体压力为P1，A侧管道4的一端与A侧封闭腔体连通，A侧管道4上设置A侧调节阀5，A侧管道4的另一端连接四通第一个接口；
在B侧阀板104一侧，阀体2与风洞洞体的真空管道形成B侧封闭腔体，B侧封闭腔体内的气体压力为P2，B侧管道6的一端与B侧封闭腔体连通，B侧管道6上设置B侧调节阀7，B侧管道6的另一端连接四通的第三个接口；
在双面密封真空插板阀1关闭时，支撑杆102为垂直状态，A侧阀板103和B侧阀板104与真空插板阀腔体实现双向真空密封，在A侧阀板103和B侧阀板104之间形成一个密闭空间，密闭空间构成阀门内侧腔体，阀门内侧腔体内的气体压力为P0，腔内管道8的一端与阀门内侧腔体连通，腔内管道8的另一端连接四通的第二个接口，四通的第四个接口连接腔内调节阀9，腔内调节阀9连通大气。
进一步地，所述的驱动框架101的运动行程由设置在真空插板阀腔体上的行程开关限位，当驱动框架101与行程开关接触时，驱动框架101运动到位，驱动装置停止工作。
进一步地，所述的支撑杆102与支撑座105之间通过销轴或者铰链固定连接。
进一步地，所述的支撑杆102与驱动框架101的凸起之间通过销轴或者铰链固定连接。
本实施例双面密封真空插板阀的控制方法，包括以下步骤：
S10.建立双面密封真空插板阀1运动控制系统；
在双面密封真空插板阀1的A侧阀板103、B侧阀板104的上、下、左、右设置轮轴机构，轮轴机构限制A侧阀板103和B侧阀板104水平前后运动；当真空插板阀由开启向关闭方向运动时，驱动框架101由驱动装置驱动沿与真空插板阀轴向垂直的方向运动，同时带动支撑杆102由倾斜状态向垂直状态运动，当支撑杆102运动至垂直状态时，A侧阀板103和B侧阀板104与真空插板阀腔体实现双向真空密封，实现驱动框架101受到的轴向反作用力平衡；
S20.调试双面密封真空插板阀1关闭状态；
在双面密封真空插板阀1由开启状态到关闭状态时，在双面密封真空插板阀1关闭到位后，风洞自动控制系统关闭A侧调节阀5和B侧调节阀7，同时开启腔内调节阀9，实现阀门内侧腔体与大气联通，即P0=1atm，P0≥P1，P0≥P2，使得双面密封真空插板阀1的驱动框架101能够维持正向受力，完成双面密封真空插板阀1的关闭状态；
S30.调试双面密封真空插板阀1开启状态；
在双面密封真空插板阀1由关闭状态到开启状态时，风洞自动控制系统发出开启阀门信号，A侧调节阀5或者B侧调节阀7开启，或者A侧调节阀5和B侧调节阀7同时开启，腔内调节阀9关闭，实现阀门内侧腔体与A侧封闭腔体或者B侧封闭腔体连通，或者与A侧封闭腔体和B侧封闭腔体同时连通；同时连通时，P0=P1=P2，实现双面密封真空插板阀1的无压差开启状态。
对比例
如图4所示，没有设置压力调节阀门组，仅通过驱动装置驱动双面密封真空插板阀1的驱动框架101运动，实现双面密封真空插板阀1的开启和关闭，将产生以下几种使用工况：
a.当P1＞P0时，A侧阀板103将受到朝向驱动框架101方向的推力，当推力大于驱动框架101的承受能力时，将导致驱动框架101变形损坏，出现无法密封、双面密封真空插板阀1卡死等情况；
b.当P2＞P0时，B侧阀板104将受到朝向驱动框架101方向的推力，当推力大于驱动框架101的承受能力时，将导致驱动框架101变形损坏，出现无法密封、阀门卡死等情况；
c.当P1=P2＞P0时，A侧阀板103、B侧阀板104都将受到朝向驱动框架101方向的推力，当推力大于驱动框架101的承受能力时，将导致驱动框架101变形损坏，出现无法密封、阀门卡死等情况；
d.当P0＞P1=P2，且高于允许开启压差时，如开启双面密封真空插板阀1将导致驱动装置的电机烧毁或传动丝杠损坏。
需要指出的是，对比例中的所有使用工况中，P0＜1atm，P1＜1atm，P2＜1atm。
通过对比例，可以知道，设置压力调节阀门组能够保证双面密封真空插板阀1的正常运行和使用寿命。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，本发明公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种双面密封真空插板阀的控制系统，其特征在于，所述的控制系统包括双面密封真空插板阀（1）、阀体（2）、密封圈（3）和压力调节阀门组；压力调节阀门组包括A侧管道（4）、A侧调节阀（5）、B侧管道（6）、B侧调节阀（7）、腔内管道（8）和腔内调节阀（9）；
双面密封真空插板阀（1）安装在阀体（2）内腔中，与阀体（2）之间通过密封圈（3）密封，与阀体（2）同水平中心轴线；
双面密封真空插板阀（1）包括位于水平中心轴线上的驱动框架（101），与水平中心轴线平行的上、下对称放置的A侧阀板（103）和B侧阀板（104）；A侧阀板（103）的下表面和B侧阀板（104）的上表面固定有上、下对称的支撑座（105），支撑座（105）与驱动框架（101）的凸起之间通过支撑杆（102）固定连接；
在A侧阀板（103）一侧，阀体（2）与风洞洞体的真空管道形成A侧封闭腔体，A侧封闭腔体内的气体压力为P1，A侧管道（4）的一端与A侧封闭腔体连通，A侧管道（4）上设置A侧调节阀（5），A侧管道（4）的另一端连接四通第一个接口；
在B侧阀板（104）一侧，阀体（2）与风洞洞体的真空管道形成B侧封闭腔体，B侧封闭腔体内的气体压力为P2，B侧管道（6）的一端与B侧封闭腔体连通，B侧管道（6）上设置B侧调节阀（7），B侧管道（6）的另一端连接四通的第三个接口；
在双面密封真空插板阀（1）关闭时，支撑杆（102）为垂直状态，A侧阀板（103）和B侧阀板（104）与真空插板阀腔体实现双向真空密封，在A侧阀板（103）和B侧阀板（104）之间形成一个密闭空间，密闭空间构成阀门内侧腔体，阀门内侧腔体内的气体压力为P0，腔内管道（8）的一端与阀门内侧腔体连通，腔内管道（8）的另一端连接四通的第二个接口，四通的第四个接口连接腔内调节阀（9），腔内调节阀（9）连通大气；
在双面密封真空插板阀（1）由开启状态到关闭状态时，P0=1atm，P0≥P1，P0≥P2；
在双面密封真空插板阀（1）由关闭状态到开启状态时，P0=P1=P2。
2.根据权利要求1所述的双面密封真空插板阀的控制系统，其特征在于，所述的驱动框架（101）的运动行程由设置在真空插板阀腔体上的行程开关限位，当驱动框架（101）与行程开关接触时，驱动框架（101）运动到位，驱动装置停止工作。
3.根据权利要求1所述的双面密封真空插板阀的控制系统，其特征在于，所述的支撑杆（102）与支撑座（105）之间通过销轴或者铰链固定连接。
4.根据权利要求1所述的双面密封真空插板阀的控制系统，其特征在于，所述的支撑杆（102）与驱动框架（101）的凸起之间通过销轴或者铰链固定连接。
5.一种双面密封真空插板阀的控制方法，控制方法基于权利要求1~4中的任意一种所述的双面密封真空插板阀的控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
S10.建立双面密封真空插板阀（1）运动控制系统；
在双面密封真空插板阀（1）的A侧阀板（103）、B侧阀板（104）的上、下、左、右设置轮轴机构，轮轴机构限制A侧阀板（103）和B侧阀板（104）水平前后运动；当真空插板阀由开启向关闭方向运动时，驱动框架（101）由驱动装置驱动沿与真空插板阀轴向垂直的方向运动，同时带动支撑杆（102）由倾斜状态向垂直状态运动，当支撑杆（102）运动至垂直状态时，A侧阀板（103）和B侧阀板（104）与真空插板阀腔体实现双向真空密封，实现驱动框架（101）受到的轴向反作用力平衡；
S20.调试双面密封真空插板阀（1）关闭状态；
在双面密封真空插板阀（1）由开启状态到关闭状态时，在双面密封真空插板阀（1）关闭到位后，风洞自动控制系统关闭A侧调节阀（5）和B侧调节阀（7），同时开启腔内调节阀（9），实现阀门内侧腔体与大气联通，即P0=1atm，P0≥P1，P0≥P2，使得双面密封真空插板阀（1）的驱动框架（101）能够维持正向受力，完成双面密封真空插板阀（1）的关闭状态；
S30.调试双面密封真空插板阀（1）开启状态；
在双面密封真空插板阀（1）由关闭状态到开启状态时，风洞自动控制系统发出开启阀门信号，A侧调节阀（5）或者B侧调节阀（7）开启，或者A侧调节阀（5）和B侧调节阀（7）同时开启，腔内调节阀（9）关闭，实现阀门内侧腔体与A侧封闭腔体或者B侧封闭腔体连通，或者与A侧封闭腔体和B侧封闭腔体同时连通；同时连通时，P0=P1=P2，实现双面密封真空插板阀（1）的无压差开启状态。
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