大口徑調壓閥的製作方法
2023-04-29 19:45:51
大口徑調壓閥的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種大口徑調壓閥，其包括內殼體、外殼體、套筒和驅動機構，所述的內殼體和外殼體之間用肋板焊接成一整體，驅動機構包括直線位移傳感器、液壓缸和連接杆，液壓缸通過與內殼體焊接成一整體的支撐架被支撐於內殼體的中軸線處，液壓缸的一端與直線位移傳感器連接，其另一端與連接杆的一端連接，內殼體的一端安裝有保護罩，用於保護直線位移傳感器，連接杆的另一端與所述套筒連接，內殼體上沿周向均勻設置有導向託架，套筒與所述導向託架之間以間隔配置導軌副和花鍵副得方式相連，使得所述套筒在所述驅動機構的驅動下能夠沿所述導向託架往返移動。本發明能夠增加調壓閥的使用壽命，並能夠提供用於更大口徑亞跨超三聲速風洞的調壓設備。
【專利說明】
大口徑調壓閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種亞跨超三聲速風洞試驗設備，特別涉及一種用於風洞的大口徑調壓閥。
【背景技術】
[0002]調壓閥是風洞的重要部件，在三聲速風洞中，它用於控制風洞穩定段內的氣流壓力。風洞運行過程中，隨著氣源壓力的下降，通過控制系統調節與控制調壓閥的開度，以保證穩定段內氣流壓力穩定在某一運行壓力值，維持風洞的正常運行。調壓閥門擁有良好的壓力調壓特性以實現閥後壓力的快速和精確控制，並有良好的密封性能。
[0003]風洞用的調壓閥門與一般工業用的節流閥在其工作原理上基本相同，即通過閥芯的軸向移動來改變通道的流通面積以得到不同的開度，達到調節閥後壓力的目的。不同的是，風洞用調壓閥門要求有良好的調壓特性、且流量大、閥門口徑大、閥門全開或全閉動作要在很短的時間內完成。現有的工業閥門達不到要求，因而不能用於風洞調壓。現有技術具有一種入口直徑為1600mm，出口直徑為1800mm的調壓閥，調壓性能良好，但是這種調壓閥具有以下缺點:
[0004]調壓閥工作時，液壓缸帶動套筒在導向軸上高速移動，儘管套筒採用強度高、密度低的鑄鋁材料，但由於套筒的結構尺寸大，在氣流衝擊和重力的雙重作用下，作用於導向軸上的力很大且分布不均，導致套筒和導向軸的接觸面磨損嚴重，維護周期短。
[0005]該調壓閥的導向軸的一端與導向支撐連接，另一端沒有與其它部件連接時，處於懸空狀態，那麼該導向軸為單支撐結構，其受力後變形大，使用壽命短；如果另一端有其它部件支撐，雖然套筒和導向軸的受力情況明顯改善，但支撐部件位於氣流出口法蘭中心處，將阻礙氣流的流動，並產生較大的噪聲。
[0006]此外，隨著風洞規模的擴大，調壓閥口徑也需進行擴大，但是，由於該調壓閥的套筒採用鑄鋁材料製造，其尺寸規模受鑄鋁工藝的影響，該尺寸已接近鑄鋁工藝的極限，要製造更大口徑調壓閥(如5m量級)，上述發明的結構形式已無法實現。
[0007]專利文獻:專利號為201310119486.6
【發明內容】
[0008]本發明的目的在於克服上述發明中的技術不足，提供用於更大口徑亞跨超三聲速風洞的調壓設備。
[0009]本發明的大口徑調壓閥包括內殼體、外殼體、套筒和驅動機構,所述的內殼體和外殼體之間用肋板焊接成一整體，所述驅動機構包括直線位移傳感器、液壓缸和連接杆，所述液壓缸通過與所述內殼體焊接成一整體的支撐架被支撐於所述內殼體的中軸線處,所述液壓缸的一端與所述直線位移傳感器連接，其另一端與所述連接杆的一端連接，所述內殼體的一端安裝有保護罩，用於保護所述直線位移傳感器，所述連接杆的另一端與所述套筒連接，所述內殼體上沿周向均勻設置有導向託架，所述套筒與所述導向託架之間以間隔配置導軌副和花鍵副得方式相連，使得所述套筒在所述驅動機構的驅動下能夠沿所述導向託架往返移動。
[0010]優選在所述內殼體內圓周上按照90度角的間隔設置有上下左右四個導向託架，上下兩個所述導向託架用於支撐所述導軌副，左右兩個導向託架用於支撐所述花鍵副。
[0011 ] 優選所述導軌副包括滑塊和導軌，所述滑塊裝入所述導軌並能夠沿所述導軌軸向移動；位於上端的所述導軌副中，所述滑塊與所述套筒連接，所述導軌與所述導向託架連接；位於下端的所述導軌副中，所述滑塊與所述導向託架連接，所述導軌與所述套筒連接，所述花鍵副包括花鍵軸，花鍵外筒，軸支撐座和花鍵外筒支座，所述花鍵外筒裝入花鍵軸並能夠沿其軸向移動；所述花鍵軸的兩端由軸支撐座支撐，所述軸支撐座與所述套筒連接，所述花鍵外筒與花鍵外筒座連接，所述花鍵外筒座與所述導向託架連接。
[0012]優選所述套筒能夠採用普通鋼材製成。
[0013]有益效果:
[0014]1.導軌副和花鍵副的運用使得套筒的工作可靠性大大提高，雖然導軌副和花鍵副均能承受壓力和扭矩，但其又有不同特點，導軌副的特點在於能夠承受較大的壓力，用來承受套筒本身的重力，花鍵副的特點在於能夠承受較大的扭矩，用來承受由於氣流衝擊帶來的扭矩。
[0015]2.由於導軌副可以承受較大的壓力，因此對套筒重量的限制大大降低，套筒可以不必選用價格相對較高的鑄鋁製造，可以採用普通鋼材，大大降低了成本，且不再受鑄鋁工藝水平的限制，從而可以製造更大口徑的調壓閥。
[0016]3.在現有技術中，套筒的支撐面為套筒和導向軸的接觸面，其位置接近套筒的中心，而氣流的衝擊則作用在套筒最外緣的表面，力臂長度約為套筒半徑的長度；在本發明中，套筒的支撐面位於導向託架上，而導向託架接近於套筒的外緣表面，力臂長度大大小於套筒半徑，因此，在相同的氣流衝擊強度下，套筒受到的支撐反力大大減小，提高了套筒的使用壽命。。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明調壓閥的右視圖。
[0018]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0019]圖3是圖1的B-B剖視圖。
[0020]圖4是套筒的結構示意圖。。
[0021]符號說明:
[0022]1為保護罩，2為直線位移傳感器，3為內殼體，4為外殼體，5為液壓缸，6為支撐架，7為連接杆，8為導向託架，9為滑塊，10為套筒，11為導軌，12為軸支撐座，13為花鍵軸，14為花鍵外筒支座，15為花鍵外筒。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0024]用於風洞的液壓驅動調壓閥包括:保護罩1、直線位移傳感器2，內殼體3、外殼體4、液壓缸5、支撐架6、連接杆7、導向託架8、滑塊9、套筒10、導軌11、軸支撐座12、花鍵軸13、花鍵外筒支座14和花鍵外筒15。其中:所述的內殼體3和外殼體之4間用肋板焊接成一整體；液壓缸5由進出油管路與液壓站相連；支撐架6為液壓缸5提供支撐，它與內殼體焊接成一整體；連接杆7 —端與液壓缸5連接，另一端與套筒10連接，用來傳遞軸向力；套筒10為調壓閥的關鍵部件，通過套筒10的軸向移動來調整氣流通道的面積，以達到調壓的目的；導向託架8固定在內殼體3上，沿其周向均勻分布，用於間隔配置導軌副和花鍵副，在本發明中以90度角的間隔共布置4個導向託架(參照圖1)，其中上下兩個為導軌副提供支撐，左右兩個為花鍵副提供支撐(所述上下與左右以面對附圖1的紙面為準)；導軌副包括滑塊9和導軌11，滑塊裝入導軌並可沿導軌軸向移動，導軌副一側與套筒10連接，一側與導向託架8連接，需要注意的是，安裝時導軌始終位於滑塊的下面，上端導軌副中，滑塊9與套筒10連接，導軌11與導向託架8連接，下端導軌副中，滑塊9與導向託架8連接，導軌11與套筒10連接；花鍵副包括花鍵軸13，花鍵外筒15，軸支撐座12和花鍵外筒支座14，花鍵外筒裝入花鍵軸並可沿其軸向移動，花鍵軸的兩端由軸支撐座支撐，軸支撐座與套筒10連接，花鍵外筒與花鍵外筒座連接，花鍵外筒座又與導向託架8連接。
[0025]本發明調壓閥的套筒可以不必選用價格相對較高的鑄鋁製造，可以採用普通鋼材。
[0026]調壓閥通過支架固定在廠房的地基上，入口通過法蘭與風洞管道連接，出口通過法蘭與風洞前室連接。調壓閥為環狀縫隙閥門，為雙層殼體結構，兩層殼體間用肋板連成一整體，內外殼體間形成氣流流通通道。
[0027]調壓閥通過套筒的前後移動，不斷改變閥門通道面積來調節氣流的壓力和流量。閥門通道由套筒的前緣與調壓型面共同圍成的一個錐體的側面構成。調壓型面的曲線為指數特徵曲線，在任何來流調節狀態下，閥後壓力相對變化量與套筒的相對位移量基本上是呈線性的。
[0028]調壓閥為液壓驅動，通過液壓缸帶動套筒前後移動，液壓缸通過支撐座固定在調壓閥內殼體上。
[0029]調壓閥採用位置控制和壓力控制兩種方式。風洞啟動時，套筒移動到給定位置(開度)後轉入壓力控制。採用直線位移傳感器，用於顯示套筒的位移。
[0030]調壓閥工作時，液壓缸通過連接杆驅動套筒，套筒在導軌副和花鍵副的限制下沿調壓閥軸向移動，通過改變氣流通道面積的方式達到調壓的目的。
[0031]以上，對本發明的優選實施方式進行了說明，但本發明並不限定於上述實施例。對本領域的技術人員來說，在權利要求書所記載的範疇內，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當然也屬於本發明的技術範疇。
【權利要求】
1.一種大口徑調壓閥，其包括內殼體、夕卜殼體、套筒和驅動機構，所述的內殼體和外殼體之間用肋板焊接成一整體，該大口徑調壓閥的特徵在於: 所述驅動機構包括直線位移傳感器、液壓缸和連接杆，所述液壓缸通過與所述內殼體焊接成一整體的支撐架被支撐於所述內殼體的中軸線處，所述液壓缸的一端與所述直線位移傳感器連接，其另一端與所述連接杆的一端連接，所述內殼體的一端安裝有保護罩，用於保護所述直線位移傳感器，所述連接杆的另一端與所述套筒連接， 所述內殼體上沿周向均勻設置有導向託架，所述套筒與所述導向託架之間以間隔配置導軌副和花鍵副得方式相連，使得所述套筒在所述驅動機構的驅動下能夠沿所述導向託架往返移動。
2.根據權利要求1所述的大口徑調壓閥，其特徵在於:在所述內殼體內圓周上按照90度角的間隔設置有上下左右四個導向託架，上下兩個所述導向託架用於支撐所述導軌副，左右兩個導向託架用於支撐所述花鍵副。
3.根據權利要求2所述的大口徑調壓閥，其特徵在於:所述導軌副包括滑塊和導軌，所述滑塊裝入所述導軌並能夠沿所述導軌軸向移動；位於上端的所述導軌副中，所述滑塊與所述套筒連接，所述導軌與所述導向託架連接；位於下端的所述導軌副中，所述滑塊與所述導向託架連接，所述導軌與所述套筒連接， 所述花鍵副包括花鍵軸，花鍵外筒，軸支撐座和花鍵外筒支座，所述花鍵外筒裝入花鍵軸並能夠沿其軸向移動；所述花鍵軸的兩端由軸支撐座支撐，所述軸支撐座與所述套筒連接，所述花鍵外筒與花鍵外筒座連接，所述花鍵外筒座與所述導向託架連接。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的大口徑調壓閥，其特徵在於:所述套筒能夠採用普通鋼材製成。
【文檔編號】F16K1/36GK104405904SQ201410555402
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】董國強, 石運軍, 鄭劉, 崔春 申請人:北京航天益森風洞工程技術有限公司