一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣動試驗設備大口徑高壓調(diào)壓閥，屬于閥門【技術(shù)領域】。該高壓調(diào)壓閥包括：進氣口1，出氣口2，閥體3，閥芯4，閥座5，上蓋6，下蓋7，平衡氣缸8、平衡氣管9、油缸托架10、驅(qū)動油缸11。通過閥芯4的上下運動，改變閥芯4與閥座5間的氣流通道面積，實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。該閥門在閥體3內(nèi)設置平衡氣缸8，通過平衡氣管9將平衡氣缸8與進氣口1連接，采用閥前高壓氣體作為閥門的平衡用氣，可以大大降低閥門的驅(qū)動力，提高調(diào)節(jié)精度，實現(xiàn)快速的壓力穩(wěn)定和調(diào)節(jié)，并且調(diào)壓范圍寬，全開全閉時間短。
【專利說明】一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓調(diào)壓閥，特別是一種用于高超聲速風洞或發(fā)動機試車臺等氣動試驗設備的大口徑高壓調(diào)壓閥。
【背景技術(shù)】
[0002]高超聲速風洞及發(fā)動機試車臺在飛行器研制過程中起著非常重要的作用。由于風洞或試車臺較高的運行能量比，一般多采用暫沖式，即提前將介質(zhì)儲存起來，工作時，瞬間打開通向風洞進氣管道上的閥門，建立風洞運行所需的壓力比。在高超聲速風洞或發(fā)動機試車臺試驗過程中，要求流場控制在一定的精度范圍內(nèi)。一般為風洞或試車臺提供運行介質(zhì)的氣源容積有限，在試驗過程中，氣源壓力會不斷下降，直接影響風洞或試車臺的運行狀態(tài)，因此，需要配置壓力穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)以獲得穩(wěn)定的試驗氣流。調(diào)節(jié)閥即是在氣源壓力不斷下降過程中，起壓力調(diào)節(jié)和壓力穩(wěn)定作用的關鍵部件。風洞或試車臺等地面模擬設備用調(diào)節(jié)閥與一般工業(yè)用調(diào)節(jié)閥原理上基本相同，但其要求相對較高，不僅要求有良好的調(diào)節(jié)特性、較高的調(diào)壓精度、快速的響應時間，而且還需要滿足壓力調(diào)節(jié)范圍大，適應工況多等特殊要求。
[0003]在高壓范圍(壓力大于IOMPa)使用時，柱塞式調(diào)節(jié)閥的口徑越大，閥芯面積越大，閥門調(diào)壓需要的驅(qū)動力也相應增大很多。一般工業(yè)用的高壓調(diào)節(jié)閥在閥門口徑大于80mm時，采用套筒式或窗口式解決驅(qū)動力大的問題，但由于套筒式或窗口式調(diào)節(jié)閥的調(diào)壓精度不高，且調(diào)節(jié)范圍相對較小，難以滿足風洞或試車臺的使用要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在閥前高壓條件下，使用較小的液壓伺服驅(qū)動裝置，實現(xiàn)快速、精確調(diào)壓的液壓驅(qū)動高壓調(diào)壓閥。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0006]一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，包括:進氣口、出氣口、閥體、閥芯、閥座、上缸蓋、下缸蓋、平衡氣缸、平衡氣管、油缸托架、驅(qū)動油缸、驅(qū)動油缸缸桿、連接螺母；
[0007]閥芯包括導向桿、型面段、平衡氣缸活塞和上支桿；導向桿的一端與型面段的底部固定連接，型面段的頂部通過平衡氣缸活塞與上支桿固定連接；導向桿的另一端由閥體底部的下缸蓋支撐；
[0008]驅(qū)動油缸通過油缸托架安裝在閥體頂部的上缸蓋上，驅(qū)動油缸內(nèi)的驅(qū)動油缸缸桿通過連接螺母與上支桿固定連接；閥體的側(cè)壁下部有進氣口，側(cè)壁上部有出氣口，閥座為圓環(huán)狀，固定安裝在閥體內(nèi)部，閥座套在閥芯的型面段的外側(cè)，閥座和型面段之間的間隙用于調(diào)節(jié)所述高壓調(diào)壓閥的開度，閥座的內(nèi)徑小于型面段的最大橫截面直徑。
[0009]所述閥芯的型面段的外輪廓曲線為橢圓型線，且橢圓長軸與短軸之比為2:1。
[0010]閥芯的壓力作用有效面積與平衡氣缸的壓力作用有效面積相同。
[0011]閥芯和閥座均采用鍛件制造，閥芯和閥座的密封面處均堆焊硬質(zhì)合金，通過配磨實現(xiàn)密封。
[0012]導向桿與下缸蓋之間采用聚四氟乙烯填料密封，上支桿與上缸蓋之間采用聚四氟乙烯填料密封。
[0013]平衡氣缸活塞與缸套之間采用〇型橡膠密封圈密封。
[0014]上缸蓋與閥體之間、下缸蓋與閥體之間均采用紫銅墊圈進行密封。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0016](I)在高壓力(大于IOMPa)和大口徑(大于80mm)要求下，閥門采用柱塞式結(jié)構(gòu)形式，閥芯的驅(qū)動采用伺服油缸驅(qū)動，具有調(diào)壓精度高，調(diào)壓范圍大和響應快等特點；
[0017](2)通過在閥體內(nèi)設置平衡氣缸，將進氣口與平衡氣缸相連，利用閥前的調(diào)壓前氣體作為平衡氣，大大降低閥芯的驅(qū)動力，閥門的口徑最大可達到350mm，閥門的工作壓力可達到 20MPa ~35MPa ；
[0018](3)閥芯的型面采用橢圓型線形式，橢圓長軸與短軸之比為2:1，閥門的調(diào)壓特性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為高壓調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為閥芯 運動部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為平衡氣缸與閥芯結(jié)構(gòu)關系示意圖。
[0022]圖4為橢圓型面示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行詳細說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，高壓調(diào)壓閥的結(jié)構(gòu)形式采用柱塞閥形式，包括:進氣口 1、出氣口 2、閥體3、閥芯4、閥座5、上缸蓋6、下缸蓋7、平衡氣缸8、平衡氣管9、油缸托架10、驅(qū)動油缸11、驅(qū)動油缸缸桿31、連接螺母32 ；
[0025]如圖2所示，閥芯4包括導向桿33、型面段41、平衡氣缸活塞42和上支桿34 ;導向桿33的一端與型面段41的底部固定連接，型面段41的頂部通過平衡氣缸活塞42與上支桿34固定連接；導向桿33的另一端由閥體3底部的下缸蓋7支撐；在結(jié)構(gòu)上形成兩端支撐的結(jié)構(gòu)形式，增加閥芯4的穩(wěn)定性，降低閥芯4在調(diào)壓過程中的振動；
[0026]驅(qū)動油缸11通過油缸托架10安裝在閥體3頂部的上缸蓋6上，驅(qū)動油缸11內(nèi)的驅(qū)動油缸缸桿31通過連接螺母32與上支桿34固定連接；閥體3的側(cè)壁下部有進氣口 1，側(cè)壁上部有出氣口 2，閥座5為圓環(huán)狀，固定安裝在閥體3內(nèi)部，閥座5套在閥芯4的型面段41的外側(cè)，閥座5和型面段41之間的間隙用于調(diào)節(jié)所述高壓調(diào)壓閥的開度，閥座5的內(nèi)徑小于型面段41的最大橫截面直徑。
[0027]如圖3所示，平衡氣缸8的缸套43安裝在閥體3上半部的內(nèi)部，通過平衡氣管9將進氣口 I處的高壓氣體引至平衡氣缸8的上半部。
[0028]平衡氣缸8的上半部壓力作用有效面積與閥芯4的型面段壓力作用有效面積相同，保證在閥門開啟前閥芯4處于平衡狀態(tài)，開啟時僅需要很小的驅(qū)動力即可實現(xiàn)。
[0029]閥門的調(diào)壓通過下述方式進行:驅(qū)動油缸11的活塞桿31向上運動，帶動閥芯4向上運動，使閥芯4的型面段41與閥座5之間脫離一定距離，形成氣流流通通道；通過驅(qū)動油缸11帶動閥芯4的上下運動改變閥芯4與閥座5之間的開口面積，即改變氣流的流通通道大小，形成壓力調(diào)節(jié)的作用。
[0030]如圖4所示，所述閥芯4的型面段41的外輪廓曲線為橢圓型線，且橢圓長軸與短軸之比為2:1。閥芯4的壓力作用有效面積與平衡氣缸8的壓力作用有效面積相同。閥芯4和閥座5均采用鍛件制造，閥芯4和閥座5的密封面處均堆焊硬質(zhì)合金，通過配磨實現(xiàn)密封。
[0031]導向桿33與下缸蓋7之間采用聚四氟乙烯填料密封，上支桿34與上缸蓋6之間采用聚四氟乙烯填料密封。平衡氣缸活塞42與缸套43之間采用〇型橡膠密封圈密封。上缸蓋6與閥體3之間、下缸蓋7與閥體3之間均采用紫銅墊圈進行密封。
[0032]本發(fā)明涉及一種氣動試驗設備大口徑高壓調(diào)壓閥，通過閥芯4的上下運動，改變閥芯4與閥座5間的氣流通道面積，實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)和穩(wěn)定。高超聲速風洞及發(fā)動機試車臺在飛行器研制過程中起著非常重要的作用。在風洞試車臺試驗過程中，氣源壓力會不斷下降，直接影響風洞或試車臺的運行狀態(tài)，因此，需要配置壓力穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)以獲得穩(wěn)定的試驗氣流。調(diào)節(jié)閥即是在氣源壓力不斷下降過程中，起壓力調(diào)節(jié)和壓力穩(wěn)定作用的關鍵部件。
[0033]本發(fā)明未詳細 說明部分屬本領域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于包括:進氣口(I)、出氣口(2)、閥體(3)、閥芯(4)、閥座(5)、上缸蓋(6)、下缸蓋(7)、平衡氣缸(8)、平衡氣管(9)、油缸托架(10)、驅(qū)動油缸(11)、驅(qū)動油缸缸桿(31)、連接螺母(32); 閥芯(4)包括導向桿(33)、型面段(41)、平衡氣缸活塞(42)和上支桿(34);導向桿(33)的一端與型面段(41)的底部固定連接，型面段(41)的頂部通過平衡氣缸活塞(42)與上支桿(34)固定連接；導向桿(33)的另一端由閥體(3)底部的下缸蓋(7)支撐； 驅(qū)動油缸(11)通過油缸托架(10)安裝在閥體(3)頂部的上缸蓋(6)上，驅(qū)動油缸(11)內(nèi)的驅(qū)動油缸缸桿(31)通過連接螺母(32)與上支桿(34)固定連接；閥體(3)的側(cè)壁下部有進氣口(1)，側(cè)壁上部有出氣口(2)，閥座(5)為圓環(huán)狀，固定安裝在閥體(3)內(nèi)部，閥座(5)套在閥芯(4)的型面段(41)的外側(cè)，閥座(5)和型面段(41)之間的間隙用于調(diào)節(jié)所述高壓調(diào)壓閥的開度，閥座(5)的內(nèi)徑小于型面段(41)的最大橫截面直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于:所述閥芯(4)的型面段(41)的外輪廓曲線為橢圓型線，且橢圓長軸與短軸之比為2:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于:閥芯(4)的壓力作用有效面積與平衡氣缸(8)的壓力作用有效面積相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于:閥芯(4)和閥座(5)均采用鍛件制造，閥芯(4)和閥座(5)的密封面處均堆焊硬質(zhì)合金，通過配磨實現(xiàn)密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于:導向桿(33 )與下缸蓋(7 )之間采用聚四氟乙烯填料密封，上支桿(34 )與上缸蓋(6 )之間采用聚四氟乙烯填料密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于:平衡氣缸活塞(42)與缸套(43)之間采用〇型橡膠密封圈密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動試驗設備用大口徑高壓調(diào)壓閥，其特征在于:上缸蓋(6)與閥體(3)之間、下缸蓋(7)與閥體(3)之間均采用紫銅墊圈進行密封。
【文檔編號】F16K1/36GK103615549SQ201310692473
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】石運軍, 孫勇堂, 崔春, 王盛楠 申請人:北京航天益森風洞工程技術(shù)有限公司