專利名稱：一種結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)，具體說就是一種結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝
置
背景技術(shù)：
隨著輕質(zhì)高強材料的發(fā)展以及結(jié)構(gòu)計算能力的增強，工程結(jié)構(gòu)向著大跨徑、輕型化和柔性化的趨勢發(fā)展，與此同時結(jié)構(gòu)的剛度和阻尼降低，對風荷載作用的敏感程度逐漸増大，風荷載以及風致穩(wěn)定性成為影響結(jié)構(gòu)安全的控制因素之一。提高結(jié)構(gòu)抗風能力通常從三個方面考慮，即提高結(jié)構(gòu)的整體剛度特別是扭轉(zhuǎn)剛度、増大結(jié)構(gòu)阻尼和改善斷面的氣動性能。然而，提高結(jié)構(gòu)的整體剛度和増大結(jié)構(gòu)阻尼將付出很大的代價，而通過引入各種措施來改變作用在主梁斷面上的氣動カ將產(chǎn)生很好的氣動效果。改變結(jié)構(gòu)斷面氣動外型對于改善空氣動カ特性進而提高結(jié)構(gòu)的抗風能力是ー種經(jīng)濟有效的方法，優(yōu)化結(jié)構(gòu)斷面的氣動特性實際上是改變了結(jié)構(gòu)斷面繞流流體邊界層結(jié)構(gòu)。目前，優(yōu)化結(jié)構(gòu)斷面氣動特性的方法大多是被動地改變斷面繞流流體邊界層結(jié)構(gòu)，是間接地改善繞流品質(zhì)的方式。利用主動供能方式直接地改善結(jié)構(gòu)繞流邊界層進而提高結(jié)構(gòu)抗風能力的研究，在國際上剛剛起歩。吸氣就是一種通過主動供能方式控制流體邊界層分離進而提高流體品質(zhì)的有效技術(shù)手段，最早的研究開始于航天領(lǐng)域，而在結(jié)構(gòu)風工程領(lǐng)域，利用吸氣方法提高結(jié)構(gòu)抗風能力的研究還處于近乎空白的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用流量控制調(diào)節(jié)流速的方式進行吸/吹氣控制的結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是由動カ源単元和控制氣流管道單元組成的，動力源單元連接控制氣流管道単元，本發(fā)明還有以下技術(shù)特征(I)所述的動力源単元包括真空泵、球閥、氣泵、儲氣罐、電磁換向閥甲、真空過濾器和普通過濾器，球閥分別連接真空泵、氣泵和儲氣罐，儲氣罐連接電磁換向閥甲，電磁換向閥甲分別連接真空過濾器和普通過濾器；(2)所述的控制氣流管道単元包括真空減壓閥、吸氣主管道、電磁換向閥こ、流量計、雙向調(diào)速閥、電磁換向閥丙、吸氣支管、吸氣端ロ、精密減壓閥、吹氣主管道、吹氣支管和吹氣端ロ，真空減壓閥連接吸氣主管道，吸氣主管道連接電磁換向閥こ、電磁換向閥こ連接流量計、流量計連接雙向調(diào)速閥，雙向調(diào)速閥連接電磁換向閥丙、電磁換向閥丙連接吸氣支管，吸氣支管連接吸氣端ロ，精密減壓閥連接吹氣主管道，吹氣主管道連接吹氣支管，吹氣支管經(jīng)電磁換向閥連接吹氣端ロ。本發(fā)明ー種結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置，采用流量控制調(diào)節(jié)流速的方式進行吸/吹氣控制，提高了控制精度；采用快換接頭進行各部件的連接，便于吸/吹氣通道的増加或減少，同時方便運輸、安裝、調(diào)整；可獨立進行吸氣或者吹氣試驗，也可以同時進行吸氣和吹起試驗?？捎糜诔邔咏ㄖ?、大跨橋梁、高聳結(jié)構(gòu)、海洋工程結(jié)構(gòu)等多種模型的風洞試驗研究，具有廣泛的應(yīng)用范圍。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作進ー步說明。實施例I :結(jié)合圖1，本發(fā)明ー種結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置，它是由動力源単元和控制氣流管道單元組成的，動カ源單元連接控制氣流管道単元，本發(fā)明還有以下技術(shù)特征所述的動力源単元包括真空泵(I)、球閥(2)、氣泵(12)、儲氣罐(3)、電磁換向閥甲(4)、真空過濾器(5)和普通過濾器(13)，球閥(2)分別連接真空泵(I)、氣泵(12)和儲氣罐(3)，儲氣罐(3)連接電磁換向閥甲(4)，電磁換向閥甲⑷分別連接真空過濾器(5)和普通過濾器(13)；所述的控制氣流管道単元包括真空減壓閥(6)、吸氣主管道(7)、電磁換向閥こ
(18)、流量計⑶、雙向調(diào)速閥(9)、電磁換向閥丙(19)、吸氣支管(10)、吸氣端ロ(11)、精密減壓閥(14)、吹氣主管道(15)、吹氣支管(16)和吹氣端ロ(17)，真空減壓閥(6)連接吸氣主管道(7)，吸氣主管道(7)連接電磁換向閥こ(18)、電磁換向閥こ(18)連接流量計(8)、流量計(8)連接雙向調(diào)速閥(9)，雙向調(diào)速閥(9)連接電磁換向閥丙(19)、電磁換向閥丙
(19)連接吸氣支管(10)，吸氣支管(10)連接吸氣端ロ(11)，精密減壓閥(14)連接吹氣主管道(15)，吹氣主管道(15)連接吹氣支管(16)，吹氣支管(16)經(jīng)電磁換向閥連接吹氣端ロ(17)。實施例2:結(jié)合圖1，根據(jù)在風洞試驗中模型進行吸(吹)試驗要求，本發(fā)明主要由三部分組成一是動カ源，包括了真空泵、氣泵、電磁換向閥和過濾器；ニ是控制裝置，包括由真空減壓閥和精密減壓閥組成的壓カ控制裝置以及由流量計和雙向調(diào)速閥組成的速度調(diào)節(jié)裝置；三是氣流管道，其中包括吸氣主管道、吹氣主管道、吸/吹氣支管和吸/吹氣端ロ。吸氣時，由真空泵提供動力，在氣流管道中產(chǎn)生負壓，使得結(jié)構(gòu)斷面外的空氣經(jīng)由吸氣端ロ進入各個吸氣支管，在氣體匯聚到吸氣主管道中后，經(jīng)由真空減壓閥、電磁換向閥和真空過濾器進入真空泵,并由真空泵的排氣ロ將空氣排出。吹氣時，由氣泵提供壓縮氣體,氣體經(jīng)由電磁換向閥和精密減壓閥流入氣流主管道，再由吹氣主管道分別進入各吹氣支管，在吹氣支管上安裝有流量計和雙向調(diào)速閥，通過調(diào)節(jié)雙向調(diào)速閥來控制吹氣端ロ吹出的氣流速度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置可分為真空回路和正壓回路兩部分。如圖I所示，當該裝置進行吸氣時，首先接通電磁換向閥甲和電磁換向閥こ的電源，且電磁換向閥丙處于未通電狀態(tài)，然后打開與真空泵(I)相連的球閥(2)，啟動真空泵(1)，在裝置的管道內(nèi)產(chǎn)生負壓，同時調(diào)節(jié)真空減壓閥(6)，使真空減壓閥(6)和吸/吹氣端ロ(11/17)之間的管道內(nèi)負壓穩(wěn)定在一定的大小。在負壓作用下，結(jié)構(gòu)斷面處的空氣經(jīng)由吸/吹氣端ロ(11/17)被吸入吸氣支管(10)，被吸入的氣流從電磁換向閥丙的R ロ流入，A ロ流出，然后流入雙向調(diào)速閥(9)，通過雙向調(diào)速閥(9)的流量調(diào)節(jié)，吸/吹氣端ロ(11/17)處的氣流速度達到試驗要求，此時的氣體流量在氣流流經(jīng)流量計(8)時顯示出來。吸氣氣流流過流量計(8)之后從電磁換向閥こ的A ロ流入，P ロ流出，流入吸氣主管道(7)。各吸氣支管(10)內(nèi)的氣流匯聚到吸氣主管道(7)后，依次流過真空減壓閥(6)和真空過濾器(5)，過濾后的潔凈氣體從電磁換向閥甲的A ロ流入，P ロ流出，經(jīng)過儲氣罐(3)流入真空泵(1)，最后由真空泵的排氣ロ排入大氣中。當本發(fā)明結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置進行吹氣時，首先切斷電磁換向 閥甲和電磁換向閥こ的電源，同時接通電磁換向閥丙的電源，使得電磁換向閥換向，從而改變管道的連接位置，然后打開與氣泵(12)相連的球閥，并啟動氣泵(12)，由氣泵上的空氣壓縮機產(chǎn)生高壓空氣，高壓空氣經(jīng)過儲氣罐(3)后，從電磁換向閥甲的R ロ流入，A ロ流出，流入普通過濾器(13)，經(jīng)過過濾的潔凈壓縮空氣流入精密減壓閥(14)，經(jīng)過減壓之后進入吹氣主管道(15)，再分別流入各吹氣支管(16)。吹氣支管(16)內(nèi)的壓縮空氣從電磁換向閥丙的P ロ流入，A ロ流出，流過雙向調(diào)速閥(9)從而進入流量計(8)，經(jīng)過雙向調(diào)速閥(9)調(diào)定的氣體流量在流量計(8)中顯示，且吸/吹氣端ロ處的氣體流速被調(diào)定。此時，由于電磁換向閥丙的作用，使得壓縮空氣的流動方向與吸氣時吸氣氣流的流動方向相同，從而使只能單向流過氣體的流量計(8)可以不必更換安裝方向而直接使用。流過流量計(8)的壓縮空氣從電磁換向閥こ的A ロ流入，R ロ流出，然后從吸/吹氣端ロ流出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置各部件和管道之間的連接采用快換接頭進行連接，只需簡單的插拔就可以將裝置連接完畢，因此該裝置可以方便的實現(xiàn)吸/吹氣通道的增減，圖I所示即為四通道吸/吹氣裝置，吸/吹氣通道的増加或者減少通過添加或者減少電磁換向閥こ和電磁換向閥丙、流量計、雙向調(diào)速閥、吸/吹氣支管、吸/吹氣端ロ的數(shù)量來實現(xiàn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置經(jīng)過簡單改裝之后可以實現(xiàn)吸氣和吹氣工作同時進行。將圖I中所示的球閥換成儲氣罐，同時去掉圖I中所示的儲氣罐(3)和電磁換向閥甲，直接將真空氣源和高壓氣源接在各自的過濾器上即可。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置，它是由動力源單元和控制氣流管道單元組成的，其特征在于動力源單元連接控制氣流管道單元，所述的動力源單元包括真空泵(I)、球閥(2)、氣泵(12)、儲氣罐(3)、電磁換向閥甲(4)、真空過濾器(5)和普通過濾器(13)，球閥⑵分別連接真空泵(I)、氣泵(12)和儲氣罐(3)，儲氣罐(3)連接電磁換向閥甲(4)，電磁換向閥甲(4)分別連接真空過濾器(5)和普通過濾器(13);所述的控制氣流管道單元包括真空減壓閥￠)、吸氣主管道(7)、電磁換向閥乙(18)、流量計(8)、雙向調(diào)速閥(9)、電磁換向閥丙(19)、吸氣支管(10)、吸氣端口(11)、精密減壓閥(14)、吹氣主管道(15)、吹氣支管(16)和吹氣端口(17)，真空減壓閥(6)連接吸氣主管道(7)，吸氣主管道(7)連接電磁換向閥乙(18)、電磁換向閥乙(18)連接流量計(8)、流量計(8)連接雙向調(diào)速閥(9)，雙向調(diào)速閥(9)連接電磁換向閥丙(19)、電磁換向閥丙(19)連接吸氣支管(10)，吸氣支管(10)連接吸氣端口(11)，精密減壓閥(14)連接吹氣主管道(15)，吹氣主管道(15)連接吹氣支管(16)，吹氣支管(16)經(jīng)電磁換向閥連接吹氣端口 (17)。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)壁面繞流場定常吸/吹氣控制裝置，包括動力源單元和控制氣流管道單元，動力源單元連接控制氣流管道單元，所述的動力源單元包括真空泵、球閥、氣泵、儲氣罐、電磁換向閥甲、真空過濾器和普通過濾器，球閥分別連接真空泵、氣泵和儲氣罐，儲氣罐連接電磁換向閥甲，電磁換向閥甲分別連接真空過濾器和普通過濾器。本發(fā)明采用流量控制調(diào)節(jié)流速的方式進行吸/吹氣控制，提高了控制精度；采用快換接頭進行各部件的連接，便于吸/吹氣通道的增加或減少，同時方便運輸、安裝、調(diào)整；可獨立進行吸氣或者吹氣試驗，也可以同時進行吸氣和吹起試驗?？捎糜诔邔咏ㄖ?、大跨橋梁、高聳結(jié)構(gòu)、海洋工程結(jié)構(gòu)等多種模型的風洞試驗研究，具有廣泛應(yīng)用范圍。
文檔編號G01M9/00GK102628731SQ20121010686
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者張明晶, 李惠, 歐進萍, 段忠東, 辛大波 申請人:李惠, 歐進萍, 辛大波