[發明專利]軸芯移動式近液壓閥芯壁面流場壓力動態測量裝置

無效

• 申請號: 200810063193.X
• 申請日: 2008-07-22
• 公開（公告）號: CN101329214A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 付新;陸亮;鄒俊;杜學文
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及液壓閥內部流場壓力測量裝置，尤其是涉及一種軸芯移動式近液壓閥芯壁面流場壓力動態測量裝置。

背景技術

液壓滑閥結構是液壓閥的一種基本結構形式，有全周開口、非全周開口，從閥的功能上可以構成換向閥、方向節流閥、節流閥、流量控制閥等，操作控制方式有手動、比例、伺服等。由于滑閥流道結構復雜，尺寸較小，流速較快，形成復雜的流場壓力分布，最終往往導致氣穴這一有害現象的產生。氣穴的存在不僅造成一定的流場壓力損失，還往往造成液壓元件的振動以及大量的噪聲。對流場壓力分布以及氣穴機理的研究一直是國內外研究的難點。滑閥中的氣穴初生及發展潰滅與流道內部的壓力分布密切相關，氣穴噪聲的量級不僅與氣穴發展程度相關，還與潰滅尾流的脫落頻率，潰滅區壓力有著重要的關系。因此，流道內部壓力分布以及壓力變化頻域特性從某種意義上代表了氣穴噪聲的變化趨勢。隨著結構參數和流動參數的改變，流道內部壓力特性發生改變，氣穴位置，形態及劇烈程度發生改變，進而導致氣穴噪聲與元件振動特性的變化，通過研究流場壓力的分布與頻域特性，可以為流道結構的優化設計，氣穴噪聲振動的有效控制提供很好的依據。

根據目前對液壓閥內的氣穴現象的研究發現，氣穴產生以后隨液體流動向下游延伸，并發生指向閥芯壁面的位置偏離。氣穴尾流脫落后潰滅是造成氣穴噪聲的直接原因。潰滅區域的壓力分布及氣穴尾流脫落引起的壓力波動對潰滅噪聲的量級水平具有極為重要的影響。因此，氣穴潰滅區域，即近閥芯壁面的壓力分布、波動特性具有重要的研究意義。目前存在一些液壓閥內流產壓力分布的研究，但研究對象為近閥體壁面的壓力分布。根據上述液壓閥內氣穴分布其潰滅的研究結果，造成氣穴噪聲的尾流脫落潰滅發生近閥芯壁面處，所以對近閥芯壁面的壓力研究具有更為重要的意義。同時考慮到非理想情況的液體流動模型，近閥體壁面的壓力測量結果與實際流場的壓力分布是存在較大差異的。

使用兩個以上壓力傳感的，可以同時采集不同區域的壓力信號，實現較大范圍流場壓力分布的動態測量，進而判斷氣穴分布的走向；高頻壓力傳感器軸向等距分布，可以有效捕捉氣穴尾流脫落及潰滅的頻域特性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種軸芯移動式近液壓閥芯壁面流場壓力動態測量裝置。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

將閥體固定在閥座上，閥芯裝入閥體中，軸芯與閥芯通孔配合，軸芯能在閥芯通孔內旋轉和軸向相對移位，閥座的兩側分別安裝定位板，兩塊定位板上的定位螺釘分別頂在閥芯的兩端面，定位量塊安裝在一側的軸芯與閥芯端面間，調節定位量塊確定閥芯和軸芯之間的軸向位置，閥芯壁面法向開有節流槽底面測壓小孔和回油腔測壓小孔，沿軸向分布3組以上；軸芯壁面法向開有壓力傳感器孔，沿軸向分布兩個以上；壓力傳感器孔內部裝有高頻壓力傳感器，壓力傳感器孔的信號線經過軸芯深孔與信號采集與處理系統相接。

所述的回油腔測壓小孔沿圓周等圓心角分布六個以上，并沿軸向等距分布三組以上；節流槽底面測壓小孔對稱分布于節流槽底面兩側，軸向間距相等，節流槽底面測壓小孔中心線與軸芯軸線相交；相鄰節流槽底面測壓小孔軸向距離、相鄰回油腔測壓小孔軸向距離以及相鄰節流槽測壓小孔和回油腔測壓小孔之間軸線距離均相等，為2.0～3.0mm，小孔直徑0.1～0.5mm。

所述的壓力傳感器孔沿軸芯壁面法向開設，沿軸向分布兩個以上；壓力傳感器孔間距與節流槽底面測壓小孔軸向間距相等，壓力傳感器孔間距與回油腔測壓小孔軸向間距相等；壓力傳感器孔直徑0.5～1.0mm，大于節流槽底面測壓小孔和回油腔測壓小孔的直徑。

所述的定位量塊厚度均與節流槽底面測壓小孔軸向間距相等，所有定位量塊厚度與回油腔測壓小孔軸向間距相等；初始定位時，即無定位量塊時，頂端節流槽底面測壓小孔與頂端壓力傳感器孔軸向位置相同。

所述的高頻壓力傳感器最高響應頻率100kHz，滿足氣穴噪聲研究的頻率要求；兩個高頻壓力傳感器同時使用，滿足實驗時間和空間上的要求。

本發明具有的有益效果是：

本測量裝置通過定位螺釘實現節流開度調節，通過改變定位量塊數量及軸芯相對閥芯旋轉實現軸芯壓力傳感器孔，即高頻壓力傳感器與閥芯不同測壓小孔的對準。沿軸芯軸線方向同時使用兩個以上高頻壓力傳感器，實現氣穴尾流潰滅區域的壓力分布和壓力波動的實時動態測量。本發明測量準確，操作方便，尤其針對液壓滑閥中的氣穴研究具有現實的意義。

附圖說明

圖1是本發明的總體結構示意圖。

圖2是圖1的A-A測壓小孔分布圖。