[發明專利]一種氣動試驗設備用大口徑高壓調壓閥

有效

• 申請號: 201310692473.8
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103615549A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 石運軍;孫勇堂;崔春;王盛楠
• 申請（專利權）人: 北京航天益森風洞工程技術有限公司
• 主分類號: F16K1/12
• 分類號: F16K1/12;F16K1/36;F16K31/122
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種高壓調壓閥，特別是一種用于高超聲速風洞或發動機試車臺等氣動試驗設備的大口徑高壓調壓閥。

背景技術

高超聲速風洞及發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。一般為風洞或試車臺提供運行介質的氣源容積有限，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，因此，需要配置壓力穩定調節系統以獲得穩定的試驗氣流。調節閥即是在氣源壓力不斷下降過程中，起壓力調節和壓力穩定作用的關鍵部件。風洞或試車臺等地面模擬設備用調節閥與一般工業用調節閥原理上基本相同，但其要求相對較高，不僅要求有良好的調節特性、較高的調壓精度、快速的響應時間，而且還需要滿足壓力調節范圍大，適應工況多等特殊要求。

在高壓范圍（壓力大于10MPa）使用時，柱塞式調節閥的口徑越大，閥芯面積越大，閥門調壓需要的驅動力也相應增大很多。一般工業用的高壓調節閥在閥門口徑大于80mm時，采用套筒式或窗口式解決驅動力大的問題，但由于套筒式或窗口式調節閥的調壓精度不高，且調節范圍相對較小，難以滿足風洞或試車臺的使用要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種在閥前高壓條件下，使用較小的液壓伺服驅動裝置，實現快速、精確調壓的液壓驅動高壓調壓閥。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種氣動試驗設備用大口徑高壓調壓閥，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、驅動油缸、驅動油缸缸桿、連接螺母；

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；

驅動油缸通過油缸托架安裝在閥體頂部的上缸蓋上，驅動油缸內的驅動油缸缸桿通過連接螺母與上支桿固定連接；閥體的側壁下部有進氣口，側壁上部有出氣口，閥座為圓環狀，固定安裝在閥體內部，閥座套在閥芯的型面段的外側，閥座和型面段之間的間隙用于調節所述高壓調壓閥的開度，閥座的內徑小于型面段的最大橫截面直徑。

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。

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。

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合金，通過配磨實現密封。

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。

平衡氣缸活塞與缸套之間采用〇型橡膠密封圈密封。

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。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

（1）在高壓力（大于10MPa）和大口徑（大于80mm）要求下，閥門采用柱塞式結構形式，閥芯的驅動采用伺服油缸驅動，具有調壓精度高，調壓范圍大和響應快等特點；

（2）通過在閥體內設置平衡氣缸，將進氣口與平衡氣缸相連，利用閥前的調壓前氣體作為平衡氣，大大降低閥芯的驅動力，閥門的口徑最大可達到350mm，閥門的工作壓力可達到20MPa～35MPa；

（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，閥門的調壓特性好。

附圖說明

圖1為高壓調壓閥結構示意圖。

圖2為閥芯運動部分結構示意圖。

圖3為平衡氣缸與閥芯結構關系示意圖。

圖4為橢圓型面示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行詳細說明。

如圖1所示，本發明提供了一種氣動試驗設備用大口徑高壓調壓閥，高壓調壓閥的結構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、驅動油缸11、驅動油缸缸桿31、連接螺母32；