[發明專利]大口徑調壓閥

有效

• 申請號: 201410555402.8
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104405904A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 董國強;石運軍;鄭劉;崔春
• 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: F16K1/36
• 分類號: F16K1/36;F16K1/32;F16K1/54;F16K31/12;F16K27/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及一種亞跨超三聲速風洞試驗設備，特別涉及一種用于風洞的大口徑調壓閥。

背景技術

調壓閥是風洞的重要部件，在三聲速風洞中，它用于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后壓力的快速和精確控制，并有良好的密封性能。

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，達到調節閥后壓力的目的。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，因而不能用于風洞調壓。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：

調壓閥工作時，液壓缸帶動套筒在導向軸上高速移動，盡管套筒采用強度高、密度低的鑄鋁材料，但由于套筒的結構尺寸大，在氣流沖擊和重力的雙重作用下，作用于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。

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，處于懸空狀態，那么該導向軸為單支撐結構，其受力后變形大，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，但支撐部件位于氣流出口法蘭中心處，將阻礙氣流的流動，并產生較大的噪聲。

此外，隨著風洞規模的擴大，調壓閥口徑也需進行擴大，但是，由于該調壓閥的套筒采用鑄鋁材料制造，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，要制造更大口徑調壓閥(如5m量級)，上述發明的結構形式已無法實現。

專利文獻：專利號為201310119486.6

發明內容

本發明的目的在于克服上述發明中的技術不足，提供用于更大口徑亞跨超三聲速風洞的調壓設備。

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、液壓缸和連接桿，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于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桿的一端連接，所述內殼體的一端安裝有保護罩，用于保護所述直線位移傳感器，所述連接桿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托架，所述套筒與所述導向托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托架往返移動。

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托架，上下兩個所述導向托架用于支撐所述導軌副，左右兩個導向托架用于支撐所述花鍵副。

優選所述導軌副包括滑塊和導軌，所述滑塊裝入所述導軌并能夠沿所述導軌軸向移動；位于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托架連接；位于下端的所述導軌副中，所述滑塊與所述導向托架連接，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并能夠沿其軸向移動；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托架連接。

優選所述套筒能夠采用普通鋼材制成。

有益效果：

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，導軌副的特點在于能夠承受較大的壓力，用來承受套筒本身的重力，花鍵副的特點在于能夠承受較大的扭矩，用來承受由于氣流沖擊帶來的扭矩。

2.由于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制造，可以采用普通鋼材，大大降低了成本，且不再受鑄鋁工藝水平的限制，從而可以制造更大口徑的調壓閥。

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，而氣流的沖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，套筒的支撐面位于導向托架上，而導向托架接近于套筒的外緣表面，力臂長度大大小于套筒半徑，因此，在相同的氣流沖擊強度下，套筒受到的支撐反力大大減小，提高了套筒的使用壽命。。

附圖說明

圖1是本發明調壓閥的右視圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。