[發明專利]一種氣壓式快速開關閥

有效

• 申請號: 201611122817.1
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106594294B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 袁雄;錢丹丹;吳晉鵬;趙順友
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: F16K1/00
• 分類號: F16K1/00;F16K1/44;F16K31/124;F15B15/14;F16J10/02;G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種氣壓式快速開關閥，包括閥體和氣源兩大部分，其中閥體由外殼、中心軸、氣缸、前后密封組件、管咀等組成，氣源由密封空氣罐及其附屬的閥門、管道等組成。當控制氣源流動方向的二位四通閥處于斷電狀態時，氣缸的前側充氣后側放氣，氣缸壓緊前后兩組密封組件，閥門處于關閉狀態；反之，當控制二位四通閥帶電時，氣缸的后側充氣前側放氣，閥門打開。本發明主要應用于亞跨超聲速風洞，作為快速閥使用閥門開啟或關閉時間不大于1s；每年的開啟關閉次數1.5萬次，檢修周期1年，使用壽命10年。

技術領域

本發明涉及一種氣壓式快速開關閥,尤其是一種風洞壓縮空氣控制開關閥，屬于閥門領域。

背景技術

亞跨超風洞是速度范圍為馬赫數0.4＜M≤4.5的高速風洞，典型的亞跨超風洞結構由氣源、總閥、快速閥、調壓閥、前室、噴管、試驗段、出口等組成，如附圖6示意。試驗時，氣源內的壓縮空氣經過總閥→快速閥→調壓閥后進入前室整流，由噴管調整速度，在試驗段內試驗后由出口排出。另外有一些風洞將快速閥與調壓閥的功能整合，由一個快速調壓閥實現快速啟閉和調壓的功能，由于其內容與本發明無關，在此不再贅述。

沿著氣流方向，起到隔絕氣源與風洞作用的閥門為總閥、快速閥和調壓閥。總閥的作用是將氣源關閉，防止氣源內的氣體泄漏，其特點是密封性能好，開關速度慢，開關次數少，一般采用密封性能良好的球閥、截止閥或蝶閥作為總閥，在節假日停產、風洞檢修的時候關閉，在風洞的日常試驗及準備過程中始終處于打開狀態；調壓閥的作用是通過調節開度調整前室及噴管前的壓力始終相對穩定，從而使氣流速度和流場穩定，一般的結構形式為蝶板式、錐桶式、狹縫式等，其特點是密封性能很差或者無密封作用，僅作為開度調節使用；快速閥的作用是在試驗開始時快速打開，試驗結束時快速關閉，在風洞的日常生產試驗過程中始終處于關閉狀態，隔絕氣源與風洞，是風洞試驗使用最頻繁的設備之一。快速閥的特點是開關迅速、在意外失電情況下也能夠自動關閉。

隨著現代先進風洞朝著更高的試驗效率和更多的試驗次數發展，快速閥的年使用頻次已經遠遠超過了一般的閥門所能承受的年開關次數的極限。以中國航天空氣動力技術研究院600mm口徑量級的FD06亞跨超風洞為例，1962年建成至2000年左右，每年的吹風次數都遠遠小于3000次的額定年吹風次數，快速閥工作性能良好穩定，一臺快速閥的檢修周期可達到8年，使用壽命達到30年；自2000年以后，FD06風洞的吹風次數逐年提高，尤其在2012年至2015年期間，年平均吹風次數達到1.2萬次，是額定開關次數的4倍，原有的快速閥的使用壽命和可靠性能大幅度下降，出現了打不開關不住的現象，嚴重制約了風洞的試驗效率。原有的風洞快速閥與本發明的結構形式類似，采用的是液壓設計，并且氣流方向與本發明相反，即整流錐在前，氣流由右側流向左側，還有密封結構等都完全不同。經過超強度的反復開啟關閉，逐漸暴露出來一些無法解決的問題，比如密封墊磨損后容易被吹出、密封墊必須內襯加強筋、液壓管及管接頭長期震動漏油、液壓震動較大，夏天液壓站長期帶電溫升過快等。經過總結經驗，結合風洞試驗對快速閥開關迅速、失電快關、反復開關的要求，有針對性地提出了一種氣壓式的快速開關閥作為風洞快速閥使用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種氣壓式快速開關閥，應用于亞跨超聲速風洞作為快速閥使用，適應非常頻繁的快速開啟關閉工況。

本發明目的通過如下技術方案予以實現：

提供一種氣壓式快速開關閥，包括閥體、氣源和氣源控制回路；

所述氣源用于提供閥體開關所需的氣體；

所述氣源控制回路用于切換氣源氣體的流向；

所述閥體包括外殼(1)、前密封組件(2.0)、后密封組件(3.0)、氣缸(4.0)、中心軸(5.0)；

外殼(1)包括兩端開口的殼體和殼體內部的中段固定的內中心筒，內中心筒筒底具有開口，開口與中心軸(5.0)的后端尺寸匹配，開口與外殼外表面之間設置通氣道；