[發明專利]一種交流閥的閥口氣穴觀測試驗系統

在審

• 申請號: 201910360981.3
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110160774A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 薛召
• 申請（專利權）人: 浙江交通職業技術學院
• 主分類號: G01M13/003
• 分類號: G01M13/003
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了一種交流閥的閥口氣穴觀測試驗系統，包括信號采集系統、交流閥、泵站系統和高速攝像系統，所述交流閥上端連接有信號采集系統，交流閥通過油管連接有泵站系統，交流閥下端設有高速攝像系統，信號采集系統與高速攝像系統電性連接；所述信號采集系統包括示波器、顯示屏、壓力傳感器；所述交流閥包括閥體、閥心、左定位環、閥套和右定位環；所述泵站系統包括截止閥、可變節流閥、濾清器、油箱、壓力表、壓力控制閥、溫度計、流量計、液壓泵和電動機。本發明能夠用于研究交流閥的閥口氣穴阻塞問題。

技術領域

本發明涉及交流閥技術領域，特別是涉及一種交流閥的閥口氣穴觀測試驗系統。

背景技術

閥口氣穴的產生對閥口流動特性影響極為顯著，氣穴不僅產生氣穴噪聲和壓力脈動，而且更為重要的是使閥口流動的阻力增加，從而使閥口流量系數降低。在閥口幾何要素保持不變的條件下，如無氣穴產生，則流量系數基本是常數。氣穴一經產生，流量系數立刻減小，氣穴程度愈劇烈，流動系數減小的量愈大。隨著交流閥轉速的提高，閥口切換頻率增加，閥口處的氣穴規模與程度更加嚴重，一旦大量氣穴阻塞流道引起流量飽和，顫振器的振動頻率將達到上限。因此，有效地減小氣穴可以提高顫振器的上限振動頻率。

國內外研究人員對于閥內氣穴作了大量研究。杜學文對節流閥口氣穴狀態下流量飽和現象進行了研究，分析了有無氣穴對閥口流量特性的影響，以及氣穴初生與流量飽和的關系。陳壽陽等研究了圓管阻尼器內的氣穴現象，對阻尼孔中間點壓力、流量、噪聲、壓差等進行了測量，并觀察了氣穴流動。Avrahami等研究了心臟閥內的氣穴現象，認為氣穴是由流動中的旋渦產生。Oshima等采用了半切錐閥模型對水壓錐閥內的氣穴現象進行了實驗研究，分析了氣穴發生臨界條件和氣穴對流速、壓力分布的影響。Liu YS等對水壓閥二級節流中出現的氣穴現象進行了研究。Frank等采用試驗、CFD技術，在模型閥出口閥腔開設兩個窗口顯示氣穴流動。冀宏等用閥套移動式液壓閥流場壓力分布檢測方法，研究了節流閥結構、流態與氣穴關系。浙江大學傅新教授對液壓閥口氣穴機理進行了系統的研究，利用數值解析、流場測量與觀測等手段對閥口局部極端環境的氣穴流場流動規律進行了深入探索。

由于交流閥閥心高速轉動、閥口的通流面積周期性變化、高低壓突變異常明顯，與文獻中對氣穴的研究有很大不同，閥口處氣泡析出、發育的過程極其復雜。對于高速旋轉的閥心和劇烈變化的閥口流場形態，如何設計觀測模型以及進行可視化觀測，進而獲取氣穴流體的流動圖像，也是一項挑戰性的工作。通過激振流場分析與實驗相結合，研究液壓元件中氣穴的形成過程、規模、分布與閥口結構的關系是解決閥口氣穴阻塞問題的關鍵。因此，需要一種實驗裝置，能夠用于研究交流閥的閥口氣穴阻塞問題。

發明內容

本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種交流閥的閥口氣穴觀測試驗系統，能夠用于研究交流閥的閥口氣穴阻塞問題。

本發明采用如下技術方案：

為實現上述目的，本發明提出了一種交流閥的閥口氣穴觀測試驗系統，包括信號采集系統、交流閥、泵站系統和高速攝像系統，所述交流閥上端連接有信號采集系統，交流閥通過油管連接有泵站系統，交流閥下端設有高速攝像系統，信號采集系統與高速攝像系統電性連接；所述信號采集系統包括示波器、顯示屏、壓力傳感器；所述交流閥包括閥體、閥心、左定位環、閥套和右定位環；所述泵站系統包括截止閥、可變節流閥、濾清器、油箱、壓力表、壓力控制閥、溫度計、流量計、液壓泵和電動機。

作為優選，所述交流閥上端連接有壓力傳感器，壓力傳感器與示波器、顯示屏電性連接，示波器為多通道記憶示波器。

作為優選，所述閥體內部橫向設有閥心，閥體內部左右兩端分別設有左定位環、右定位環；所述閥心外部配合有閥套，閥套外部配合于閥體內壁面。

作為優選，所述閥體上嵌裝有透明觀察窗和光源入射窗；所述高速攝像系統包括攝像機和處理器，攝像機位于透明觀察窗正下方，攝像機與處理器電性連接。