[發(fā)明專利]一種用于低溫風洞的超低溫開關閥

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113202967B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設計）人: 陳萬華;陳振華;祝長江;高榮;賴歡;王元興;張偉;麻越垠;孫德文;程俊;尉成果;王太江;宋遠佳;李遠莉
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心設備設計與測試技術研究所
• 主分類號: F16K31/122
• 分類號: F16K31/122;F16K27/08
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開了一種用于低溫風洞的超低溫開關閥，包括閥座、一體化閥體、活塞桿和閥殼，閥蓋與閥殼采用螺栓連接形成關閥驅(qū)動壓力腔；活塞桿的上端貫穿閥蓋并連接有閥瓣，閥瓣與閥座組成密封副；內(nèi)腔中位于小活塞的上方形成內(nèi)層壓力腔體；閥蓋、大波紋管和大活塞的連接共同形成真空絕熱腔。本發(fā)明用于控制液氮噴射的啟閉，將一體化閥體與低溫風洞一體化設計，整體結構緊湊，外形尺寸小，有利于液氮噴射杷架緊湊布局；本發(fā)明采用高壓氮氣作為開關閥關閉驅(qū)動力，能夠在超低溫環(huán)境下(?196℃)使用，且氮氣壓力可隨低溫風洞壓力調(diào)節(jié)，適用范圍廣；通過多個該開關閥形成的閥組的開閉組合可實現(xiàn)低溫風洞溫度的精確控制，提高風洞試驗段總溫控制精度。

技術領域

本發(fā)明涉及低溫風洞試驗閥門領域，具體來說，涉及一種用于低溫風洞的超低溫開關閥。

背景技術

低溫風洞試驗中，通常采用低溫技術來獲取較大的試驗雷諾數(shù)。通過向風洞回路噴射液氮并汽化吸收大量熱量以降低試驗環(huán)境溫度的方法來獲得，試驗環(huán)境部分溫度低至-196℃。

液氮通過安裝在動力段上游的噴射耙實現(xiàn)噴射，每個噴射耙架上布置流量不同、數(shù)量不等的噴嘴。風洞運行時，通過低溫開關閥控制液氮噴嘴的開閉，根據(jù)開啟的大、小流量噴嘴數(shù)量的不同實現(xiàn)液氮流量的控制。液氮噴射的響應速度和啟閉靈敏度對于低溫風洞噴射系統(tǒng)的精度至關重要。為減小對流場影響，開關閥需要安裝在噴射耙架的內(nèi)部，因此閥門的閥體及驅(qū)動頭應能夠適應風洞深冷環(huán)境，并且尺寸盡可能小，布局盡可能緊湊。

目前國內(nèi)工業(yè)上使用的低溫開關閥為低溫電磁閥，其驅(qū)動部分工作溫度范圍一般在-50℃～0℃，不能滿足低溫風洞深冷環(huán)境的特殊工況要求。為此，我們提出一種用于低溫風洞的超低溫開關閥。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關技術中的問題，本發(fā)明提出一種用于低溫風洞的超低溫開關閥，以克服現(xiàn)有相關技術所存在的上述技術問題。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種用于低溫風洞的超低溫開關閥，包括閥座、一體化閥體、活塞桿和閥殼，所述閥座焊接在一體化閥體上，所述閥殼的上端安裝有閥蓋，所述閥蓋與閥殼采用螺栓連接形成關閥驅(qū)動壓力腔，所述閥蓋安裝在一體化閥體的下部，所述閥蓋的內(nèi)部設置有內(nèi)腔；

所述活塞桿上設有小活塞，所述小活塞滑動安裝在內(nèi)腔中，所述活塞桿的上端貫穿閥蓋并連接有閥瓣，所述閥瓣與所述閥座組成密封副，所述活塞桿的下端滑動貫穿內(nèi)腔底部并連接有大活塞；

所述活塞桿的下部套設有小波紋管，所述小波紋管的上端密封焊接在小活塞下部，且小波紋管的下端密封焊接在內(nèi)腔底部，所述內(nèi)腔中位于小活塞的上方形成內(nèi)層壓力腔體，所述閥蓋的頂部開設有通孔；

所述閥蓋的外側套設有大波紋管，且所述大波紋管的上端密封焊接在閥蓋上，大波紋管的下端密封焊接在大活塞上，所述閥蓋、大波紋管和大活塞的連接共同形成真空絕熱腔。

進一步地，所述閥殼上開設有驅(qū)動接口，所述驅(qū)動接口與高壓氮氣驅(qū)動氣源對接；所述閥蓋上開設有真空接口，所述真空接口的一端與真空絕熱腔的內(nèi)部連通，且真空接口的另一端與真空罐對接。

進一步地，所述通孔的上部與一體化閥體內(nèi)部連通，且通孔的下端與內(nèi)腔的上部連通。

進一步地，所述大波紋管、小波紋管均設置為密封彈性結構。

進一步地，所述閥座的上部通過螺紋與工作端噴嘴對接連接。

進一步地，所述一體化閥體與低溫風洞設置為一體結構。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明提供的一種用于低溫風洞的超低溫開關閥，將一體化閥體與低溫風洞一體化設計，閥座出口直接與工作端噴嘴對接，一體化閥體作為低溫風洞的流道，并通過在閥殼內(nèi)連通驅(qū)動氣源作為動力，整體結構緊湊，外形尺寸小，有利于液氮噴射杷架緊湊布局。