專利名稱：一種快速大流量截?cái)嚅y的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及閥門(mén)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種快速大流量截?cái)嚅y，具體地說(shuō)涉及用于暫沖式風(fēng)洞的快速大流量截?cái)嚅y。
背景技術(shù)：
暫沖式風(fēng)洞是短周期風(fēng)洞的一種形式，而暫沖式渦輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)目前全世界僅美國(guó)有兩臺(tái)投入使用，一臺(tái)在麻省理工學(xué)院(MIT)，有公開(kāi)論文報(bào)道；另一臺(tái)在俄亥俄州立大學(xué)，隸屬于美國(guó)空軍，但未見(jiàn)詳細(xì)資料介紹。本實(shí)用新型用于中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所建造的暫沖式渦輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
暫沖式渦輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)需要有快速大流量截?cái)嚅y，其進(jìn)口與高溫高壓儲(chǔ)氣罐相連，出口與真空實(shí)驗(yàn)段相連。它的作用是把高溫高壓儲(chǔ)氣罐和真空實(shí)驗(yàn)段隔斷，并在數(shù)十毫秒時(shí)間內(nèi)完全打開(kāi)，使儲(chǔ)氣罐中的高溫高壓氣體快速均勻地以預(yù)定流量流經(jīng)環(huán)形實(shí)驗(yàn)段通道，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬真實(shí)流動(dòng)狀態(tài)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種快速大流量截?cái)嚅y，可以在幾十毫秒時(shí)間內(nèi)完全打開(kāi)，使儲(chǔ)氣罐中的高溫高壓氣體以每秒幾十公斤的預(yù)定流量快速均勻地流經(jīng)環(huán)形實(shí)驗(yàn)段通道，推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬真實(shí)流動(dòng)狀態(tài)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種快速大流量截?cái)嚅y，其進(jìn)口與高溫高壓儲(chǔ)氣罐相連，出口與真空實(shí)驗(yàn)段相連；其把儲(chǔ)氣罐和真空實(shí)驗(yàn)段隔斷，并在數(shù)十毫秒時(shí)間內(nèi)完全打開(kāi)，使儲(chǔ)氣罐中的高溫高壓氣體快速大流量地流經(jīng)環(huán)形通道，形成均勻的流動(dòng)。
所述的截?cái)嚅y，由閥體、閥芯、作動(dòng)筒氣缸和緩沖器組成。其閥體含外管壁和內(nèi)管壁。外管壁為一圓錐形加一圓筒形；內(nèi)管壁為圓柱型，含有滑筒和滑軌，以及密封擋板。該閥的進(jìn)口為外管壁的圓形連接口，而該閥的出口為內(nèi)外管壁之間的圓環(huán)形通道。
閥芯為一種環(huán)形滑動(dòng)塞；其頭部外表面為截頂圓錐形，與外管壁圓錐形部分配合形成密封，內(nèi)表面可在內(nèi)管壁滑筒上滑動(dòng)。其尾部為一滑動(dòng)輪輻，輪輻中心與氣缸活塞桿連接，可在內(nèi)管壁滑軌間滑動(dòng)；閥芯內(nèi)有一調(diào)整腔，可以調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)啟速度；作動(dòng)筒氣缸固定于閥體的內(nèi)管壁中，通過(guò)活塞桿與閥芯連接；緩沖器安裝在閥體上，與閥芯相對(duì)，可以迅速吸收閥芯動(dòng)能，使閥芯減速，不致對(duì)閥體產(chǎn)生過(guò)大沖擊。
所述的截?cái)嚅y，采用了作動(dòng)筒氣缸和儲(chǔ)氣罐氣動(dòng)力聯(lián)合作用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)控制作動(dòng)筒氣缸電磁閥開(kāi)關(guān)，由氣缸活塞提供初始力，利用儲(chǔ)氣罐的氣壓提供大的氣動(dòng)力加速和減速，從而使該截?cái)嚅y能在幾十毫秒內(nèi)從全閉到全開(kāi)，然后又很快停止。改變儲(chǔ)氣罐的氣壓可以影響閥門(mén)開(kāi)啟速度。
所述的截?cái)嚅y，其所述閥芯頭部截頂圓錐形與外管壁圓錐形部分，其錐度為44～46度。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型與高溫高壓儲(chǔ)氣罐、真空實(shí)驗(yàn)段的組裝圖。
具體實(shí)施方式
由于本實(shí)用新型各部件的連接關(guān)系均為公知技術(shù)，因此本實(shí)用新型對(duì)各部件的連接關(guān)系不作介紹，而將描述重點(diǎn)放在本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理上。
請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖?？梢钥闯?，本流量截?cái)嚅y12為一種環(huán)形塞閥，由閥體、閥芯、作動(dòng)筒氣缸和緩沖器組成。
截?cái)嚅y12的閥體由外管壁1和內(nèi)管壁組成。外管壁1為一圓錐形加一圓筒形；內(nèi)管壁為圓柱型，由滑筒2、滑軌3，以及密封擋板4組成。
閥芯由一環(huán)形滑動(dòng)塞5、滑動(dòng)輪輻6和調(diào)整腔7組成，環(huán)形滑動(dòng)塞5的頭部為截頂圓錐形，其錐度為45度左右，與閥體外管壁1的圓錐形部分配合形成密封，可在閥體內(nèi)管壁的滑筒2上滑動(dòng)；滑動(dòng)輪輻6可在閥體內(nèi)管壁的滑軌3上滑動(dòng)。
調(diào)整腔7可以調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)啟速度。
氣缸8固定于內(nèi)管壁中，其活塞桿與閥芯的滑動(dòng)輪輻6相連接。
緩沖器9固定于閥體內(nèi)管壁的端面上，其頭部正對(duì)輪輻6的撞頭。
請(qǐng)參閱附圖2，為本實(shí)用新型與高溫高壓儲(chǔ)氣罐、真空實(shí)驗(yàn)段的組裝圖。本實(shí)用新型的截?cái)嚅y12的進(jìn)口為外管壁的圓形連接口，與高溫高壓儲(chǔ)氣罐10相連；而本實(shí)用新型的截?cái)嚅y12的出口為內(nèi)外管壁之間的圓環(huán)形通道，與真空實(shí)驗(yàn)段11相連。
本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)外管壁1與閥芯滑動(dòng)塞5的錐形頭部閉合時(shí)，由于閥芯內(nèi)部的密封擋板4左側(cè)是高壓儲(chǔ)氣罐的壓力而右側(cè)空腔是真空，所以本流量截?cái)嚅y12保持可靠關(guān)閉狀態(tài)。
本流量截?cái)嚅y12的打開(kāi)過(guò)程可描述如下。開(kāi)始時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制電磁閥向作動(dòng)筒氣缸8右側(cè)充高壓氣體，使活塞桿推動(dòng)輪輻6，從而推動(dòng)閥芯開(kāi)始向左滑動(dòng)。這時(shí)儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體通過(guò)閥芯錐形頭部和外管壁1之間的環(huán)形面積進(jìn)入通道，同時(shí)進(jìn)入閥芯內(nèi)部的密封擋板4左側(cè)。密封擋板4端部與閥芯調(diào)整腔7閉合時(shí)，儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體不能進(jìn)入閥芯內(nèi)腔位于密封擋板4右側(cè)空腔；而當(dāng)其不閉合時(shí)，儲(chǔ)氣罐中的高壓氣體則進(jìn)入閥芯密封擋板4右側(cè)空腔。在閥芯向左滑動(dòng)過(guò)程中，隨著密封擋板4端部與閥芯調(diào)整腔7相對(duì)位置的變化，閥芯內(nèi)腔密封擋板4右側(cè)空腔的壓力也發(fā)生相應(yīng)的變化，從真空狀態(tài)到等于儲(chǔ)氣罐的壓力，再到大于儲(chǔ)氣罐的壓力，從而使閥芯經(jīng)歷加速、勻速和減速三個(gè)階段。閥芯到最大行程位置，閥門(mén)全開(kāi)。當(dāng)輪輻6的撞頭碰到緩沖器9時(shí)，緩沖器即迅速阻止閥芯運(yùn)動(dòng)，直到停止，使其不致對(duì)閥體產(chǎn)生較大沖擊和損壞。
此過(guò)程，作動(dòng)筒氣缸8和儲(chǔ)氣罐10氣動(dòng)力聯(lián)合作用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在數(shù)十毫秒時(shí)間內(nèi)將流量截?cái)嚅y12完全打開(kāi)，使儲(chǔ)氣罐10中的高溫高壓氣體快速大流量地流經(jīng)環(huán)形通道，形成均勻的流動(dòng)送入實(shí)驗(yàn)段11通道，然后，又很快使流量截?cái)嚅y12停止。
權(quán)利要求1.一種快速大流量截?cái)嚅y，由閥體、閥芯、作動(dòng)筒氣缸和緩沖器組成，其特征在于閥體含外管壁和內(nèi)管壁，該閥的進(jìn)口為外管壁的圓形連接口，而該閥的出口為內(nèi)外管壁之間的圓環(huán)形通道；外管壁為一圓錐形加一圓筒形；內(nèi)管壁為圓柱型，含有滑筒和滑軌，以及密封擋板；閥芯為一種環(huán)形滑動(dòng)塞，其頭部外表面為截頂圓錐形，與外管壁圓錐形部分配合形成密封；內(nèi)表面與內(nèi)管壁滑筒動(dòng)接觸，其尾部為一滑動(dòng)輪輻，輪輻中心與作動(dòng)筒氣缸活塞桿連接，與內(nèi)管壁滑軌動(dòng)接觸；閥芯內(nèi)有一調(diào)整腔；作動(dòng)筒氣缸固定于閥體的內(nèi)管壁中，通過(guò)活塞桿與閥芯連接；緩沖器安裝在閥體上，與閥芯相對(duì)。
2.如權(quán)利要求1所述的截?cái)嚅y，其特征在于，其進(jìn)口與高溫高壓儲(chǔ)氣罐相連，出口與真空實(shí)驗(yàn)段相連，并把儲(chǔ)氣罐和真空實(shí)驗(yàn)段隔斷。
3.如權(quán)利要求1所述的截?cái)嚅y，其特征在于，以作動(dòng)筒氣缸和儲(chǔ)氣罐氣動(dòng)力組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與作動(dòng)筒氣缸電磁閥開(kāi)關(guān)電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的截?cái)嚅y，其特征在于，其閥門(mén)開(kāi)啟速度可以調(diào)節(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的截?cái)嚅y，其特征在于，所述閥芯頭部截頂圓錐形與圓錐形外管壁，其錐度為44～46度。
專利摘要一種快速大流量截?cái)嚅y，閥體含內(nèi)、外管壁，外管壁為一圓錐形加一圓筒形；內(nèi)管壁為圓柱型，含有滑筒和滑軌，以及密封擋板。閥芯為環(huán)形滑動(dòng)塞，頭部外表面為截頂圓錐形，與外管壁圓錐形部分配合密封，內(nèi)表面可在內(nèi)管壁滑筒上滑動(dòng)。閥芯尾部為滑動(dòng)輪輻，可在內(nèi)管壁滑軌間滑動(dòng)。閥芯內(nèi)有一調(diào)整腔，可以調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)啟速度。作動(dòng)筒氣缸固定于內(nèi)管壁，氣缸活塞桿與閥芯輪輻中心連接。緩沖器安裝在閥體上，與閥芯輪輻中心相對(duì)。截?cái)嚅y用于暫沖式渦輪實(shí)驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)口與高溫高壓儲(chǔ)氣罐連接，出口與真空實(shí)驗(yàn)段連接，能在數(shù)十毫秒時(shí)間內(nèi)完全打開(kāi)并很快停止，使儲(chǔ)氣罐中的高溫高壓氣體快速大流量地流經(jīng)環(huán)形實(shí)驗(yàn)段流道，形成均勻的流動(dòng)，模擬渦輪真實(shí)流動(dòng)狀態(tài)。
文檔編號(hào)F16K1/32GK2654958SQ20032010388
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者秦立森, 趙曉路, 丁英仁, 徐雅君, 肖翔 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所