【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及流體調控設備，尤其是涉及一種亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置及使用方法。
技術介紹
1、風洞實驗作為一種重要的氣動實驗手段，在航空航天、汽車工業、建筑工程等領域中得到廣泛應用。在風洞實驗中，調節風洞內部氣流的壓力是非常重要的。常規的調壓閥裝置在滿足精度和穩定性的同時，存在著氣流紊亂、噪聲過大、結構容易振動等問題。
2、目前，工業級的常規調壓閥在流量調節精度上僅為1-5％，噪聲高達170db以上，難以滿足風洞實驗中對精確調壓和低噪音的需求。傳統風洞調壓閥多采用環縫式調壓結構，但其存在氣流易分離、閥門噪聲大、易密封泄露等缺陷，無法實現精確的流場壓力調節和低噪聲要求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置及使用方法，旨在解決現有技術中存在的氣流紊亂、噪聲大、密封泄露、結構振動等問題，從而實現風洞實驗中流場壓力的精確調節，并且能夠有效降低噪聲、減少氣體泄露、避免風洞共振。
2、根據本專利技術的一個目的，本專利技術提供一種亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，包括外錐筒、內錐筒、調壓型面錐、活塞、伺服驅動裝置、斜拉桿和減振器，所述外錐筒的進氣口設有進氣格柵，所述內錐筒設置在所述外錐筒的內部，所述外錐筒和所述內錐筒形成流通區域；所述調壓型面錐的入口與所述外錐筒連接，所述調壓型面錐的出口與出口法蘭連接，所述調壓型面錐的內型面為圓弧面與多段指數結合型面；所述內錐筒與所述調壓型面錐之間設置有活塞，所述活塞端部設置
3、進一步地，所述進氣格柵由多層燒結金屬網塊組成，所述進氣格柵的目數范圍為10至300目，所述燒結金屬網塊降噪圓弧板的降噪頻率為0～40000hz，透氣率為30％～100％。
4、進一步地，所述伺服驅動裝置包括伺服液壓缸、液壓桿、花鍵軸、花鍵套筒和位移傳感器，所述花鍵軸通過支座固定在所述內錐筒上，所述花鍵軸和所述花鍵套筒組成高扭矩型滾珠花鍵，所述斜拉桿的兩端設有球形鉸接座，兩個所述球形鉸接座與所述斜拉桿之間通過自鎖梯形螺紋連接，且兩端的所述球形鉸接座的所述自鎖梯形螺紋的旋向相反，所述球形鉸接座與所述斜拉桿之間設有防松裝置，所述斜拉桿的一端通過所述球形鉸接座連接所述活塞，所述斜拉桿的另一端與所述花鍵套筒鉸接，通過所述液壓桿帶動所述花鍵套筒相對所述花鍵軸前后滑動，最終驅動所述斜拉桿帶動所述活塞軸向運動。
5、進一步地，所述伺服液壓缸為雙作用伺服液壓缸，所述伺服液壓缸采用雙伺服液壓閥對流量粗精調控制實現精確調壓和緊急關車功能，所述伺服液壓缸基于閥門特性的外環為總壓、內環為閥門位置的雙閉環pid伺服控制策略，采用拋物線速度曲線方式優化閥芯開關車，避免了閥芯對閥門結構快速撞擊破壞。
6、進一步地，所述外錐筒的型面設計為圓柱-圓錐-圓柱結構，所述外錐筒的圓錐角小于30°，所述外錐筒通過偶數個支撐肋與所述內錐筒連接，所述內錐筒圓錐角小于60°。
7、進一步地，所述主密封為帶充氣口的有拔模斜度的t型結構，所述副密封為u型結構。主密封和副密封可多個布置增加密封冗余度和可靠性。
8、進一步地，所述活塞為鑄鋁結構或鋼材制作，所述活塞的出口均布微小氣孔連接所述主密封。
9、進一步地，所述減振器采用永磁調節式磁流變阻尼器或粘滯流體阻尼器、磁流變阻尼器或粘性剪切型阻尼器。
10、進一步地，所述減振器的個數為n個，n為1～4之間的任意整數，所述減振器與所述斜拉桿成對使用，所述減振器和所述斜拉桿的中心線相互垂直。
11、根據本專利技術的另一個目的，本專利技術提供上述亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置的使用方法，包括如下步驟：
12、調壓型面錐的兩端分別與外錐筒和出口法蘭連接，內錐筒與外錐筒形成流體流通區域；
13、伺服驅動裝置軸向帶動花鍵套筒驅動斜拉桿最終驅動活塞軸向運動，位移傳感器實時反饋活塞的軸向位置，通過活塞與調壓型面錐的軸向位移的變化引起的活塞與調壓型面錐的通道截面積變化實現流場壓力的精確調節；
14、進氣口的進氣格柵穩流減少氣流脈動，流場出口無支撐物避免流動分離引起的結構振動，花鍵套筒避免活塞周向振動，減振器避免斜拉桿屈曲變形和實現減振，活塞主密封和副密封利用管道氣體實現充氣密封。
15、本專利技術的技術方案能夠根據風洞實驗的需求進行流場壓力的實時調節，具有良好的流體力學性能和結構耐久性，特別是在高頻調節操作下，依舊能夠保證精確控制和穩定運行，能夠針對不同風洞實驗需求，通過簡單的調整和控制，精確調節流場的壓力分布。在高流量調節時，能夠有效減少閥門的機械沖擊和噪聲，減振裝置通過與斜拉桿之間的耦合，減緩由于快速運動產生的振動，從而保證設備的長期穩定性和可靠性。
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1.一種亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，包括外錐筒、內錐筒、調壓型面錐、活塞、伺服驅動裝置、斜拉桿和減振器，所述外錐筒的進氣口設有進氣格柵，所述內錐筒設置在所述外錐筒的內部，所述外錐筒和所述內錐筒形成流通區域；所述調壓型面錐的入口與所述外錐筒連接，所述調壓型面錐的出口與出口法蘭連接，所述調壓型面錐的內型面為圓弧面與多段指數結合型面；所述內錐筒與所述調壓型面錐之間設置有活塞，所述活塞端部設置有主密封和副密封，所述活塞通過伺服驅動裝置與所述內錐筒滑動連接；所述伺服驅動裝置與所述活塞之間設有若干所述斜拉桿，所述斜拉桿的兩端分別與所述伺服驅動裝置和所述活塞鉸接連接，所述減振器的兩端分別鉸接連接在所述斜拉桿與所述伺服驅動裝置之間。
2.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述進氣格柵由多層燒結金屬網塊組成，所述進氣格柵的目數范圍為10至300目，所述燒結金屬網塊的降噪圓弧板的降噪頻率為0～40000Hz，透氣率為30％～100％。
3.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述伺服驅
4.根據權利要求3所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述伺服液壓缸為雙作用伺服液壓缸，所述伺服液壓缸采用雙伺服液壓閥對流量粗精調控制實現精確調壓和緊急關車功能，所述伺服液壓缸基于閥門特性的外環為總壓、內環為閥門位置的雙閉環PID伺服控制策略，采用拋物線速度曲線方式優化閥芯開關車，避免了閥芯對閥門結構快速撞擊破壞。
5.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述外錐筒的型面設計為圓柱-圓錐-圓柱結構，所述外錐筒的圓錐角小于30°，所述外錐筒通過偶數個支撐肋與所述內錐筒連接，所述內錐筒的圓錐角小于60°。
6.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述主密封為帶充氣口的有拔模斜度的T型結構，所述副密封為U型結構。
7.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述活塞為鑄鋁結構或鋼材制作，所述活塞的出口均布微小氣孔連接所述主密封。
8.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述減振器采用永磁調節式磁流變阻尼器或粘滯流體阻尼器、磁流變阻尼器或粘性剪切型阻尼器。
9.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述減振器的個數為n個，n為1～4之間的任意整數，所述減振器與所述斜拉桿成對使用，所述減振器和所述斜拉桿的中心線相互垂直。
10.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，包括外錐筒、內錐筒、調壓型面錐、活塞、伺服驅動裝置、斜拉桿和減振器，所述外錐筒的進氣口設有進氣格柵，所述內錐筒設置在所述外錐筒的內部，所述外錐筒和所述內錐筒形成流通區域；所述調壓型面錐的入口與所述外錐筒連接，所述調壓型面錐的出口與出口法蘭連接，所述調壓型面錐的內型面為圓弧面與多段指數結合型面；所述內錐筒與所述調壓型面錐之間設置有活塞，所述活塞端部設置有主密封和副密封，所述活塞通過伺服驅動裝置與所述內錐筒滑動連接；所述伺服驅動裝置與所述活塞之間設有若干所述斜拉桿，所述斜拉桿的兩端分別與所述伺服驅動裝置和所述活塞鉸接連接，所述減振器的兩端分別鉸接連接在所述斜拉桿與所述伺服驅動裝置之間。
2.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述進氣格柵由多層燒結金屬網塊組成，所述進氣格柵的目數范圍為10至300目，所述燒結金屬網塊的降噪圓弧板的降噪頻率為0～40000hz，透氣率為30％～100％。
3.根據權利要求1所述的亞跨超風洞大口徑減振環縫式調壓閥裝置，其特征在于，所述伺服驅動裝置包括伺服液壓缸、液壓桿、花鍵軸、花鍵套筒和位移傳感器，所述花鍵軸通過支座固定在所述內錐筒上，所述花鍵軸和所述花鍵套筒組成高扭矩型滾珠花鍵，所述斜拉桿的兩端設有球形鉸接座，兩個所述球形鉸接座與所述斜拉桿之間通過自鎖梯形螺紋連接，且兩端的所述球形鉸接座的所述自鎖梯形螺紋的旋向相反，所述球形鉸接座與所述斜拉桿之間設有防松裝置，所述斜拉桿的一端通過所述球形鉸接座連接所述活塞，所述斜拉桿的另一端與所述花鍵套筒鉸接，通過所述液壓桿帶動所述花鍵套筒相對所述花鍵...
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆歡歡，王鐵進，潘曉軍，何敬玉，尼文斌，祝令譜，張江，
申請(專利權)人：中國航天空氣動力技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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