[发明专利]集成稳定连续和间断冲击两种方式的锥阀实验装置及方法

权利要求书

1.一种集成稳定连续和间断冲击两种方式的锥阀实验装置，包括油泵(1)和蓄能器(2)，其特征在于，还包括被试阀体(3)，所述被试阀体(3)包括阀体外壳(4)、阀芯腔体(5)、进油通道(6)和回油通道(7)，其中，进油通道(6)和回油通道(7)均与阀芯腔体(5)相连通，且进油通道(6)与阀芯腔体(5)同轴设置，锥形阀芯(8)滑动安装于阀芯腔体(5)内，其小径端连接进油通道(6)，其大径端靠近固定于阀体外壳(4)一侧的固定板(9)；压缩弹簧(10)设置于阀芯腔体(5)内部，其一端与锥形阀芯(8)的小径端连接，另一端与固定板(9)连接，压缩弹簧(10)的压缩行程不小于进油通道(6)末端与回油通道(7)之间的距离；

在阀芯腔体(5)内还布置有与压缩弹簧(10)同轴设置的连接杆，连接杆一端与锥形阀芯(8)的小径端连接，另一端通过固定板(9)上开设的通孔伸出外部，并在端部连接有LVDT位移传感器(11)；

进油通道(6)和阀芯腔体(5)分别通过被试阀体(3)内开设的通道与高频响压力传感器A(12)和高频响压力传感器B(13)连接；

所述油泵(1)的吸油口与油箱(14)连接，其出油口分别与压力表A(15)、溢流阀(16)和单向阀(17)连接，溢流阀(16)的另一端与电磁换向阀A(18)的A口连接，单向阀(17)的出油口与电磁换向阀B(19)的P口连接，且在单向阀(17)与电磁换向阀B(19)之间的油路上设有节流阀A(20)；

电磁换向阀B(19)的0口分别连接截止阀A(21)和被试阀体(3)的出口B(22)，所述出口B(22)与回油通道(7)连通；在电磁换向阀B(19)与被试阀体的出口B(22)之间的油路上设有节流阀B(23)；

截止阀A(21)还分别与截止阀B(24)、压力表B(25)和电磁换向阀C(26)的A口连接；

截止阀B(24)另一端与蓄能器(2)的工作口连接；

电磁换向阀C(26)的B口与被试阀体(3)的入口A(27)连接，并在连接油路上设有流量传感器(28)，所述入口A(27)与进油通道(6)连通；

LVDT位移传感器(11)、高频响压力传感器A(12)、高频响压力传感器B(13)和流量传感器(28)均与数据采集卡(29)连接，数据采集卡(29)与计算机(30)连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成稳定连续和间断冲击两种方式的锥阀实验装置，其特征在于，所述LVDT位移传感器(11)用于采集锥形阀芯(8)开启时的阀芯位移数据，并将采集到的阀芯位移数据信号发送至数据采集卡(29)；所述高频响压力传感器A(12)和高频响压力传感器B(13)分别用于采集锥形阀芯(8)开启时进油通道(6)和阀芯腔体(5)内的压力数据，并将采集到的压力数据信号发送至数据采集卡(29)；所述流量传感器(28)用于采集进入进油通道(6)的油液流量数据，并将采集到的流量数据信号发送至数据采集卡(29)；所述数据采集卡(29)将接收到的阀芯位移数据信号、压力数据信号和流量数据信号发送至计算机(30)；所述计算机(30)用于接收数据采集卡(29)发送的数据信号，并进行分析和处理。

3.一种利用如权利要求1至2任一项所述的集成稳定连续和间断冲击两种方式的锥阀实验装置进行实验的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.稳定连续的锥阀阀芯开启模式：

1)调定溢流阀(16)的压力，调定节流阀A(20)和节流阀B(23)的开口大小，开启截止阀A(21)，关闭截止阀B(24)；

2)启动油泵(1)，同时控制电磁换向阀A(18)得电，电磁换向阀A(18)得电后工作在右位，油路处于断开状态；控制电磁换向阀B(19)得电，电磁换向阀B(19)得电后工作在左位，其油口A和B之间的油路处于连通状态，同时控制电磁换向阀C(26)得电，电磁换向阀C(26)得电后工作在下位，油路处于连通状态；

油泵(1)压出的油液经单向阀(17)、电磁换向阀B(19)左位、截止阀A(21)、电磁换向阀C(26)下位和流量传感器(28)进入被试阀体(3)的入口A(27)，继而进入进油通道(6)推动锥形阀芯(8)挤压压缩弹簧(10)向靠近固定板(9)的方向运动，直至锥形阀芯(8)运动至进油通道(6)与回油通道(7)连通，油液流经阀芯腔体(5)、回油通道(7)、节流阀B(23)和电磁换向阀B(19)左位回油箱(14)；

3)电磁换向阀A(18)得电的同时，LVDT位移传感器(11)对锥形阀芯(8)的位移数据进行采集、高频响压力传感器A(12)和高频响压力传感器B(13)分别对锥形阀芯(8)开启时进油通道(6)和阀芯腔体(5)内的压力数据进行采集、流量传感器(28)对进入进油通道(6)的油液流量数据进行采集，并将采集到的数据传送至数据采集卡(29)，并由计算机(30)进行计算和输出处理后的数据；

B.间断冲击的锥阀阀芯开启模式：

1)调定溢流阀(16)的压力，调定节流阀A(20)和节流阀B(23)的开口大小，开启截止阀A(21)和截止阀B(24)；

2)启动油泵(1)，同时控制电磁换向阀A(18)得电，电磁换向阀A(18)得电后工作在右位，油路处于断开状态；控制电磁换向阀B(19)得电，电磁换向阀B(19)得电后工作在左位，其油口A和B之间的油路处于连通状态；控制电磁换向阀C(26)失电，电磁换向阀C(26)失电后工作在上位，油路处于断开状态；

油泵(1)压出的油液经单向阀(17)、电磁换向阀B(19)左位、截止阀A(21)、截止阀B(24)进入蓄能器(2)；

当压力表B(25)显示蓄能器(2)的压力持续上升至调定值时，控制电磁换向阀A(18)失电，电磁换向阀A(18)失电后工作在左位，油路处于连通状态，油泵(1)压出的油液经溢流阀(16)、电磁换向阀A(18)左位回油箱，油泵(1)卸荷；

3)关闭截止阀A(21)，同时控制电磁换向阀B(19)失电，电磁换向阀B(19)失电后工作在右位，其油口A和B之间的油路处于断开状态；

4)控制电磁换向阀C(26)得电，电磁换向阀C(26)得电后工作在下位，油路处于连通状态；

5)蓄能器(2)迅速释放内部油液，压出的油液经电磁换向阀C(26)下位、流量传感器(28)进入被试阀体(3)入口A(27)，继而进入进油通道(6)推动锥形阀芯(8)挤压压缩弹簧(10)向靠近固定板(9)的方向运动，直至锥形阀芯(8)运动至进油通道(6)与回油通道(7)连通，油液流经阀芯腔体(5)、回油通道(7)、节流阀B(23)和电磁换向阀B(19)右位回油箱；

蓄能器(2)内部油液释放完成后，锥形阀芯(8)在压缩弹簧(10)的复位作用下向靠近进油通道(6)的方向运动，直至关闭出油通道；

重复间断冲击的锥阀阀芯开启模式中的步骤1)至4)，形成间断冲击的锥阀阀芯开启方式；

6)电磁换向阀C(26)得电的同时，LVDT位移传感器(11)对锥形阀芯(8)的位移数据进行采集、高频响压力传感器A(12)和高频响压力传感器B(13)分别对锥形阀芯(8)开启时进油通道(6)和阀芯腔体(5)内的压力数据进行采集、流量传感器(28)对进入进油通道(6)的油液流量数据进行采集，并将采集到的数据传送至数据采集卡(29)，并由计算机(30)进行计算和输出处理后的数据。