[发明专利]一种供气流量的控制阀门及控制装置

说明书

本发明适用于风洞试验中的气体流量控制设备技术领域，提供了一种供气流量的控制阀门及控制装置，该控制阀门包括连接管、阀芯以及气缸驱动组件；阀芯部分插入连接管中，另一部分与气缸驱动组件连接，阀芯有阀芯流道，气缸驱动组件用于驱动阀芯在连接管中转动，阀芯在连接管中至少具有第一转动位置和第二转动位置；当阀芯转动至第一转动位置时，阀芯流道和连接管内部连通形成文氏管结构，当阀芯转动至第二转动位置时，阀芯对连接管形成封堵；控制装置包括进气管、出气管和多个控制阀门。本发明利用阀芯与连接管的配合，通过气缸驱动组件控制阀芯的转动，快速实现供气流量的连通和阻断，避免由于电磁阀开关动作时间不一致造成的流量波动现象。

技术领域

本发明属于风洞试验中的气体流量控制设备技术领域，具体涉及一种供气流量的控制阀门及控制装置。

背景技术

现代喷气式飞机设计中，通常采用“飞机／发动机一体化设计方法”，将飞机和发动机作为整体进行优化设计，从而获得优良的内流特性和更高的外部气动效率，提高飞机的性能；为了准确地获取发动机对飞机气动特性的影响，使用喷气发动机进排气动力模拟风洞试验开展相关研究；试验的方法是在发动机模型短舱内安装涡轮动力模拟器TPS（turbofan powered simulator），这种模拟短舱称之为TPS（turbofan poweredsimulator）短舱；TPS短舱用于风洞试验之前，都必须在TPS短舱校准装置中对其流量系数与速度系数进行校准。

TPS短舱校准装置主要由校准箱箱体、高压供气系统与真空排气系统组成，通过模拟风洞试验的马赫数环境，从而对动力短舱进行校准；TPS短舱校准装置马赫数的控制比较复杂，而影响马赫数稳定性最关键的因素便是供气系统的流量控制。

TPS短舱校准装置的供气系统由高压减压阀、数字阀、流量计、加热器、供气管路及阀门等设备组成，其中数字阀是流量控制的核心单元。

中国空气动力研究与发展中心2016年建立的TPS短舱校准装置的数字阀组由多组电磁阀、连接短管及文丘里喷管组合而成，文氏管喉道尺寸按照一定通流面积编码并联而成的，每个电磁阀只有开启与关闭两种状态；工作时高压气体依次通过电磁阀、连接短管和文氏管，通过组合不同文氏管来得到不同的流通面积，从而实现供气流量控制；但是该数字阀在流量控制时，发现电磁阀的开启和关闭时长不一，在切换时容易造成流量冲击现象，给TPS短舱校准供气流量精确稳定控制带来困难。

为了解决上述问题，现有技术中通常采用控制不同电磁阀的开启时间和关闭时间，来降低切换电磁阀时产生的流量冲击，但是这种方法过于依赖控制方法的稳定性，没有从根源上解决问题，如果在控制过程中出现了误差，则会影响最后的控制结果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种供气流量的控制阀门及控制装置，利用阀芯与连接管的配合，通过气缸驱动组件控制阀芯的转动，快速实现供气流量的连通和阻断，避免由于电磁阀开关动作时间不一致造成的切换时流量波动现象。

本发明是这样实现的：

一种供气流量的控制阀门，包括连接管、阀芯以及气缸驱动组件；阀芯一部分插入连接管中，另一部分与气缸驱动组件连接，阀芯具有阀芯流道，气缸驱动组件用于驱动阀芯在连接管中转动，阀芯在连接管中至少具有第一转动位置和第二转动位置；当阀芯转动至第一转动位置时，阀芯流道和连接管内部连通，形成文氏管结构，当阀芯转动至第二转动位置时，阀芯对连接管形成封堵。

在上述技术方案中，通过气缸驱动组件控制阀芯的位置，从而快速实现连接管的连通或者是封堵，直接通过改变阀芯的转动位置连通或封堵连接管，相对于现有技术中的电磁阀结构而言，不会出现开启时间和关闭时间不一致的现象，并且，由于阀芯是作为文氏管结构中的一部分，阀芯转动后即可完成供气流量的连通和阻断，控制及时，避免了采用电磁阀造成的切换时流量波动现象。