【技术实现步骤摘要】
一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置及开关方法
本专利技术属于风洞实验
,更具体地,涉及一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置及开关方法。
技术介绍
在航空航天领域内的研究,一种新的原理或设计往往需要实验。实验一般有三种方法:数值模拟、风洞试验以及飞行试验。数值模拟耗资少、但模拟时所需的边界条件的设置往往不够准确导致无法模拟真实情况下的流动。飞行试验虽然能真实模拟现实的飞行情况但是耗资巨大,并且只能布置有限较少的传感器采集数据。相比前两种方法,风洞试验耗资居中。相较飞行试验,风洞试验可多次试验测量任意位置参数情况;相较数值模拟,风洞试验又能模拟更真实的情况。但在普通风洞中来流噪声较大,使试验不够准确,因此发展静风洞显得尤为重要。静风洞试验一个重要的环节就是启动过程,目前主要的方式有破膜式启动与阀门开启式启动。前者启动方式是在风洞喷管进口或出口处布置一张塑料薄膜,当风洞充气压力大于薄膜破裂压力值时,薄膜突然破裂而启动静风洞,后者启动方式是在喷管进口或出口处布置一阀门,通过阀芯的快速开闭来启停静风洞。采用破膜启动方式启动将无法终止启动后的静风洞直至储气罐内的高压气体全部排空,使得试验能量消耗大、效率低,不适合大量型号试验需求。采用阀门启动方式启动会因启动过程缓慢使储气段内波系传播结构过于偏离激波管理论解,造成试验流场品质下降。现有部分快开阀门已解决此问题,但此类快开阀门适用于小口径静风洞。如果将此应用于大口径静风洞,阀塞部门尺寸将呈几何式增长,质量也相应的增大。启停时,阀门阀塞碰撞在支撑装置或 ...
【技术保护点】
1.一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,该装置包括:气动执行组件、驱动管路组件和电气控制组件;其中,/n所述气动执行组件同轴安装于风洞入口处,并固定于所述风洞的风洞管壁(13)内表面,所述气动执行组件包括阀心底座(5)和可动锥台阀心(8);所述阀心底座(5)将所述风洞分为储气段(4)和渐缩段(9),所述阀心底座(5)设有圆环柱凹腔(7),所述圆环柱凹腔(7)与所述风洞管壁(13)之间形成环形气流通道;所述可动锥台阀心(8)设置于圆环柱凹腔(7)内并连接于所述阀心底座(5);/n所述驱动管路组件包括储气罐(1)和若干气体管路,若干气体管路分别将所述储气罐(1)与所述储气段(4)、所述圆环柱凹腔(7)连通;/n所述电气控制组件设置于所述气体管路上,其用于控制所述气体管路的开通或闭合从而改变所述可动锥台阀心(8)左右两侧的气压差以使所述可动锥台阀心(8)贴合所述圆环柱凹腔(7)内壁并沿所述风洞轴线方向水平往复运动,以实现阀门的打开或关闭。/n
【技术特征摘要】
1.一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,该装置包括:气动执行组件、驱动管路组件和电气控制组件;其中,
所述气动执行组件同轴安装于风洞入口处,并固定于所述风洞的风洞管壁(13)内表面,所述气动执行组件包括阀心底座(5)和可动锥台阀心(8);所述阀心底座(5)将所述风洞分为储气段(4)和渐缩段(9),所述阀心底座(5)设有圆环柱凹腔(7),所述圆环柱凹腔(7)与所述风洞管壁(13)之间形成环形气流通道;所述可动锥台阀心(8)设置于圆环柱凹腔(7)内并连接于所述阀心底座(5);
所述驱动管路组件包括储气罐(1)和若干气体管路,若干气体管路分别将所述储气罐(1)与所述储气段(4)、所述圆环柱凹腔(7)连通;
所述电气控制组件设置于所述气体管路上,其用于控制所述气体管路的开通或闭合从而改变所述可动锥台阀心(8)左右两侧的气压差以使所述可动锥台阀心(8)贴合所述圆环柱凹腔(7)内壁并沿所述风洞轴线方向水平往复运动,以实现阀门的打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,所述可动锥台阀心(8)的密封端面为导流曲面,且所述导流曲面形状与所述渐缩段(9)处曲面形状相反布置,以使当所述阀门装置关闭时,所述可动锥台阀心(8)的密封端面啮合于所述渐缩段(9)的内表面。
3.根据权利要求2所述的一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,所述阀心底座(5)自左而右延伸形成尖锥部,当阀门装置打开时,所述可动锥台阀心(8)的密封端面与所述尖锥部的端面齐平。
4.根据权利要求1或3所述的一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,所述阀心底座(5)的迎风面为锥形结构,其锥角为15°~60°。
5.根据权利要求4所述的一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,还包括多个支撑肋板(12),多个所述支撑肋板(12)均匀分布于所述圆环柱凹腔(7);且多个所述支撑肋板(12)中任意一个设有通气孔(11),用于连通所述气体管路与所述圆环柱凹腔(7)。
6.根据权利要求5所述的一种面向大口径风洞应用的快速开关阀门装置,其特征在于,所述支撑肋板(12)的前后边缘均为楔形结构,其楔角为15°~60°。
7.根据权利要求1-6任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴杰,赵家权,张臻,薛涛,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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