具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置及方法，属于风洞试验技术领域。解决了暂冲式风洞调压阀在紧急情况下的快速关断问题，以及调压阀实时控制过程中的安全开度防护问题。本申请的具备快速关断功能的液压装置的液压缸与调压阀阀体为刚性连接，电机驱动的安全截止装置设置于液压缸伸出端方向，且电机驱动的安全截止装置的初始位置不与处于最大伸长量的液压缸伸出端碰撞；液压缸伸出端与电机驱动的安全截止装置的顶出机构相对且同轴设置，液压控制器与伺服控制器连接；液压控制器对液压缸伸出端的伸长量进行实时控制，伺服控制器对顶出机构伸长量进行实时控制。本申请用于调压阀运行期间的安全防护。本申请用于调压阀运行期间的安全防护。本申请用于调压阀运行期间的安全防护。

【技术实现步骤摘要】
具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置及方法


[0001]本申请涉及具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置及方法，属于风洞试验


技术介绍

[0002]风洞试验是空气动力学研究采用的方法，为航天、航空等领域的发展提供了有力的保障。暂冲式风洞作为风洞的一种类型，主要通过调压阀来控制风洞管道内流场，进而获得有效的气动数据。调压阀作为暂冲式风洞的核心部件，其运行过程中必须要进行足够的安全防护，防止因调压阀本身失控或其他紧急情况导致风洞试验模型以及风洞本身的损坏。暂冲式风洞调压阀的安全防护要求如下：其一，风洞运行过程中一旦出现紧急情况，调压阀必须要在指定的时间内迅速关断，进而使风洞流道内的气流迅速停止；其二，风洞运行过程中，需要保证调压阀始终保持在安全开度范围内，即使出现失控状态也不可以出现无限度的开度或超出安全限制范围的开度。
[0003]因此，亟需提出一种具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置以及方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置及方法，以解决暂冲式风洞调压阀在紧急情况下的快速关断问题，以及调压阀实时控制过程中的安全开度防护问题。
[0005]本申请的技术方案是这样实现的：方案一：具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置，包括：具备快速关断功能的液压装置、电机驱动的安全截止装置、液压控制器和伺服控制器，所述具备快速关断功能的液压装置的液压缸与调压阀阀体为刚性连接，电机驱动的安全截止装置设置于液压缸伸出端方向，且电机驱动的安全截止装置的初始位置不与处于最大伸长量的液压缸伸出端碰撞；液压缸伸出端与电机驱动的安全截止装置的顶出机构相对且同轴设置，液压控制器与伺服控制器连接；所述液压控制器对液压缸伸出端的伸长量进行实时控制，所述伺服控制器对顶出机构伸长量进行实时控制。
[0006]进一步地，所述具备快速关断功能的液压装置包括回油侧蓄能器、上油侧蓄能器、紧急关断蓄能器、换向阀I、换向阀II、单向阀I、单向阀II、溢流阀I、溢流阀II、溢流阀III、回油侧二通插装阀、上油侧二通插装阀、伺服阀、液控单向阀I、液控单向阀II和位移传感器；所述液压缸进出口分别与第一液压管路和第二液压管路连接，第一液压管路和第二液压管路之间并联有第一控制管路和第二控制管路，第一控制管路上前后布置有单向阀I和溢流阀I，第二控制管路上前后布置有溢流阀II和单向阀II；所述第一控制管路通过第一管道与上油侧二通插装阀出油口连接，上油侧二通插
装阀进油口与油箱通过第二管道连接，第二管道上前后布置有上油侧蓄能器、紧急关断蓄能器；所述第二控制管路通过第三管道与回油侧二通插装阀进油口连接，回油侧二通插装阀出油口通过第四管道与油箱连接；所述回油侧二通插装阀和上油侧二通插装阀均与换向阀II连接；所述伺服阀上油侧通过第五管道连接油箱，第五管道上设置有液控单向阀II，伺服阀的两个出油口连接第六管道，第六管道上设置有液控单向阀I，两个液控单向阀I分别与第一液压管路和第二液压管路连接；所述液控单向阀I和液控单向阀II均与换向阀I连接；伺服阀的回油口通过第七管道与油箱连接，第七管道上设置有回油侧蓄能器；所述第五管道与第四管道之间连接第八管道，第八管道上设置有溢流阀III；所述液压缸伸出端上安装有位移传感器，位移传感器的信号由液压控制器进行采集，并通过通信连接同步传输至伺服控制器。
[0007]进一步地，所述具备快速关断功能的液压装置的关断速度Q依据下式进行计算：Q=V
×
A/10=A
×
S/10t其中：A表示液压缸有效工作面积，单位为cm2，V表示液压缸速度，单位为m/min，S表示液压缸行程，单位为m，t表示关断时间，单位为min。
[0008]进一步地，所述电机驱动的安全截止装置包括基座、伺服电机、减速器和顶出机构，所述基座与风洞内壁连接，减速器固定于基座之上并与伺服电机的轴端连接，减速器的输出端与顶出机构连接。
[0009]方案二：具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制方法，其是依托方案一所述的具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置实现的，包括：步骤1：风洞运行前，电机驱动的安全截止装置的初始位置不与处于最大伸长量的液压缸伸出端碰撞，调压阀阀体处于关闭状态，调压阀阀体与风洞洞壁间不形成调压阀通气缝；步骤2：风洞运行期间，根据位移传感器的实时反馈值，电机驱动的安全截止装置始终为液压缸伸出端满量程20%的裕值；步骤3：风洞运行期间，在需要关断调压阀阀体时，控制换向阀I将伺服阀的进出油口通过液控单向阀I、液控单向阀II锁死，并同步控制换向阀II使回油侧二通插装阀和上油侧二通插装阀导通，液压油遂绕过伺服阀直接驱动液压缸，并在上油侧蓄能器、紧急关断蓄能器作用下使液压缸运动至调压阀阀体关断状态；步骤4：关断调压阀阀体后风洞停止运行；步骤5：风洞停止运行，电机驱动的安全截止装置返回初始位置。
[0010]本申请有益效果体现在：1、本申请采用具备快速关断功能的液压装置进行调压阀关断防护，最大程度的保证了高集成度，并且防护方法简单可靠，仅需要控制少量部件就可以完成调压阀的快速关断功能，且关断速度亦可以通过调节蓄能器内部压力的方式来完成。
[0011]2、本申请采用的电机驱动的安全截止装置可以完成安全范围内的随动控制，保障调压阀的安全运行范围，并且装置可靠有效。
[0012]3、本申请既可以在风洞运行阶段保证调压阀运行的安全范围，又可以在紧急情况下迅速关断调压阀，为风洞试验模型和风洞本身的安全提供了有力保障。
附图说明
[0013]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本申请实施例的整体结构图；图2是本申请实施例的液压原理图。
[0014]图中：1
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具备快速关断功能的液压装置，2
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电机驱动的安全截止装置，3
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液压控制器，4
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伺服控制器，5
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调压阀阀体，6
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液压缸，8
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位移传感器，9
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基座，10
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伺服电机，11
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减速器，12
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顶出机构，13
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信号线，14
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刚性支架，15
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第一液压管路，16
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液压站，17
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调压阀通气缝，20
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第一控制管路，21
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第二控制管路，22
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第二液压管路，23
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第一管道，24
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第二管道，25
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第三管道，26
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第四管道，27
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第五管道，28
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第六管道，29
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第七管道，30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置，其特征在于，包括：具备快速关断功能的液压装置（1）、电机驱动的安全截止装置（2）、液压控制器（3）和伺服控制器（4），所述具备快速关断功能的液压装置（1）的液压缸（6）与调压阀阀体（5）为刚性连接，电机驱动的安全截止装置（2）设置于液压缸（6）伸出端方向，且电机驱动的安全截止装置（2）的初始位置不与处于最大伸长量的液压缸（6）伸出端碰撞；液压缸（6）伸出端与电机驱动的安全截止装置（2）的顶出机构（12）相对且同轴设置，液压控制器（3）与伺服控制器（4）连接；所述液压控制器（3）对液压缸（6）伸出端的伸长量进行实时控制，所述伺服控制器（4）对顶出机构（12）伸长量进行实时控制。2.根据权利要求1所述的具备双向保护功能的暂冲式风洞调压阀控制装置，其特征在于，所述具备快速关断功能的液压装置（1）包括回油侧蓄能器（109）、上油侧蓄能器（110）、紧急关断蓄能器（111）、换向阀I（112）、换向阀II（113）、单向阀I（101）、单向阀II（102）、溢流阀I（103）、溢流阀II（104）、溢流阀III（115）、回油侧二通插装阀（108）、上油侧二通插装阀（114）、伺服阀（107）、液控单向阀I（105）、液控单向阀II（106）和位移传感器（8）；所述液压缸（6）进出口分别与第一液压管路（15）和第二液压管路（22）连接，第一液压管路（15）和第二液压管路（22）之间并联有第一控制管路（20）和第二控制管路（21），第一控制管路（20）上前后布置有单向阀I（101）和溢流阀I（103），第二控制管路（21）上前后布置有溢流阀II（104）和单向阀II（102）；所述第一控制管路（20）通过第一管道（23）与上油侧二通插装阀（114）出油口连接，上油侧二通插装阀（114）进油口与油箱通过第二管道（24）连接，第二管道（24）上前后布置有上油侧蓄能器（110）、紧急关断蓄能器（111）；所述第二控制管路（21）通过第三管道（25）与回油侧二通插装阀（108）进油口连接，回油侧二通插装阀（108）出油口通过第四管道（26）与油箱连接；所述回油侧二通插装阀（108）和上油侧二通插装阀（114）均与换向阀II（113）连接；所述伺服阀（107）上油侧通过第五管道（27）连接油箱，第五管道（27）上设置有液控单向阀II（106），伺服阀（107）的两个出油口连接第六管道（28），第六管道（28）上设置有液控单向阀I（105），两个液控单向阀I（105）分别与第一液压管路（15）和第二液压管路（22...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晋，刘昱，赵航，傅冰，陈雪原，鲁文博，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：