专利名称：一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置。
背景技术：
几乎所有气动元件上都存在气动容腔，而容腔的压力控制更是气动领域的 核心内容之一，气动技术的深入研究离不开气动容腔压力特性的研究。目前尚 无专门装置用于测试存在固定排气间隙的容腔的压力特性，尤其是容腔容积以 及配合间隙可调的测试装置。
另外，在10MPa以上的超高压气动领域，自动压力控制元件尚无成熟的产 品。普通的手调压力控制阀操作缓慢，调节精度低；现有的电磁开关阀响应速 度较慢，同样无法用于小容腔的精确压力控制。大范围压力的连续快速控制需 要有响应速度快、调节精度高的自动压力控制阀，且工作压力与流量应能满足 要求。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置。 可以对不同配合间隙及容积的容腔的压力特性进行测试的超高压气动装置，同 时提供一种快响应、高精度的小流量压力控制阀。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
包括气源，压力控制阀，流量计，固定的活塞杆，活塞套，可调基座，压 力传感器以及控制器；气源与压力控制阀的进气端相连，流量计接在压力控制 阀排气端与活塞杆进气端中间，活塞套安装在可调基座上，活塞杆与活塞套之 间为间隙配合，压力传感器安装在活塞套上，压力控制阀、流量计及压力传感 器的信号线分别与控制器相连。
所述的压力控制阀为一直动式比例滑阀，包括阀体，阀套，密封圈，阀芯， 比例电磁铁以及阀芯弹簧；阀体、阀套及阀芯上均开有进气口与排气口；阀套 安装在阀体内部，其进气口与排气口和阀体的进气口与排气口对应相通；阀套 外侧开有环形气槽，内部开有轴向通孔，径向开有通孔连接环形气槽与内部轴 向通孔；阀芯安装在阀套的轴向通孔内并与其形成间隙配合，阀芯轴向孔连通 自身的进气口与排气口，非工作状态时，阀芯的进气口与排气口和阀套的进气口与排气口不相通；比例电磁铁安装在阀体的端部，其推杆与阀芯的一端接触; 阀芯弹簧安装在阀套内并与阀芯的另一端接触；第一密封圈分别安装在阀套外 侧的密封凹槽中，第二密封圈安装在比例电磁铁端部的密封凹槽内。所述的径 向通孔为矩形通孔。
本实用新型具有的有益效果是
使用较为简单的系统实现对存在固定配合间隙的气动容腔进行压力特性测 试，最高工作压力可达35MPa，通过调整活塞套安装位置可以实现不同容积的 容腔的压力特性测试，通过更换活塞杆或活塞套可以实现不同配合间隙的容腔 的压力特性测试，同时可以提供一种快响应、高精度的小流量压力控制阀。
图1是本实用新型的结构原理示意图。
图2是本实用新型中压力控制阀的结构原理示意图。
图3是压力控制阀中阀套的结构示意图。
图4是未施加控制信号时阀芯与阀套的配合状态图图5是施加控制信号时阀芯与阀套的配合状态图
图中1、气源，2、压力控制阀，3、流量计，4、固定的活塞杆，5、活塞 套，6、可调基座，7、压力传感器，8、控制器，9、阀体，10、阀套，11、密 封圈，12、阀芯，13、比例电磁铁，14、阀芯弹簧，15，环形气槽，16、矩形 通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括气源l，压力控制阀2，流量计3，固定的活 塞杆4，活塞套5，可调基座6，压力传感器7以及控制器8;气源1与压力控 制阀2的进气端相连，流量计3接在压力控制阀2排气端与活塞杆4进气端中 间，活塞套5安装在可调基座6上，活塞杆4与活塞套5之间为间隙配合，压 力传感器7安装在活塞套5上，压力控制阀2、流量计3及压力传感器7的信号 线分别与控制器8相连。所述控制器8为机电设备较通用产品，能实现功能即 可。
如图l所示，所述的压力控制阀2为一直动式比例滑阀，包括阀体9，阀套 10，密封圈ll，阀芯12，比例电磁铁13以及阀芯弹簧14;阀体9、阔套10及 阀芯12上均开有进气口与排气口；阀套10安装在阀体9内部，其进气口与排 气口和阀体9的进气口与排气口对应相通；阀套10外侧开有环形气槽15，内部开有轴向通孔，径向开有通孔16连接环形气槽15与内部轴向通孔；阀芯12安 装在阀套10的轴向通孔内并与其形成间隙配合，阀芯12轴向孔连通自身的进 气口与排气口，非工作状态时，阀芯12的进气口与排气口和阀套10的进气口 与排气口不相通；比例电磁铁13安装在阀体9的端部，其推杆与阀芯12的一 端接触；阀芯弹簧14安装在阀套10内并与阀芯12的另一端接触；第一密封圈 11安装在阀套10外侧的密封凹槽中，第二密封圈安装在比例电磁铁13端部的 密封凹槽内。
如图3所示，为本实用新型压力控制阀的阀套的结构示意图，阀套10外侧 开有环形气槽15，内部开有轴向通孔，径向开有矩形通孔16连接环形气槽15 与内部轴向通孔。
如图4所示，阀芯与阀套为正开口配合，即在未施加控制信号时阀芯的台 肩完全盖住阀套的矩形通孔，此时阀体的进气口与排气口不通；施加控制信号 后，比例电磁铁推动阀芯克服阀芯弹簧的作用力运动，此时阀芯与阀套的配合 状态如图5所示，此时阀体的进气口与排气口之间有一定的过流面积，且该过 流面积与控制器施加的控制信号成线性关系，通过改变控制电流的大小即可实 现对压力控制阀的开度控制。
活塞容腔的进气由控制器调整压力控制阀的开度实现，容腔气体通过活塞 套与活塞杆的间隙自发完成排气。进行压力特性测试时，控制器根据待测试的 压力特性如阶跃响应或正弦响应等确定实时的目标压力值P(目标压力应低于气 源压力P1)，并与检测到的活塞容腔压力P2进行比较，如果P2〉P，说明容腔压 力高于目标压力，则减小压力控制阀的开度以使容腔压力下降，反之如果P2〈P， 则加大压力控制阀的开度以使容腔压力升高。如果进行恒值目标压力控制，容 腔的进排气流量应稳定在一固定值，压力控制阀的阀芯最终在某一位置附近达 到平衡；如果进行非恒值目标压力控制，容腔的进排气流量始终在变化，压力 控制阀的阀芯随目标压力的变化始终处于运动状态。
控制器能记录控制过程中压力、流量以及控制信号的数据，可以用于对容 腔的压力特性进行详细的分析研究。在不更换元件的情况下，通过调整活塞套 的安装位置可以完成不同容积的容腔测试；通过更换配合间隙不同的活塞杆或 活塞套可以完成不同配合间隙的容腔测试。
权利要求1、一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置，其特征在于包括气源(1)，压力控制阀(2)，流量计(3)，固定的活塞杆(4)，活塞套(5)，可调基座(6)，压力传感器(7)以及控制器(8)；气源(1)与压力控制阀(2)的进气端相连，流量计(3)接在压力控制阀(2)排气端与活塞杆(4)进气端中间，活塞套(5)安装在可调基座(6)上，活塞杆(4)与活塞套(5)之间为间隙配合，压力传感器(7)安装在活塞套(5)上，压力控制阀(2)、流量计(3)及压力传感器(7)的信号线分别与控制器(8)相连。
2、 根据权利要求1所述的一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置， 其特征在于所述的压力控制阀(2)为一直动式比例滑阀，包括阀体(9)，阀 套(10)，密封圈(11)，阀芯(12)，比例电磁铁(13)以及阀芯弹簧(14); 阀体(9)、阀套(10)及阀芯(12)上均开有进气口与排气口；阀套(10)安 装在阀体(9)内部，其进气口与排气口和阀体(9)的进气口与排气口对应相 通；阀套(10)外侧开有环形气槽(15)，内部开有轴向通？L，径向开有通孔(16) 连接环形气槽(15)与内部轴向通孔；阀芯(12)安装在阀套(10)的轴向通 孔内并与其形成间隙配合，阀芯(12)轴向孔连通自身的进气口与排气口，非 工作状态时，阀芯(12)的进气口与排气口和阀套(10)的进气口与排气口不 相通；比例电磁铁(13)安装在阀体(9)的端部，其推杆与阀芯(12)的一端 接触；阀芯弹簧(14)安装在阀套(10)内并与阀芯(12)的另一端接触；第 一密封圈(11)安装在阀套(10)外侧的密封凹槽中，第二密封圈安装在比例 电磁铁(13)端部的密封凹槽内。
3、 根据权利要求2所述的一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置， 其特征在于所述的径向通孔(16)为矩形通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种超高压气动间隙-容积-压力特性测试装置。气源与压力控制阀的进气端相连，流量计接在压力控制阀排气端与活塞杆进气端中间，活塞套安装在活塞套安装在可调基座上，活塞杆与活塞套之间为间隙配合，压力传感器安装在活塞套上，压力控制阀、流量计及压力传感器的信号线分别与控制器相连。使用较为简单的系统实现对存在固定配合间隙的气动容腔进行压力特性测试，最高工作压力可达35MPa，通过调整活塞套安装位置可以实现不同容积的容腔的压力特性测试，通过更换活塞杆或活塞套可以实现不同配合间隙的容腔的压力特性测试，同时可以提供一种快响应、高精度的小流量压力控制阀。
文档编号G01L11/00GK201141792SQ20082008192
公开日2008年10月29日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者徐志鹏, 王宣银, 罗语溪 申请人:浙江大学