一种可调节间隙的节流孔流量特性实验装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，固定节流孔、导向托板和轴套均同心置于圆柱套筒内，导向托板安装在套筒内壁，既作为可移动挡板托架，同时保证调节时可移动挡板与出口端面的平行度，进行导向；丝杆—弹簧间隙调节装置，通过调节旋钮的旋转，带动可移动挡板的前后移动，改变固定节流孔的出口间隙；调节套筒上的刻度盘和旋钮上的刻度配合，指示可移动挡板的移动距离，准确读取固定节流孔的出口间隙。利用该装置能够形成可变节流孔，对气动元件内部固定节流孔结构进行模拟，并测试其流量特性。
【专利说明】一种可调节间隙的节流孔流量特性实验装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及气动【技术领域】，特别涉及气动元件可变出口条件下的流量特性实验装 置。
【背景技术】
[0002] 气动元件内部由不同形式的固定节流孔按照不同的方式排列组合而成，因而节流 孔的流量特性直接决定气动元件的流量特性，而节流孔的流量特性主要受到直径、长度及 出口间隙的影响，目前，还没有一套完整的装置，可用于固定节流孔的流量特性测试，特别 是针对节流孔可变出口间隙的调节装置。
【发明内容】
[0003] 针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种可调节间隙的固定节流孔流量特性实 验装置，利用该装置能够对气动元件内部固定节流孔结构进行模拟并测试其流量特性。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于：包括固定节流孔、导向 托板、弹簧、可移动挡板、轴套、套筒、调节套筒、旋钮、前端盖与后端盖；固定节流孔、导向托 板和轴套均同心置于圆柱套筒内，套筒两端由前端盖与后端盖固定封闭； 固定节流孔为带有底盘的环台阶状筒体，筒体中心孔与上游压力测量管配合端从套筒 内伸出并穿过前端盖的中心孔；固定节流孔位于套筒左端并与套筒内壁形成周向密封；可 移动挡板包括一体的调节杆和挡板，挡板位于固定节流孔与导向托板之间，调节杆穿过导 向托板中心孔后依次穿过轴套、后端盖、调节套筒和旋钮各自的同心中心孔；弹簧套置在导 向托板与轴套之间的调节杆外部且能预压缩以使可移动挡板与导向托板、旋钮与调节套筒 之间紧密贴合； 轴套与套筒之间周向密封；轴套中心孔内壁与调节杆外壁间周向密封；固定节流孔的 套筒靠近轴套的筒壁上与筒体中心线垂直设置下游压力测量管连接通孔；可移动挡板调节 杆由左至右分为光杆和丝杆部分，调节杆外壁间周向密封前为光杆，之后为丝杆，丝杆与旋 钮中心孔内螺纹配合；导向托板中心设中心孔，外围圆周均布有三个导流缺槽，可移动挡板 的挡板能够随调节杆沿导向托板中心孔左右移动；调节套筒端面设有均匀分布的刻度盘， 旋钮上有刻线，刻线与刻度盘配合；丝杆螺距设置为与调节套筒刻度盘关联。
[0005] 上述技术方案中，沿中心线轴线方向，导向托板中心孔左侧还设置直径大于导向 托板中心孔的台阶凹孔，可移动挡板的挡板位于导向托板中心台阶凹孔内并能够随调节杆 沿导向托板中心孔左右移动。
[0006] 上述技术方案中，固定节流孔的筒体中心孔延伸至底盘并在底盘中心上形成一个 环面，环面中心为底盘中心通孔，筒体中心孔与底盘中心通孔形成同心台阶孔状的节流孔， 底盘设置密封圈槽。
[0007] 上述技术方案中，在套筒水平设置时下游压力测量管连接通孔位于套筒底侧或前 侧面。
[0008] 上述技术方案中，轴套与套筒之间通过0型密封圈密封；轴套中心孔内壁与可移 动挡板的调节杆外壁间由QY型密封圈密封。
[0009] 上述技术方案中，前端盖和后端盖与套筒间均通过台肩限位，并均各自通过螺纹 紧固件连接。
[0010] 上述技术方案中，固定节流孔与套筒内壁之间通过台肩形成右限位，轴套与套筒 内壁之间通过台肩形成左限位。
[0011] 上述技术方案中，刻度盘打印设置在调节套筒端面上，丝杆螺距设置为旋钮每旋 转一周可移动挡板前进或后退一个螺纹间距。
[0012] 由此，使得本发明由节流孔固定装置、导向装置、丝杆一弹簧间隙调节装置及定位 装置组成。前端盖将固定节流孔进行压紧固定；导向托板安装在套筒内壁，既作为可移动 挡板托架，同时保证调节时可移动挡板与出口端面的平行度，进行导向；丝杆一弹簧间隙 调节装置，通过调节旋钮的旋转，带动可移动挡板的前后移动，改变固定节流孔的出口间隙 Δ ;调节套筒上的刻度盘和旋钮上的刻度配合，指示可移动挡板的移动距离，准确读取固定 节流孔的出口间隙Δ。
[0013] 固定节流孔的出口间隙Δ调节由导向装置、调节丝杆及定位装置实现，其中导向 装置与套筒内壁配合安装，可移动挡板与固定节流孔出口端面平行安装，丝杆中的光杆部 分穿过内置于轴套的QY型密封圈，弹簧安装在导向托板与轴套之间，并对弹簧进行预压 缩，弹簧的张紧力对可移动挡板进行压紧消除螺纹间隙，并推动可移动挡板左右往复移动， 同时用于导向托板的压紧和复位，同时消除装配间隙。
[0014] 导向托板圆周方向均布有三个导流缺槽，气体可通过导流缺槽进入套筒后腔，不 对气体的流动造成过大阻力。
[0015] 可移动挡板的调节杆由左至右分为光杆和丝杆部分，丝杆用于调节挡板的移动， 用于间隙调节。光杆则保证密封圈能够可靠密封。
[0016] 调节套筒端面打印有均匀分布的刻度盘，调节旋钮上有刻线，刻线与刻度盘配合， 可读取出口间隙。如，可设置为旋钮每旋转一周，可移动挡板前进或后退一个螺纹间距。
[0017] 调节套筒可以拆装，根据不同调节间隙的需求，可更换不同长度的调节套筒，通用 性好。
[0018] 相对于现有固定节流孔的出口间隙Δ不可调的现状，本发明的有益效果是，利用 固定节流孔、导向托板、螺纹杆和弹簧以及配套组件，形成可变节流孔，调节固定节流孔的 出口间隙。通过该结构，模拟气动元件流道结构和多种出口条件，并测量其流量特性，实现 固定节流孔的出口间隙的准确调节。且该装置结构简单紧凑、密封性好、便于拆装、有较好 的通用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本发明可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置的剖视图。
[0020] 图2是本发明固定节流孔的立体图。
[0021] 图3是本发明固定节流孔的局部剖视图。
[0022] 图4是本发明导向托板的立体图。
[0023] 图5是本发明可移动挡板的立体图。
[0024] 图6是本发明调节套筒的立体图。
[0025] 图7是本发明的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置装配结构图。
[0026] 图8是本发明的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置测试原理图。
[0027] 各附图标记对应如下： 前端盖1、固定节流孔2、导向托板3、弹簧4、可移动挡板5、轴套6、套筒7、紧固螺栓8、 调节套筒9、旋钮10、后端盖11、QY型密封圈12、0型密封圈13、下游压力测量管14、上游压 力测量管15、出口间隙Δ。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
[0029] 本发明的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置参见附图1-8,包括前端盖 1、固定节流孔2、导向托板3、弹簧4、可移动挡板5、轴套6、套筒7、调节套筒9、旋钮10、后 端盖11。图1所示即为该装置的剖视图。固定节流孔2为带有底盘的环台阶状筒体，筒体 中心孔延伸至底盘并在底盘中心上形成一个环面，环面中心为底盘中心通孔，筒体中心孔 与底盘中心通孔形成同心台阶孔状的节流孔，底盘设置密封圈槽；固定节流孔2、导向托板 3和轴套6均同心置于圆柱套筒7内。
[0030] 固定节流孔2置于圆柱套筒7左端内并通过密封圈槽中的0型密封圈13与套筒内 壁形成密封，筒体中心孔一端从套筒7内伸出并穿过前端盖1的中心孔；可移动挡板5包括 一体的挡板和调节杆，挡板位于固定节流孔2与导向托板3之间且挡板位于导向托板3的 中心台阶孔内，调节杆穿过导向托板3中心孔后依次穿过轴套6、后端盖11、调节套筒9和 旋钮10各自的同心中心孔；弹簧4套置在调节杆外部且能在导向托板3与轴套6之间且能 够被压缩以使可移动挡板5与导向托板3、旋钮10与调节套筒9之间紧密贴合；轴套6与 套筒7之间通过0型密封圈13密封；轴套6中心孔内壁与可移动挡板5的调节杆外壁间由 QY型密封圈12密封。固定节流孔2的筒体中心孔内壁设置螺纹。套筒7靠近轴套7的筒 壁上与筒体中心线垂直设置通孔，优选在套筒7水平设置时通孔位于套筒底部。
[0031] 如图4所示，导向托板3圆周方向均布有三个导流缺槽，气体可通过导流缺槽进入 套筒7后腔，不对气体的流动造成过大。
[0032] 前端盖1和后端盖11与套筒7间均通过台肩限位，并均各自通过螺纹紧固件(如 紧固螺栓8)连接，便于拆卸。
[0033] 固定节流孔2与套筒7内壁之间通过台肩形成右限位，轴套6与套筒7内壁之间 通过台肩形成左限位。
[0034] 如图5,可移动挡板由左至右分为光杆和丝杆部分，光杆伸出QY型密封圈12后的 杆端为丝杆，丝杆与旋钮10中心孔内螺纹配合。丝杆用于调节挡板的移动，用于间隙调节。 优选丝杆螺距为0. 5mm，可调节间隙为0?30mm。光杆则保证QY型密封圈能够可靠密封。
[0035] 旋钮10的旋转带动可移动挡板5左右移动；弹簧4置于导向托板3和轴套6之 间，弹簧4的预压张紧力可以消除螺纹间隙，在旋钮松开时，弹簧的回复力使旋钮10和调节 套筒9端面紧密贴合；如图7,调节套筒9右端面刻有周向均布的刻度线，旋钮10每旋转一 周，可移动挡板5前进或后退一个螺纹间距。
[0036] 轴套6的内端面设置往右凸出的伸出筒，伸出筒中心孔内部右端设置限位台肩， 弹簧4右端抵靠在伸出筒内部的限位台肩上；导向托板3中心孔内部左端设置限位台肩，弹 簧4右端抵靠在导向托板3中心孔内部的限位台肩上。
[0037] 由此，使得本发明由节流孔固定装置、导向装置、丝杆一弹簧间隙调节装置及定位 装置组成。前端盖将固定节流孔进行压紧固定；导向托板安装在套筒内壁，既作为可移动 挡板托架，同时保证调节时可移动挡板与出口端面的平行度，进行导向；丝杆一弹簧间隙调 节装置，通过调节旋钮的旋转，带动可移动挡板的前后移动，改变固定节流孔的出口间隙Δ ;调节套筒上的刻度盘和旋钮上的刻度配合，指示可移动挡板的移动距离，准确读取固定节 流孔的出口间隙Δ。
[0038] 固定节流孔的出口间隙Δ调节由导向装置、调节丝杆及定位装置实现，其中导向 装置与套筒内壁配合安装，可移动挡板与固定节流孔出口端面平行安装，丝杆中的光杆部 分穿过内置于轴套的QY型密封圈，弹簧安装在导向托板与轴套之间，并对弹簧进行预压 缩，弹簧的张紧力对可移动挡板进行压紧消除螺纹间隙，并推动可移动挡板左右往复移动， 同时用于导向托板的压紧和复位，同时消除装配间隙。
[0039] 如图7-8,测试时，固定节流孔2通过筒体中心孔内壁设置螺纹与上游压力测量管 15相连，套筒7底部通过通孔内螺纹和下游压力测量管14相连；装配完成后，通过调节旋 钮10,带动可移动挡板5左右移动，根据实验需要调节固定节流孔的出口间隙Δ ;由于上游 压力测量管15和下游压力测量管14均设置传感器，两者压力数据经信号采集和处理后到 达工控机，以便进行实时测量。
[0040] 在本实施例中，调节套筒9右侧端面打印有周向平均分度的50条刻度线，旋钮10 上的标线与调节套筒9端面刻度线配合进行读数，旋钮10每转动一格，可移动挡板5前进 或后退0. 01mm ;也即旋钮10每旋转一周，可移动挡板5前进或后退一个螺纹间距0. 5mm。
[0041] 以上仅仅是本发明的一种实例，根据本发明的上述构思，本领域人员还可以根据 需要作出修改和变换，如节流孔形状的变化，丝杆螺距的变化，套筒长度与可调间隙的变 化，调节套筒端面刻度的分布等，然而类似的这种变化和修改均属本发明的实质。
【权利要求】
1. 一种可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于：包括固定节流孔、 导向托板、弹簧、可移动挡板、轴套、套筒、调节套筒、旋钮、前端盖与后端盖；固定节流孔、导 向托板和轴套均同心置于圆柱套筒内，套筒两端由前端盖与后端盖固定封闭； 固定节流孔为带有底盘的环台阶状筒体，筒体中心孔与上游压力测量管配合端从套筒 内伸出并穿过前端盖的中心孔；固定节流孔位于套筒左端并与套筒内壁形成周向密封；可 移动挡板包括一体的调节杆和挡板，挡板位于固定节流孔与导向托板之间，调节杆穿过导 向托板中心孔后依次穿过轴套、后端盖、调节套筒和旋钮各自的同心中心孔；弹簧套置在导 向托板与轴套之间的调节杆外部且能预压缩以使可移动挡板与导向托板、旋钮与调节套筒 之间紧密贴合； 轴套与套筒之间周向密封；轴套中心孔内壁与调节杆外壁间周向密封；固定节流孔的 套筒靠近轴套的筒壁上与筒体中心线垂直设置下游压力测量管连接通孔；可移动挡板调节 杆由左至右分为光杆和丝杆部分，调节杆外壁间周向密封前为光杆，之后为丝杆，丝杆与旋 钮中心孔内螺纹配合；导向托板中心设中心孔，外围圆周均布有三个导流缺槽，可移动挡板 的挡板能够随调节杆沿导向托板中心孔左右移动；调节套筒端面设有均匀分布的刻度盘， 旋钮上有刻线，刻线与刻度盘配合；丝杆螺距设置为与调节套筒刻度盘关联。
2. 根据权利要求1所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于： 沿中心线轴线方向，导向托板中心孔左侧还设置直径大于导向托板中心孔的台阶凹孔，可 移动挡板的挡板位于导向托板中心台阶凹孔内并能够随调节杆沿导向托板中心孔左右移 动。
3. 根据权利要求1所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于： 固定节流孔的筒体中心孔延伸至底盘并在底盘中心上形成一个环面，环面中心为底盘中心 通孔，筒体中心孔与底盘中心通孔形成同心台阶孔状的节流孔，底盘设置密封圈槽。
4. 根据权利要求1-3之一所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征 在于：在套筒水平设置时下游压力测量管连接通孔位于套筒底侧或前侧面。
5. 根据权利要求1所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于： 轴套与套筒之间通过〇型密封圈密封；轴套中心孔内壁与可移动挡板的调节杆外壁间由QY 型密封圈密封。
6. 根据权利要求1所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于： 前端盖和后端盖与套筒间均通过台肩限位，并均各自通过螺纹紧固件连接。
7. 根据权利要求1所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征在于： 固定节流孔与套筒内壁之间通过台肩形成右限位，轴套与套筒内壁之间通过台肩形成左限 位。
8. 根据权利要求1-3之一所述的可调节间隙的固定节流孔流量特性实验装置，其特征 在于：刻度盘打印设置在调节套筒端面上，丝杆螺距设置为旋钮每旋转一周可移动挡板前 进或后退一个螺纹间距。
【文档编号】G01F1/36GK104101388SQ201410362519
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】李刚炎, 杨凡, 胡剑, 亓旺, 龚睿 申请人:武汉理工大学