一种风洞高精度流量调节阀的制作方法

本发明属于风洞试验技术，涉及一种风洞高精度流量调节阀。

背景技术：

风洞试验、计算机模拟和飞行试验是空气动力学研究的三大重要手段。作为空气动力学研究的必要手段，风洞试验为各种飞行器的研究提供了理论依据。随着推力矢量技术的不断发展，试验过程中对压力流量控制的精度要求也在不断的提高，研制高精度的压力流量控制阀门已经成为技术发展的必然趋势。流量调节阀作为风洞动力模拟试验系统中的关键设备，形式多种多样，目前多采用节流锥的形式，通过改变管路流通面积来控制流量。目前国内最好的模拟调节阀流量控制精度仅为0.5％，仍然不能满足动力模拟风洞试验高精度流量调节的需要。

技术实现要素：

本发明的目的是：提出一种风洞高精度流量调节阀，以便提高模拟调节阀流量控制精度，满足动力模拟风洞试验高精度流量调节的需要。

本发明的技术方案是：一种风洞高精度流量调节阀，其特征在于：它包括阀体2、安装在阀体2上的10路至20路结构相同的流道、控制气路和控制柜；流道的数量为偶数n，所有流道安装在阀体2的上表面上，沿阀体2的宽度方向分为两列流道，每列的流道数相同，相邻流道的间距相等；邻接阀体2前表面的流道称为前列流道，从左到右定义前列流道的序号为：1号流道、2号流道……n/2号流道；邻接阀体2后表面的流道称为后列流道，从左到右定义后列流道的序号为：(n/2+1)号流道、(n/2+2)号流道……n号流道；

阀体2具有长方体的外形，在阀体2的右侧面的上部有一个阀体进气盲孔2f，阀体进气盲孔2f的轴线与阀体2的右侧面垂直，阀体进气孔2f的孔底靠近阀体2的左侧面，在阀体2的右侧面上有阀体进气孔接头2b；在阀体2的左侧面上、阀体进气盲孔2f的下面有一个阀体排气盲孔2c，阀体排气盲孔2c的轴线与阀体2的左侧面垂直，在阀体2的左侧面上有阀体排气盲孔接头2a，定义阀体进气孔2f的轴线和阀体排气盲孔2c的轴线所决定的平面名称为两列流道平分面，两列流道平分面与阀体2的上表面垂直；在阀体2的上表面上、两列流道平分面的前面有一列用于安装前列流道的流道安装孔，在阀体2的上表面上、两列流道平分面的后面有一列用于安装后列流道的流道安装孔；流道安装孔的轴线垂直于阀体2的上表面，流道安装孔是台阶孔，它的上段孔是光孔2g，它的下段孔是螺纹孔2d，光孔2g的孔径大于螺纹孔2d的最大内径，螺纹孔2d的下端口与阀体排气盲孔2c连通；

所述的流道包括插装阀3、阀体2上的流道安装孔、喷管1和密封圈6；插装阀3为货架产品，在插装阀3的下部有圆柱体的插入阀体3c，在插入阀体3c内有一个径向贯通的插装阀进气孔3a，在插入阀体3c内、插装阀进气孔3a的下面有一个开口于插装阀3下端面的插装阀出气孔3b，插装阀出气孔3b的上端口串联插装阀内的控制活门后与插装阀进气孔3a连通，插装阀3的插入阀体3c插入流道安装孔的光孔2g内并保持过渡配合，插装阀进气孔3a通过阀体2内部的气路与阀体进气孔2f连通；当插装阀3上部的电磁驱动器受控制柜的控制断电时，插装阀进气孔3a与插装阀出气孔3b断开；当插装阀3上部的电磁驱动器受控制柜的控制通电时，插装阀进气孔3a与插装阀出气孔3b连通；喷管1是具有台阶轴外形的圆筒，喷管1的上段是光筒1a，下段是外螺纹筒1b，光筒1a的外径大于外螺纹筒1b的外径，在光筒1a的环形下端面上有密封槽1c，密封圈6安装在密封槽1c内；喷管1的内孔是台阶孔，其上段孔1d的内径大于下段孔1e的内径，下段孔1e的最小内径为d；喷管1的外螺纹筒1b拧进流道安装孔的螺纹孔2d内；根据流道序号定义喷管1的最小内径d的序号，1号流道中喷管1的最小内径为d1，2号流道中喷管1的最小内径为d2，以此类推；在压力相同时，d1的流量最小，d2的流量为2d1，d3的流量为2d2，以此类推d10的流量为2d9；d11至d20的流量均与d10相等；

所述的控制气路包括控制总管4和控制支管5；控制总管4是一个右端口带有管接头、左端口封闭的管路，控制支管5的数量与流道的数量相同，控制支管5的上端口与控制总管4连通，控制支管5的下端口与插装阀3上的控制端口连通。

本发明的优点是：提出了一种风洞高精度流量调节阀，大大提高了模拟调节阀流量控制精度，满足了动力模拟风洞试验高精度流量调节的需要。本发明的一个实施例，经试验证明，流量调节分辨率可以达到12位。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。图中，纸外方向是前方，纸内方向是后方，上下左右方向不变。

图2是图1中k-k剖视图。

图3是本发明中喷管1的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。参见图1至图3，一种风洞高精度流量调节阀，其特征在于：它包括阀体2、安装在阀体2上的10路至20路结构相同的流道、控制气路和控制柜；流道的数量为偶数n，所有流道安装在阀体2的上表面上，沿阀体2的宽度方向分为两列流道，每列的流道数相同，相邻流道的间距相等；邻接阀体2前表面的流道称为前列流道，从左到右定义前列流道的序号为：1号流道、2号流道……n/2号流道；邻接阀体2后表面的流道称为后列流道，从左到右定义后列流道的序号为：(n/2+1)号流道、(n/2+2)号流道……n号流道；

阀体2具有长方体的外形，在阀体2的右侧面的上部有一个阀体进气盲孔2f，阀体进气盲孔2f的轴线与阀体2的右侧面垂直，阀体进气孔2f的孔底靠近阀体2的左侧面，在阀体2的右侧面上有阀体进气孔接头2b；在阀体2的左侧面上、阀体进气盲孔2f的下面有一个阀体排气盲孔2c，阀体排气盲孔2c的轴线与阀体2的左侧面垂直，在阀体2的左侧面上有阀体排气盲孔接头2a，定义阀体进气孔2f的轴线和阀体排气盲孔2c的轴线所决定的平面名称为两列流道平分面，两列流道平分面与阀体2的上表面垂直；在阀体2的上表面上、两列流道平分面的前面有一列用于安装前列流道的流道安装孔，在阀体2的上表面上、两列流道平分面的后面有一列用于安装后列流道的流道安装孔；流道安装孔的轴线垂直于阀体2的上表面，流道安装孔是台阶孔，它的上段孔是光孔2g，它的下段孔是螺纹孔2d，光孔2g的孔径大于螺纹孔2d的最大内径，螺纹孔2d的下端口与阀体排气盲孔2c连通；

所述的流道包括插装阀3、阀体2上的流道安装孔、喷管1和密封圈6；插装阀3为货架产品，在插装阀3的下部有圆柱体的插入阀体3c，在插入阀体3c内有一个径向贯通的插装阀进气孔3a，在插入阀体3c内、插装阀进气孔3a的下面有一个开口于插装阀3下端面的插装阀出气孔3b，插装阀出气孔3b的上端口串联插装阀内的控制活门后与插装阀进气孔3a连通，插装阀3的插入阀体3c插入流道安装孔的光孔2g内并保持过渡配合，插装阀进气孔3a通过阀体2内部的气路与阀体进气孔2f连通；当插装阀3上部的电磁驱动器受控制柜的控制断电时，插装阀进气孔3a与插装阀出气孔3b断开；当插装阀3上部的电磁驱动器受控制柜的控制通电时，插装阀进气孔3a与插装阀出气孔3b连通；喷管1是具有台阶轴外形的圆筒，喷管1的上段是光筒1a，下段是外螺纹筒1b，光筒1a的外径大于外螺纹筒1b的外径，在光筒1a的环形下端面上有密封槽1c，密封圈6安装在密封槽1c内；喷管1的内孔是台阶孔，其上段孔1d的内径大于下段孔1e的内径，下段孔1e的最小内径为d；喷管1的外螺纹筒1b拧进流道安装孔的螺纹孔2d内；根据流道序号定义喷管1的最小内径d的序号，1号流道中喷管1的最小内径为d1，2号流道中喷管1的最小内径为d2，以此类推；在压力相同时，d1的流量最小，d2的流量为2d1，d3的流量为2d2，以此类推d10的流量为2d9；d11至d20的流量均与d10相等；

所述的控制气路包括控制总管4和控制支管5；控制总管4是一个右端口带有管接头、左端口封闭的管路，控制支管5的数量与流道的数量相同，控制支管5的上端口与控制总管4连通，控制支管5的下端口与插装阀3上的控制端口连通。

本发明的工作原理是：若干组气路流量按照二进制规则排列设计，每个气路由一个电磁阀控制通断，通过不同位气路的组合达到所需的流量。其中,最小流量的气路直接决定数字阀的流量控制精度。电磁阀的通断要借助一个控制气路，此控制管路内气压与设备所处环境的压力差要介于0.4至0.8mpa之间以保证插装阀的正确使用。

实施例

插装阀的特点是：阀芯为锥阀，密封性能好，且动作灵敏；通流能力大，抗污染；一阀多用，易组成各式系统，结构紧凑。

本采实施例用20个流道，所采用的插装阀为货架产品，其型号及基本参数如表1：

表1插装阀型号及基本参数

20个插装阀的流量参数如表2：

表2插装阀的流量参数

如表2所示，前10位插装阀为单个限流喷嘴递增式的，为增加插装阀的整体流通能力，同时考虑到成品插装阀的最大流通能力，增加10个与第10位同样尺寸的喷嘴，组成12位半的流量调节阀。

表3为不同入口压力时插装阀的流量计算值。

表3不同入口压力时插装阀的流量计算值

本发明的流量调节阀在阀门切换的过程中不产生冲击和滞后，阀门的控制时间在0.1秒左右，传统的快速开关阀门通常开关时间都在0.5秒以上，大大提高了控制精度，本发明流量调节阀完全满足了使用要求。