一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀的制作方法

本发明属于航空气动力试验，尤其涉及一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀。

背景技术：

1、发动机动力模拟风洞试验技术就是要在风洞试验中实现其发动机进气和排气流动效应的模拟，以便测定出发动机进排气流对飞行器的气动影响量。随着大推力发动机被广泛采用，动力对飞行器性能的影响更显示出重要性。动力模拟试验已成为飞行器研制中必不可少的风洞试验项目。调压阀是一种流量调节控制装置，可以满足发动机动力模拟风洞试验时不同状态下的流量和压力需求。

2、现有调压阀调节开度后喷流高压气体达到设定工作状态的时间较长，难以满足更高的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，以解决调压阀调节开度后喷流高压气体达到设定工作状态的时间较长的问题。本发明所采用的技术方案如下：

2、一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，包括壳体组件、丝杆和移动套筒；所述壳体组件包括从左到右依次同轴相连的出口管段、中部管段和入口管段，中部管段的内周通过若干阀肋板与内筒的外周相连，内筒与中部管段同轴设置，中部管段和内筒之间形成气流流道，内筒内左右设置有第一安装板和第二安装板，电机通过减速器安装在第二安装板上，第一支撑块转动设置在第一安装板上，电机的外部设有整流罩，整流罩的左开口与内筒的右端开口密封连接；

3、出口管段包括左右相连的直筒部和扩口部，直筒部的内径与内筒的内径相等，扩口部的右端内径与中部管段的内径相等，入口管段和整流罩之间的环形间隙形成与所述气流流道连通的进气口，直筒部与内筒之间的环形间隙形成与所述气流流道连通的出气口；

4、直筒部的左端设有第三安装板，第三安装板为孔板，第二支撑块转动设置在第三安装板上，丝杆的两端分别与第一支撑块和第二支撑块同轴连接，第一支撑块与减速器的输出轴通过联轴器相连，移动螺母与丝杆螺纹配合，移动套筒套接在移动螺母上，移动套筒的外周设有若干导向键，内筒的左端内周设有若干沿轴向开设的导向槽，若干导向键与若干所述导向槽一一对应滑动配合，移动套筒的外周与内筒的内周滑动密封配合，移动套筒与直筒部密封配合或分离，以调节所述出气口的开度；

5、由中部管段向内筒加工两个穿过所述阀肋板的穿线孔，穿线孔的外端设有电接线器，电机的动力线和信号线一一对应穿过两个穿线孔，并与对应的电接线器连接；

6、扩口部的内周面上侧轮廓边线为连续曲线，设定直筒部的内周上侧轮廓边线与扩口部的内周面上侧轮廓边线相交于o点，以o点为原点建立坐标系，o点向右为x轴正向、向上为y轴正向，移动套筒的外周左端设有倒角，设定所述倒角斜面与移动套筒外周的上侧轮廓线相交于m点，m点与o点密封配合时，所述调压阀关阀，移动套筒由o点向右滑动的过程为开阀过程，设定m点与o点的距离为所述调压阀的即时行程s时，过m点的直线与扩口部的内周面上侧轮廓边线垂直相交于n点，则n点坐标（x,y）满足下式：

7、；

8、式中：

9、a为m点和n点之间环形间隙的截面积，单位为m2；

10、d为移动套筒的外径，单位为m；

11、smax为移动套筒的最大行程，单位为m；

12、为圆周率；

13、为截面积a对于调压阀即时行程s的偏导数；

14、截面积a通过下式确定：

15、。

16、进一步的，出口管段、中部管段和入口管段依次法兰连接，出口管段和中部管段之间通过密封圈密封，中部管段和入口管段之间通过密封圈密封。

17、进一步的，整流罩为球顶圆锥形构件。

18、进一步的，出口管段和入口管段的通径均为140mm。

19、进一步的，出口管段和中部管段均为整体锻造构件。

20、进一步的，整流罩与内筒可拆卸连接。

21、进一步的，还包括拉杆，第二安装板与内筒可拆卸连接，第一安装板的外周与内筒的内周相适配，若干拉杆一端分别与第一安装板可拆卸连接，若干拉杆的另一端分别与第二安装板可拆卸连接。

22、进一步的，出口管段的左端面上设有沉台结构，第三安装板的外周与沉台结构的侧壁相配合，环形压盖与出口管段通过螺钉相连，环形压盖将第三安装板压在所述沉台结构的底面上。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

24、1．本发明调压阀极大的缩短了喷流高压气体达到设定工作状态的时间（大多数状态在25s内，后期还可根据不同类型的试验优化控制程序），采用定开度控制方式，稳定时间较短，在各工况下仅需5-10s达到稳定状态，压力控制均方根误差为0.01%，流量测量精度优于±0.15%，流量系数测量精度优于±0.0015；采用总压反馈控制方式，稳定时间较长，在各工况下基本需要25s达到稳定状态，压力控制均方根误差0.05%，流量测量精度优于±0.20%，流量系数测量精度优于±0.0020。

25、2．第一安装板和第二安装板分别与内筒可拆卸连接，极大的方便了后续维修维护。

技术特征：

1.一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：包括壳体组件、丝杆（10）和移动套筒（12）；所述壳体组件包括从左到右依次同轴相连的出口管段（1）、中部管段（2）和入口管段（3），中部管段（2）的内周通过若干阀肋板与内筒（24）的外周相连，内筒（24）与中部管段（2）同轴设置，中部管段（2）和内筒（24）之间形成气流流道，内筒（24）内左右设置有第一安装板（16）和第二安装板（15），电机（5）通过减速器（6）安装在第二安装板（15）上，第一支撑块（9）转动设置在第一安装板（16）上，电机（5）的外部设有整流罩（4），整流罩（4）的左开口与内筒（24）的右端开口密封连接；

2.根据权利要求1所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：出口管段（1）、中部管段（2）和入口管段（3）依次法兰连接，出口管段（1）和中部管段（2）之间通过密封圈密封，中部管段（2）和入口管段（3）之间通过密封圈密封。

3.根据权利要求1所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：整流罩（4）为球顶圆锥形构件。

4.根据权利要求1所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：出口管段（1）和入口管段（3）的通径均为140mm。

5.根据权利要求1所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：出口管段（1）和中部管段（2）均为整体锻造构件。

6.根据权利要求1所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：整流罩（4）与内筒（24）可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：还包括拉杆（8），第二安装板（15）与内筒（24）可拆卸连接，第一安装板（16）的外周与内筒（24）的内周相适配，若干拉杆（8）一端分别与第一安装板（16）可拆卸连接，若干拉杆（8）的另一端分别与第二安装板（15）可拆卸连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，其特征在于：出口管段（1）的左端面上设有沉台结构（19），第三安装板（14）的外周与沉台结构（19）的侧壁相配合，环形压盖（20）与出口管段（1）通过螺钉相连，环形压盖（20）将第三安装板（14）压在所述沉台结构（19）的底面上。

技术总结
一种应用于发动机动力模拟风洞试验的调压阀，属于航空气动力试验技术领域，本发明为了解决调压阀调节开度后喷流高压气体达到设定工作状态的时间较长的问题。包括壳体组件，壳体组件包括从左到右依次同轴相连的出口管段、中部管段和入口管段，中部管段和内筒之间形成气流流道，出口管段包括左右相连的直筒部和扩口部，直筒部与内筒之间的环形间隙形成与所述气流流道连通的出气口，移动套筒的外周与内筒的内周滑动密封配合，移动套筒与直筒部密封配合或分离，以调节所述出气口的开度，本发明通过对扩口部的内周面轮廓线进行研究，使调压阀极大的缩短了喷流高压气体达到设定工作状态的时间大多数状态在25s内，流量测量精度高，压力控制误差小。

技术研发人员：孔祥龙,袁野,刘帅
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10