稳压系统以及用于航空航天领域的试验设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种稳压系统以及用于航空航天领域的试验设备，涉及航空航天技术领域。解决了现有技术存在自力式减压阀的出口压力易出现过度超调的技术问题。该稳压系统，用于将高压流体减压至低压流体，包括主管路和从管路，主管路和从管路的入口用于与高压流体连通，第一控制阀和减压阀串联布置在主管路中，第一控制阀位于减压阀上游，用于实现主管路的通断；从管路的出口连接于主控阀与减压阀之间，从管路的通径小于主管路的通径。该用于航空航天领域的试验设备包括本实用新型提供的稳压系统。本实用新型用于提高自力式减压阀启动过程的平稳性以及可靠性。
【专利说明】
稳压系统以及用于航空航天领域的试验设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种稳压系统以及设置该稳压系统的用于航空航天领域的试验设备。
【背景技术】
[0002]在航空航天、石油化工和空分(把空气中的各组份气体分离)等涉及气体的行业，经常会用到自力式减压阀，对高压气体减压成低压气体后再进行使用。
[0003]如图1所示，按照通用的操作规程，自力式减压阀3启动时，出口阀门即出口电动球阀47需保持关闭状态，为了保证减压阀出口设定压力的平稳建立，进气阀门即进气电动球阀110需缓慢打开，对自力式减压阀3缓慢加压，使其出口压力缓慢升至设定值。图1示意出了应用自力式减压阀3的典型管路布局，对于小口径的自力式减压阀3(DN彡40mm)，这种管路布局是基本可以满足要求的，小口径的自力式减压阀3在启动时不会出现出口压力大幅度超调(超调英语可译为:deviat1n，指减压阀出口压力超过设定值)和安全阀频繁起跳等非正常现象。
[0004]而对于较大口径的自力式减压阀3(DN>40mm)，由于其自身所带的压力平衡装置为机械式，阀门口径越大，压力平衡装置中的容腔体积越大，所需的充气时间越长，再加上内部的移位装置行程较长，从而导致阀门反应速度较慢。
[0005 ]本
【申请人】发现:现有技术至少存在以下技术问题:
[0006]现有技术中，较大口径的自力式减压阀启动时如仍然采用图1所示的管道布局方式，即使严格按照上述规程操作，由于进气电动球阀110的口径较大，起始开度不易准确控制，阀门刚打开的瞬间容易出现通过阀门的高压气体流量很大、速度过快的现象。这种情况下，就容易出现减压阀出口压力瞬间陡升，产生大幅度超调和出口管道严重超压的现象，对下游设备的安全工作造成极大的威胁。对此，国内某航空航天领域所作的风洞试验证实:将20MPa左右的压缩空气减压至4MPa，使用DN200mm的自力式减压阀3，采用如图1所示的管道布局，自力式减压阀3启动时，进气电动球阀110打开瞬间(开度很小)，几乎每次都出现了压力大幅度超调现象，使出口管路安全阀频繁起跳泄压，严重时甚至引起爆破片起爆，不仅导致气源浪费，还容易引发危险事故。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的至少一个目的是提出一种稳压系统以及设置该稳压系统的用于航空航天领域的试验设备。解决了现有技术存在自力式减压阀的出口压力易出现过度超调的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0008]本实用新型提供的稳压系统，包括主管路和从管路，第一控制阀和减压阀串联布置在所述主管路中，所述第一控制阀位于所述减压阀上游，用于实现所述主管路的通断;所述从管路的出口连接于所述第一控制阀与所述减压阀之间，所述从管路的通径小于所述主管路的通径。
[0009]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述从管路与所述第一控制阀并联。
[0010]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述从管路的入口与所述主管路的入口是相互独立的。
[0011]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述从管路中设有第二控制阀，其能够调节所述从管路中的流体流量。
[0012]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述第二控制阀包括串联布置的手动控制阀以及电磁阀;所述手动控制阀用于调节所述从管路中的流体流量，所述电磁阀用于实现所述从管路的通断。
[0013]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述手动控制阀为手动针形阀，和/或，所述电磁阀为两位两通电磁阀。
[0014]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述主管路的通径与所述从管路的通径的比值为不小于15。
[0015]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述主管路的通径与所述从管路的通径的比值为15?35。
[0016]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述主管路的通径与所述从管路的通径的比值为20。
[0017]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述减压阀为通径大于40_的自力式减压阀。
[0018]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述自力式减压阀的通径为200mm。
[0019]本实用新型实施例提供的用于航空航天领域的试验设备，包括本实用新型任一技术方案提供的稳压系统。
[0020]本实用新型实施例提供的稳压系统的操作方法，所述方法依次包括以下步骤:
[0021]关闭所述第一控制阀以断开所述主管路和高压流体之间的连通；
[0022]打开所述第二控制阀以接通所述从管路和高压流体之间的连通，并且通过所述第二控制阀调节所述从管路中的流体流量，以使得所述减压阀的出口压力平缓上升并且保持为其工作设定压力；
[0023]打开所述第一控制阀以接通所述主管路和高压流体之间的连通，以使所述主管路中的流体通过所述主管路输送到所述减压阀的出口。
[0024]作为本实用新型前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，还包括关闭所述第二控制阀以断开所述从管路与高压流体之间的连通的步骤。
[0025]基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果:由于本实用新型中当操纵第一控制阀关闭主管路时，可以通过从管路输出较少的流体驱动下游的自力式减压阀以较慢的速度平稳打开，将进入减压阀的流体速度和流量控制在适当范围内，进而为自力式减压阀的机械式稳压调节机构留出充分的反应和动作时间，从而实现使自力式减压阀出口压力平缓上升并稳定在设定值，避免过分超调现象出现，进而解决了现有技术存在自力式减压阀的出口压力易出现过度超调的技术问题，由此还防止了下游安全阀起跳或爆破片起爆，从而很好地确保了人员安全和设备安全，不仅可提高科研试验的成功率或工业生产的效率，还减少了危险源。
【附图说明】
[0026]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0027]图1为现有技术中流体传输管路与自力式减压阀的连接关系的示意图；
[0028]图2为本实用新型实施例的一种实施方式所提供的稳压系统的示意图；
[0029]图3为本实用新型实施例的优选实施方式所提供的稳压系统的示意图；
[0030]附图标记:1、主管路；11、第一控制阀；110、进气电动球阀；2、从管路;21、第二控制阀；211、手动控制阀；212、电磁阀；3、自力式减压阀;41、进气压力测点;42、过滤器;43、减压阀进口压力测点;44、减压阀出口压力测点;45、安全阀；46、爆破片;47、出口电动球阀。
【具体实施方式】
[0031]下面可以参照附图图1?图3以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新型与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是:本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓:可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
[0032]本实用新型实施例提供了一种可以有效地避免自力式减压阀(尤其对于通径大于40_的自力式减压阀)出现过度超调现象的稳压系统以及设置该稳压系统的用于航空航天领域的试验设备。
[0033]下面结合图1?图3对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。如图2?图3所示，本实用新型实施例所提供的稳压系统，用于将高压流体减压至低压流体，包括主管路I和从管路2，主管路I和从管路2的入口用于与高压流体连通，第一控制阀11和减压阀3串联布置在主管路I中，第一控制阀11位于减压阀3上游，用于实现主管路I的通断；第一控制阀11优选为采用电动球阀，当其应用于气路中的自力式减压阀稳压时，也被称为进气电动球阀。从管路2的出口连接于第一控制阀11与减压阀3之间，从管路2的通径小于主管路I的通径。由于本实用新型中操纵第一控制阀11关闭主管路I时，可以通过从管路2输出较少的流体驱动下游的自力式减压阀3以较慢的速度平稳打开，将进入自力式减压阀3的流体速度和流量控制在适当范围内，进而为自力式减压阀3的机械式稳压调节机构留出充分的反应和动作时间，从而实现使自力式减压阀3出口压力平缓上升并稳定在设定值，避免过分超调现象出现，由此还防止了下游安全阀45起跳或爆破片46起爆，从而很好地确保了人员安全和设备安全，不仅可提高科研试验的成功率或工业生产的效率，还减少了危险源。
[0034]在如图1所示管路上新增本实用新型稳压系统后，不仅可以使自力式减压阀启动过程平稳可靠，还可以使超调现象得以很好地消除。
[0035]作为可选的实施方式，从管路2与第一控制阀11并联。此时，从管路2的进流口可以利用主管路I的进流口输入的流体实施对下游的自力式减压阀3的机械式稳压调节机构的驱动，由此不仅充分利用了主管路I内的流体资源，节省成本，而且结构简单，便于连接作业。
[0036]作为可选的实施方式，从管路2的入口与主管路I的入口是相互独立的。主管路I的进流口与从管路2的进流口也可以分别连接不同的流体源(例如气源)，不同的流体源的流体的类型优选为彼此一致。
[0037]作为可选的实施方式，从管路2中设有第二控制阀21，其能够调节从管路2中的流体流量。通过第二控制阀21可以准确地控制从管路2的导通面积，进而可以实现对下游的自力式减压阀3的出口压力的精确控制。
[0038]作为可选的实施方式，第二控制阀21包括串联布置的手动控制阀211以及电磁阀212;手动控制阀211用于调节从管路2中的流体流量，电磁阀212用于实现从管路2的通断。手动控制阀211可以依靠操作人员手动实时进行控制，结构简单，灵活性强。电磁阀212可以实现对从管路2的远程、电动控制，自动化程度更高。
[0039]作为可选的实施方式，手动控制阀211为手动针形阀，和/或，电磁阀212为两位两通电磁阀212。手动针形阀具有控制精度高，控制操作省力的优点。电磁阀212为两位两通电磁阀。两位两通电磁阀具有结构简单，控制灵敏度高，便于远程控制的优点。
[0040]作为可选的实施方式，主管路I的通径与从管路2的通径的比值为不小于15，优选为15?35，具体可以为20。此时，从管路2的通径远小于主管路I的通径，有利于更有效地实施对下游的自力式减压阀3的出口压力的控制。
[0041 ]作为可选的实施方式，减压阀3为通径大于40_的自力式减压阀。该自力式减压阀尤其对于通径为10mm的自力式减压阀3出现出口压力过度超调现象的概率较大，适宜使用本实用新型以提高其出口压力的平稳性。
[0042]本实用新型实施例提供的用于航空航天领域的试验设备，包括本实用新型任一技术方案提供的稳压系统。用于航空航天领域的试验设备适宜采用本实用新型以确保自力式减压阀3启动过程平稳可靠，避免超调现象出现。作为可选的实施方式，主管路I和从管路2的出流口与自力式减压阀3的进流口之间还串联有过滤器42。过滤器42可以避免杂质、污染物随气流进入自力式减压阀3，由此可以对自力式减压阀3可以起到保护作用。
[0043]下面结合附图1?图3详细阐述利用本实用新型对如图1所示技术方案进行改造以及应用本实用新型消除超调现象的过程:
[0044]当自力式减压阀3应用于为气流减压时，主管路I可称为进气主管，从管路2可称为进气支管。
[0045]1.在图1所示管道布局的基础上，将其改造为了如图3所示管道布局的改造过程中，可以根据主管路I的通径，按通径比(DN rat1，减压阀进气主管道通径与支路通径之比)多15的原则选取通径合适的从管路2、手动控制阀211和电磁阀212，并使手动控制阀211和电磁阀212串联在从管路2上。
[0046]2.检查确保主管路I不带压后，在第一控制阀11即进气电动球阀前后管道分别钻孔，焊接从管路2，使主管路I和从管路2并联；
[0047]3.检查确保第一控制阀11、出口电动球阀47和手动控制阀211即手动针形阀关闭，电磁阀212打开。接通高压气体，缓慢旋开手动控制阀211为自力式减压阀3充气，确保自力式减压阀3后压力从常压开始缓慢平滑地上升。如上升速度过慢，可适度开大手动控制阀211，反之则关小。当自力式减压阀3的出口压力达到设定值时继续充气，如果压力稳定在设定值，则表明自力式减压阀3启动成功。此时可关闭电磁阀212停止从管路2供气，打开第一控制阀11 (可快速打开)使自力式减压阀3的入口与主管路I连通。至此，自力式减压阀3的启动过程全部完成，可打开第一控制阀11，为下游提供低压气体。
[0048]4.以后再次进行自力式减压阀3启动时，手动控制阀211无需再次调节，可保持原开度不动，直接远程打开电磁阀212为自力式减压阀充气，从而全部实现远程控制。
[0049]上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
[0050]如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明夕卜，上述词语并没有特殊的含义。
[0051]同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
[0052]另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
[0053]在本实用新型的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0054]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种稳压系统，其特征在于，包括主管路(I)和从管路(2)，第一控制阀(11)和减压阀(3)串联布置在所述主管路(I)中，所述第一控制阀(11)位于所述减压阀(3)上游，用于实现所述主管路(I)的通断;所述从管路(2)的出口连接于所述第一控制阀(11)与所述减压阀(3)之间，所述从管路(2)的通径小于所述主管路(I)的通径。2.根据权利要求1所述的稳压系统，其特征在于，所述从管路(2)与所述第一控制阀(11)并联。3.根据权利要求1所述的稳压系统，其特征在于，所述从管路(2)的入口与所述主管路(1)的入口是相互独立的。4.根据权利要求1所述的稳压系统，其特征在于，所述从管路(2)中设有第二控制阀(21)，其能够调节所述从管路(2)中的流体流量。5.根据权利要求4所述的稳压系统，其特征在于，所述第二控制阀(21)包括串联布置的手动控制阀(211)以及电磁阀(212);所述手动控制阀(211)用于调节所述从管路(2)中的流体流量，所述电磁阀(212)用于实现所述从管路(2)的通断。6.根据权利要求5所述的稳压系统，其特征在于，所述手动控制阀(211)为手动针形阀，和/或，所述电磁阀(212)为两位两通电磁阀(212)。7.根据权利要求1所述的稳压系统，其特征在于，所述主管路(I)的通径与所述从管路(2)的通径的比值为不小于15。8.根据权利要求7所述的稳压系统，其特征在于，所述主管路(I)的通径与所述从管路(2)的通径的比值为15?35。9.根据权利要求8所述的稳压系统，其特征在于，所述主管路(I)的通径与所述从管路(2)的通径的比值为20。10.根据权利要求1-9任一所述的稳压系统，其特征在于，所述减压阀(3)为通径大于40mm的自力式减压阀。11.根据权利要求10所述的稳压系统，其特征在于，所述自力式减压阀(3)的通径为200mmo12.—种用于航空航天领域的试验设备，其特征在于，包括权利要求1-11任一所述的稳压系统D
【文档编号】G01M9/00GK205562140SQ201620217967
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】孟刚, 董干, 张晶
【申请人】中航商用航空发动机有限责任公司