[发明专利]一种交流阀的阀口气穴观测试验系统

说明书

本发明公开了一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，包括信号采集系统、交流阀、泵站系统和高速摄像系统，所述交流阀上端连接有信号采集系统，交流阀通过油管连接有泵站系统，交流阀下端设有高速摄像系统，信号采集系统与高速摄像系统电性连接；所述信号采集系统包括示波器、显示屏、压力传感器；所述交流阀包括阀体、阀心、左定位环、阀套和右定位环；所述泵站系统包括截止阀、可变节流阀、滤清器、油箱、压力表、压力控制阀、温度计、流量计、液压泵和电动机。本发明能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。

技术领域

本发明涉及交流阀技术领域，特别是涉及一种交流阀的阀口气穴观测试验系统。

背景技术

阀口气穴的产生对阀口流动特性影响极为显著，气穴不仅产生气穴噪声和压力脉动，而且更为重要的是使阀口流动的阻力增加，从而使阀口流量系数降低。在阀口几何要素保持不变的条件下，如无气穴产生，则流量系数基本是常数。气穴一经产生，流量系数立刻减小，气穴程度愈剧烈，流动系数减小的量愈大。随着交流阀转速的提高，阀口切换频率增加，阀口处的气穴规模与程度更加严重，一旦大量气穴阻塞流道引起流量饱和，颤振器的振动频率将达到上限。因此，有效地减小气穴可以提高颤振器的上限振动频率。

国内外研究人员对于阀内气穴作了大量研究。杜学文对节流阀口气穴状态下流量饱和现象进行了研究，分析了有无气穴对阀口流量特性的影响，以及气穴初生与流量饱和的关系。陈寿阳等研究了圆管阻尼器内的气穴现象，对阻尼孔中间点压力、流量、噪声、压差等进行了测量，并观察了气穴流动。Avrahami等研究了心脏阀内的气穴现象，认为气穴是由流动中的旋涡产生。Oshima等采用了半切锥阀模型对水压锥阀内的气穴现象进行了实验研究，分析了气穴发生临界条件和气穴对流速、压力分布的影响。Liu YS等对水压阀二级节流中出现的气穴现象进行了研究。Frank等采用试验、CFD技术，在模型阀出口阀腔开设两个窗口显示气穴流动。冀宏等用阀套移动式液压阀流场压力分布检测方法，研究了节流阀结构、流态与气穴关系。浙江大学傅新教授对液压阀口气穴机理进行了系统的研究，利用数值解析、流场测量与观测等手段对阀口局部极端环境的气穴流场流动规律进行了深入探索。

由于交流阀阀心高速转动、阀口的通流面积周期性变化、高低压突变异常明显，与文献中对气穴的研究有很大不同，阀口处气泡析出、发育的过程极其复杂。对于高速旋转的阀心和剧烈变化的阀口流场形态，如何设计观测模型以及进行可视化观测，进而获取气穴流体的流动图像，也是一项挑战性的工作。通过激振流场分析与实验相结合，研究液压元件中气穴的形成过程、规模、分布与阀口结构的关系是解决阀口气穴阻塞问题的关键。因此，需要一种实验装置，能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，能够用于研究交流阀的阀口气穴阻塞问题。

本发明采用如下技术方案：

为实现上述目的，本发明提出了一种交流阀的阀口气穴观测试验系统，包括信号采集系统、交流阀、泵站系统和高速摄像系统，所述交流阀上端连接有信号采集系统，交流阀通过油管连接有泵站系统，交流阀下端设有高速摄像系统，信号采集系统与高速摄像系统电性连接；所述信号采集系统包括示波器、显示屏、压力传感器；所述交流阀包括阀体、阀心、左定位环、阀套和右定位环；所述泵站系统包括截止阀、可变节流阀、滤清器、油箱、压力表、压力控制阀、温度计、流量计、液压泵和电动机。

作为优选，所述交流阀上端连接有压力传感器，压力传感器与示波器、显示屏电性连接，示波器为多通道记忆示波器。

作为优选，所述阀体内部横向设有阀心，阀体内部左右两端分别设有左定位环、右定位环；所述阀心外部配合有阀套，阀套外部配合于阀体内壁面。

作为优选，所述阀体上嵌装有透明观察窗和光源入射窗；所述高速摄像系统包括摄像机和处理器，摄像机位于透明观察窗正下方，摄像机与处理器电性连接。