[发明专利]一种常规高超声速风洞环缝式调压阀

说明书

一种常规高超声速风洞环缝式调压阀，属于航空气动力风洞试验技术领域，本发明为了解决环缝式调压阀的导向杆为悬臂，连接强度低，导向性不好的问题。包括外壳体、内筒、导向杆和套筒阀芯；外壳体的左端设有密封铜环和端支撑，端支撑包括内套和外套，内套和外套之间通过端支撑肋板连接，内套套接在导向杆的左端，外套和密封铜环分别与外壳体相连，套筒阀芯的外周与内筒的内周滑动配合，套筒阀芯的右端与内筒之间通过密封圈密封；导向杆的两端分别与端支撑的内套和内筒的安装座板配合限位，可以精确的保证导向杆与外壳体的同轴度，同时两端对导向杆起到支撑的作用，提供了导向杆的连接强度和稳定性，导向杆不产生挠度，导向精度更好。

技术领域

本发明属于航空气动力风洞试验技术领域，尤其涉及一种常规高超声速风洞环缝式调压阀。

背景技术

常规高超声速风洞是一种重要的航空航天飞行器空气动力学地面试验设备，由于动力、能耗和建设费用等方面的限制，常规高超声速风洞一般采用将高压试验介质提前储存在高压储气罐内，试验时瞬间打开阀门使高压气体吹入洞体内部的暂冲式运行方式。由于高压气源容积有限，管路及阀门系统结构复杂，在风洞运行过程中不可避免的出现气源压力下降、气流压力不稳定等问题，将直接影响风洞流场品质和试验精度，风洞调压阀是暂冲式风洞运行过程中最重要的控制设备，起到实时调节风洞总压、控制压力稳定的作用。

常用的常规高超声速风洞调压阀有窗孔型调压阀、锥形调压阀、柱塞式调压阀和环缝式调压阀等几种。窗孔型调压阀具有阀后流态好、运行噪声低等优点，其不足之处是压力损失大、调节范围窄、运行阻力大；锥形调压阀具有调压范围较宽、易于加工制造等优点，其缺点是操作惯性大、调压精度低；柱塞式调压阀具有结构简单、可靠性高等优点，其主要问题是气流压力直接作用于阀芯，在高压环境下所需的驱动力太大，为了解决驱动力大的问题需要采用压力平衡气路的方法，但这又增加了阀门控制逻辑的复杂度。相比之下，环缝式调压阀具有调节范围宽、调节线性度好、调压精度高、运行阻力小等优点，是暂冲式风洞较为理想的调压设备，已经广泛应用于亚/跨/超声速暂冲式风洞中。

环缝式调压阀在外壳体内部设置内筒，阀门调节机构位于内筒中，为了使外壳体和内筒之间形成气流流道，阀芯的导向杆一端与内筒相连，另一端成为悬臂，导致导向杆连接强度低，稳定性差，一旦产生挠度，导向性不好，阀芯滑动轨迹不平直，阀芯与密封件不能密封严；环缝式调压阀以设置在阀体内部的液压缸作为动力执行元件，但调压阀内为高温高压环境，液压缸的介质为液压油，一旦泄漏，极易发生事故，同时，阀内空间狭小，液压缸的活塞两端需要连接液压油管路，在调压阀内设置液压油管路极其不便，通常只能将阀体做的很大，给加工和安装都带来很大问题；另外，液压缸通常配置位移传感器使用，以间接获取调压阀的开度，但位移传感器在高温高压环境易损坏，且需要设置独立的传感器腔室，使阀体长度不得不加长，以上诸多问题限制了环缝式调压阀在常规高超声速风洞中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种常规高超声速风洞环缝式调压阀，以解决现有环缝式调压阀的导向杆导向性不好、液压介质管路不易设置、位移传感器易损坏以及液压油泄漏易发生事故的问题。本发明所采用的技术方案如下：

一种常规高超声速风洞环缝式调压阀，包括外壳体、内筒、液压缸、导向杆和套筒阀芯；外壳体和内筒通过若干内筒肋板相连，外壳体和内筒之间形成气流流道，内筒的中部设有安装座板，液压缸、安装座板和导向杆沿气流流动方向依次相连，套筒阀芯滑动设置在导向杆上，液压缸的活塞杆通过连接件与套筒阀芯相连；

液压缸的外部设有密封罩，密封罩的开口与内筒的右端开口配合连接，外壳体的左端设有密封铜环和端支撑，端支撑包括内套和外套，内套和外套之间通过端支撑肋板连接，内套套接在导向杆的另一端上，导向杆的两端分别与端支撑的内套和内筒的安装座板配合限位，外套和密封铜环分别与外壳体相连，套筒阀芯的外周与内筒的内周滑动配合，套筒阀芯的右端与内筒之间通过密封圈密封；当液压缸的活塞杆伸出时，套筒阀芯从右向左封闭所述气流流道，完全关阀时，套筒阀芯与密封铜环抵靠密封；当液压缸的活塞杆缩回时，套筒阀芯从左向右敞开所述气流流道；