本发明专利技术适用于风洞试验中的气体流量控制设备技术领域，提供了一种供气流量的控制阀门及控制装置，该控制阀门包括连接管、阀芯以及气缸驱动组件；阀芯部分插入连接管中，另一部分与气缸驱动组件连接，阀芯有阀芯流道，气缸驱动组件用于驱动阀芯在连接管中转动，阀芯在连接管中至少具有第一转动位置和第二转动位置；当阀芯转动至第一转动位置时，阀芯流道和连接管内部连通形成文氏管结构，当阀芯转动至第二转动位置时，阀芯对连接管形成封堵；控制装置包括进气管、出气管和多个控制阀门。本发明专利技术利用阀芯与连接管的配合，通过气缸驱动组件控制阀芯的转动，快速实现供气流量的连通和阻断，避免由于电磁阀开关动作时间不一致造成的流量波动现象。流量波动现象。流量波动现象。
【技术实现步骤摘要】
一种供气流量的控制阀门及控制装置
[0001]本专利技术属于风洞试验中的气体流量控制设备
，具体涉及一种供气流量的控制阀门及控制装置。
技术介绍
[0002]现代喷气式飞机设计中，通常采用“飞机／发动机一体化设计方法”，将飞机和发动机作为整体进行优化设计，从而获得优良的内流特性和更高的外部气动效率，提高飞机的性能；为了准确地获取发动机对飞机气动特性的影响，使用喷气发动机进排气动力模拟风洞试验开展相关研究；试验的方法是在发动机模型短舱内安装涡轮动力模拟器TPS（turbofan powered simulator），这种模拟短舱称之为TPS（turbofan powered simulator）短舱；TPS短舱用于风洞试验之前，都必须在TPS短舱校准装置中对其流量系数与速度系数进行校准。
[0003]TPS短舱校准装置主要由校准箱箱体、高压供气系统与真空排气系统组成，通过模拟风洞试验的马赫数环境，从而对动力短舱进行校准；TPS短舱校准装置马赫数的控制比较复杂，而影响马赫数稳定性最关键的因素便是供气系统的流量控制。
[0004]TPS短舱校准装置的供气系统由高压减压阀、数字阀、流量计、加热器、供气管路及阀门等设备组成，其中数字阀是流量控制的核心单元。
[0005]中国空气动力研究与发展中心2016年建立的TPS短舱校准装置的数字阀组由多组电磁阀、连接短管及文丘里喷管组合而成，文氏管喉道尺寸按照一定通流面积编码并联而成的，每个电磁阀只有开启与关闭两种状态；工作时高压气体依次通过电磁阀、连接短管和文氏管，通过组合不同文氏管来得到不同的流通面积，从而实现供气流量控制；但是该数字阀在流量控制时，发现电磁阀的开启和关闭时长不一，在切换时容易造成流量冲击现象，给TPS短舱校准供气流量精确稳定控制带来困难。
[0006]为了解决上述问题，现有技术中通常采用控制不同电磁阀的开启时间和关闭时间，来降低切换电磁阀时产生的流量冲击，但是这种方法过于依赖控制方法的稳定性，没有从根源上解决问题，如果在控制过程中出现了误差，则会影响最后的控制结果。
技术实现思路
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种供气流量的控制阀门及控制装置，利用阀芯与连接管的配合，通过气缸驱动组件控制阀芯的转动，快速实现供气流量的连通和阻断，避免由于电磁阀开关动作时间不一致造成的切换时流量波动现象。
[0008]本专利技术是这样实现的：一种供气流量的控制阀门，包括连接管、阀芯以及气缸驱动组件；阀芯一部分插入连接管中，另一部分与气缸驱动组件连接，阀芯具有阀芯流道，气缸驱动组件用于驱动阀芯在连接管中转动，阀芯在连接管中至少具有第一转动位置和第二转动位置；当阀芯转动至第一转动位置时，阀芯流道和连接管内部连通，形成文氏管结构，当阀芯转动至第二转动位
置时，阀芯对连接管形成封堵。
[0009]在上述技术方案中，通过气缸驱动组件控制阀芯的位置，从而快速实现连接管的连通或者是封堵，直接通过改变阀芯的转动位置连通或封堵连接管，相对于现有技术中的电磁阀结构而言，不会出现开启时间和关闭时间不一致的现象，并且，由于阀芯是作为文氏管结构中的一部分，阀芯转动后即可完成供气流量的连通和阻断，控制及时，避免了采用电磁阀造成的切换时流量波动现象。
[0010]进一步的，气缸驱动组件包括气缸以及连杆组件；连杆组件一端与气缸的活塞杆连接，另一端与阀芯连接，利用气缸功率密度更高、动作更加迅速的优势，使得阀芯的转动速度更快，动作时间更加一致。
[0011]进一步的，连杆组件包括连接杆以及阀芯摇臂，阀芯摇臂与阀芯固定设置，连接杆一端与阀芯摇臂通过第一转轴转动连接，另一端与活塞杆通过第二转轴转动连接，第一转轴的轴线和第二转轴的轴线平行设置，活塞杆以及阀芯摇臂均与连接杆的转动平面平行；当活塞杆朝着气缸外移动，阀芯由第一转动位置转动到第二转动位置，当活塞杆朝着气缸内移动，阀芯由第二转动位置转动到第一转动位置，通过气缸中活塞杆的运动带动连接杆来驱动阀芯转动，实现阀芯的快速转动。
[0012]进一步的，气缸安装在连接管表面或通过安装板安装在连接管上，连接管表面或安装板表面设置有导向槽，导向槽的长度方向与活塞杆的轴线方向平行，第二转轴一端滑动设置在导向槽中，通过导向槽进一步限制活塞杆的运动位置，从而限制连接杆的转动轨迹，保证阀芯的正常转动。
[0013]进一步的，阀芯与连接管的连接位置设置有密封圈，保证密封效果。
[0014]一种供气流量的控制装置，包括多个上述任一控制阀门，还包括进气管和出气管，多个控制阀门均连接在进气管和出气管之间，连接管连通进气管和出气管；多个控制阀门共同配合控制进气管和出气管之间的供气流量大小。
[0015]进一步的，进气管与多个连接管之间通过入口汇流管连通，出气管与多个连接管之间通过出口汇流管连通。
[0016]进一步的，连接管两端分别通过短管与入口汇流管以及出口汇流管连通。
[0017]进一步的，气缸通过气源引气管与入口汇流管连通，通过气源引气管将入口汇流管中的气源引入气缸，作为气缸的驱动电源，避免了使用电磁阀时对装置使用现场的配电需求，同时也避免了电磁阀线圈长时间工作导致的发热问题。
[0018]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，通过使用气缸驱动组件与阀芯的配合，利用气缸功率密度更高、动作更加迅速的优势，使得阀芯的转动速度更快、连通和封堵连接管的时间也更加一致，避免使用电磁阀时，由于电磁阀的动作时间不一致导致的切换时流量波动现象。
[0019]2、本专利技术中，利用阀芯和连接管连通后形成的文氏管结构，代替原有数字阀组中的文氏管，本专利技术中的这种结构，避免了电磁阀与文氏管之间管容的存在，进而避免了在电磁阀开启和关闭工作时，由于管容存在充气和放气过程导致的文氏管流量建立过程慢、流量控制存在滞后的问题。
[0020]3、本专利技术中，通过将气缸作为动力组件，并将气缸的驱动气源通过入口汇流管引入，避免了使用电磁阀时对装置使用现场的配电需求，同时也避免了电磁阀线圈长时间工
作导致的发热问题。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是现有技术中数字阀组结构原理图；图2是本专利技术提供的控制阀门和控制装置结构原理图；图3是本专利技术实施1中阀芯处于第一转动位置时控制阀门结构图；图4是本专利技术实施1中阀芯处于第一转动位置时控制阀门俯视图；图5是本专利技术实施1中阀芯处于第一转动位置时控制阀门侧剖视图；图6是本专利技术实施1中阀芯处于第二转动位置时控制阀门结构图；图7是本专利技术实施1中阀芯处于第二转动位置时控制阀门俯视图；图8是本专利技术实施1中阀芯处于第二转动位置时控制阀门侧剖视图。
[0023]附图标记说明：100
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种供气流量的控制阀门，其特征在于，包括连接管（100）、阀芯（200）以及气缸驱动组件；所述阀芯（200）一部分插入所述连接管（100）中，另一部分与所述气缸驱动组件连接，所述阀芯（200）具有阀芯流道（210），所述气缸驱动组件用于驱动所述阀芯（200）在所述连接管（100）中转动，所述阀芯（200）在所述连接管（100）中至少具有第一转动位置和第二转动位置；当所述阀芯（200）转动至第一转动位置时，所述阀芯流道（210）和所述连接管（100）内部连通，形成文氏管结构，当所述阀芯（200）转动至第二转动位置时，所述阀芯（200）对所述连接管（100）形成封堵。2.根据权利要求1所述的一种供气流量的控制阀门，其特征在于，所述气缸驱动组件包括气缸（300）以及连杆组件；所述连杆组件一端与所述气缸（300）的活塞杆（310）连接，另一端与所述阀芯（200）连接。3.根据权利要求2所述的一种供气流量的控制阀门，其特征在于，所述连杆组件包括连接杆（410）以及阀芯摇臂（420），所述阀芯摇臂（420）与所述阀芯（200）固定设置，所述连接杆（410）一端与所述阀芯摇臂（420）通过第一转轴（430）转动连接，另一端与所述活塞杆（310）通过第二转轴（440）转动连接，所述第一转轴（430）的轴线和所述第二转轴（440）的轴线平行设置，所述活塞杆（310）以及所述阀芯摇臂（420）均与所述连接杆（410）的转动平面平行；当所述活塞杆（310）朝着气缸（300）外移动，所述阀芯（200）由第一转动位置转动到第二转动位置，当所述活塞杆（310）朝着气缸（300）内移动，所述阀芯（200）由第二转动位...
【专利技术属性】
技术研发人员：张平涛，章荣平，晋荣超，何清，雷振华，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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