本发明专利技术提供一种超低脉冲高压流体发生装置及方法，涉及流体力学领域，该装置包括：水泵、单向阀、第一截止阀、活塞缸、第二截止阀、换向阀、第一流量计和第一压力表依次串联形成第一液压回路；水泵、单向阀、第一截止阀、活塞缸、第二截止阀、换向阀、液压增压器、第二流量计和第二压力表依次串联组成第二液压回路；电动缸控制活塞的运动；水泵向活塞缸的无杆腔和液压增压器的高压端供液；换向阀的阀芯在第一工作位置时，流体通过换向阀直接排出，在第二工作位置时，流体通过换向阀流向液压增压器，在第三工作位置时，液压增压器通过换向阀将废液排到液压油箱。本发明专利技术的装置与方法可实现超低脉动高压流体的发生，可提供超低脉动高压流体。可提供超低脉动高压流体。可提供超低脉动高压流体。
【技术实现步骤摘要】
一种超低脉冲高压流体发生装置及方法
[0001]本专利技术涉及流体力学领域，特别是指一种超低脉冲高压流体发生装置及方法。
技术介绍
[0002]超低脉动或无脉动高压流体源在流体力学，流体传动元件特性及高压射流特性研究中需求迫切。现有高压流体源多采用往复式容积型泵作为动力元件，柱塞泵作为典型代表，具有结构紧凑，压力高等优势而得到广泛应用。但受制于容积型泵工作原理，其产生的流量均呈周期性脉动。对流体平稳性要求较高的工程及实验现场，多采用蓄能器，以减小容积型水泵的周期脉动，但蓄能器使用时与主管路分支点的连接管道要短、通径要大，并需安装在脉动源附近，安装或参数匹配不合理时脉动消除效果不佳甚至会加剧压力振荡。同时，也可以采用压缩空气增压或者静压水柱等方式，但压缩空气增压或者静压水柱仅适用于流体压力较小的工况，无法满足高压流体实验等研究需求。
[0003]综上，现有方法均较难产生超低脉动或无脉动的高压流体，因此研制一种可靠性高、操作简便且适用广的超低脉动高压超低脉冲高压流体发生装置及方法，对于流体力学、流体传动元件特性实验及研究具有重要意义。
[0004]本课题组已获得2项相关的国家授权专利技术专利（CN201711270181.X，CN202210918729.1），即基于管道流体信号的水射流自振喷嘴性能检测装置与方法与一种空化射流特性同步检测系统及检测方法（以下分别称“专利一”，“专利二”），专利一在喷嘴装置上游和出水口旁安装压力传感器及水听器，并通过信号分析方法获得压力脉动特征及空化效果，进而实现射流性能的检测；专利二在空化喷嘴的进水口安装第一压力传感器，在测试腔的排水口旁第二压力传感器，摄像机与光源安装于测试腔四周，实现围压下空化射流压力振荡、噪声、形态及流场动力学特性实时同步检测。专利一和专利二在实施过程中发现，流体压力脉动对装置特性影响较大并降低数据可靠性，进一步佐证了本专利技术所提出的超低脉动高压超低脉冲高压流体发生装置及方法的重要意义。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种超低脉冲高压流体发生装置及方法，该装置可以实现超低脉动高压流体的发生及压力或流量的伺服控制，为流体力学实验及精密液压元件研究提供超低脉动高压液体，降低流体压力脉动对装置的影响，同时提高研究结果的可靠性。
[0006]本专利技术所提供的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种超低脉冲高压流体发生装置，包括：电动缸、活塞缸、换向阀、液压增压器、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、单向阀、水泵、第一压力表、第一流量计、第二压力表、第二流量计和液压油箱；所述水泵、所述单向阀、所述第一截止阀、所述活塞缸、所述第二截止阀、所述换向阀、所述第一流量计和所述第一压力表依次串联形成第一液压回路；所述水泵、所述单向阀、所述第一截止阀、所述活塞缸、所述第二截止阀、
所述换向阀、所述液压增压器、所述第二流量计和所述第二压力表依次串联形成第二液压回路；其中，
[0008]所述电动缸安装在所述活塞缸的活塞上，所述电动缸用于控制活塞的运动；
[0009]所述水泵连通至所述活塞缸的无杆腔及所述液压增压器的高压端，所述水泵用于向所述活塞缸的无杆腔和所述液压增压器的高压端供液；
[0010]所述第一截止阀串联至在所述活塞缸的无杆腔入口处，所述第三截止阀串联至所述液压增压器的高压端入口处，所述第一截止阀和所述第二截止阀用于控制流体的流动方向；
[0011]所述换向阀为三位四通电磁换向阀，所述换向阀包括阀芯和阀体，所述阀芯被配置为相对阀体运动，而具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，其中，
[0012]所述阀芯在所述第一工作位置时，流体通过所述换向阀直接排出；
[0013]所述阀芯在所述第二工作位置时，流体通过所述换向阀流向所述液压增压器；
[0014]所述阀芯在所述第三工作位置时，所述液压增压器通过所述换向阀将废液排到液压油箱。
[0015]示例性的，所述装置还包括：溢流阀，所述溢流阀布置在所述水泵的出口处，所述溢流阀用于控制管路中的流体压力。
[0016]示例性的，所述装置还包括中控器，所述中控器分别与所述水泵、所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述电动缸、所述换向阀、所述第一流量计、所述第一压力表、所述第二流量计和所述第二压力表连接；
[0017]所述中控器通过所述第一压力表、所述第一流量计、所述第二压力表和所述第二流量计对输出流体的压力与流量进行监测；
[0018]所述中控器可伺服控制调节所述水泵和所述电动缸的工作状态；
[0019]所述中控器可控制液体回路中的液体压力和流量；
[0020]所述中控器可改变所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三截止阀的开关状态；
[0021]所述中控器可改变所述换向阀中阀芯的工作位置。
[0022]示例性的，所述装置还包括：限位开关，所述限位开关布置在所述活塞缸的活塞运动两个极限位置处，所述限位开关用于监测所述活塞的位置；所述中控器用于根据所述限位开关的启闭监测所述活塞的位置以调整所述电动缸的工作状态。
[0023]示例性的，所述活塞缸为单活塞杆液压缸，在所述活塞缸的无杆腔末端设置进液口和出液口，所述进液口处安装第一截止阀；所述出液口处安装二截止阀，所述第一截止阀和所述第二截止阀用于控制液体的流向。
[0024]示例性的，所述电动缸包括伺服电机和受所述伺服电机驱动而移动的推杆，所述推杆与所述活塞缸连接，所述推杆移动时能够向活塞缸的活塞施加推力，以控制所述活塞的运动。
[0025]示例性的，所述液压增压器的低压端连接所述换向阀，所述液压增压器的高压端设置进液口和出液口，所述进液口处安装所述第三截止阀。
[0026]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种超低脉冲高压流体发生方法，所述方法包括如下步骤：
[0027]在无需对流体进行增压处理或降低流体脉动处理的情况下，打开所述第一截止阀，关闭所述第三截止阀和所述第二截止阀；
[0028]启动所述水泵；
[0029]待流体充满所述活塞缸的无杆腔，调节所述换向阀至所述第一工作位置，打开所述第二截止阀，关闭所述第三截止阀和所述第一截止阀，启动所述电动缸，生成初步降低脉动的流体；
[0030]在需要对流体进行增压处理或降低流体脉动处理的情况下，
[0031]打开所述第三截止阀和所述第一截止阀；
[0032]启动所述水泵；
[0033]待流体充满所述活塞缸的无杆腔和所述液压增压器的高压端，调节所述换向阀至第二工作位置，并打开所述第二截止阀，关闭所述第三截止阀和所述第一截止阀，启动所述电动缸，生成相较于所述初步降低脉动的流体脉动更低且压力更高的流体；
[0034]当流体生成结束后，调节所述换向阀至第三工作位置。
[0035]示例性的，所述方法还包括：
[0036]通过所述第一流量计、所述第一压力表、所述第二流量计和所述第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超低脉冲高压流体发生装置，其特征在于，包括：电动缸、活塞缸、换向阀、液压增压器、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、单向阀、水泵、第一压力表、第一流量计、第二压力表、第二流量计和液压油箱；所述水泵、所述单向阀、所述第一截止阀、所述活塞缸、所述第二截止阀、所述换向阀、所述第一流量计和所述第一压力表依次串联形成第一液压回路；所述水泵、所述单向阀、所述第一截止阀、所述活塞缸、所述第二截止阀、所述换向阀、所述液压增压器、所述第二流量计和所述第二压力表依次串联形成第二液压回路；其中，所述电动缸安装在所述活塞缸的活塞上，所述电动缸用于控制活塞的运动；所述水泵连通至所述活塞缸的无杆腔及所述液压增压器的高压端，所述水泵用于向所述活塞缸的无杆腔和所述液压增压器的高压端供液；所述第一截止阀串联至在所述活塞缸的无杆腔入口处，所述第三截止阀串联至所述液压增压器的高压端入口处，所述第一截止阀和所述第二截止阀用于控制流体的流动方向；所述换向阀为三位四通电磁换向阀，所述换向阀包括阀芯和阀体，所述阀芯被配置为相对阀体运动，而具有第一工作位置、第二工作位置和第三工作位置，其中，所述阀芯在所述第一工作位置时，流体通过所述换向阀直接排出；所述阀芯在所述第二工作位置时，流体通过所述换向阀流向所述液压增压器；所述阀芯在所述第三工作位置时，所述液压增压器通过所述换向阀将废液排到液压油箱。2.根据权利要求1所述的超低脉冲高压流体发生装置，其特征在于，所述装置还包括：溢流阀，所述溢流阀布置在所述水泵的出口处，所述溢流阀用于控制管路中的流体压力。3.根据权利要求1所述的超低脉冲高压流体发生装置，其特征在于，所述装置还包括中控器，所述中控器分别与所述水泵、所述第一截止阀、所述第二截止阀、所述第三截止阀、所述电动缸、所述换向阀、所述第一流量计、所述第一压力表、所述第二流量计和所述第二压力表连接；所述中控器通过所述第一压力表、所述第一流量计、所述第二压力表和所述第二流量计对输出流体的压力与流量进行监测；所述中控器可伺服控制调节所述水泵和所述电动缸的工作状态；所述中控器可控制液体回路中的液体压力和流量；所述中控器可改变所述第一截止阀、所述第二截止阀和所述第三截止阀的开关状态；所述中控器可改变所述换向阀中阀芯的工作位置。4.根据权利要求3所述的超低脉冲高...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡腾飞，闫杰，马飞，郑莉芳，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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