一种可调汽蚀文氏管转让专利
申请号 : CN202110469322.0
文献号 : CN113175532B
文献日 : 2023-01-20
发明人 : 田辉 , 张源俊 , 谭广 , 郭子豪 , 王中烁
申请人 : 北京航空航天大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种可调汽蚀文氏管,其特征在于,包括文氏管调节机构、差动变压位移传感器、驱动机构及控制器;
所述文氏管调节机构包括文氏管体及阀芯,所述文氏管体沿轴向形成有流体通道,所述阀芯穿设于所述流体通道中;
所述差动变压位移传感器设置于所述文氏管体的一端,所述差动变压位移传感器的感应端与所述阀芯抵接;
所述驱动机构设置于所述文氏管体远离所述差动变压位移传感器的一端,所述驱动机构用于驱动所述阀芯沿轴向移动;
所述控制器分别连接所述差动变压位移传感器和所述驱动机构,当所述阀芯发生位移时,所述控制器通过所述差动变压位移传感器实时获取所述阀芯的位移信息,并根据所述位移信息控制所述驱动机构驱动所述阀芯向目标位置移动;
所述流体通道内形成有与所述阀芯相配合的喉部,所述喉部至所述文氏管体两端的内径逐渐增大;
所述喉部沿轴向的截面呈梯形,所述阀芯对应所述喉部位置设置有锥体段,其中,所述锥体段的外壁面与所述喉部的内壁面平行;
所述可调汽蚀文氏管还包括限位机构,所述限位机构设置于所述驱动机构与所述文氏管体之间,所述限位机构用于限制所述阀芯的轴向位移;
所述限位机构包括限位套,所述限位套套设于所述阀芯上,所述限位套内部设置有限位凸台,所述限位凸台与所述阀芯上的轴肩为触碰配合,以使所述喉部与所述阀芯配合形成密封状态。
2.根据权利要求1所述的可调汽蚀文氏管,其特征在于,所述差动变压位移传感器包括线圈、检测杆及弹性元件;
所述检测杆穿设于所述线圈内,且与所述线圈为电磁感应配合,所述检测杆靠近所述阀芯的一端为所述感应端;
所述弹性元件设置于所述检测杆的另一端,所述弹性元件用于推动所述检测杆向所述阀芯靠近,以使得所述感应端与所述阀芯抵接。
3.根据权利要求1‑2中任一项所述的可调汽蚀文氏管,其特征在于,所述可调汽蚀文氏管还包括固定架及绝缘夹套,所述固定架的一端连接所述文氏管体,所述固定架的另一端设置有所述绝缘夹套,所述绝缘夹套用于安装所述差动变压位移传感器。
4.根据权利要求1所述的可调汽蚀文氏管,其特征在于,所述驱动机构包括电动缸本体及伺服电机,所述伺服电机连接所述电动缸本体的输入端,所述电动缸本体的输出端连接所述阀芯,所述电动缸本体用于将所述伺服电机输出的旋转运动转换成直线运动。
5.根据权利要求4所述的可调汽蚀文氏管,其特征在于,所述电动缸本体为折叠式结构。
6.根据权利要求1所述的可调汽蚀文氏管,其特征在于,所述限位套的周向设置有第一连接部和第二连接部,所述第一连接部和所述第二连接部沿所述限位套的轴向分布,其中,所述第一连接部连接所述驱动机构,所述第二连接部连接所述文氏管体。
说明书 :
一种可调汽蚀文氏管
技术领域
背景技术
发明内容
所述位移信息控制所述驱动机构驱动所述阀芯向目标位置移动。
套用于安装所述差动变压位移传感器。
本体用于将所述伺服电机输出的旋转运动转换成直线运动。
所述驱动机构,所述第二连接部连接所述文氏管体。
道,阀芯穿设于流体通道中;差动变压位移传感器设置于文氏管体的一端,差动变压位移传
感器的感应端与阀芯抵接;驱动机构设置于文氏管体远离差动变压位移传感器的一端,驱
动机构用于驱动阀芯沿轴向移动;控制器分别连接差动变压位移传感器和驱动机构,当阀
芯发生位移时,控制器通过差动变压位移传感器实时获取阀芯的位移信息,并根据位移信
息控制驱动机构驱动所述阀芯向目标位置移动。本申请提供的可调汽蚀文氏管,通过差动
变压位移传感器的感应端与阀芯抵接,以实时获取阀芯的位移信息,差动变压位移传感器
将阀芯的位移量转换成电压信号实时反馈给控制器,控制器再控制驱动机构驱动阀芯移
动,实现了闭环控制,从而提高了阀芯位移精度的控制,使得可调汽蚀文氏管的流量调节更
为精准,控制流量的效果更好。
附图说明
范围的限定,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
些附图获得其他相关的附图。
构;210‑差动变压位移传感器;211‑检测杆;211a‑感应端;220‑固定架;221‑第一密封圈;
222‑第二密封圈;230‑绝缘夹套;300‑驱动机构;310‑伺服电机;320‑电动缸本体;321‑输出
轴;400‑限位机构;400a‑限位套;410‑限位凸台;420‑定位凸台;430‑第二连接部;440‑第一
连接部;450‑第三密封圈;460‑第四密封圈。
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
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发明的限制。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,
除非另有明确具体的限定。
接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
调节机构100的一端,驱动机构300用于驱动文氏管调节机构100进行调节,以对文氏管调节
机构100的流量进行控制。位移检测机构200设置于文氏管调节机构100的另一端,位移检测
机构200和驱动机构300分别与控制器电连接。位移检测机构200、控制器以及驱动机构300
形成闭环控制,进而提高文氏管调节机构100的流量调节精度和流量控制效果。
110a连通进流口112和出流口111,阀芯120贯穿过文氏管体110设置,且阀芯120位于流体通
道110a中。
渐增大。换而言之,喉部114是流体通道110a内流通截面面积最小的位置,流体通道110a中
进流口112至喉部114段为收缩段113,流体通道110a中喉部114至出流口111段为扩张段
115。
到调节流量的目的。
变。
机310输出的旋转运动转换成直线运动。
可选地,阀芯120与输出轴321之间可以通过法兰连接或螺纹连接。
杠螺母上,进而输出轴321也随之输出直线运动。
一端设置有绝缘夹套230,绝缘夹套230用于安装差动变压位移传感器210,使得差动变压位
移传感器210位于文氏管体110靠近出流口111的一端,阀芯120贯穿过固定架220与差动变
压位移传感器210的感应端211a相抵接。
120贯穿过文氏管体110的端部和固定架220与感应端211a抵接,且阀芯120与固定架220之
间设置有第二密封圈222。其中第一密封圈221和第二密封圈222实现文氏管体110内流体通
道110a的密封,防止流体通道110a中的流体由端部的配合处泄漏。
测杆211与线圈之间无接触,检测杆211在线圈内沿轴向移动时不受阻力,使用寿命长。
得感应端211a与阀芯120抵接。具体是,弹性元件装配后始终处于压缩状态,因此,弹性元件
为克服压缩形变会给予检测杆211一个反作用力,在该反作用力的推动下,检测杆211会具
有向阀芯120运动的趋势,以使得检测杆211上的感应端211a与阀芯120抵接。也即是说,当
阀芯120向远离检测杆211的感应端211a运动时,在弹性元件的驱动下,检测杆211会随阀芯
120一起运动,直到检测杆211回复到零位,此时驱动机构300停止驱动阀芯120移动。
近检测杆211的感应端211a方向移动时,阀芯120对检测杆211施加推力,该推力与检测杆
211的轴线重合,使得检测杆211所受力更均衡,检测杆211在感应线圈内移动更稳定。
信息,并根据位移信息控制驱动机构300驱动阀芯120向目标位置移动。
信号,并实时反馈至控制器,控制器根据电压信号,再控制驱动机构300驱动阀芯120向目标
位置移动,进而实现了闭环控制。可选地,控制器为PLC控制器。
模拟将0‑10V的模拟量转换为0‑32000的数字量,通过数值运算得到此刻阀芯120的位置。若
已知当前阀芯120的位置,依据目标流量,设定目标阀芯120的位置,根据阀芯120的位置之
差,控制器不断给伺服电机310发送脉冲。以阀芯120的位移为输出目标,通过PID控制(比例
积分微分控制),发送脉冲给伺服电机310,伺服电机310通过电动缸本体320驱动阀芯120不
断向目标位置移动,直到目标位置与阀芯120的当前位置重合,差动变压位移传感器210获
取阀芯120的实时位置与目标位置相减,当结果为0,伺服电机310停止发出脉冲,此时阀芯
120抵达目标位置。
前进,直达阀芯120回到目标位置。应当理解的,上述仅是举例说明,不能作为本申请保护范
围的限制。
定位精度。并且差动变压位移传感器210构造上具有对称性,零位可回复。相比于传统的限
位开关而言,差动变压位移传感器210自带原点,而且重复性更好。
于:
410为圆环形,且沿限位套400a内壁面的周向设置。
321连接的一端。限位套400a与阀芯120装配后,阀芯120的轴肩收容于限位套400a内。当阀
芯120向靠近感应端211a的方向运动时,并触碰限位凸台410,阀芯120停止位移,由于流体
本身张力的存在,流体无法通过此时文氏管体110的喉部114与阀芯120之间所形成的流通
截面,也即是说,喉部114与阀芯120配合形成一种密封状态。
封圈460均起到密封的作用,以防止流体通道110a内的流体泄漏。
定位凸台420和限位凸台410时,将阀芯120的轴肩向沿阀芯120的轴向后移预设距离,在阀
芯120向靠近感应端211a移动时,输出轴321的轴肩最先与定位凸台420触碰配合,阀芯120
停止移动,此时,同样由于流体表面张力的存在,文氏管体110的喉部114与阀芯120之间所
形成的流通截面不允许流体通过,喉部114与阀芯120配合形成密封状态,进而可避免阀芯
120与喉部114接触。
连接部。其中,第一连接部440与驱动机构300中的电动缸本体320通过螺栓连接,第二连接
部430与文氏管体110也通过螺栓连接。
或实施例二,区别之处在于:
121的外壁面与喉部114的内壁面平行,从而使得文氏管体110的喉部114的最小流通截面不
再是某一个特定的截面。也即是说,锥体段121的外壁面与喉部114的内壁面平行后,沿轴向
形成一系列等面积的流通截面,使得该可调文氏管能够在喉部114更好的发生并保持汽蚀
状态,具有更加稳定的流量系数,更好的保证输送系统的稳定。
从而形成气液两相混合流动,此时,由于平行段114a的静压近似稳定为饱和蒸汽压,故在保
证喉部114汽蚀的情况下,下游压力波动不会影响上游的压力和可调汽蚀文氏管的流量。通
过伺服电机310驱动阀芯120发生位移,可以改变平行段114a的最小流通面积,从而控制流
量。
个近似空心圆台,节流部分由面被扩大为体,相当于将原来的圆环拉伸为圆柱。由于节流面
积大大增加,可以更好的保证汽蚀和稳定汽蚀。从而得到更稳定的流量系数。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。