本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗(yàn)中的氣體流量控制設(shè)備，具體為氣體流量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)洞試驗(yàn)中使用數(shù)字組合閥對(duì)氣體流量進(jìn)行高精度控制。數(shù)字組合閥是一種組合式流量調(diào)節(jié)閥，每路數(shù)字組合閥由一個(gè)不同尺寸的文氏管及對(duì)應(yīng)流量系數(shù)的電磁閥組成。文氏管喉道面積按照二進(jìn)制排列，即數(shù)字組合閥的1#閥位的文氏管喉道面積為最小，2#閥位的文氏管喉道面積是1#的2倍，3#閥位的文氏管喉道面積是1#的4倍，……。數(shù)字組合閥的各閥位有開/關(guān)兩種狀態(tài)。數(shù)字組合閥工作原理是利用電磁閥的開關(guān)控制不同喉道的文氏管的流量，而這些文氏管流量的組合就構(gòu)成試驗(yàn)所需的氣體流量。

數(shù)字組合閥理論上認(rèn)為是以二進(jìn)制最小步進(jìn)量連續(xù)調(diào)節(jié)，但受文氏管的實(shí)際加工精度限制，流量值分布不連續(xù)，部分流量值無(wú)法實(shí)現(xiàn)；同時(shí)數(shù)字組合閥調(diào)節(jié)具有繼電器特性,流量系數(shù)不同的電磁閥開啟和關(guān)閉的時(shí)間不同, 對(duì)于某一些流量給定目標(biāo)值，會(huì)出現(xiàn)喉道較大的閥位頻繁開啟/關(guān)閉，造成控制振蕩，不能滿足試驗(yàn)要求。

如能設(shè)計(jì)構(gòu)造一種新型數(shù)字組合閥，有效解決流量值分布不連續(xù)，避免控制振蕩，增強(qiáng)試驗(yàn)安全性和提高試驗(yàn)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立一種新型的數(shù)字組合結(jié)構(gòu)，有效解決流量值分布不連續(xù)，有效避免某些流量目標(biāo)點(diǎn)的控制振蕩。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種氣體流量無(wú)極調(diào)節(jié)裝置，包括進(jìn)氣管和出氣管，進(jìn)氣管與出氣管之間通過(guò)十六組數(shù)字閥連接，所述每一組數(shù)字閥包括文氏管和電磁閥，所述十六組數(shù)字閥的閥位按文氏管的喉道面積按照二進(jìn)制遞增排列；所述文氏管與電磁閥之間通過(guò)連接管連接，在相鄰的兩個(gè)二進(jìn)制閥位之間增加一個(gè)喉道面積為這兩個(gè)閥位文氏管喉道面積均值的半位閥位。

在上述技術(shù)方案中，所述半位閥位設(shè)置在二進(jìn)制閥位中的高位閥位，從第九組數(shù)字閥開始為所述高位閥位。

在上述技術(shù)方案中，在二進(jìn)制閥位中的低位閥位中排列兩個(gè)或多個(gè)文氏管喉道面積相同的閥位進(jìn)行冗余排列，第八組數(shù)字閥以下的為所述低位閥位。

在上述技術(shù)方案中，在二進(jìn)制閥位中的低位閥位中增加半位閥位。

在上述技術(shù)方案中，每一組數(shù)字閥中的連接件相同的結(jié)構(gòu)。

在上述技術(shù)方案中，不同尺寸的文氏管與連接件進(jìn)行連接時(shí)，在文氏管于連接管之間設(shè)置有密封連接件。

在上述技術(shù)方案中，所述密封連接件包括套在文氏管上且在連接管內(nèi)的多個(gè)密封墊圈，和設(shè)置在連接管外表面的鎖緊機(jī)構(gòu)，利用鎖緊機(jī)構(gòu)壓緊連接管與文氏管之間的密封墊圈使得文氏管與連接管密封連接。

在上述技術(shù)方案中，十六組數(shù)字閥中的任一組均可以更換不同喉道面積的文氏管，進(jìn)行不同文氏管組合。

一種氣體流量無(wú)極調(diào)節(jié)裝置的氣體流量調(diào)節(jié)方法為：

控制氣體流量上升時(shí)，首先使用文氏管喉道面積最小的閥位，不夠用時(shí)再使用稍大的閥位；

控制氣體流量下降時(shí)，首先關(guān)閉文氏管喉道面積較小的閥位，當(dāng)某個(gè)文氏管喉道面積較大的閥位之前的所有較小閥位全部關(guān)閉后仍然不滿足要求時(shí)才關(guān)閉該較大的閥位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

該技術(shù)在風(fēng)洞試驗(yàn)的數(shù)字組合閥設(shè)備中首次使用，在結(jié)構(gòu)上確保了數(shù)字組合閥的每路閥位都能使用不同喉道直徑的文氏管，增強(qiáng)了裝置的實(shí)用性和通用性；

該技術(shù)有效解決了數(shù)字組合閥流量值分布不連續(xù)、某些流量目標(biāo)點(diǎn)控制振蕩的難題，增強(qiáng)試驗(yàn)安全性和提高試驗(yàn)效率；

該技術(shù)有效解決了數(shù)字組合閥中電磁閥頻繁動(dòng)作，提高設(shè)備使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為該數(shù)字組合閥的結(jié)構(gòu)總圖；

圖2為該數(shù)字組合閥一路閥位的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是數(shù)字組合閥噴管喉道參數(shù)表；

其中：1是文氏管，2是中間連接管，3是電磁閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，為本發(fā)明的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，整體的結(jié)構(gòu)布局與傳統(tǒng)的布局一致，均是在進(jìn)行管與出氣管之間設(shè)置十六組數(shù)字閥進(jìn)行連接，通過(guò)電磁閥控制使得文氏管開關(guān)。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，十六組數(shù)字閥中的文氏管喉道面積按照二進(jìn)制排列，一旦確定尺寸后，文氏管與氣管之間進(jìn)行固定連接，然后通過(guò)控制電磁閥開關(guān)來(lái)控制氣流量。這種結(jié)構(gòu)弊端非常明顯，當(dāng)要進(jìn)行不同文氏管的組合時(shí)，這一套結(jié)構(gòu)就不能適用，也就是說(shuō)一套系統(tǒng)就只能適用一種文氏管的組合。

如圖2所示，而本發(fā)明要解決這種弊端，在每一個(gè)文氏管與電磁閥之間連接一個(gè)中間連接管，所有的中間連接管設(shè)計(jì)成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，使得中間連接管可以與任一尺寸的文氏管進(jìn)行連接。為了確保中間連接管與任一尺寸的文氏管連接后能確保其連接的可靠性，需要在中間連接管與文氏管之間增加密封連接件。在本方案中，將中間連接管的口徑設(shè)計(jì)得大于文氏管的口徑，使得中間連接管能套在文氏管上，在連接時(shí)，先在文氏管上套上密封墊圈，然后將中間連接管套在文氏管上，使得密封墊圈設(shè)置在中間連接管與文氏管之間，然后在中間連接管的外圍套上一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖緊壓縮中間連接管，使得中間連接管的內(nèi)壁壓縮密封墊圈，通過(guò)壓縮后的密封墊圈使得中間連接管與文氏管之間形成密封的空間。

通過(guò)這種可以進(jìn)行更換的連接關(guān)系，可以使得十六個(gè)文氏管的任一一個(gè)都可以進(jìn)行隨時(shí)更換，任一連接處可以連接不同尺寸的文氏管，這樣的話，就使得整個(gè)十六個(gè)文氏管可以不在是單獨(dú)的一組二進(jìn)制遞增排列組合，可以有多種不同的組合。

如圖3所示，圖3中表是一組數(shù)字組合閥噴管喉道參數(shù)，其中第6號(hào)、第7號(hào)、第9號(hào)閥位為冗余閥位，第13號(hào)、第15號(hào)閥位為半位閥位。需要說(shuō)明的是該表僅僅列出數(shù)字組合閥的一種文氏管組合，根據(jù)試驗(yàn)需要完全可以采用不同的文氏管組合。

所謂的冗余排列，即在文氏管喉道面積較小的閥位上可以排列兩個(gè)或多個(gè)文氏管喉道面積相同的閥位；半位閥位，即在文氏管喉道面積較大的閥位的相鄰兩個(gè)二進(jìn)制閥位之間增加一個(gè)喉道面積為這兩個(gè)閥位文氏管喉道面積均值的半位閥位。

根據(jù)試驗(yàn)需要的氣體最大總流量，選擇最合適的文氏管組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，原則是盡可能地使用喉道面積較小的文氏管、少用喉道面積較大的文氏管，使數(shù)字組合閥的總流量能夠最佳匹配試驗(yàn)所需，數(shù)字組合閥的低位閥位增加冗余文氏管或者增加半位文氏管，高位的閥位增加半位文氏管，從而構(gòu)成一種氣體流量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)裝置。

這種氣體流量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)裝置因?yàn)椴捎昧巳哂嚅y位或者半位閥位，相當(dāng)于增加了二進(jìn)制的位數(shù)，也就是說(shuō)提高了數(shù)字組合閥的分辨率，從而能夠有效解決數(shù)字組合閥流量值分布不連續(xù)的問(wèn)題。

這種氣體流量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)裝置，采用了冗余閥位和半位閥位后，其控制軟件在控制策略和控制算法上盡可能使用文氏管喉道面積較小的閥位，具體來(lái)說(shuō)就是控制氣體流量上升時(shí)，首先使用文氏管喉道面積最小的閥位，不夠用時(shí)再使用稍大的閥位，以此類推；控制氣體流量下降時(shí)，首先關(guān)閉文氏管喉道面積較小的閥位，當(dāng)某個(gè)文氏管喉道面積較大的閥位之前的所有較小閥位全部關(guān)閉后仍然不滿足要求時(shí)才關(guān)閉該較大的閥位。因?yàn)槿哂嗷虬胛婚y位的使用，高位閥位的文氏管喉道面積是小于、甚至是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其前所有低位閥位的文氏管喉道面積總和，這樣高位閥位不會(huì)輕易打開，而一旦打開該閥位也不會(huì)輕易關(guān)閉，這樣就避免了氣體流量控制過(guò)程中高位閥位（文氏管喉道面積較大的閥位）出現(xiàn)頻繁開/關(guān)，這也是造成控制振蕩的主要原因，因此說(shuō)這種氣體流量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)裝置能夠有效避免控制振蕩。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。