[发明专利]一种自平衡调压阀的调压液压系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种自平衡调压阀的调压液压系统及其控制方法。调压液压系统包括：液压站提供第一设定压力值的液压油源；电液比例减压阀依据第一控制信号按照设定比例关系输出第二设定压力值的液压油；电液伺服阀依据第二控制信号根据开口大小向自平衡调压阀输出液压油，并根据开口方向控制自平衡调压阀的开启和关闭；自平衡调压阀控制进入自平衡调压阀的液压油的第一压力值与自平衡调压阀输出的气体的第二压力值保持一致；电磁换向阀依据第三控制信号控制自平衡调压阀关闭压紧或泄压开启；可编程逻辑控制器向电液比例减压阀输出第一控制信号，向电液伺服阀输出第二控制信号，向电磁换向阀输出第三控制信号；油箱存储油源。本发明使得气体压力控制便捷、精准。

技术领域

本发明涉及高压气流调压阀驱动及控制领域，特别是涉及一种自平衡调压阀的调压液压系统及其控制方法。

背景技术

常规高超声速风洞运行需要使用一定量的高压气体，高压气体一般预先储存在高压罐内，随着风洞运行，使用的高压气量累计增加，罐内的气体压力逐渐降低，当压力降低到一定压力值后，就不再满足试验运行条件，试验必须终止。在一次试验中，运行时间越长用气量越大，运行成本越高。在保证有效运行时间一定的情况下，降低耗气量同时使风洞运行压力快速、精确稳定到设定值是高超声速风洞运行性能的重要考核指标。而风洞压力稳定调节方法的优劣，直接影响着风洞的运行性能。高超声速风洞压力稳定调节需要2个步骤。第一步：保持第二级调压阀处于关闭状态，先开启第一级调压阀，使第一级调压阀与第二级调压阀之间的压力达到设定压力值，第二步：检测到第一级调压阀与第二级调压阀之间的压力到达设定值后开启第二级调压阀，使气流持续流动，同时保证第一级调压阀后压力始终保持稳定，即使在来流气源压力逐渐下降同时第二级调压阀后气流波动较大的情况下也要求第一级调压阀有很好的动态跟随特性，确保第一级调压阀后的压力始终保持在设定值。这样才能确保每次试验的压力稳定时间最短，试验有效运行时间最长。不同试验需求，第一级调压阀后的压力需求值也会不同，需要根据试验需求每次进行调整和修改。

国内高超声速风洞第一级调压阀一般为自平衡调压阀，驱动方式为液压驱动，通过给定的液压驱动系统的驱动压力控制阀后压力的稳定；将压力从较高压力(一般14MPa以上)调节到较低压力(4-12MPa)。第一级压力调节稳定后开启第二级调压阀，再将第二级调压阀后的压力稳定到设定压力一般2MPa以下)。自平衡调压阀具有如下特点：(1)阀后压力与驱动阀门的下油腔液压系统的压力相等，如果阀后压力高于下油腔液压系统的压力，阀门会在压力作用下自行关闭；(2)当阀后气体不流动时，自平衡调压阀需要缓慢开启，避免调压阀开启速度过快造成气源压力快速流经自平衡调压阀导致阀后压力高于设定的液压驱动压力，此时根据自平衡的工作原理，阀门会自行关闭；同时压力也高于设定压力不能满足第一级阀门的运行需求，还需要通过支路进行放气处理，比较麻烦。(3)当阀后气体处于流动状态时，需要阀门具备快速动态响应能力，以适应气体流量的波动，避免阀门的响应速度跟随不上气体流量的波动，造成阀后压力出现短时波动或长时间不能稳定。

基于上述内容可知，国内原有的自平衡调压阀液压及控制系统仅包含一套电磁换向阀完成自平衡下油腔充泄油的过程。该方法无法根据试验需求自动调节自平衡下油腔的充油压力，需要每次人工用扳手等工具进行液压站供油压力的调整，既不方便又不精准。同时，电液换向阀无法调整油口的大小，不能满足缓慢开启自平衡调压阀的功能，该方法需要在自平衡调压阀后管路上另安装一套放气装置进行放气，既浪费气源又延长了试验准备时间，试验运行的经济性及效率极低。

发明内容

本发明实施例提供了一种自平衡调压阀的调压液压系统及其控制方法，以解决现有技术中需要每次人工用扳手等工具进行液压站供油压力的调整，既不方便又不精准，且浪费气源又延长了试验准备时间，试验运行的经济性及效率极低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：