一种流量控制系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107992105A(43)申请公布日2018.05.04(21)申请号201711424210.3(22)申请日2017.12.25(71)申请人中国航天空气动力技术研究院地址100074北京市丰台区云岗西路17号(72)发明人张建伟马利川孙瑞斌晏硕(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人陈鹏(51)Int.Cl.G05D7/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种流量控制系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种流量控制系统及其控制方法。该系统包括气源、测温排架、测压排架、调压阀和复合喷管，气源借助气源总阀和过滤器通过连接管路与复合喷管连通，调压阀安装在过滤器与复合喷管之间的连接管路上，测温排架安装在调压阀上游，测压排架安装在调压阀下游，复合喷管包括稳定段、喷管段和扩散段，喷管段为外轮廓为长方体的中心三元喷管与四个以三元喷管上下左右四个侧壁为底壁的四个二元喷管的组合，在喷管段的入口处安装有上下左右四个插板阀，从而分别对四个二元喷管入口进行关闭或开放，并通过左插板阀和右插板阀实现中心三元喷管的关闭或开放。本发明解决了气流流量大跨度调节精度较低以及控制不准的问题。CN107992105ACN107992105A权利要求书1/1页1.一种流量控制系统，其特征在于：包括气源、测温排架、测压排架、调压阀和复合喷管，所述气源借助气源总阀和过滤器通过连接管路与所述复合喷管连通，所述调压阀安装在所述过滤器与所述复合喷管之间的连接管路上，所述测温排架安装在所述调压阀上游，所述测压排架安装在所述调压阀下游，所述复合喷管包括稳定段、喷管段和扩散段，所述喷管段为外轮廓为长方体的中心三元喷管与四个以三元喷管上下左右四个侧壁为底壁的四个二元喷管的组合，在所述喷管段的入口处安装有上下左右四个插板阀，从而分别对四个二元喷管入口进行关闭或开放，并通过左插板阀和右插板阀实现中心三元喷管的关闭或开放。2.如权利要求1所述的流量控制系统，其特征在于：在所述测温排架与所述调压阀之间安装有用于对所述气源压力进行监测的测压排架。3.如权利要求1所述的流量控制系统，其特征在于：所述复合喷管的五个喷管流道均能够实现超声速流动。4.如权利要求1-3中任一项所述的流量控制系统，其特征在于：中心三元喷管用于实现中间流量区段也是最常用试验工况的流量为10％～50％的控制，上部二元喷管与下部二元喷管用于实现微小量试验工况的流量＜10％的控制，中心三元喷管与右部二元喷管及左部二元喷管用于实现大流量试验工况的流量为50％～100％的控制。5.一种流量控制方法，其用于权利要求1-4中任一项所述的流量控制系统，其特征在于，包括：步骤一、根据试验所需流量预设调压阀开度；步骤二、根据试验所需流量打开复合喷管的五个喷管中对应喷管或喷管组合的插板阀；步骤三、开启总阀，根据测温排架和调压阀下游的测压排架反馈的数据以及所开放的喷管情况计算实际流量与试验所需流量的差值；步骤四、根据步骤三的差值，调整调压阀的开度至试验用的准确值；步骤五、开始试验。6.如权利要求5所述的流量控制方法，其特征在于：所述步骤二中，根据试验所需流量，选择上下二元喷管与中心三元各自单独开放、上下二元喷管组合开放、上下二元喷管单独或一起与中心三元喷管组合开放、左右二元喷管与中心三元喷管的组合开放以及五个喷管一起开放中的任意一种。2CN107992105A说明书1/4页一种流量控制系统及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种流量控制系统及其控制方法，特别是一种适用于气体的流量控制系统及其控制方法。背景技术[0002]目前工业上常用的气体流量主要采用流量计与调节阀配合或集成的流量调节器来实现，系统调节精度依赖于流量计的精度，而现有气体流量计整体精度不高，整体上精度在5％以上，大跨度流量的流量计精度偏差在30％以上，还有采用孔板配合调节阀来进行流量调节的，实现的调节精度有所提高，但限于孔板节流位置流动波动的不可避免，流量调节精度依然不高。另外，还有采用文丘里管进行节流配合调压阀来实现流量调节的，这种方式从根本上避免了流动的波动对压力调节的影响，但限于文丘里管流动特性的固化，在流量调节跨度较大时就要求调压阀调节压力跨度较大，当调压阀压力调节范围超出其固有调压特性时调压精度便降低，无法实现全试验工况下的流量高精度调节。[0003]所以，需要设计一种适用于大跨度气体流量精确调节的方法及系统。发明内容[0004]本发明提供了一种流量控制系统及其控制方法，该系统可实现大跨度气体流量调节，保证调压阀在最优调压特性区间工作，并适合上下游气体压力、温度波动的工况，解决了气体流量高精度控制问题。[0005]本发明的流量控制