本實(shí)用新型涉及核電廠實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，尤其涉及一種用于壓縮空氣實(shí)驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和實(shí)驗(yàn)段流速的裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)情況是空氣為工質(zhì)的熱工水力試驗(yàn)流速控制系統(tǒng)通常采用流量調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)對流量或流速的控制，調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)對壓力的控制。在不同的試驗(yàn)工況下，調(diào)節(jié)閥對流量的調(diào)節(jié)與試驗(yàn)段壓力相關(guān)，即流量和壓力相互干擾，試驗(yàn)段流速會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)，調(diào)節(jié)精度、可行性和操作性有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出了一種用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置，所述裝置能夠用于精確控制氣體流速的空氣為工質(zhì)的熱工水力試驗(yàn)的試驗(yàn)段，使得壓縮空氣的流速控制到試驗(yàn)工況的理想值，且不會(huì)受到試驗(yàn)段阻力和本設(shè)備和設(shè)備后端背壓的影響，提高了試驗(yàn)段中空氣流速調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)熱工水力試驗(yàn)系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、精確供氣控制，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。

根據(jù)本實(shí)用新型的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置，包括：調(diào)節(jié)管道，所述調(diào)節(jié)管道內(nèi)限定有沿其軸向延伸的通路，所述調(diào)節(jié)管道的一端適于與壓縮空氣試驗(yàn)的試驗(yàn)段連通，所述調(diào)節(jié)管道的另一端的內(nèi)壁面設(shè)有沿其周向延伸的環(huán)形止擋部；電機(jī)，所述電機(jī)設(shè)在所述調(diào)節(jié)管道內(nèi)，所述電機(jī)具有沿所述調(diào)節(jié)管道的軸向可伸縮的推桿；錐塞，所述錐塞設(shè)在所述推桿的一端且鄰近所述環(huán)形止擋部，所述錐塞形成為錐形，所述錐塞的錐面朝向所述環(huán)形止擋部，所述錐面與所述環(huán)形止擋部之間限定出的氣流通道形成為喉部，所述錐塞沿所述通路的軸向可活動(dòng)以通過調(diào)節(jié)所述喉部的面積控制所述試驗(yàn)段的空氣流速；控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與所述電機(jī)相連以控制所述電機(jī)運(yùn)行。

根據(jù)本實(shí)用新型的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置，通過在調(diào)節(jié)管道內(nèi)設(shè)有電機(jī)，控制系統(tǒng)精確控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)推桿運(yùn)行，推桿推動(dòng)錐塞沿軸向活動(dòng)，從而可精確控制錐塞的軸向位置，進(jìn)而控制喉部面積，精確調(diào)節(jié)試驗(yàn)段的氣流流速。由此，可使得試驗(yàn)段壓縮空氣的流速控制到試驗(yàn)工況的理想值，且不會(huì)受到試驗(yàn)段阻力和設(shè)備以及設(shè)備后端背壓的影響，提高了試驗(yàn)段中空氣流速調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)熱工水力試驗(yàn)系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、精確供氣控制，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述電機(jī)為軸向步進(jìn)伺服電機(jī)。

可選地，所述伺服電機(jī)的軸向步進(jìn)精度為0.03-0.07mm。

可選地，所述伺服電機(jī)包括：電動(dòng)缸套筒，所述電動(dòng)缸套筒形成為沿所述通路的軸向延伸的柱狀，所述電動(dòng)缸套筒內(nèi)限定有腔室；電動(dòng)缸，所述電動(dòng)缸沿所述通路的軸向可活動(dòng)地設(shè)在所述腔室內(nèi)，所述推桿與所述電動(dòng)缸相連以沿所述調(diào)節(jié)管道的軸向可伸縮。

進(jìn)一步地，所述腔室的軸向兩端分別設(shè)有限位裝置以限制所述錐塞的行程。

進(jìn)一步地，所述限位裝置為機(jī)械撞擊裝置。

可選地，所述電動(dòng)缸上設(shè)有兩個(gè)沿所述通路的軸向間隔開布置的限位開關(guān)以檢測所述推桿的位置。

進(jìn)一步地，所述限位開關(guān)為與所述控制系統(tǒng)相連的霍爾元件。

可選地，所述電動(dòng)缸套筒通過定位支架設(shè)在所述調(diào)節(jié)管道內(nèi)，所述電動(dòng)缸套筒與所述調(diào)節(jié)管道同軸設(shè)置。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述環(huán)形止擋部的截面形成為三角形，所述環(huán)形止擋部朝向所述錐塞的一側(cè)壁面與所述錐塞的錐面平行。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述錐塞與所述推桿之間流線型過渡。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述錐塞與所述推桿螺紋連接后焊接固定。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述推桿和所述錐塞上分別設(shè)有連接孔，所述推桿與所述錐塞螺紋連接后通過金屬絲穿過所述連接孔鎖定。

根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，所述電機(jī)與所述控制系統(tǒng)之間設(shè)有適于線路穿過的走線孔和適于散熱的空氣冷卻流道，所述電機(jī)上設(shè)有冷卻孔。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置的局部放大圖；

附圖標(biāo)記說明：

100：用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置；

1：調(diào)節(jié)管道，11：通路，12：環(huán)形止擋部，13：定位支架；

2：電機(jī)，21：電動(dòng)缸套筒，211：腔室，22：電動(dòng)缸，23：推桿；

3：錐塞，31：錐面，32：喉部；

4：試驗(yàn)段。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

下面參考附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置100。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置100可以包括調(diào)節(jié)管道1、電機(jī)2、錐塞3和控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型可用于壓縮空氣為工質(zhì)的熱工水力試驗(yàn)系統(tǒng)空氣流速的控制，如核電廠蒸汽發(fā)生器干燥器聲共振試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)段4的壓縮空氣氣流流速控制。

具體地，調(diào)節(jié)管道1內(nèi)限定有沿其軸向延伸的通路11，調(diào)節(jié)管道1的一端適于與壓縮空氣試驗(yàn)的試驗(yàn)段4連通，調(diào)節(jié)管道1的另一端的內(nèi)壁面設(shè)有沿其周向延伸的環(huán)形止擋部 12，電機(jī)2設(shè)在調(diào)節(jié)管道1內(nèi)，電機(jī)2具有沿調(diào)節(jié)管道1的軸向可伸縮的推桿23，錐塞3 設(shè)在推桿23的一端且鄰近環(huán)形止擋部12，錐塞3大致形成為錐形，錐塞3的錐面31朝向環(huán)形止擋部12，錐面31與環(huán)形止擋部12之間限定出的氣流通道形成為喉部32，錐塞3沿通路11的軸向可活動(dòng)以通過調(diào)節(jié)喉部32的面積控制試驗(yàn)段4的空氣流速，控制系統(tǒng)與電機(jī)2相連以控制電機(jī)2運(yùn)行。

換言之，如圖1所示，壓縮空氣為工質(zhì)的熱工水力試驗(yàn)系統(tǒng)的壓縮空氣實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)段4 與調(diào)節(jié)管道1的一端相連，調(diào)節(jié)管道1內(nèi)限定出通路11，通路11沿調(diào)節(jié)管道1的軸向延伸，壓縮空氣實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)段4與通路11連通，壓縮空氣實(shí)驗(yàn)的壓縮空氣可通向調(diào)節(jié)管道1 的通路11內(nèi)。

電機(jī)2設(shè)在通路11內(nèi)，電機(jī)2上設(shè)有推桿23，錐塞3設(shè)在推桿23的一端上，調(diào)節(jié)管道1的一端與試驗(yàn)段4相連，調(diào)節(jié)管道1的另一端的內(nèi)壁面設(shè)有環(huán)形止擋部12，環(huán)形止擋部12沿調(diào)節(jié)管道1的周向延伸設(shè)置，錐塞3形成為大體錐形，錐塞3的錐面31朝向環(huán)形止擋部12，也就是說，錐塞3的尖端朝向環(huán)形止擋部12。環(huán)形止擋部12的內(nèi)壁面可適于與錐塞3的錐面31配合。通過電機(jī)2可控制推桿23在調(diào)節(jié)管道1內(nèi)沿軸向作伸縮運(yùn)動(dòng)，從而可控制錐塞3沿調(diào)節(jié)管道1的軸向活動(dòng)。

如圖1所示，錐塞3的錐面31與環(huán)形止擋部12之間可限定出氣流通道形成為喉部32，在推桿23沿調(diào)節(jié)管道1的軸向伸縮移動(dòng)時(shí)，錐塞3隨推桿23沿調(diào)節(jié)管道1的軸向活動(dòng)，這樣，錐塞3的錐面31與環(huán)形止擋部12之間的氣流通道的流動(dòng)面積隨錐塞3活動(dòng)而增大或減小。例如在如圖1所示的示例中，在推桿23朝向壓縮空氣實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)段4的方向活動(dòng) (即如圖1所示的向左活動(dòng))時(shí)，錐塞3遠(yuǎn)離環(huán)形止擋部12，氣流通道的流動(dòng)面積增大，在推桿23朝向環(huán)形止擋部12方向(即如圖1所示的向右方向)活動(dòng)時(shí)，氣流通道的流通面積減小，即通過控制錐塞3沿軸向方向的活動(dòng)可調(diào)節(jié)喉部32的面積，并控制喉部32的氣流的流動(dòng)面積。

在用于壓縮空氣實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)中，試驗(yàn)段4可通入壓縮空氣(例如氣壓高于0.3MPa的空氣)，空氣將在錐塞3的錐面31與環(huán)形止擋部12之間形成的喉部32具有聲速，此時(shí)根據(jù)空氣在喉部32達(dá)到聲速時(shí)的質(zhì)量流量等于試驗(yàn)段4的質(zhì)量流量，以及試驗(yàn)段4的壓縮空氣的密度與流速的關(guān)系式，可得出試驗(yàn)段4的氣體流速由喉部32面積唯一確定。

也就是說，通過活動(dòng)錐塞3，調(diào)節(jié)喉部32的面積，可精確調(diào)節(jié)試驗(yàn)段4的氣流流速。由此，可使得試驗(yàn)段4的壓縮空氣的流速控制到試驗(yàn)工況的理想值，且不會(huì)受到試驗(yàn)段4 阻力和設(shè)備以及設(shè)備后端背壓的影響，提高了試驗(yàn)段4的空氣流速調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)熱工水力試驗(yàn)系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、精確供氣控制，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。

控制系統(tǒng)與電機(jī)2相連，通過控制系統(tǒng)可控制電機(jī)2的運(yùn)行，進(jìn)而控制推桿23和錐塞 3沿軸向的活動(dòng)。具體地，在不同的試驗(yàn)工況下，當(dāng)室溫和供氣總壓確定時(shí)，通過控制系統(tǒng)可控制電機(jī)2驅(qū)動(dòng)推桿23，推桿23推動(dòng)錐塞3運(yùn)動(dòng)，以精確控制錐塞3的軸向位置，從而精確控制錐塞3的錐面31與環(huán)形止擋部12形成的喉部32面積，通過在喉部32位置形成臨界流，從而控制試驗(yàn)段4的氣流流速。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于壓縮空氣試驗(yàn)的調(diào)節(jié)喉部面積和試驗(yàn)段流速的裝置100，通過在調(diào)節(jié)管道1內(nèi)設(shè)有電機(jī)2，控制系統(tǒng)精確控制電機(jī)2驅(qū)動(dòng)推桿23運(yùn)行，推桿23推動(dòng)錐塞3沿軸向活動(dòng)，從而可精確控制錐塞3的軸向位置，進(jìn)而控制喉部32面積，精確調(diào)節(jié)試驗(yàn)段4的氣流流速。由此，可使得試驗(yàn)段4壓縮空氣的流速控制到試驗(yàn)工況的理想值，且不會(huì)受到試驗(yàn)段4阻力和設(shè)備以及設(shè)備后端背壓的影響，提高了試驗(yàn)段4中空氣流速調(diào)節(jié)精度，實(shí)現(xiàn)熱工水力試驗(yàn)系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定、精確供氣控制，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性和可靠性。

試驗(yàn)段4的壓縮空氣通過通路11通向喉部32，當(dāng)喉部32前方壓力大于背壓的1.89 倍時(shí)，在喉部32形成聲速，此時(shí)根據(jù)質(zhì)量守恒原理喉部32達(dá)到聲速時(shí)的質(zhì)量流量等于壓縮空氣試驗(yàn)段4流道的質(zhì)量流量，以及試驗(yàn)段4壓縮空氣的密度與流速的關(guān)系式，因此試驗(yàn)段4的氣體流速是喉部32面積的函數(shù)且能夠由喉部32面積唯一確定。也就是說，通過精確地調(diào)節(jié)喉部32面積，從而能夠精確地調(diào)節(jié)得到試驗(yàn)段4所需要的氣體流速。

具體地，利用質(zhì)量守恒原理，壓縮空氣試驗(yàn)段4的質(zhì)量流量等于喉部32達(dá)到聲速時(shí)的質(zhì)量流量，即試驗(yàn)段4的空氣流速×密度×面積＝喉部32的空氣流速×密度×面積，從而可以得到(試驗(yàn)段4的空氣密度/喉部32的空氣密度)×(試驗(yàn)段4的空氣流速/喉部32 的空氣流速)＝(喉部32的截面積/試驗(yàn)段4的截面積)，由于通過壓縮空氣動(dòng)力學(xué)原理確定了(試驗(yàn)段4的空氣密度/喉部32的空氣密度)是(試驗(yàn)段4的空氣流速/喉部32的空氣流速)的函數(shù)，因此(試驗(yàn)段4的空氣流速/喉部32的空氣流速)由(試驗(yàn)段4的截面積/喉部32的截面積)唯一確定。

在工藝設(shè)計(jì)中，由于試驗(yàn)段4的截面積、喉部32的空氣流速(即聲速)是設(shè)計(jì)確定值，因此試驗(yàn)段4空氣流速是關(guān)于喉部32的面積的函數(shù)，能夠由喉部32的面積唯一確定。由此通過電機(jī)2控制推桿23和錐塞3沿軸向的活動(dòng)，能夠精確地調(diào)節(jié)喉部32的面積，從而精確地調(diào)節(jié)得到試驗(yàn)段4所需要的氣體流速。

以上設(shè)計(jì)方法涉及到的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

根據(jù)質(zhì)量守恒原理，可得壓縮空氣試驗(yàn)段4的質(zhì)量流量與喉部32達(dá)到聲速時(shí)的質(zhì)量流量相等。

即ρuA＝ρ^*u^*A^* (1)

其中ρ表示空氣密度；u表示空氣流速；A表示截面積；全文中無上標(biāo)*的參數(shù)表示試驗(yàn)段4的參數(shù)，有上標(biāo)*的參數(shù)表示喉部32的參數(shù)。

根據(jù)壓縮空氣動(dòng)力學(xué)原理，試驗(yàn)段4的空氣密度/喉部3 2的空氣密度如下：

該關(guān)系式表示(試驗(yàn)段4的空氣密度/喉部32的空氣密度)是(試驗(yàn)段4的空氣流速/ 喉部32的空氣流速)的函數(shù)。其中為速度系數(shù)，表示(試驗(yàn)段4的空氣流速/喉部32的空氣流速)；u表示空氣試驗(yàn)段4的流速，u^*表示喉部32聲速。R為氣體常數(shù)R＝287，T^*表示臨界溫度(喉部32聲速對應(yīng)的溫度)，T₀為氣體總溫，γ為氣體絕熱指數(shù)，本裝置設(shè)計(jì)中可取值為γ＝1.4。

壓縮空氣試驗(yàn)段4的質(zhì)量流量與喉部32達(dá)到聲速時(shí)的質(zhì)量流量關(guān)系變形如下：

上式表示，λ(試驗(yàn)段4空氣流速u/喉部32空氣流速u^*)是A/A^*(試驗(yàn)段4截面積/ 喉部32截面積)的函數(shù)。由于試驗(yàn)段4的截面積、喉部32的空氣流速(聲速)是設(shè)計(jì)確定值，則試驗(yàn)段4空氣流速u由喉部32截面積A*唯一確定。通過調(diào)節(jié)喉部32面積，可直接控制試驗(yàn)段4內(nèi)空氣流速。

有利地，電機(jī)2可以為軸向步進(jìn)伺服電機(jī)2，電機(jī)2上設(shè)有推桿23，根據(jù)電機(jī)2的步進(jìn)量來控制推桿23的步進(jìn)量，從而可精確控制推桿23和錐塞3的軸向移動(dòng)，進(jìn)而精確控制喉部32面積，以精確調(diào)節(jié)試驗(yàn)段4的壓縮空氣的氣流流速。具體地，伺服電機(jī)2根據(jù)控制系統(tǒng)的控制信號(hào)的脈沖進(jìn)行步進(jìn)，推桿23通過電機(jī)2的步進(jìn)信號(hào)來移動(dòng)，錐塞3設(shè)在推桿23的一端，步進(jìn)伺服電機(jī)2的推桿23的步進(jìn)量等于錐塞3的步進(jìn)量，通過控制步進(jìn)推桿23的步進(jìn)量來控制錐塞3的步進(jìn)量。

進(jìn)一步地，控制系統(tǒng)的硬件部分可以包括計(jì)算機(jī)、控制軟件、電機(jī)2驅(qū)動(dòng)器和PLC系統(tǒng)。其中，電機(jī)2驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)對伺服電機(jī)2的控制以及電機(jī)2信號(hào)的輸入和輸出，控制軟件可通過延長的數(shù)據(jù)線與試驗(yàn)現(xiàn)場的電機(jī)2驅(qū)動(dòng)器直接相連，通過控制軟件向電機(jī)2驅(qū)動(dòng)器發(fā)出脈沖信號(hào)，電機(jī)2驅(qū)動(dòng)器向步進(jìn)伺服電機(jī)2發(fā)出試驗(yàn)工況所需參數(shù)包括脈沖數(shù)、脈沖頻率、方向的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，試驗(yàn)現(xiàn)場可對數(shù)據(jù)線進(jìn)行保護(hù)確保其不受到試驗(yàn)現(xiàn)場其他信號(hào)的干擾和延遲，伺服電機(jī)2每收到一個(gè)脈沖信號(hào)，則控制推桿23向左或向右移動(dòng)一段距離。

試驗(yàn)段4空氣流速的精確控制依賴于步進(jìn)伺服電機(jī)2步進(jìn)量的控制，有利地，伺服電機(jī)2的軸向步進(jìn)精度可以為0.03-0.07mm。從而可提高試驗(yàn)段4空氣流速測量的準(zhǔn)確性，提高調(diào)節(jié)精確性?？蛇x地，伺服電機(jī)2軸向步進(jìn)量的精度可以為0.05mm，由此，通過誤差傳遞公式計(jì)算可得到試驗(yàn)段4壓縮空氣流速調(diào)節(jié)精度為0.3％。從而可進(jìn)一步地提高對試驗(yàn)段4壓縮空氣的空氣流速精確調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，喉部面積A^*通過伺服電機(jī)電動(dòng)缸進(jìn)給量X調(diào)節(jié)，如圖2所示，本裝置中D 和α為設(shè)計(jì)確定的值，其中，D環(huán)形止擋部12的最內(nèi)端至錐塞3的中心軸線的距離，α為環(huán)形止擋部12相對于調(diào)節(jié)管道1的軸向方向的傾斜角度。θ為電動(dòng)缸進(jìn)給量X的函數(shù)，因此本裝置通過調(diào)節(jié)伺服電機(jī)電動(dòng)缸進(jìn)給量X可以精確調(diào)節(jié)喉部面積：

A^*＝f(X，D，α，θ) (4)

綜上伺服電機(jī)2精確控制喉部32的面積和試驗(yàn)段4的空氣流速的設(shè)計(jì)方法為：通過精確調(diào)節(jié)伺服電機(jī)2的步進(jìn)量X，從而精確控制喉部面積A^*，最終精確控制試驗(yàn)段4的空氣流速速度u。

在本實(shí)用新型的一些示例中，伺服電機(jī)2可以包括電動(dòng)缸套筒21和電動(dòng)缸22，電動(dòng)缸套筒21大致形成為沿通路11的軸向延伸的柱狀，電動(dòng)缸套筒21內(nèi)限定有腔室211，電動(dòng)缸22沿通路11的軸向可活動(dòng)地設(shè)在腔室211內(nèi)，推桿23與電動(dòng)缸22相連以沿調(diào)節(jié)管道 1的軸向可伸縮。由此，通過控制電動(dòng)缸22在腔室211內(nèi)調(diào)節(jié)管道1的軸向的活動(dòng)，從而可控制推桿23沿調(diào)節(jié)管道1的軸向移動(dòng)，進(jìn)而可調(diào)節(jié)錐塞3的軸向位置，以調(diào)節(jié)喉部32 的流通面積，達(dá)到精確調(diào)節(jié)試驗(yàn)段4壓縮空氣流速的目的。

如圖1所示，伺服電機(jī)2的電動(dòng)缸22的右端可設(shè)有推桿23，推桿23的右端安裝有錐塞3，電動(dòng)桿在腔室211內(nèi)沿調(diào)節(jié)管道1的軸向可活動(dòng)，并可控制推桿23沿調(diào)節(jié)管道1的軸向(即如圖1所示的左右方向)伸縮活動(dòng)。

進(jìn)一步地，腔室211的軸向兩端可分別設(shè)有限位裝置以限制錐塞3的行程。具體地，通過腔室211內(nèi)軸向兩端的限位裝置可限制電動(dòng)缸22的活動(dòng)，進(jìn)而可限制錐塞3沿調(diào)節(jié)管道1軸向的行程。從而防止錐塞3超過允許形成而破壞氣流通道?？蛇x地，限位裝置可以為機(jī)械撞擊裝置。在推桿23運(yùn)動(dòng)到腔室211內(nèi)兩端的限位裝置時(shí)，電動(dòng)缸22與限位裝置發(fā)生機(jī)械撞擊，并由于機(jī)械撞擊而抱死，從而可進(jìn)一步防止錐塞3超過允許行程而破壞氣體流道。

有利地，電動(dòng)缸22上可設(shè)有兩個(gè)沿通路11的軸向間隔開布置的限位開關(guān)以檢測推桿 23的位置。兩個(gè)限位開關(guān)可分別作為錐塞3的行程零點(diǎn)的參考位和最大活動(dòng)限位長度。通過兩個(gè)限位開關(guān)可檢測推桿23的位置，并可將檢測信息傳送至控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，限位開關(guān)可以為與控制系統(tǒng)相連的霍爾元件。從而提高限位開關(guān)檢測的準(zhǔn)確性。具體地，限位開關(guān)可用于探測伺服電機(jī)2的推桿23的位置，當(dāng)伺服電機(jī)2的推桿 23內(nèi)的磁性元件行走到限位開關(guān)位置時(shí)，限位開關(guān)即發(fā)送信號(hào)至控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)讀取限位開關(guān)的信號(hào)，當(dāng)電機(jī)2行走到另一限位開關(guān)位置時(shí)，控制系統(tǒng)作出反饋，并可在控制系統(tǒng)界面上顯示，如可顯示燈亮，操作員即可準(zhǔn)確判斷錐塞3行程零點(diǎn)位置和最大限位長度，在氣體流速調(diào)節(jié)的初始時(shí)刻錐塞3行程等于零。

在本實(shí)用新型的一些示例中，電動(dòng)缸套筒21可通過定位支架13設(shè)在調(diào)節(jié)管道1內(nèi)，電動(dòng)缸套筒21與調(diào)節(jié)管道1同軸設(shè)置，通過定位支架13從而可以提高伺服電機(jī)2的推桿 23、錐塞3和喉部32的同軸度，確保喉部32控制精度，進(jìn)而提高試驗(yàn)段4空氣流速的測量精確度。

可選地，如圖1所示，環(huán)形止擋部12的截面大致可形成為三角形，環(huán)形止擋部12朝向錐塞3的一側(cè)壁面大致與錐塞3的錐面31平行。由此，環(huán)形止擋部12的側(cè)壁面與錐塞 3的錐面31之間限定出氣流通道，從而可保證氣流通道沿軸向的流通面積相同，保證空氣在喉部32流通的平穩(wěn)性。進(jìn)而也有利于根據(jù)喉部32對喉部32面積的控制，提高對試驗(yàn)段 4的氣流流速的精確控制。

有利地，錐塞3與推桿23之間可流線型過渡，從而可實(shí)現(xiàn)氣流流經(jīng)錐塞3和推桿23 時(shí)平滑過渡，有效防止氣體流動(dòng)分離導(dǎo)致的氣動(dòng)損失。

可選地，錐塞3與推桿23螺紋可連接后焊接固定。由此，不僅可加強(qiáng)錐塞3與推桿23 的固定強(qiáng)度，也可更大程度地保證錐塞3與推桿3、調(diào)節(jié)管道1的同軸度，有利于錐塞3 和喉部32的配合，實(shí)現(xiàn)與理論設(shè)計(jì)基本一致的流動(dòng)工況，以進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)段4空氣流速的精確控制，提高空氣流速調(diào)節(jié)的精確性。

有利地，在錐塞3和推桿23之間可采用螺紋連接，在調(diào)節(jié)管道1裝配好后進(jìn)行點(diǎn)焊，點(diǎn)焊后微調(diào)再焊死，從而可最大地保證了錐塞3與調(diào)節(jié)管道1的同軸度，保證了電機(jī)2步進(jìn)量和喉部32配合，實(shí)現(xiàn)與理論設(shè)計(jì)一致的流動(dòng)工況。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，推桿23和錐塞3上可分別設(shè)有連接孔(圖未示出)，推桿23與錐塞3螺紋連接后通過金屬絲穿過連接孔鎖定。由此可實(shí)現(xiàn)錐塞3與推桿23以及電機(jī)2的鎖定，從而保證了在緊湊外形的錐塞3設(shè)計(jì)條件下，錐塞3與推桿23連接的穩(wěn)定性、可靠性，也可有效防止氣體流速過高引起的應(yīng)力和長期振動(dòng)導(dǎo)致的錐塞3松動(dòng)。

在本實(shí)用新型的一些示例中，錐塞3與推桿23通過螺紋連接，在錐塞3與推桿23相連的一端和推桿23與錐塞3相連的一端上可各開四個(gè)小孔，金屬絲可以為細(xì)鐵絲，細(xì)鐵絲對穿過小孔，將錐塞3與推桿23沿著旋緊的方向拉緊鎖定，由此，保證了錐塞3不會(huì)在高流速氣流中振動(dòng)，或者即使錐塞3振動(dòng)也不能向松脫的方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而確保了錐塞3連接的穩(wěn)定性和可靠性。

在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，電機(jī)2與控制系統(tǒng)之間設(shè)有適于線路穿過的走線孔和適于散熱的空氣冷卻流道，電機(jī)2上設(shè)有冷卻孔。由此，從而方便電機(jī)2與控制系統(tǒng)之間的線路的設(shè)置而，且通過空氣冷卻流道可實(shí)現(xiàn)對裝置以及線路的散熱，通過冷卻孔可對電機(jī)2進(jìn)行散熱，以防止電機(jī)2由于密閉而過熱。進(jìn)一步地，空氣冷卻流道可與試驗(yàn)工質(zhì)的空氣流道不連通，從而既保證工作期間電機(jī)2的空氣冷卻，電機(jī)2不會(huì)因密閉而過熱，又保證了試驗(yàn)流道的密封性。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。