[發明專利]一種螺桿控溫夾膜裝置

在審

• 申請號: 202010532714.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111579200A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 廖振洋;鐘涌;孔榮宗;張扣立
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;F16B2/12
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種螺桿控溫夾膜裝置。該夾膜裝置包括前后排列的左法蘭和右法蘭，左法蘭的左端固定有驅動段，右法蘭的右端固定有被驅動段，左法蘭和右法蘭之間的中心軸線上依次固定有水平移動的膜片Ⅰ、夾膜環Ⅰ、膜片Ⅱ和夾膜環Ⅱ，左法蘭和右法蘭之間的周向上固定有均勻分布的連接螺桿，左法蘭和右法蘭之間還固定有對稱的伸縮油缸；連接螺桿的中心軸線上開有空腔，在左法蘭和右法蘭之間的空腔內安裝有加熱器，與加熱器對應位置的連接螺桿外套裝有水冷套，加熱器與外置的電源連接。該夾膜裝置簡單、高效、可靠，能夠為激波風洞類地面試驗設備的膜片提供足夠夾緊力，特別適用于激波管口徑大、壓力高、夾緊力要求高、夾膜處測控需求多的情況。

技術領域

本發明屬于高超聲速試驗設備技術領域，具體涉及一種螺桿控溫夾膜裝置。

背景技術

激波風洞等脈沖型試驗設備是進行超高速地面模擬試驗必不可少的關鍵設備。這類設備都有一個共同特點：試驗前需要使用金屬膜片將激波管分成若干管段，不同管段充入不同壓力的氣體，試驗時再采取措施進行破膜從而完成試驗。因此，需要在激波管的不同管段之間設計保證膜片夾緊密封的裝置，這就是夾膜機構。

液壓缸夾膜機構、斷割螺紋夾膜機構、全螺紋夾膜機構是常用的夾膜機構。液壓缸夾膜機構通過給液壓缸加壓的方式為膜片提供夾緊力，具有膜片厚度適應性強、驅動力轉化夾緊力損耗小等優點，但是由于其提供的夾緊力取決于液壓缸活塞的面積以及液壓油的壓力，對于大口徑高壓力的激波風洞，所需夾緊力大，液壓缸尺寸大，密封設計、安裝維修比較困難，密封失效風險高、危害嚴重。斷割螺紋夾膜機構和全螺紋夾膜機構夾膜原理類似，即不同管段之間采用兩端分別加工有正反螺紋的回轉螺母連接，通過在回轉螺母外側安裝油缸驅動回轉螺母正向或反向旋轉，使兩管段靠攏或分離實現夾/松膜。螺紋夾膜機構具備結構緊湊、連接剛度高的優點，但是由于夾膜力是通過螺紋副旋轉產生，在夾緊力負載大的工況下易發生螺紋咬合。此外，螺紋夾膜機構的夾膜組件均位于回轉螺母內，不利于在夾膜處開展充放氣、測控等操作。

當前，亟需發展一種適用于激波風洞的新型夾膜裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種螺桿控溫夾膜裝置。

本發明的螺桿控溫夾膜裝置，其特點是，所述的夾膜裝置包括前后排列的左法蘭和右法蘭，左法蘭和右法蘭的中心均開有內螺紋孔Ⅰ，左法蘭的周向開有均布的內螺紋孔Ⅱ，右法蘭的周向位置上開有與內螺紋孔Ⅱ對應的通孔；

驅動段為圓筒Ⅰ，圓筒Ⅰ的右端設置有外螺紋，驅動段的外螺紋與左法蘭的內螺紋孔Ⅰ通過螺紋裝配，將驅動段固定在左法蘭的左端面上，驅動段的腔體內充有高壓驅動氣體；

被驅動段為圓筒Ⅱ，圓筒Ⅱ的左端設置有外螺紋，被驅動段的外螺紋與右法蘭的內螺紋孔Ⅰ通過螺紋裝配，將被驅動段固定在右法蘭的右端面上，被驅動段的腔體內充有低壓被驅動氣體；

在左法蘭右端面和右法蘭的左端面之間的中軸線上，從前至后依次固定有水平移動的膜片Ⅰ、夾膜環Ⅰ、膜片Ⅱ和夾膜環Ⅱ；在左法蘭右端面和右法蘭的左端面之間還對稱安裝有伸縮油缸；

連接螺桿從左至右依次穿過內螺紋孔Ⅱ和通孔，連接螺桿的左端通過外螺紋與內螺紋孔Ⅱ的裝配，將連接螺桿的左端固定在左法蘭上，連接螺桿的右端通過外螺紋與緊固螺母裝配，將連接螺桿的右端固定在右法蘭上；

連接螺桿的中心軸線上開有空腔，在左法蘭右端面和右法蘭的左端面之間的空腔內安裝有加熱器，與加熱器對應位置的連接螺桿外套裝有水冷套，加熱器與外置的電源連接。

進一步地，所述的水冷套為水冷夾套，開有進水口和出水口，水冷套內通入冷卻水。

進一步地，所述的連接螺桿的材質為高溫高強度鋼。

進一步地，所述的加熱器為桿式加熱器。

進一步地，所述的夾膜環Ⅰ或夾膜環Ⅱ上開有充氣孔、放氣孔。