[發(fā)明專利]一種可承受大氣動載荷的防過載補償器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010836285.8
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112033632B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟東東;顧洪斌;高占彪;岳連捷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

本發(fā)明公開了一種可承受大氣動載荷的防過載補償器，波紋管的兩端分別與水冷直段、水冷變徑段通過焊接連接密封；水冷直段與水冷變徑段之間安裝有多組柔性石墨彈性密封件；多組伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置沿著補償器的徑向呈均勻分布，每組伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置通過螺紋分別與水冷直段、水冷變徑段連接；通過伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置承載由水冷變徑段相對于水冷直段的大載荷氣動負載。其安裝調(diào)節(jié)方便，且具備過載保護功能，當(dāng)補償器過載工作時，補償器可始終保持在有效的補償量范圍內(nèi)，應(yīng)用于純凈空氣風(fēng)洞中的可承受高焓氣體大氣動載荷的防過載補償器，在有效載荷范圍內(nèi)具備自適應(yīng)伸縮及角度偏差補償功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道補償領(lǐng)域以及航空航天地面試驗設(shè)備專用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于純凈空氣風(fēng)洞中的可承受高焓氣體大氣動載荷的防過載補償器。

背景技術(shù)

高超聲速技術(shù)研究中，純凈空氣風(fēng)洞作為優(yōu)秀的地面試驗設(shè)備，有著準確模擬真實飛行狀態(tài)以及無污染等特點，逐漸被重視應(yīng)用起來。其主要原理是將蓄熱體加熱到所需要的1800K高溫，然后利用通入的空氣和其對流換熱，當(dāng)壓力達到預(yù)定范圍后，開啟啟閉裝置通過噴管進行加速后產(chǎn)生高焓氣體介質(zhì)進行試驗。

設(shè)計新型純凈空氣風(fēng)洞的疑難問題之一是保證在新型純凈空氣風(fēng)洞設(shè)備安裝和實驗運行時，因裝配公差以及蓄熱器和高溫管道的熱變形會引起的變形，這時就需要設(shè)計一種耐高焓介質(zhì)的補償器進行變形補償。而解決耐高焓介質(zhì)補償器的關(guān)鍵問題之一是解決其在能承受大氣動載荷的同時具備一定的防過載保護功能，避免因過載變形導(dǎo)致焊縫被破環(huán)，進而導(dǎo)致密封失效造成事故，也是提高風(fēng)洞設(shè)備進一步安全可靠運行亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可承受高焓介質(zhì)導(dǎo)致的大氣動載荷的防過載補償器，具體為：一種應(yīng)用于純凈空氣風(fēng)洞中的可承受高焓氣體大氣動載荷的防過載補償器，在有效載荷范圍內(nèi)具備自適應(yīng)伸縮及角度偏差補償功能。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種可承受大氣動載荷的防過載補償器，包括：水冷直段、波紋管、水冷變徑段以及多組伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置組成；

所述波紋管的兩端分別與水冷直段、水冷變徑段通過焊接連接密封；所述水冷直段與水冷變徑段之間安裝有多組柔性石墨彈性密封件；所述多組伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置沿著補償器的徑向呈均勻分布，每組伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置通過螺紋分別與水冷直段、水冷變徑段連接；通過伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置承載由水冷變徑段相對于水冷直段的大載荷氣動負載。

進一步的，所述伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置包括：連接內(nèi)桿、彈簧導(dǎo)向座、直線軸承和連接外桿，所述連接內(nèi)桿的一端安裝彈簧導(dǎo)向座，所述連接外桿與連接內(nèi)桿相適配的端部安裝直線軸承，彈簧導(dǎo)向座和直線軸承相互裝配構(gòu)成直線副，控制連接內(nèi)桿相對于連接外桿直線運動。

更進一步的，還設(shè)置有壓緊螺紋套和預(yù)壓緊彈簧，所述壓緊螺紋套通過螺紋和連接外桿連接，所述預(yù)壓緊彈簧一端面壓在彈簧導(dǎo)向座上，另一端壓在壓緊螺紋套內(nèi)端面；預(yù)壓緊彈簧始終處于壓緊狀態(tài)。

更進一步的，所述彈簧導(dǎo)向座與壓緊螺紋套之間設(shè)置為間隙a，所述彈簧導(dǎo)向座與連接外桿之間設(shè)置為間隙b；通過調(diào)節(jié)壓緊螺紋套旋入連接外桿螺紋的長度調(diào)節(jié)間隙a和間隙b的尺寸，調(diào)節(jié)至間隙a的尺寸等于間隙b的尺寸且等于補償器軸向伸縮的有效補償量。

進一步的，當(dāng)補償器拉伸過載時，彈簧導(dǎo)向座端面與壓緊螺紋套內(nèi)端面貼合，承受拉伸載荷；當(dāng)補償器壓縮過載時，彈簧導(dǎo)向座端面與連接外桿內(nèi)端面貼合，承受壓縮載荷。

進一步的，所述補償器中的每組伸縮調(diào)節(jié)二力桿裝置中還設(shè)置有球鉸a和球鉸b，所述球鉸a的一端通過螺紋與水冷直段連接，球鉸a的另一端和連接內(nèi)桿連接；所述球鉸b的一端通過螺紋與水冷變徑段連接，球鉸b的另一端和連接外桿連接，連接內(nèi)桿相對于連接外桿直線運動，控制球鉸a相對于球鉸b直線運動。