CN110319453B - 一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,属于航空宇航推进动力***技术领域。本发明包括最外侧管道、最内侧管道、中间级管道、管道密封圈、导杆、导向结构、驱动装置和固定装置。驱动装置包括调频电机、电机座和齿轮。固定装置包括轴承端盖、圆柱滚子轴承、法兰盘、固定杆、套筒、轴承端盖密封圈和支撑杆。管道可单侧控制,在有限的空间内实现管道的连续伸长和缩短,可以实现不同速度伸缩及快速停止切换,功能切换快捷。通过丝杠螺纹传动,伸缩进给准确、可靠,并具有良好的密封性能,适于高压环境下的操作使用。本发明结构简单、运行平稳、维护方便,可以通过简单改装适合不同深度、长度和空间的工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,属于航空宇航推进动力***技术领域。
背景技术
在航空宇航发动机设计和使用过程中,通常会面临热声不稳定问题。热声不稳定现象,是由于不稳定热释放和声波相互耦合、放大,从而产生的一种不稳定现象,涉及到流体、燃烧、传热、声学等各个方面,发生于各种动力装置中,其严重的破坏性及强烈的噪声,引发了各方面的深入研究。
1859年,Rijke将热的丝网放在一根两端开口并竖立放置的管道(即燃烧室)下半部分的某个位置,管道里面立刻就有很强的声音振荡传出。空气在管道的缓慢流动中,存在着压缩和膨胀两个状态。如果在压缩的时候给其提供热量,在膨胀的时候对外释放热量,则压缩和释放的状态就会不断加强,声波振荡就会产生。这是典型的由于热、声、流体相互作用而导致的不稳定发声。因此,Rijke管成为研究热声不稳定现象的一个简洁的实验装置。
研究人员在Rijke管实验中发现,振荡声波产生的强弱,会随热源位置变化而变化。有效、准确地改变热源的位置,对研究热源位置给发动机工作结果造成的影响,起到了至关重要的作用。Rijke管为细长型,工作期间为高温环境,研究人员不便进入Rijke管内部对热源位置进行调整。在使用热丝网作为热源时,通常采用拖拽的方式调整热源位置,这种方式不够灵活、准确,对实验结果准确性有较大影响。
在航空宇航推进研究领域中,研究人员多利用燃烧器,将可燃气体在管道内部点燃产生热量的方式进行实验。传统的向燃烧器供气的输气管,大多采用折叠方式,实现热源长度、位置可调。但是,采取折叠方式操作需要很大的空间才可以完成,在Rijke管实验中,其燃烧室为细长型,空间有限,这种方式已不适用,不能完成热源位置灵活、准确的调整。
发明内容
本发明的目是为了克服现有技术的缺陷,为了解决在Rijke管实验中受燃烧室结构空间限制,无法有效调整燃烧器供气管道长度和位置,导致无法灵活调整热源位置的问题,提出一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道。利用本发明,既能在有限的空间内长距离输送气体,又能够连续、自动和任意地调整管道长度和位置,从而灵活调整热源位置。
本发明是通过下述技术方案实现的。
一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,包括最外侧管道、最内侧管道、中间级管道、管道密封圈、导杆、导向结构和驱动装置。驱动装置包括调频电机、电机座和齿轮。为了保证供气管道能够稳定地向燃烧器输送高压气体,还包括有固定装置,固定装置包括轴承端盖、圆柱滚子轴承、法兰盘、固定杆、套筒、轴承端盖密封圈和支撑杆。
其中,在最外侧管道、中间级管道和最内侧管道中,最外侧管道的直径最大,最内侧管道的直径最小。三者相互连接配合,构成可伸缩的供气通道结构。
如图4所示,最外侧管道的一端,端口处的内径小于管道其他部分的内径,且端口的内径表面设有螺纹。在最外侧管道的外表面中间位置,呈阶梯状设置一个轴环和两个轴肩;在另一端的外表面设置有一个轴环和一个轴肩。
如图6所示,中间级管道的一端,端口处的内径小于该管道其他部分的内径,且端口的内径表面设有螺纹。管道另一端端口处的外径大于管道其他部分的外径,且在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽,该端口处的外表面无螺纹,管道其他部分的外表面则设有螺纹。中间级管道的数量,可根据实验需求选取,只需相应调整管道孔径大小即可。
如图7所示,最内侧管道的一端,端口处的外径大于该管道其他部分的外径,在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽,该端口处的外表面无螺纹。管道的另一端端口处的外表设有螺纹,在管道管身中部的外表面设有螺纹,两段螺纹之间的一段管身的外表面无螺纹。
管道密封圈、轴承端盖密封圈的尺寸大小,分别根据对应的管道、轴承端盖的尺寸大小确定,具体可以采用标准O形密封圈。
导杆,包括最大直径导杆、中间级导杆和最小直径导杆。
如图8所示,最大直径导杆为空心圆柱,其一端端口的外表面设有外螺纹。该导杆另一端端口的内表面无凹槽导轨,导杆其他部分的内表面,设有凹槽导轨(如十字凹槽)。
如图9所示,中间级导杆为空心圆柱,其一端端口的外表面设有凸台(如十字凸台),另一端端口的内表面无凹槽导轨,导杆其他部分的内表面,设有凹槽导轨(如十字凹槽)。中间级导杆的数量,可根据实验需求选取,只需相应调整导杆孔径大小即可。
如图10所示,最小直径导杆为实心圆柱,在其一端端口的外表面设有凸台(如十字凸台),另一端端口的外表面设有螺纹,通过螺纹与导向结构连接。
导向结构,用于实现管道和导杆同步轴向移动,并限制最内侧管道不可旋转,同时,对整个管道起支撑作用,保证管道挠度很小而不影响丝杠螺纹的传动配合。若管道伸缩度较大(中间级管道数量较多),可根据情况增加导向结构的数量。
如图12所示,轴承端盖包括第一轴承端盖和第二轴承端盖。均采用穿通式轴承端盖,轴承端盖的内表面设有一圈凹槽,用于安放轴承端盖密封圈,实现与最外侧管道之间的密封。轴承端盖的尺寸,根据工作需求确定。
法兰盘,包括第一法兰盘和第二法兰盘。第一法兰盘采用阶梯型,其一侧圆面的中部有带通孔(通常为4个)的凸台,另一侧圆面中部的内表面设有一凸环,用于对圆柱滚子轴承的定位。同时,在第一法兰盘的圆面凸台的外缘侧,设有相互对称的内螺纹通孔,如图13所示,通过内螺纹通孔,将最大直径导杆固定在第一法兰盘上。第二法兰盘的结构与第一法兰盘结构相同、尺寸不同,但其圆面无内螺纹通孔。
圆柱滚子轴承,包括第一圆柱滚子轴承和第二圆柱滚子轴承,均采用标准的圆柱滚子轴承,轴承内径和宽度等参数根据工作需求确定。
固定杆,为两端带有螺纹的圆柱,通过螺母将第一、第二法兰盘连接定位。
支撑杆,与导向结构共同组成支撑***,如图15所示。支撑杆主体为圆柱,一端与导向结构通过螺纹连接,通过改变螺纹啮合程度,改变整个支撑***高度,另一端连接一个圆轮,使整个支撑***可以通过圆轮的滚动来进行移动,灵活方便。
第二齿轮和第一齿轮,均采用标准正齿轮,模数、齿数、内孔大小、键槽大小和齿宽等参数根据工作需求确定。
调频电机,连接在电机座上,电机轴与第二齿轮直接通过键配合连接进行传动,简单可靠。
如图16所示,电机座,整体为一平板,中间开有四个圆孔用于与电机用螺栓安装定位,在平板的四个边角处,有带有通孔的凸台,方便固定杆通过,将电机座固定在第一、第二法兰盘之间。
上述组成部分的连接关系为:
在最外侧管道的中间位置的轴环处,依次安装第一齿轮、套筒、第一法兰盘、第二圆柱滚子轴承和第二轴承端盖。第一齿轮通过键配合与最外侧管道连接,轴环和套筒起到对第一齿轮的轴向定位作用,第二轴承端盖通过螺栓与第一法兰盘连接,并且起到固定和定位第二圆柱滚子轴承的作用。在第二轴承端盖的内表面的凹槽处,安装有轴承端盖第一密封圈,实现第二轴承端盖与最外侧管道之间的密封。
在最外侧管道端侧的轴肩处,依次安装第二法兰盘、第一圆柱滚子轴承和第一轴承端盖。第一轴承端盖通过螺栓与第二法兰盘连接,并且起到固定和定位第一圆柱滚子轴承的作用。在第一轴承端盖内表面的凹槽处,安装轴承端盖第二密封圈,实现第一轴承端盖与最外侧管道之间的密封。
第一法兰盘、第二法兰盘通过固定杆连接。其中两根固定杆在连接时,穿过电机座的圆孔,将电机座固定在固定杆上。同时,将第二齿轮与第一齿轮啮合配合,使调频电机的动力通过第一、第二齿轮,传递到最外侧管道上。
如图18所示,将管道第一密封圈安装在将中间级管道的凹槽里,将管道第二密封圈安装在将最内侧管道的凹槽里。将最内侧管道通过螺纹旋入中间级管道,将中间级管道通过螺纹旋入最外侧管道。在最内侧管道的端侧,通过螺纹与导向结构连接,导向结构通过螺纹连接两根支撑杆,形成支撑***。通过调整支撑杆与导向结构的螺纹啮合程度,来改变支撑***的高度。支撑杆的非螺纹端,安装有圆轮,圆轮与燃烧室接触,使支撑***灵活移动。
如图19所示,将最小直径导杆套入中间级导杆内,并通过凸台与中间级导杆的凹槽导轨相配合。将中间级导杆套入最大直径导杆内,并通过凸台与最大直径导杆的凹槽导轨相配合。最小直径导杆的另一端穿过中间级导杆,并通过螺纹与导向结构连接。最大直径导杆的另一端,通过螺纹与第一法兰盘连接。
本发明所述供气管道的工作过程为:
将第一法兰盘通过螺栓或其他方式与工作场地(比如圆柱形的燃烧室)连接,使整个伸缩管道稳固在工作场地。调整支撑杆与导向结构的螺纹啮合程度,使支撑杆非螺纹端的圆轮与工作场地(比如圆柱形的燃烧室)接触,对整个伸缩管道起支撑的作用。
在最外侧管道与第二法兰盘连接的一端的端口处,与气源联通,使所需气体从该端口进入伸缩管道。在最内侧管道与导向结构连接的一端的端口处,与燃烧器连接。打开调频电机,根据实验过程中,伸缩管道所需要移动的距离,确定调频电机需要的转动的圈数或时间,通过第一、第二齿轮,带动最外侧管道进行旋转,通过丝杠螺纹配合方式,进一步带动中间级管道及最内侧管道实现轴向移动,从而实现整个伸缩管道的伸缩调整,最后实现热源位置的调整。
有益效果
与现有技术相比,本发明有以下特点:
(1)本可伸缩管道可单侧控制,在有限的空间内,实现管道的连续伸长和缩短,结构简单;
(2)本可伸缩管道可以实现不同速度伸缩及快速停止切换,功能切换快捷;
(3)本可伸缩管道通过丝杠螺纹传动,伸缩进给准确、可靠;
(4)本可伸缩管道有良好的密封性能,适于高压环境下的操作使用;
(5)加工制造成本低,可以简单改装,适合不同长度的伸缩环境;
(6)本发明结构简单,运行平稳,维护方便,同时可以通过简单改装适合不同深度、长度和空间的工作环境,投资节省。
附图说明
图1为具体实施方式中整体结构装配的剖面示意图;
图2为具体实施方式中整体结构装配的俯视图;
图3为具体实施方式中最外侧管道1的主视图;
图4为具体实施方式中最外侧管道1的剖视图;
图5为具体实施方式中最外侧管道1的左视图;
图6为具体实施方式中中间级管道2的剖视图;
图7为具体实施方式中最内侧管道3的剖视图;
图8为具体实施方式中最大直径导杆9的剖视图;
图9为具体实施方式中中间级导杆8的剖视图;
图10为具体实施方式中最小直径导杆7的剖视图;
图11为具体实施方式中轴承端盖的主视图;
图12为具体实施方式中轴承端盖的剖视图;
图13为具体实施方式中第一法兰盘13的主视图;
图14为具体实施方式中第一法兰盘13的剖视图;
图15为具体实施方式中支撑***示意图,包括导向结构4和支撑杆5;
图16为具体实施方式中电机座12的主视图;
图17为具体实施方式中电机座12的左视图;
图18为具体实施方式中各级管道配合关系的示意图;
图19为具体实施方式中各级导杆配合关系的示意图;
图20为具体实施方式中各级导杆配合关系的剖面图。
其中,1-最外侧管道,2-中间级管道,3-最内侧管道,4-导向结构,5-支撑杆,6-套筒,7-最小直径导杆,8-中间级导杆,9-最大直径导杆,10-第二齿轮,11-调频电机,12-电机座,13-第一法兰盘,14-第一齿轮,15-第一轴承端盖,16-第二轴承端盖,17-固定杆,18-轴承端盖第一密封圈,19-轴承端盖第二密封圈,20-管道第一密封圈,21-管道第二密封圈,22-第一圆柱滚子轴承,23-第二圆柱滚子轴承,24-第二法兰盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例
一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其结构组成如图1所示,包括最外侧管道1、中间级管道2、最内侧管道3、导向结构4、支撑杆5、套筒6、最小直径导杆7、中间级导杆8、最大直径导杆9、第二齿轮10、调频电机11、电机座12、第一法兰盘13、第一齿轮14、第一轴承端盖15、第二轴承端盖16、固定杆17、轴承端盖第一密封圈18、轴承端盖第二密封圈19、管道第一密封圈20、管道第二密封圈21、第一圆柱滚子轴承22、第二圆柱滚子轴承23和第二法兰盘24。图2为管道整体结构的俯视图。
其中,在最外侧管道1、中间级管道2和最内侧管道3三者之中,最外侧管道1的直径最大,最内侧管道3的直径最小。三者相互连接配合,构成可伸缩的供气通道结构。
如图3、图4所示,最外侧管道1的一端,端口处的内径小于该管道其它部分的内径,且该处端口的内径表面设有螺纹。在最外侧管道1的外表面中间位置,呈阶梯状设置一个轴环和两个轴肩。在,最外侧管道1另一端的靠近端口的外表面上,设置有一个轴环和一个轴肩。
如图5、图6所示,中间级管道2的一端,端口处的内径小于该管道其他部分的内径,且端口的内径表面设有螺纹。管道另一端端口处的外径大于管道其他部分的外径,且在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽,该端口处的外表面无螺纹,管道其他部分的外表面则设有螺纹。中间级管道2的数量,根据实验需求选取,只需相应调整管道孔径大小即可。
如图7所示,最内侧管道3的一端,端口处的外径大于该管道其他部分的外径,在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽,该端口处的外表面无螺纹。管道的另一端,端口处外表面设有螺纹,在管道管身中部的外表面设有螺纹。上述两段螺纹之间的管身的外表面无螺纹。
导杆,包括最大直径导杆9、中间级导杆8和最小直径导杆7。
如图8所示,最大直径导杆9为空心圆柱,其一端端口的外表面设有外螺纹。该导杆另一端端口的内表面无凹槽导轨,导杆其他部分的内表面,设有凹槽导轨(如十字凹槽)。
如图9所示,中间级导杆8为空心圆柱,其一端端口的外表面设有凸台(如十字凸台),另一端端口的内表面无凹槽导轨。导杆其他部分的内表面,设有凹槽导轨(如十字凹槽)。中间级导杆8的数量,可根据实验需求选取,只需相应调整导杆孔径大小即可。
如图10所示,最小直径导杆7为实心圆柱,在其一端端口的外表面设有凸台(如十字凸台),另一端端口的外表面设有螺纹,通过螺纹与导向结构4连接。
导向结构4,用于实现管道和导杆同步轴向移动,并限制最内侧管道3不可旋转,同时,对整个管道起支撑作用,保证管道挠度很小而不影响丝杠螺纹的传动配合。若管道伸缩度较大(中间级管道2数量较多),可根据情况增加导向结构4的数量。
如图12所示,轴承端盖包括第一轴承端盖15和第二轴承端盖16。均采用穿通式轴承端盖,轴承端盖的内表面设有一圈凹槽,用于安放轴承端盖密封圈,实现与最外侧管道1之间的密封。轴承端盖的尺寸,根据工作需求确定。
法兰盘,包括第一法兰盘13和第二法兰盘24。第一法兰盘13采用阶梯型,其一侧圆面的中部有带通孔(通常为4个)的凸台,另一侧圆面中部的内表面设有一凸环,用于对圆柱滚子轴承的定位。同时,在第一法兰盘13的圆面凸台的外缘侧,设有相互对称的内螺纹通孔,如图13所示,通过内螺纹通孔,将最大直径导杆9固定在第一法兰盘13上。第二法兰盘24的结构与第一法兰盘13结构相同、尺寸不同,但其圆面无内螺纹通孔。
圆柱滚子轴承,包括第一圆柱滚子轴承22和第二圆柱滚子轴承23,均采用标准的圆柱滚子轴承,轴承内径和宽度等参数根据工作需求确定。
固定杆17,为两端带有螺纹的圆柱,通过螺母将第一法兰盘13、第二法兰盘24连接定位。
支撑杆5,与导向结构4共同组成支撑***,如图15所示。支撑杆5主体为圆柱,一端与导向结构4通过螺纹连接,通过改变螺纹啮合程度,从而改变整个支撑***的高度。另一端连接圆轮,使整个支撑***可以通过圆轮的滚动来进行移动,灵活方便。
第二齿轮10和第一齿轮14,均采用标准正齿轮,模数、齿数、内孔大小、键槽大小和齿宽等参数根据工作需求确定。
调频电机11,连接在电机座12上,电机轴与第二齿轮10直接通过键配合连接进行传动,简单可靠。
如图16所示,电机座12,整体为一平板,中间开有多个圆孔(本实施例中为4个)用于与电机用螺栓安装定位,在平板的四个边角处,有带有通孔的凸台,方便固定杆17通过,将电机座12固定在第一法兰盘13、第二法兰盘24之间。
管道第一密封圈20、管道第二密封圈21、轴承端盖第一密封圈18、轴承端盖第二密封圈19的尺寸大小,分别根据对应的管道、轴承端盖的尺寸大小确定,具体可以采用标准O形密封圈。
上述组成部分的连接关系为:
在最外侧管道1的中间位置的轴环处,依次安装第一齿轮14、套筒6、第一法兰盘13、第二圆柱滚子轴承23和第二轴承端盖16。其中,第一齿轮14通过键配合与最外侧管道1连接,此处的轴环和套筒6起到对第一齿轮14的轴向定位作用,第二轴承端盖16通过螺栓与第一法兰盘13连接,并起到固定和定位第二圆柱滚子轴承23的作用。在第二轴承端盖16的内表面的凹槽处,安装有轴承端盖第一密封圈18,实现第二轴承端盖16与最外侧管道1之间的密封。
在最外侧管道1端侧的轴肩处,依次安装第二法兰盘24、第一圆柱滚子轴承22和第一轴承端盖15。其中,第一轴承端盖15通过螺栓与第二法兰盘24连接,并且起到固定和定位第一圆柱滚子轴承22的作用。在第一轴承端盖15内表面的凹槽处,安装轴承端盖第二密封圈19,实现第一轴承端盖15与最外侧管道1之间的密封。
第一法兰盘13、第二法兰盘24通过多根固定杆17连接。其中至少两根固定杆17在连接时要穿过电机座12上对应的圆孔,将电机座12固定在固定杆17上。同时,将第二齿轮10与第一齿轮14啮合配合,使调频电机11的动力通过第一法兰盘13、第二齿轮10,传递到最外侧管道1上。
如图18所示,将管道第一密封圈20安装在将中间级管道2的凹槽里。同理,将管道第二密封圈21安装在将最内侧管道3的凹槽里。将最内侧管道3通过螺纹旋入中间级管道2,将中间级管道2通过螺纹旋入最外侧管道1。在最内侧管道3的端侧,通过螺纹与导向结构4连接,导向结构4通过螺纹连接两根支撑杆5,形成支撑***。通过调整支撑杆5与导向结构4的螺纹啮合程度,来改变支撑***的高度,由此适应不同工况环境。进一步地,支撑杆5的非螺纹端,安装有圆轮,圆轮与燃烧室接触,使支撑***灵活移动。
如图19所示,将最小直径导杆7套入中间级导杆8内,并通过凸台与中间级导杆8的凹槽导轨相配合。将中间级导杆8套入最大直径导杆9内,并通过凸台与最大直径导杆9的凹槽导轨相配合。最小直径导杆7的另一端穿过中间级导杆8,并通过螺纹与导向结构4连接。最大直径导杆9的另一端,通过螺纹与第一法兰盘13连接。
本发明所述供气管道的工作过程为:
将第一法兰盘13通过螺栓或其他方式与工作场地(比如圆柱形的燃烧室)连接,使整个伸缩管道稳固在工作场地。通过调整支撑杆与导向结构的螺纹啮合程度,来改变支撑***的高度,由此适应不同工况环境,使支撑杆5非螺纹端的圆轮与工作场地(比如圆柱形的燃烧室)接触,对整个伸缩管道起支撑的作用。
在最外侧管道1与第二法兰盘24连接的一端的端口处,与气源联通,使所需气体从该端口进入伸缩管道。在最内侧管道3与导向结构4连接的一端的端口处,与燃烧器连接。打开调频电机11,根据实验过程中,伸缩管道所需要移动的距离,确定调频电机11需要的转动的圈数或时间,通过第一齿轮14、第二齿轮10,带动最外侧管道1进行旋转,通过丝杠螺纹配合方式,进一步带动中间级管道2及最内侧管道3实现轴向移动,从而实现整个伸缩管道的伸缩调整,最后实现热源位置的调整。
以上所述的描述对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式,用于解释本发明,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,包括最外侧管道(1)、中间级管道(2)、最内侧管道(3)、导向结构(4)、支撑杆(5)、套筒(6)、最小直径导杆(7)、中间级导杆(8)、最大直径导杆(9)、第二齿轮(10)、调频电机(11)、电机座(12)、第一法兰盘(13)、第一齿轮(14)、第一轴承端盖(15)、第二轴承端盖(16)、固定杆(17)、轴承端盖第一密封(18)、轴承端盖第二密封圈(19)、管道第一密封圈(20)、管道第二密封圈(21)、第一圆柱滚子轴承(22)、第二圆柱滚子轴承(23)和第二法兰盘(24);
其中,在最外侧管道(1)、中间级管道(2)和最内侧管道(3)三者之中,最外侧管道(1)的直径最大,最内侧管道(3)的直径最小;三者相互连接配合,构成可伸缩的供气通道结构;
最外侧管道(1)的一端,端口处的内径小于该管道其它部分的内径,且该处端口的内径表面设有螺纹;在最外侧管道(1)的外表面中间位置,呈阶梯状设置一个轴环和两个轴肩;在最外侧管道(1)另一端的靠近端口的外表面上,设置有一个轴环和一个轴肩;
中间级管道(2)的一端,端口处的内径小于该管道其他部分的内径,且端口的内径表面设有螺纹;中间级管道(2)另一端端口处的外径大于管道其他部分的外径,且在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽,该端口处的外表面无螺纹,管道其他部分的外表面则设有螺纹;
最内侧管道(3)的一端,端口处的外径大于该管道其他部分的外径,在该端口外径的外表面上设有一圈凹槽,该端口处的外表面无螺纹;最内侧管道(3)的另一端,端口处外表面设有螺纹,在管道管身中部的外表面设有螺纹;上述两段螺纹之间的管身的外表面无螺纹;
最大直径导杆(9)为空心圆柱,其一端端口的外表面设有外螺纹;该导杆另一端端口的内表面无凹槽导轨,导杆其他部分的内表面,设有凹槽导轨;
中间级导杆(8)为空心圆柱,其一端端口的外表面设有凸台,另一端端口的内表面无凹槽导轨;导杆其他部分的内表面,设有凹槽导轨;
最小直径导杆(7)为实心圆柱,在其一端端口的外表面设有凸台,另一端端口的外表面设有螺纹,通过螺纹与导向结构(4)连接;
导向结构(4),用于实现管道和导杆同步轴向移动,并限制最内侧管道(3)不可旋转,同时,对整个管道起支撑作用,保证管道挠度很小而不影响丝杠螺纹的传动配合;
第一轴承端盖(15)和第二轴承端盖(16),均采用穿通式轴承端盖,两个轴承端盖的内表面均设有一圈凹槽,用于安放轴承端盖密封圈,实现与最外侧管道(1)之间的密封;轴承端盖的尺寸根据工作需求确定;
第一法兰盘(13)采用阶梯型,其一侧圆面的中部有带通孔的凸台,另一侧圆面中部的内表面设有一凸环,用于对圆柱滚子轴承的定位;同时,在第一法兰盘(13)的圆面凸台的外缘侧,设有相互对称的内螺纹通孔,通过内螺纹通孔,将最大直径导杆(9)固定在第一法兰盘(13)上;第二法兰盘(24)的结构与第一法兰盘(13)结构相同、尺寸不同,但第二法兰盘(24)的圆面无内螺纹通孔;
第一圆柱滚子轴承(22)和第二圆柱滚子轴承(23),均采用标准的圆柱滚子轴承,轴承内径和宽度等参数根据工作需求确定;
固定杆(17),为两端带有螺纹的圆柱,通过螺母将第一法兰盘(13)、第二法兰盘(24)连接定位;
支撑杆(5),与导向结构(4)共同组成支撑***;支撑杆(5)的主体为圆柱,一端与导向结构(4)通过螺纹连接,通过改变螺纹啮合程度,从而改变整个支撑***的高度;
第二齿轮(10)和第一齿轮(14),均采用标准正齿轮,模数、齿数、内孔大小、键槽大小和齿宽等参数根据工作需求确定;
调频电机(11)连接在电机座(12)上,其电机轴与第二齿轮(10)直接通过键配合连接进行传动;
电机座(12)通过固定杆(17)固定在第一法兰盘(13)、第二法兰盘(24)之间;
管道第一密封圈(20)、管道第二密封圈(21)、轴承端盖第一密封圈(18)、轴承端盖第二密封圈(19)的尺寸大小,分别根据对应的管道、轴承端盖的尺寸大小确定;
上述组成部分的连接关系为:
在最外侧管道(1)的中间位置的轴环处,依次安装第一齿轮(14)、套筒(6)、第一法兰盘(13)、第二圆柱滚子轴承(23)和第二轴承端盖(16);其中,第一齿轮(14)通过键配合与最外侧管道(1)连接,此处的轴环和套筒(6)起到对第一齿轮(14)的轴向定位作用,第二轴承端盖(16)通过螺栓与第一法兰盘(13)连接,并起到固定和定位第二圆柱滚子轴承(23)的作用;在第二轴承端盖(16)的内表面的凹槽处,安装有轴承端盖第一密封圈(18),实现第二轴承端盖(16)与最外侧管道(1)之间的密封;
在最外侧管道(1)端侧的轴肩处,依次安装第二法兰盘(24)、第一圆柱滚子轴承(22)和第一轴承端盖(15);其中,第一轴承端盖(15)通过螺栓与第二法兰盘(24)连接,并且起到固定和定位第一圆柱滚子轴承(22)的作用;在第一轴承端盖(15)内表面的凹槽处,安装轴承端盖第二密封圈(19),实现第一轴承端盖(15)与最外侧管道(1)之间的密封;
第一法兰盘(13)、第二法兰盘(24)通过多根固定杆(17)连接;其中至少两根固定杆(17)在连接时要穿过电机座(12)上对应的圆孔,将电机座(12)固定在固定杆(17)上;同时,将第二齿轮(10)与第一齿轮(14)啮合配合,使调频电机(11)的动力通过第一法兰盘(13)、第二齿轮(10),传递到最外侧管道(1)上;
将管道第一密封圈(20)安装在将中间级管道(2)的凹槽里;同理,将管道第二密封圈(21)安装在将最内侧管道(3)的凹槽里;将最内侧管道(3)通过螺纹旋入中间级管道(2),将中间级管道(2)通过螺纹旋入最外侧管道(1);在最内侧管道(3)的端侧,通过螺纹与导向结构(4)连接,导向结构(4)通过螺纹连接两根支撑杆(5),形成支撑***;通过调整支撑杆(5)与导向结构(4)的螺纹啮合程度,来改变支撑***的高度,由此适应不同工况环境;
将最小直径导杆(7)套入中间级导杆(8)内,并通过凸台与中间级导杆(8)的凹槽导轨相配合;将中间级导杆(8)套入最大直径导杆(9)内,并通过凸台与最大直径导杆(9)的凹槽导轨相配合;最小直径导杆(7)的另一端穿过中间级导杆(8),并通过螺纹与导向结构(4)连接;最大直径导杆(9)的另一端,通过螺纹与第一法兰盘(13)连接;
管道工作过程为:
将第一法兰盘(13)与工作场地连接,使整个伸缩管道稳固在工作场地;
在最外侧管道(1)与第二法兰盘(24)连接的一端的端口处,与气源联通,使所需气体从该端口进入伸缩管道;在最内侧管道(3)与导向结构(4)连接的一端的端口处,与燃烧器连接;打开调频电机(11),根据实验过程中,伸缩管道所需要移动的距离,确定调频电机(11)需要的转动的圈数或时间,通过第一齿轮(14)、第二齿轮(10),带动最外侧管道(1)进行旋转,通过丝杠螺纹配合方式,进一步带动中间级管道(2)及最内侧管道(3)实现轴向移动,从而实现整个伸缩管道的伸缩调整,最后实现热源位置的调整。
2.如权利要求1所述的一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,所述中间级管道(2)和导向结构(4)的数量,根据实验需求选取。
3.如权利要求1所述的一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,所述中间级导杆(8)的数量,根据实验需求选取。
4.如权利要求1所述的一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,最大直径导杆(9)内表面的凹槽导轨,为十字凹槽导轨;中间级导杆(8)外表面的凸台为十字凸台,内表面的凹槽导轨为十字凹槽导轨;最小直径导杆(7)外表面的凸台为如十字凸台。
5.如权利要求1所述的一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,支撑杆(5)的一端连接有圆轮,使整个支撑***通过圆轮的滚动来进行移动。
6.如权利要求1所述的一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,电机座(12)整体为一平板,中间开有多个圆孔,用于与电机用螺栓安装定位,在平板的四个边角处,有带有通孔的凸台,用于固定杆(17)通过。
7.如权利要求1所述的一种用于细长型燃烧室的可伸缩供气管道,其特征在于,管道第一密封圈(20)、管道第二密封圈(21)、轴承端盖第一密封圈(18)、轴承端盖第二密封圈(19),均采用标准O形密封圈。
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