CN112504612A - 一种二喉道实时可调的超扩段 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二喉道实时可调的超扩段，其包括通常超扩段和喉道调节单元，通常超扩段包括收缩段、方筒形的平直段和扩张段，喉道调节单元包括两组分别带有驱动单元和滑轨单元的调节壁板，左右对称配置，调节壁板包括依次铰接的内前部调节片、内中部调节片和内后部调节片，两组调节壁板各自前后的两端借助滑轨单元与平直段的左右侧壁分别相连，驱动单元包括推杆和驱动机构，两组的驱动机构设置在平直段外部的左右两侧，推杆的一端与驱动机构相连，另一端穿过平直段的侧壁固连在内中部调节片的侧壁上。本发明能够省力高效并密封良好地实现实时调节二喉道直径。
Description
技术领域
本发明涉及亚、跨、超、高超声速风洞及发动机试车台设备领域，主要针对扩压段的设计。
背景技术
超扩段(又称扩压器)位于风洞或试车台试验段下游，其作用是：(1)减小气流能量损失，降低风洞运行压力比。超声速扩散段可以有效减小气流速度，将气流的动能恢复为压力能，减小气流在风洞或试车台出口段的能量损失，以节省风洞运行时的能量消耗。(2)在跨声速，尤其是亚声速范围，可以通过二喉道堵塞节流对试验段马赫数实施有效控制，并可以有效地阻止下游沿气流压力脉动和噪声向试验段传播。(3)当风洞或试车台在较高的超声速状态下运行时，风洞启动后调小二喉道的截面面积，可以结余功率消耗，延长风洞运行时序时间。
超扩段分为固定超扩段和可调超扩段。可调超扩段中一大部分是壁板可调的调节片式超扩段，国内大部分风洞采用这种方法来调节超扩段二喉道面积。调节片式扩压器又分为非实时调节和实时调节两种，非实时调节类占绝大多数，它们指在风洞运行前预先调节超扩段几何形状，而在风洞启动完成后可以调小二喉道截面积的超扩段；另一小部分是实时可调类，它们在风洞运行中可以实时调节，目前仅有部分小风洞在使用，主要缺点在于调节壁板所需驱动力大，密封困难易磨损。
发明内容
本发明提供了一种新型调节片式超扩段，可以实时可调二喉道尺寸，同时避免了传统调节片驱动力大，密封困难的问题。
本发明的二喉道实时可调的超扩段包括通常超扩段和喉道调节单元，所述通常超扩段包括收缩段、方筒形的平直段和扩张段，所述喉道调节单元包括两组分别带有驱动单元和滑轨单元的调节壁板，左右对称配置，所述调节壁板包括依次铰接的内前部调节片、内中部调节片和内后部调节片，两组所述调节壁板各自前后的两端借助所述滑轨单元与所述平直段的左右侧壁分别相连，所述驱动单元包括推杆和驱动机构，两组的所述驱动机构设置在所述平直段外部的左右两侧，所述推杆的一端与驱动机构相连，另一端穿过所述平直段的侧壁固连在所述内中部调节片的侧壁上，由此推动所述内中部调节片进行移动。
优选所述滑轨单元包括两条滑轨和两个滑块，两组的四条滑轨分别安装在所述平直段左右两侧壁上的四个凹槽中，四个凹槽分别设置在所述两侧壁的左右两端部上下位置，四个配对滑块分别以铰接的方式安装在各组的内前部调节片和内后部调节片的侧壁上。
优选所述驱动单元包括两个推杆，两个推杆各自的一端分别与所述内中部调节片的侧壁相连，各自的另一端借助连接板与所述驱动机构的驱动轴相连。
优选所述推杆与所述平直段的侧壁之间采用“O”型圈形成动密封。
优选所述内中部调节片、内前部调节片和内后部调节片彼此之间，以及各调节片上下沿与所述中直段上下壁之间留有缝隙。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)内中部调节片、内前部调节片和内后部调节片前后面压力基本平衡，因此调节所需驱动力较小，可以大大减小驱动机构功率；
(2)整个***密封仅有推杆和中水平壁板的圆形滑动密封，这在常规活塞密封上应用广泛，整体密封可靠。
附图说明
图1为本发明二喉道实时可调超扩段俯视图。
图2为本发明二喉道实时可调超扩段正视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明二喉道实时可调超扩段俯视图，图2为本发明二喉道实时可调超扩段正视图，一种二喉道实时可调超扩段，包括前收缩壁板1、中水平壁板2、后扩散壁板3、驱动机构4、推杆5、内前部调节片6、内中部调节片7、内后部调节片8、导轨9、滑块10；其中，前收缩壁板1、中水平壁板2、后扩散壁板3为固定壁板，具有一定的强度和刚度；驱动机构4为推杆提供驱动力；推杆5单边各2根，穿过中水平壁板2与内中部调节片7固定连接，推杆5与中水平壁板2的密封采用“O”型圈动密封方式；内中部调节片7受推杆5作用可沿径向移动，内前部调节片6和内后部调节片8与内中部调节片7采用铰链连接，另一端采用滑块10与导轨9连接，内中部调节片7移动时，内前部调节片6和内后部调节片8随动；内中部调节片7、内前部调节片6和内后部调节片8与中水平壁板2上下沿均留有一定缝隙，是气流能够进入两者中部，使调节片前后壁面压力基本平衡。滑轨9安装在中水平壁板2侧壁上的凹槽中，滑块10以铰接的方式安装在内前部调节片5或内后部调节片8背部。
试验过程中，通过调节驱动机构4伸出长度，来调节内中部调节片7位置，从而实现实时调节二喉道直径。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (5)
1.一种二喉道实时可调的超扩段，其特征在于：包括通常超扩段和喉道调节单元，所述通常超扩段包括收缩段、方筒形的平直段和扩张段，所述喉道调节单元包括两组分别带有驱动单元和滑轨单元的调节壁板，左右对称配置，所述调节壁板包括依次铰接的内前部调节片、内中部调节片和内后部调节片，两组所述调节壁板各自前后的两端借助所述滑轨单元与所述平直段的左右侧壁分别相连，所述驱动单元包括推杆和驱动机构，两组的所述驱动机构设置在所述平直段外部的左右两侧，所述推杆的一端与驱动机构相连，另一端穿过所述平直段的侧壁固连在所述内中部调节片的侧壁上，由此推动所述内中部调节片进行移动。
2.根据权利要求1所述的二喉道实时可调的超扩段，其特征在于：所述滑轨单元包括两条滑轨和两个滑块，两组的四条滑轨分别安装在所述平直段左右两侧壁上的四个凹槽中，四个凹槽分别设置在所述两侧壁的左右两端部上下位置，四个配对滑块分别以铰接的方式安装在各组的内前部调节片和内后部调节片的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的二喉道实时可调的超扩段，其特征在于：所述驱动单元包括两个推杆，两个推杆各自的一端分别与所述内中部调节片的侧壁相连，各自的另一端借助连接板与所述驱动机构的驱动轴相连。
4.根据权利要求1～3任一项所述的二喉道实时可调的超扩段，其特征在于：所述推杆与所述平直段的侧壁之间采用“O”型圈形成动密封。
5.根据权利要求4所述的二喉道实时可调的超扩段，其特征在于：所述内中部调节片、内前部调节片和内后部调节片彼此之间，以及各调节片上下沿与所述中直段上下壁之间留有缝隙。
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