CN113074174A - 激波风洞试验舱和波纹管连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激波风洞试验舱和波纹管连接方法，该激波风洞试验舱包括试验舱体、支撑立柱、模型平台和波纹管，所述模型平台设置于所述试验舱体的腔室内；所述试验舱体的底部设置有贯穿通道，所述支撑立柱能够穿过所述贯穿通道；所述波纹管能够穿过所述贯穿通道，以使得所述波纹管能够套设于所述支撑立柱的外部；所述波纹管的顶部能够密封固定于所述贯穿通道的顶部，所述波纹管的底部和所述支撑立柱的底部均能够固定于地基上；所述模型平台能够固定于所述支撑立柱的顶部。该波纹管连接方法解决了现有技术中波纹管的更换步骤繁杂、耗时耗工、更换后波纹管的密封性能差和使用寿命短的技术问题。

Description

激波风洞试验舱和波纹管连接方法

技术领域

本发明涉及激波风洞领域，具体涉及激波风洞试验舱和波纹管连接方法。

背景技术

激波风洞是一种通过激波压缩产生高速试验气流的脉冲式装置，具体结构可参见图1。激波风洞在运行时，整个风洞主管体包括试验舱都会产生剧烈的振动。

为了规避整个风洞主管体的振动对模型平台的影响，现有技术中对模型平台采取了避震的方式，较为常见的一种结构如图2所示，即将模型平台的支撑立柱穿过试验舱壁固定在地基上。由此，支撑立柱与试验舱壁有足够的间隙，以保证试验舱与支撑立柱分开。如此，在实验时，模型平台上的模型就不会受到试验舱振动的影响，保证了实验数据的准确性。为了防止支撑立柱与试验舱壁的间隙对整个试验舱的密封造成影响，在支撑立柱外安装了波纹管。现有的波纹管上、下法兰外径相同，安装方式是下法兰与地基固定，上法兰与试验舱壁下表面固定，如此就保证了整个试验舱与外界的密闭性。由于实验的损耗，波纹管需要定期更换。

现有波纹管的安装方式，导致了新的波纹管无法完整的安装上去，因为试验舱体的体形巨大，无法轻易移开。由此，只能将旧的波纹管沿着轴向切开，将旧的波纹管从支撑立柱上取下；接着将新的波纹管沿着轴向切开，套于支撑立柱的外部；最后将新的波纹管的切口焊上，以实现波纹管的固定。此种波纹管的更换方式具有诸多缺陷，比如更换步骤繁杂，耗时耗工，更为重要的时对波纹管的密封性能产生了影响，容易引起较大的气体泄漏；此外，也破坏了波纹管的机械强度，缩短了波纹管的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激波风洞试验舱和波纹管连接方法，以解决现有技术中波纹管的更换步骤繁杂、耗时耗工、更换后波纹管的密封性能差和使用寿命短的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种激波风洞试验舱，该激波风洞试验舱包括试验舱体、支撑立柱、模型平台和波纹管，所述模型平台设置于所述试验舱体的腔室内；所述试验舱体的底部设置有贯穿通道，所述支撑立柱能够穿过所述贯穿通道；所述波纹管能够穿过所述贯穿通道，以使得所述波纹管能够套设于所述支撑立柱的外部；所述波纹管的顶部能够密封固定于所述贯穿通道的顶部，所述波纹管的底部和所述支撑立柱的底部均能够固定于地基上；所述模型平台能够固定于所述支撑立柱的顶部。

作为一种优选的技术方案，所述贯穿通道为直筒状、S形筒状或梯形凸台。

作为一种优选的技术方案，所述梯形凸台自下至上包括相互连通直筒段和上窄下宽的圆台段。

作为一种优选的技术方案，所述波纹管的顶部的外径大于所述贯穿通道的顶部的内径，所述波纹管的顶部的外径小于所述贯穿通道的顶部的外径；所述波纹管的底部的外径小于所述贯穿通道的顶部的内径。

作为一种优选的技术方案，所述波纹管的顶部设置有上法兰，所述上法兰固定于所述贯穿通道的顶部。

作为一种优选的技术方案，所述上法兰通过固定法兰固定于所述贯穿通道的顶部，所述上法兰、所述贯穿通道的顶部之间设置有密封圈。

作为一种优选的技术方案，所述波纹管的底部设置有下法兰，所述下法兰通过地脚螺栓固定于所述地基上。

作为一种优选的技术方案，所述波纹管的底部沿着周向向外延伸有至少两个耳块，所述耳块上设置有安装孔；所述安装孔内能够安装有固定件，以能够将所述波纹管的底部固定于所述地基上。

作为一种优选的技术方案，所述波纹管的顶部设置有外螺纹，所述贯穿通道的顶部设置有内螺纹；所述外螺纹和内螺纹相互匹配，以使得所述波纹管的顶部能够螺纹固定于所述贯穿通道的顶部。

本发明还提供了一种如上述的激波风洞试验舱的波纹管连接方法，该激波风洞试验舱的试验舱体的底部设置有贯穿通道，所述波纹管连接方法包括所述波纹管的初次安装和更换安装；

所述初次安装包括：

1)将支撑立柱穿过所述贯穿通道，将所述支撑立柱的底部固定于地基上；

2)将所述波纹管穿过所述贯穿通道，以使得所述波纹管套设于所述支撑立柱的外部；

3)将所述波纹管的顶部能够密封固定于所述贯穿通道的顶部，将所述波纹管的底部固定于地基上；

4)将模型平台固定于所述支撑立柱的顶部；

所述更换安装包括：

1)将所述模型平台与所述支撑立柱分离，接着将旧的所述波纹管自所述激波风洞试验舱上拆卸下；

2)将新的所述波纹管穿过所述贯穿通道，以使得新的所述波纹管套设于所述支撑立柱的外部；

3)将新的所述波纹管的顶部密封固定于所述贯穿通道的顶部，将新的所述波纹管的底部固定于地基上；

4)将模型平台固定于所述支撑立柱的顶部。

本发明提供的激波风洞试验舱包括三个***，其中，地基、支撑立柱和模型平台组成的模型支撑***，保证了模型平台的支撑稳定性；由试验舱体和贯穿通道组成的舱体***，从而能在试验舱体内进行各项试验；由波纹管组成的密封***，进一步保证了试验舱体的气密性。在该激波风洞试验舱中，波纹管连接方法包括两种安装方式，一种是波纹管的初次安装，另一种是波纹管的更换安装。

通过上述关于初次安装和更换安装的描述，可以发现无论时在初次安装中，还是在更换安装中，均无需移动体形较大的试验舱体，而只需要移动体形较小的模型平台即可。可以得知，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

1)波纹管在更换安装中，无需对波纹管进行切开和焊接，由此简化了波纹管的更换步骤，从而达到了省时省力的效果。

2)更换波纹管时，不用被迫切开波纹管，从而保证了试验舱的整体密封性，也进一步保障了波纹管的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1是本发明提供的一种激波风洞试验舱的优选实施方式的结构示意图；

图2是本发明提供的一种激波风洞的结构示意图；

图3是本发明提供的现有技术中一种激波风洞试验舱的构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1、地基 2、支撑立柱

3、模型平台 4、试验舱体

5、固定法兰 6、贯穿通道

7、波纹管 8、下法兰

9、上法兰

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种激波风洞试验舱，如图1所示，该激波风洞试验舱包括试验舱体4、支撑立柱2、模型平台3和波纹管7，所述模型平台3设置于所述试验舱体4的腔室内；所述试验舱体4的底部设置有贯穿通道6，所述支撑立柱2能够穿过所述贯穿通道6；所述波纹管7能够穿过所述贯穿通道6，以使得所述波纹管7能够套设于所述支撑立柱2的外部；所述波纹管7的顶部能够密封固定于所述贯穿通道6的顶部，所述波纹管7的底部和所述支撑立柱2的底部均能够固定于地基1上(其中，波纹管7的底部优选采用密封的方式固定于地基1上)；所述模型平台3能够固定于所述支撑立柱2的顶部。

在本发明中，对所述贯穿通道6的具体形状并不作具体的限定，只要能够保证支撑立柱2和波纹管7能够通过贯穿通道6，同时波纹管7能够套设于支撑立柱2的外部便可，但是从安装的便捷性上考虑，优选地，所述贯穿通道6为直筒状、S形筒状或梯形凸台。但是为了规避试验舱的震动导致贯穿通道6对波纹管7碰撞，更优选地，所述贯穿通道6为梯形凸台。

在上述实施方式中，为了使得贯穿通道6内留有足够的空间，优选地，所述梯形凸台自下至上包括相互连通直筒段和上窄下宽的圆台段。梯形凸台的底端直径比上端直径大，留出了足够空间，由此能够防止在试验舱实验时的剧烈振动导致梯形凸台、波纹管7两者之间的碰撞，避免了梯形凸台对波纹管7造成冲击损坏，从而提高了波纹管7的使用寿命。同时，圆台段也具有高稳定性和节省空间的优势。

在本发明中，所述波纹管7的上下两端的尺寸可以在宽的范围内选择，但是为了保证波纹管7能够顺利地穿过贯穿通道6，也能够便于波纹管7安装于贯穿通道6上，优选地，所述波纹管7的顶部的外径大于所述贯穿通道6的顶部的内径，所述波纹管7的顶部的外径小于所述贯穿通道6的顶部的外径；所述波纹管7的底部的外径小于所述贯穿通道6的顶部的内径。由此，所述波纹管7的顶部便可被挡于所述贯穿通道6的顶部，从而使得所述波纹管7稳定地固定于贯穿通道6上，从而能够保证试验舱体4内的气密性。

在本发明中，所述波纹管7的顶部的固定方法可以在宽的范围内选择，但是为了进一步便于安装，优选地，所述波纹管7的顶部设置有上法兰9，所述上法兰9固定于所述贯穿通道6的顶部。上法兰9的设置，能够提高波纹管7、贯穿通道6之间的安装便捷性，在此基础上，上法兰9还可以进一步提高密封试验舱内的真空效果；试验舱体4在装置运行时因冲击而移动，由于柔性的波纹管7的存在，也可以保证试验舱体4的移动不会传到模型平台3上，从而保证了试验数据的准确性。

在上述实施方式中，为了进一步保证波纹管7、支撑立柱2之间的气密性，优选地，所述上法兰9通过固定法兰5固定于所述贯穿通道6的顶部，所述上法兰9、所述贯穿通道6的顶部之间设置有密封圈。固定法兰5和密封圈的配合使用，一方面便于安装，另一方面进一步保证了试验舱体4内的气密性。

在此基础上，为了进一步保证波纹管7、支撑立柱2之间的气密性，优选地，所述波纹管7的底部设置有下法兰8，所述下法兰8通过地脚螺栓固定于所述地基1上。地脚螺栓具有安装便利的效果，此外，下法兰8与地脚螺栓相连，上法兰9不直接用螺栓连接，而是用固定法兰5压紧，这样上下两套法兰就相互独立，安装时也可规避了相互干涉的缺陷。

当然，所述波纹管7的底部安装方式除了采用下法兰8进行安装，还可以采用其他的方式进行安装，为了简化结构，优选地，所述波纹管7的底部沿着周向向外延伸有至少两个耳块，所述耳块上设置有安装孔；所述安装孔内能够安装有固定件，以能够将所述波纹管7的底部固定于所述地基1上。相对于下法兰8，耳块的结构更加简单，能够简化结构，降低成本。

同理，所述波纹管7的顶部除了采用上法兰9的安装方式，也可以采用其他的方式进行安装，为了便于安装和提高气密性，优选地，所述波纹管7的顶部设置有外螺纹，所述贯穿通道6的顶部设置有内螺纹；所述外螺纹和内螺纹相互匹配，以使得所述波纹管7的顶部能够螺纹固定于所述贯穿通道6的顶部。由此，采用螺纹安装的方式能够极大地提高安装便捷性，同时也能够保证试验舱体4的气密性。

本发明还提供了一种如上述的激波风洞试验舱的波纹管连接方法，该激波风洞试验舱的试验舱体4的底部设置有贯穿通道6，所述波纹管连接方法包括所述波纹管的初次安装和更换安装。

以图1所示的最优的实施方式为例，所述初次安装包括：

1)将支撑立柱2穿过所述贯穿通道6，将所述支撑立柱2的底部通过螺栓固定于地基1上；

2)将所述波纹管7穿过所述贯穿通道6，以使得所述波纹管7套设于所述支撑立柱2的外部；

3)将所述波纹管7的顶部的上法兰9通过固定法兰5固定于所述贯穿通道6的顶部，将所述波纹管7的底部的下法兰8通过地脚螺栓固定于所述地基1上；

4)将模型平台3通过螺栓固定于所述支撑立柱2的顶部。

以图1所示的最优的实施方式为例，所述更换安装包括：

1)将所述模型平台3自所述支撑立柱2的顶部拆离，接着固定法兰5松开，使得将旧的所述波纹管7的上法兰9与贯穿通道6的顶部分离，将旧的所述波纹管7的下法兰8上的地脚螺栓松开，将旧的所述波纹管7抽离出贯穿通道6；

2)将新的所述波纹管7穿过所述贯穿通道6，以使得新的所述波纹管7套设于所述支撑立柱2的外部；

3)将新的所述波纹管7的顶部的上法兰9通过固定法兰5固定于所述贯穿通道6的顶部，将新的所述波纹管7的底部的下法兰8通过地脚螺栓固定于所述地基1上；

4)将模型平台3固定于所述支撑立柱2的顶部。

由此可见，无论时在初次安装中，还是在更换安装中，均无需移动体形较大的试验舱体，而只需要移动体形较小的模型平台即可。从而达到了简化了波纹管的更换步骤和省时省力的效果；保证了试验舱的整体密封性，也进一步保障了波纹管的使用寿命。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激波风洞试验舱，其特征在于：所述激波风洞试验舱包括试验舱体(4)、支撑立柱(2)、模型平台(3)和波纹管(7)，所述模型平台(3)设置于所述试验舱体(4)的腔室内；所述试验舱体(4)的底部设置有贯穿通道(6)，所述支撑立柱(2)能够穿过所述贯穿通道(6)；所述波纹管(7)能够穿过所述贯穿通道(6)，以使得所述波纹管(7)能够套设于所述支撑立柱(2)的外部；所述波纹管(7)的顶部能够密封固定于所述贯穿通道(6)的顶部，所述波纹管(7)的底部和所述支撑立柱(2)的底部均能够固定于地基(1)上；所述模型平台(3)能够固定于所述支撑立柱(2)的顶部。

2.根据权利要求1所述的激波风洞试验舱，其中，所述贯穿通道(6)为直筒状、S形筒状或梯形凸台。

3.根据权利要求2所述的激波风洞试验舱，其中，所述梯形凸台自下至上包括相互连通直筒段和上窄下宽的圆台段。

4.根据权利要求1所述的激波风洞试验舱，其中，所述波纹管(7)的顶部的外径大于所述贯穿通道(6)的顶部的内径，所述波纹管(7)的顶部的外径小于所述贯穿通道(6)的顶部的外径；所述波纹管(7)的底部的外径小于所述贯穿通道(6)的顶部的内径。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的激波风洞试验舱，其中，所述波纹管(7)的顶部设置有上法兰(9)，所述上法兰(9)固定于所述贯穿通道(6)的顶部。

6.根据权利要求5所述的激波风洞试验舱，其中，所述上法兰(9)通过固定法兰(5)固定于所述贯穿通道(6)的顶部，所述上法兰(9)、所述贯穿通道(6)的顶部之间设置有密封圈。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的激波风洞试验舱，其中，所述波纹管(7)的底部设置有下法兰(8)，所述下法兰(8)通过地脚螺栓固定于所述地基(1)上。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的激波风洞试验舱，其中，所述波纹管(7)的底部沿着周向向外延伸有至少两个耳块，所述耳块上设置有安装孔；所述安装孔内能够安装有固定件，以能够将所述波纹管(7)的底部固定于所述地基(1)上。

9.根据权利要求1所述的激波风洞试验舱，其中，所述波纹管(7)的顶部设置有外螺纹，所述贯穿通道(6)的顶部设置有内螺纹；所述外螺纹和内螺纹相互匹配，以使得所述波纹管(7)的顶部能够螺纹固定于所述贯穿通道(6)的顶部。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的激波风洞试验舱的波纹管连接方法，其特征在于，所述激波风洞试验舱的试验舱体(4)的底部设置有贯穿通道(6)，所述波纹管连接方法包括所述波纹管的初次安装和更换安装；

所述初次安装包括：

1)将支撑立柱(2)穿过所述贯穿通道(6)，将所述支撑立柱(2)的底部固定于地基(1)上；

2)将所述波纹管(7)穿过所述贯穿通道(6)，以使得所述波纹管(7)套设于所述支撑立柱(2)的外部；

3)将所述波纹管(7)的顶部密封固定于所述贯穿通道(6)的顶部，将所述波纹管(7)的底部固定于地基(1)上；

4)将模型平台(3)固定于所述支撑立柱(2)的顶部；

所述更换安装包括：

1)将所述模型平台(3)与所述支撑立柱(2)分离，接着将旧的所述波纹管(7)自所述激波风洞试验舱上拆卸下；

2)将新的所述波纹管(7)穿过所述贯穿通道(6)，以使得新的所述波纹管(7)套设于所述支撑立柱(2)的外部；

3)将新的所述波纹管(7)的顶部能够密封固定于所述贯穿通道(6)的顶部，将新的所述波纹管(7)的底部固定于地基(1)上；

4)将模型平台(3)固定于所述支撑立柱(2)的顶部。

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