CN103487228B - 一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构 - Google Patents

Abstract

一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，液压缸和弹簧共同作用于侧门使其产生垂直于门框方向的运动，用以保证侧门和门框的密封，电机和滚珠丝杠共同作用于侧门使其产生水平方向的运动，用以实现侧门的开闭。当试验段内为正压力时，侧门的压紧力由液压缸提供，可依据试验段内压力的大小调整液压缸的个数和规格，使其能够适应较大的承压范围，当试验段内为真空状态时，液压缸将侧门推到与侧门框贴合即可，不需要提供很大的压紧力，侧门将在自吸作用下完成密封。该侧门开闭机构承压范围大，既能实现内压密封也能实现真空密封，不仅满足了高超声速风洞试验段的使用要求，也可以推广到其它设备中使用。

Description

一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构

技术领域

本发明涉及一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，属于机械领域。

背景技术

风洞试验段是高超声速风洞的核心部件之一，其前端与喷管相连，后端与二喉道相连，试验段中安放扩压器、模型支撑机构和一些附属装置。为了保证风洞试验的安全性，设计试验段时要考虑承受内压和真空两种状态。试验段的侧门作为重要的人员和物流通道，也同样存在上述两种受力状态，由于侧门是运动部件，且结构尺寸较大，同时保证内压强度和真空密封性为侧门的设计带来了困难。现有的试验段侧门大都采用手动开启的方式，侧门的一边与试验段本体之间采用门轴连接，另一边通过插销的方式锁紧。现有方案的缺点是难以同时保证侧门的内压强度和真空密封能力，为保证真空密封，门轴和锁紧销需预留足够的间隙来补偿橡胶密封圈的压紧变形量，但是此间隙会在试验段内部是正压状态时造成气流的外溢，并使侧门发生振动，降低了侧门的使用寿命和可靠性。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种可靠的高超声速风洞试验段侧门开闭机构。

本发明的技术解决方案：

一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，包括：侧门框、侧门、导轨、固定座、液压缸托架、液压缸、丝杠固定座、丝母、丝杠、联轴器、电机、拉杆、挂钩和开闭模块；

开闭模块包括弹簧、滑块连接件、螺母、螺栓和滑块；

侧门同一侧的四角固定四个L形挂钩，每个L形挂钩的长边顶端固定连接在侧门上，L形挂钩的短边平行于侧门且位于侧门上部的两个L形挂钩的短边朝上，位于侧门底部的两个L形挂钩的短边朝下，L形挂钩的短边上开有通孔，与其对应的侧门上也开有通孔，开闭模块中的螺栓依次穿过侧门上的通孔以及其对应的所述L形挂钩短边上的通孔之后其螺纹端与螺母连接，弹簧和滑块连接件套在螺栓上且位于所述L形挂钩和侧门之间形成的凹槽内部，弹簧位于滑块连接件和侧门之间，滑块连接件与滑块固定连接为一体，滑块与导轨连接并且可沿导轨移动，导轨固定在固定座上，固定座固定安装在所述高超声速风洞试验段外表面，

液压缸托架的两端分别与侧门上下两方的固定座连接在一起，液压缸固定在液压缸托架上，且液压缸的输出轴指向侧门；

电机通过联轴器与丝杠的一端连接，丝杠的另一端通过丝杠固定座与侧门框固定连接，丝母套在丝杠上且丝母固定安装在拉杆上，拉杆两端分别与位于侧门上下两端的滑块连接件固定连接。

所述导轨垂直于螺栓的轴线。

滑块沿导轨水平移动。

所述侧门与侧门框之间有密封圈。

所述弹簧为压缩弹簧。

本发明与现有技术相比带来的有益效果：

（1）侧门承压范围大：当试验段内为正压力时，侧门的压紧力由液压缸提供，可依据试验段内压力的大小调整液压缸的个数和规格，使其能够适应较大的承压范围。

（2）真空密封可靠：当试验段内为真空状态时，液压缸将侧门推到与侧门框贴合即可，不需要提供很大的压紧力，侧门将在自吸作用下完成密封。

（3）本发明中通过调节螺母5和螺栓6的位置关系，可以实现调节侧门和侧门框之间的距离，保证侧门和侧门框之间的密封性。

附图说明

图1为本发明开闭机构结构示意图；

图2为本发明开闭机构的轴侧图；

图3为本发明侧门结构示意图；

图4为本发明滑块连接件结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述。

如图1、图2所示，本发明提供了一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，其特征在于包括：侧门框1、侧门2、导轨8、固定座9、液压缸托架10、液压缸11、丝杠固定座12、丝母13、丝杠14、联轴器15、电机16、拉杆17、挂钩18和开闭模块；

开闭模块包括弹簧3、滑块连接件4、螺母5、螺栓6和滑块7；侧门2与侧门框1之间有密封圈。弹簧3为压缩弹簧，提供推力。

如图3所示，侧门2同一侧的四角固定四个L形挂钩18，每个L形挂钩18配合一个开闭模块，通过共四个开闭模块实现侧门2和侧门框1之间的开闭。每个L形挂钩18的长边顶端固定连接在侧门2上，L形挂钩18的短边平行于侧门2且位于侧门2上部的两个L形挂钩18的短边朝上，位于侧门2底部的两个L形挂钩18的短边朝下，L形挂钩18的短边上开有通孔，与其对应的侧门2上也开有通孔，开闭模块中的螺栓6依次穿过侧门2上的通孔以及其对应的所述L形挂钩18短边上的通孔之后其螺纹端与螺母5连接，弹簧3和滑块连接件4套在螺栓6上且位于所述L形挂钩18和侧门2之间形成的凹槽内部，滑块连接件4的结构如图4所示，弹簧3位于滑块连接件4和侧门2之间，滑块连接件4与滑块7固定连接为一体，滑块7与导轨8连接并且可沿导轨8水平移动，导轨8固定在固定座9上，固定座9固定安装在所述高超声速风洞试验段外表面，导轨8垂直于螺栓6的轴线。

液压缸托架10的两端分别与侧门2上下两方的固定座9连接在一起，液压缸11固定在液压缸托架10上，且液压缸11的输出轴指向侧门2；

电机16通过联轴器15与丝杠14的一端连接，丝杠14的另一端通过丝杠固定座12与侧门框1固定连接，丝母13套在丝杠14上且丝母13固定安装在拉杆17上，拉杆17两端分别与位于侧门2上下两端的滑块连接件4固定连接。

本发明开闭机构的作过程如下：

关闭过程：如图1所示，此时侧门2正对侧门框1，如果侧门2未处正对门框1位置处，需要首先驱动电机16，使其带动丝杠14将侧门2拉向远离电机16方向，使侧门2正对侧门框1，到达此位置后，侧门2与侧门框1之间有间隙，同时驱动液压缸11使其输出轴伸出，当输出轴与侧门2接触后，其将克服弹簧压力继续伸出，侧门2与侧门框1之间有间隙逐渐缩小，直到侧门2与侧门框1紧密贴合，保持油压使液压缸输出力恒定，此时侧门2完成关闭。

开启过程：当侧门2需要开启时，同时驱动液压缸11使其输出轴缩回，侧门2在弹簧压力的作用下随输出轴同向运动，当侧门2上的L形挂钩18短边内侧与滑块连接件4接触后，侧门2到达预定位置不再随输出轴运动，输出轴离开侧门2一定距离后停止驱动液压缸11并开启电机16，使其带动丝杠14将侧门2拉向电机16方向，当侧门2将侧门框1完全敞开后关闭电机16，此时侧门2开启完成。

Claims (5)

1.一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，其特征在于包括：侧门框(1)、侧门(2)、导轨(8)、固定座(9)、液压缸托架(10)、液压缸(11)、丝杠固定座(12)、丝母(13)、丝杠(14)、联轴器(15)、电机(16)、拉杆(17)、挂钩(18)和开闭模块；

开闭模块包括弹簧(3)、滑块连接件(4)、螺母(5)、螺栓(6)和滑块(7)；

侧门(2)同一面的四角固定四个L形挂钩(18)，每个L形挂钩(18)的长边顶端固定连接在侧门(2)上，L形挂钩(18)的短边平行于侧门(2)且位于侧门(2)上部的两个L形挂钩(18)的短边朝上，位于侧门(2)底部的两个L形挂钩(18)的短边朝下，L形挂钩(18)的短边上开有通孔，与其对应的侧门(2)上也开有通孔，开闭模块中的螺栓(6)依次穿过侧门(2)上的通孔以及其对应的所述L形挂钩(18)短边上的通孔之后其螺纹端与螺母(5)连接，弹簧(3)和滑块连接件(4)套在螺栓(6)上且位于所述L形挂钩(18)和侧门(2)之间形成的凹槽内部，弹簧(3)位于滑块连接件(4)和侧门(2)之间，滑块连接件(4)与滑块(7)固定连接为一体，滑块(7)与导轨(8)连接并且可沿导轨(8)移动，导轨(8)固定在固定座(9)上，固定座(9)固定安装在所述高超声速风洞试验段外表面，

液压缸托架(10)的两端分别与侧门(2)上下两方的固定座(9)连接在一起，液压缸(11)固定在液压缸托架(10)上，且液压缸(11)的输出轴指向侧门(2)；

电机(16)通过联轴器(15)与丝杠(14)的一端连接，丝杠(14)的另一端通过丝杠固定座(12)与侧门框(1)固定连接，丝母(13)套在丝杠(14)上且丝母(13)固定安装在拉杆(17)上，拉杆(17)两端分别与位于侧门(2)上下两端的滑块连接件(4)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，其特征在于：所述导轨(8)垂直于螺栓(6)的轴线。

3.根据权利要求1所述的一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，其特征在于：滑块(7)沿导轨(8)水平移动。

4.根据权利要求1所述的一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，其特征在于：所述侧门(2)与侧门框(1)之间有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种高超声速风洞试验段侧门开闭机构，其特征在于：所述弹簧(3)为压缩弹簧。