CN103852236B

CN103852236B - 一种用于增压风洞的密封接头

Info

Publication number: CN103852236B
Application number: CN201410088595.0A
Authority: CN
Inventors: 李峰; 高超; 郗忠祥; 王娜; 盛强
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: CN103852236A

Abstract

本发明公开了一种用于增压风洞的密封接头，包括底座、压丝、密封垫圈。底座与风洞洞壁通过焊接方式相连接，电缆线从压丝和底座与密封垫圈的中心通孔穿过，五个叠加的密封垫圈位于压丝与底座之间，通过压丝和底座连接用的螺纹的拉紧力形成的机械挤压，使密封垫圈变形抱紧电缆线同时挤紧底座内腔，解决了电缆线通过增压风洞洞壁的密封问题。采用内嵌式的密封接头设计方式，有效地克服了连通和密封的矛盾；利用密封垫圈高弹性和大韧性的特点，解决了传统密封接头无法在动态压力条件下使用的技术难题，实现了增压风洞中测控线缆的可靠、快速连接。本发明密封接头具有较宽的耐压范围和良好的密封绝缘性，并可重复使用和快捷安装。

Description

一种用于增压风洞的密封接头

技术领域

本发明涉及一种密封接头，具体地说,涉及一种用于增压风洞的密封接头。属于压力容器密封技术领域。

背景技术

增压风洞是科研生产中的一种常用设备，特别在航空航天、建筑设计、汽车制造领域有着非常广泛的应用。增压风洞作为一种动态的压力容器，风洞在运行的过程中洞内不仅具有较高的压力,而且其压力还随着气流速度的变化而改变，因此，增压风洞的密封引线问题一直是工程应用中的技术难点之一。无论是静态还是动态，风洞内外部总是存在一定的压力差，为了保持洞内压力，必须进行物理隔离，要求增压风洞应具有良好的密封性；另一方面，在风洞试验中要实现数据信号的实时采集，洞内的测量仪器经常需要与外部设备进行连接和通信，对增压风洞要求要有较好的连通性。要实现洞内测量仪器与外部的数字通信，必须把通信电缆引入容器内部，同时还要保证连接部位的密封问题，解决通信电缆密封地穿越风洞洞壁的问题。

考虑到增压风洞洞内压力的动态性、随机性、电缆线的材质、绝缘性、外形的不规则性以及线孔的通用性问题，采用焊接的方式无法保证绝缘性；如果采用线管的方式，尽管线管与容器壁之间的密封问题可以解决，但线管内部存在线缆与线管内壁的密封问题。已有的密封接头或密封走线方式适用于常规的压力容器，具有较好的密封性和耐压性，但在增压风洞中使用存在以下问题:（1）抗动压能力差；因为风洞中的压力介质是流动的气体，且流速频繁的变化，风洞内的压力表现出很强的动态特性，传统的密封接头在动态压力的作用下容易松动漏气，甚至失效。（2）安装拆卸困难；风洞实验要使用多种测试仪器，经常需要更换信号电缆或测试管路，而传统的密封接头多为永久式连接，不易拆卸，难以满足风洞实验中快速转接线路的要求。因此，研制专门用于增压风洞且具有较宽耐动压范围的快捷密封接头具有显著的工程实用价值，同时也为增压风洞的密封引线提供一种新的技术手段。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足,克服传统的密封接头在增压风洞密封引线中,由于动态压力的作用容易松动漏气，甚至失效,且安装拆卸困难的问题；本发明提出一种用于增压风洞的密封接头。密封接头具有较宽的耐压范围和良好的密封绝缘性，并可重复使用和快捷安装，实现增压风洞中测控线缆在动态压力环境下密封的技术难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括底座、密封垫圈、压丝,所述底座为直径不同的两部分圆柱腔体，底座小直径部分焊接在增压风洞洞壁上,底座大直径部分与压丝通过螺纹配合连接,密封垫圈位于底座内螺纹孔底部与压丝螺杆端部之间，并通过压丝与底座之间的螺纹拉紧力挤压定位；底座大直径为底座小直径的1.5倍，长度为底座小直径的2倍，底座腔体分为内螺纹孔和光孔两部分，光孔置于底座小直径一侧，两孔同轴相通，底座腔体内螺纹孔直径为底座小直径的1.2倍,底座腔体光孔直径为底座小直径的0.6倍，光孔孔深为底座小直径的1.4倍；

所述密封垫圈为五个相同的中心开有过线圆孔的密封垫圈叠加而成，密封垫圈直径为底座小直径的1.2倍，厚度为底座小直径的0.2倍，密封垫圈上预切有三个直径不同的同心圆槽，三个圆槽直径分别为底座小直径的0.4倍、0.5倍、0.6倍；

所述压丝为中间有通孔的圆柱体螺栓，六方头外接圆直径为底座小直径的2.08倍，厚度为底座小直径的0.5倍，螺杆部分的螺纹直径为底座小直径的1.2倍，中间通孔直径为底座小直径的0.6倍。

底座和压丝与密封垫圈同轴。

有益效果

本发明提出的一种用于增压风洞的密封接头，包括底座、压丝和五个叠加在一起的同轴的密封垫圈。底座的一端与增压风洞洞壁通过焊接方式相连接，电缆线从压丝和底座与密封垫圈的中心通孔穿过；五个叠加的密封垫圈位于压丝与底座之间，通过压丝和底座连接用螺纹的拉紧力形成的机械挤压,使密封垫圈变形抱紧电缆线同时挤紧底座内腔，解决了电缆线通过增压风洞洞壁的密封问题。由于采用了内嵌式的密封接头设计方式，有效地克服了连通和密封的矛盾；利用密封垫圈高弹性和大韧性的特点，解决了传统密封接头无法在动态压力条件下使用的技术难题，实现了增压风洞中测控线缆的可靠、快速连接。本发明密封接头具有较宽的耐压范围和良好的密封绝缘性，并可重复使用和快捷安装。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于增压风洞的密封接头作进一步详细说明。

图1为本发明密封接头示意图。

图2为本发明密封接头与增压风洞洞壁安装连接示意图。

图中:

1.底座2.密封垫圈3.压丝4.增压风洞洞壁

具体实施方式

本实施例是一种用于增压风洞的密封接头。

参阅图2,本实施例用于增压风洞的密封接头由底座1、压丝3和密封垫圈2组成。底座1的一端与增压风洞洞壁4通过焊接方式相连接，五个叠加的密封垫圈2固定在底座1与压丝3之间，电缆线从底座1和压丝3与密封垫圈2的中心圆通孔穿过；通过压丝3和底座1连接的螺纹的拉紧力形成的机械挤压,使密封垫圈2变形抱紧电缆线同时挤紧底座内腔，实现增压风洞中测控线缆在动态压力条件下密封的技术难题。

如图1所示，密封接头的底座1由大直径和小直径两部分圆柱腔体构成，底座小直径部分用来连接压力容器，底座大直径部分与压丝3配合连接，密封垫圈2起到密封吸振作用。底座大直径为底座小直径的1.5倍，长度为底座小直径的2倍。底座腔体分为内螺纹孔部分和光孔部分，光孔置于底座小直径一侧，两孔同轴相通；其中，底座腔体内螺纹孔直径为底座小直径的1.2倍,内螺纹孔孔深为底座小直径的1.5倍；光孔直径为底座小直径的0.6倍，光孔孔深为底座小直径的1.4倍。

密封垫圈2是由五个相同的中心开有过线圆孔的圆形垫圈叠加而成，密封垫圈直径为底座小直径的1.2倍，厚度为底座小直径的0.2倍，密封垫圈上预切有三个直径不同的同心圆槽,直径分别为底座小直径的0.4倍、0.5倍、0.6倍,过线圆孔可根据电缆直径切出所需的大小，并通过其材料的弹性和韧性特性解决接头内外部的密封和抵抗动态压力问题。压丝3为中间有通孔的圆柱体螺栓，压丝总长为底座小直径的1.7倍，六方头外接圆直径为底座小直径的2.08倍，厚度为底座小直径的0.5倍，螺杆部分的螺纹直径为底座小直径的1.2倍，螺纹长度为底座小直径的1.25倍，压丝中间圆形通孔的直径为底座小直径的0.6倍。

密封接头各部件之间的连接方式为:压丝3与底座1之间通过螺纹连接，密封垫圈2置于底座1内螺纹孔底部与压丝3螺杆端部之间，并通过压丝3与底座1之间的螺纹拉紧力挤压定位。

本实施例以NF－6高速风洞分别对静态和动态情况下的密封性、绝缘性、重复使用性和安装快捷性进行了检验。NF－6高速风洞是一座可增压回流式高速风洞，风洞整体是一个动态压力容器，洞内最大压力达5.5个大气压。

本实施例的底座采用Q235材料，由直径不同的两部分圆柱体制成，中间开有圆形通孔。底座总长为58mm，大直径为30mm，长度为40mm，内螺纹长度为25mm；小直径为20mm，长度为18mm，中轴通孔为12mm。压丝为Q235材料制成中间开有圆形通孔的圆柱体螺栓，压丝总长为35mm，六方头直径为41.6mm，厚度为10mm，螺杆部分有M24螺纹，螺纹长度为25mm；中轴通孔为12mm。密封垫圈由丁腈橡胶材料制成，密封垫圈直径为24mm，厚度为4mm，密封垫圈上预切有三个直径分别为8mm、10mm、12mm的同心圆槽。

在本实施例中，先将底座焊接在风洞洞壁上，然后将电缆线从底座、密封垫圈和压丝的通孔穿过，底座和压丝通过螺纹连接，底座和压丝中间放置密封垫圈，并利用螺纹的拉紧力形成的机械挤压使密封垫圈变形抱紧电缆线同时挤紧底座内腔。密封接头在风洞洞壁进行安装后,按照要求进行静态和动态两种情况下的打压和保压试验。先将压力升至3个大气压，未发现异常或泄漏,继续以每级0.5个大气压逐级升压,且每级稳压3分钟,直到至升至5.5个大气压压力,稳压10分钟，最后以发泡剂和压力表检查整个试验系统,两种情况均未发现可见泄漏，洞内压力没有下降，表明具有良好的密封性和较宽的耐动压范围。密封垫圈采用橡胶材质密封，加之电缆线本身也有绝缘层保护，电缆线传输信号没有衰减，具有良好的电绝缘性。

密封接头安装简单快捷，平均安装时间为10秒，同时由于橡胶为高韧性材料，拆卸后密封垫圈没有损坏，可重复使用。

Claims

1.一种用于增压风洞的密封接头，包括底座、密封垫圈、压丝,其特征在于:所述底座为直径不同的两部分圆柱腔体，底座小直径部分焊接在增压风洞洞壁上,底座大直径部分与压丝通过螺纹配合连接,密封垫圈位于底座内螺纹孔底部与压丝螺杆端部之间，并通过压丝与底座之间的螺纹拉紧力挤压定位；底座大直径为底座小直径的1.5倍，底座大直径部分长度为底座小直径的2倍，底座腔体分为内螺纹孔和光孔两部分，光孔置于底座小直径一侧，两孔同轴相通，底座腔体内螺纹孔直径为底座小直径的1.2倍,底座腔体光孔直径为底座小直径的0.6倍，光孔孔深为底座小直径的1.4倍；所述密封垫圈为五个相同的中心开有过线圆孔的密封垫圈叠加而成，密封垫圈直径为底座小直径的1.2倍，厚度为底座小直径的0.2倍，密封垫圈上预切有三个直径不同的同心圆槽，三个圆槽直径分别为底座小直径的0.4倍、0.5倍、0.6倍；所述压丝为中间有通孔的圆柱体螺栓，六方头外接圆直径为底座小直径的2.08倍，厚度为底座小直径的0.5倍，螺杆部分的螺纹直径为底座小直径的1.2倍，中间通孔直径为底座小直径的0.6倍；底座和压丝与密封垫圈同轴。