CN106337934A - 一种简易密封耐压定容弹窗口 - Google Patents

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CN106337934A CN201610835468.1A CN201610835468A CN106337934A CN 106337934 A CN106337934 A CN 106337934A CN 201610835468 A CN201610835468 A CN 201610835468A CN 106337934 A CN106337934 A CN 106337934A
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刘龙
苟金
高兴家
彭雁
李文辉
杨晓涛
袁志国
马修真
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces

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Abstract

本发明提供一种简易密封耐压定容弹窗口，包括有环状密封盖板,石英玻璃窗，柔性耐高温垫片，螺栓，螺母和垫圈。所述的环状密封盖板形状与定容弹窗口面相吻合，环状区域均匀分布六个螺纹孔，密封盖板内侧具有安装凹槽，在石英玻璃外端面与安装凹槽内端面之间具有柔性耐高温垫，均匀密封压力，使石英玻璃承受的实验压力更加均匀。盖板内侧面设有有密封凹槽，与定容弹本体安装槽相配合，包裹柔性高温垫片和石英玻璃，承受主要的密封压力。所述的密封耐压窗口连接可靠，机械强度高，保证了密封效果和抗压强度又具备结构简单，安装方便的优点。

Description

一种简易密封耐压定容弹窗口
技术领域
本发明涉及定容弹密封和设计技术，尤其涉及一种简易密封耐压定容弹窗口，属于热力发动机技术领域。
背景技术
定容燃烧弹主要模拟活塞在上止点附近发动机的燃烧情况，具有结构简单，能够方便改变热力学参数的特点，是对内燃机燃烧理论进行基础研究的重要工具。定容弹的密封性是开展内燃机基础燃烧研究的前提，试验过程中不断变化的压力与数量众多的可视化窗口均增加了定容弹密封的困难。定容弹可视化窗口不可或缺，所以其密封性关系着中整个容弹实验环境的构建，具有十分重要的地位。
中国专利CN 103267120 A公开了一种用于定容燃烧弹的高温高压密封窗，其将石英玻璃经过一系列的限位，密封安装在法兰端盖内部，再通过螺栓将法兰与定容弹本体连接在一起，法兰与石英玻璃之间，法兰与定容弹本体之间均需要良好密封，多道密封增加了安装困难。中国专利CN 104330363 A公开了一种密封耐压窗口，其设有两道金属垫圈，结构相同并分别位于玻璃窗的两侧且边缘设有朝向玻璃窗一侧的环形凸台，金属垫圈与石英玻璃之间的密封通过涂抹硅胶密封，在高温环境下容易导致硅胶的融化致使密封环境遭到破坏，因此该定容弹视窗并不符合对于高温高压实验环境的要求。中国专利CN 201505973 Y公开了一种密封耐压窗口，其采用锥孔面支撑,有效地减薄窗框在支撑窗口位置的壁厚，通过增加了石英玻璃与窗口之间的接触面积提高承压能力，但是其适应范围为用于水下、特别是深海环境下潜水器上的密封耐压窗口，考虑的主要是来自于外部压力，而定容弹可视化窗口的压力主要来自于内部，所以其不适合作为定容弹的可视化窗口。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种简易密封耐压定容弹窗口。
本发明的目的是这样实现的：包括环状密封盖板、石英玻璃窗、柔性耐高温垫片和双头螺栓，所述环状密封盖板为中心开有圆孔的板状结构，且环状密封盖板的内侧面设置有密封凹槽，石英玻璃窗一侧放在定容弹本体上的安装槽内、另一侧设置在密封凹槽内，所述柔性耐高温垫片设置在石英玻璃与环状密封盖板之间，所述双头螺栓的一端与定容弹本体上设置的内螺纹孔连接，双头螺栓的另一端穿过环状密封盖板上设置的通孔且其端部通过螺母锁紧，且双头螺栓的中间段为非螺纹段。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述双头螺栓的两端的螺纹的旋向相反。
2.所述双头螺栓有六个，对应的环状密封盖板上的通孔、定容弹本体上设置的内螺纹孔也有六个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明摒弃了复杂的机构设计，没有各种功能的附加，保存了最基本的可视化窗口功能，满足实验需求的密封强度，实现快速安装，精准观察的要求。抛弃位置难以固定的O型圈选择了稳定性，密封性能都良好的柔性耐高温垫片，避免热胀冷缩下的密封失效，螺母与螺栓配合压紧密封盖板，螺母与密封盖板之间有垫圈，均匀压力保证在足够的预紧力的前提下，密封盖板不会因为压力过大而变形，配合柔性耐高温垫片保证石英玻璃受力均匀，解决了石英玻璃容易破碎的问题，能够对石英玻璃起到保护作用，同时只在定容弹两侧开两个可视化窗口，也解决了定容弹承压能力低的普遍性问题，为模拟船舶柴油机真实的喷雾燃烧情况提供了最合适的实验条件。
本发明为一款简易密封耐压窗口，没有复杂的结构组件，能够快速安装并投入使用，并具有良好的密封效果。密封螺栓的设计彻底改变了端盖安装时定位困难，石英玻璃易于受损的现状，极大的提高了定容弹安装效率。窗口视野宽阔，适合观察实验现象，避免复杂的光路计算，简化实验数据处理工作。定容弹本体与密封盖板之间的凹槽基本可以将石英玻璃完全包裹，密封压力主要集中在定容弹本体与密封盖板端面，密封过程中石英玻璃变形小，极大的延长石英玻璃的寿命。
附图说明
图1为本发明密封耐压定容弹窗口的结构示意图；
图2为本发明密封耐压定容弹窗口的截面图；
图3为本发明密封耐压定容弹窗口的密封盖板示意图；
图4为本发明密封耐压定容弹窗口的螺栓示意图；
图中：1-环状密封盖板；2-柔性耐高温垫片；3-石英玻璃；4-螺栓；6-螺母；101-螺纹孔；102-密封凹槽。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1，2所示，本发明的密封耐压定容弹窗口包括密封盖板1，柔性耐高温垫片2,石英玻璃窗3，螺栓4，垫圈和螺母6。且各种元器件的安装顺序由靠近定容弹本体一侧依次为螺栓，柔性耐高温垫片，石英玻璃，柔性耐高温垫片，密封盖板，垫圈，螺母。
所述的密封盖板1为圆环状，与定容弹本体尺寸一致，形状与定容弹安装端面相配合，在盖板环形区域周围均匀分布着螺纹孔101，相邻孔之间的角度为60°。所述的密封端盖1，石英玻璃窗3，柔性耐高温垫片2均为同轴线。所述的密封盖板1中间开有直径170mm窗孔，能够保证充分的观察油束状态，避免复杂的光路计算，简化实验计算。
如图3所示，本发明盖板内侧面设有密封凹槽102，与定容弹7安装槽相配合，将石英玻璃3嵌合在密封凹槽102内，也即包裹柔性高温垫片和石英玻璃，承受主要的密封压力；密封盖板1与定容弹本体之间的接触面为主要承压端面。
如图4所示，本发明的螺栓4两端均有一段长度的螺纹，分别用于连接本体和螺母，两端螺纹相反在安装方便的同时能够保证提供足够的密封强度。
本发明在安装过程中，首先将螺栓安装到定容弹本体螺纹孔内，既起到定位作用也能能降低后续操作的难度，然后将石英玻璃3放入定容弹本体安装槽内，之后将柔性耐高温垫片压在密封盖板1内侧通过对应螺栓4定位将密封盖板安装在六个螺栓4上，最后通过螺母6配合上紧。
本发明的密封盖板与定容弹本体接触的一侧设计有圆形密封凹槽，凹槽内径170mm，外径186mm，深度为30mm。这样设计主要是为了和燃烧弹主体把石英玻璃卡在二者中间，使石英玻璃的安装更为稳定；同时，绕圆板轴线，确保安装时能够正确搭配；同时，在密封盖的外侧边缘进行倒角，倒角为45°，尺寸为1mm，既保证了装配的顺利，又能避免装配人员在装配时受到伤害。
所述的密封盖板与定容弹本体之间的接触面为主要承压端面，螺栓预紧力主要作用于端面，最大限度减小石英玻璃所承受的预紧力。
所述的密封盖板中间开有与本体窗口相吻合的视窗口，视野宽阔，充分的观察油束状态，避免复杂的光路计算，简化实验计算。
所述的螺栓其直径为16mm两端均有螺纹，且螺栓两端螺纹长度分别为25mm和35mm。螺栓的一端通过螺纹与定容弹本体连接、另一端穿过密封盖板的螺纹孔与螺母连接从而将石英玻璃和柔性耐高温垫片固定在定容弹本体和密封盖板之间，通过两端的螺纹密封保证能够承受所需的实验压力，具体的说是通过两端的螺纹密封保证能够承受20MPa以上的实验压力同时螺栓的先行安装，便于盖板的安装定位，使得安装更加简便。
所述的螺母6与螺栓4配合压紧密封盖板，通过螺母压紧密封端盖密封，既便于密封端盖的定位，又增强密封的效果。螺母与密封盖板之间有1mm的垫圈，均匀压力保证在足够的预紧力的前提下，密封盖板不会因为压力过大而变形，配合柔性耐高温垫片保证石英玻璃受力均匀。且垫圈采用平面垫圈，能够稳定的固定它的位置，避免O型圈因为交变应力变换位置而引起的密封下降，可视化窗口位于定容弹两端，能够创造出良好的光路条件，避免复杂光路计算。

Claims (3)

1.一种简易密封耐压定容弹窗口，其特征在于：包括环状密封盖板、石英玻璃窗、柔性耐高温垫片和双头螺栓，所述环状密封盖板为中心开有圆孔的板状结构，且环状密封盖板的内侧面设置有密封凹槽，石英玻璃窗一侧放在定容弹本体上的安装槽内、另一侧设置在密封凹槽内，所述柔性耐高温垫片设置在石英玻璃与环状密封盖板之间，所述双头螺栓的一端与定容弹本体上设置的内螺纹孔连接，双头螺栓的另一端穿过环状密封盖板上设置的通孔且其端部通过螺母锁紧，且双头螺栓的中间段为非螺纹段。
2.根据权利要求1所述的一种简易密封耐压定容弹窗口，其特征在于：所述双头螺栓的两端的螺纹的旋向相反。
3.根据权利要求1或2所述的一种简易密封耐压定容弹窗口，其特征在于：所述双头螺栓有六个，对应的环状密封盖板上的通孔、定容弹本体上设置的内螺纹孔也有六个。
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