CN106596031A - 一种多功能实验舱 - Google Patents

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袁国伍
陈连忠
陈海群
付健壮
林鑫
彭锦龙
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    • G01M9/02—Wind tunnels
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Abstract

一种多功能实验舱，涉及气动热地面模拟实验用的多功能实验舱领域；包括壳体、导向机构、舱门和预留孔；其中，壳体为长方体结构；壳体的顶部两侧分别固定安装有导向机构，壳体的底部两侧分别固定安装有导向机构；舱门固定安装在壳体的侧面；壳体的各侧面均设置有预留孔；本发明通过设计水冷结构，使实验舱能够承受一定的温度；通过设计合理的密封结构，解决实验舱的密封问题；通过合理设计导向机构，解决开关舱门对密封件的影响问题；通过在壳体和舱门上设置预留孔安装观察窗的方法，解决模型的监测问题；通过引入冷气，解决了观察窗玻璃的防热问题。

Description

一种多功能实验舱
技术领域
本发明涉及一种气动热地面模拟实验用的多功能实验舱领域，特别是一种多功能实验舱。
背景技术
实验舱是电弧风洞的重要组成部分，实验模型安装在实验舱内，受到热气流的烧蚀，通常在实验舱上设置观察窗，监视模型烧蚀过程并测量相关数据。在某些实验状态下，例如亚声速流场工况下，实验舱会遭受高温气流的辐射或冲刷，随着能量的积聚，实验舱温度升高，造成舱体变形、橡胶密封圈炭化、玻璃观察窗和测试仪器受到破坏等后果。随着亚声速长时间电弧风洞的建设，试验舱的防热问题显得非常重要。
目前，实验舱存在几个技术问题：
实验舱不能承受较高温度；
实验舱的密封性能较差；
开关舱门影响密封舱中密封件的密封；
模型监测情况不好；
观察窗玻璃的防热较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种多功能实验舱，使实验舱能够承受一定的温度，解决了实验舱的密封问题，解决了开关舱门对密封件的影响问题，解决了模型的监测问题，同时解决了观察窗玻璃的防热问题。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种多功能实验舱，包括壳体、导向机构、舱门和预留孔；其中，壳体为长方体结构；壳体的顶部两侧分别固定安装有导向机构，壳体的底部两侧分别固定安装有导向机构；舱门固定安装在壳体的侧面；壳体的各侧面均设置有预留孔。
在上述的一种多功能实验舱，所述位于壳体顶部固定安装有两个导向机构，两个导向机构相互平行，且均固定安装在壳体顶部两侧变的边缘处；位于壳体底部固定安装有两个导向机构，两个导向机构相互平行，且均固定安装在壳体底部两侧变的边缘处。
在上述的一种多功能实验舱，所述舱门的顶端与壳体顶部的一个导向机构固定连接；舱门的底端与壳体底部的一个导向机构固定连接；舱门沿上下两个导向机构移动，实现与与壳体1的分离或密封闭合。
在上述的一种多功能实验舱，所述壳体与舱门之间的密封为滑动密封。
在上述的一种多功能实验舱，根据强度需求，所述壳体可增加支柱或者加强筋。
在上述的一种多功能实验舱，所述导向机构设置有开导向槽或限位板，实现对舱门的移动路径和移动范围进行限制。
在上述的一种多功能实验舱，所述预留孔实现将所需测量装置安装在壳体上。
在上述的一种多功能实验舱，所述壳体为6个钢板焊接而成，6个钢板均为不锈钢材料，钢板壁厚为20-40mm。
在上述的一种多功能实验舱，所述壳体的侧面设置有观察窗，观察窗为圆形；沿观察窗向壳体内部方向设置有观察窗延长筒，观察窗延长筒直径与观察窗相同；观察窗延长筒的径向设置有冷气孔，实现将冷气引入观察窗延长筒。
在上述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述舱门设置有通孔和冷却水道，通孔对称位于舱门的中部位置；所述冷却水道设置在舱门表面，为曲折往返形状；所述冷却水道宽为14-18mm，深为2.5-3.5mm。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明通过设计水冷结构，提高实验舱承受温度的能力；
(2)本发明通过设计合理的密封结构，解决实验舱的密封问题；
(3)本发明通过合理设计导向机构，解决舱门的开关问题；
(4)本发明通过引入冷气，解决了观察窗玻璃的防热问题。
附图说明
图1为本发明多功能实验舱的结构左视图；
图2为本发明多功能实验舱的结构正视图；
图3为本发明多功能实验舱的结构仰视图；
图4为本发明舱门的结构示意图；
图5为本发明观察窗示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为多功能实验舱的结构示意图，由图可知，一种多功能实验舱，包括壳体1、导向机构2、舱门3和预留孔4；其中，壳体1为长方体结构；壳体1的顶部两侧分别固定安装有导向机构2，壳体1的底部两侧分别固定安装有导向机构2；舱门3固定安装在壳体1的侧面；壳体1为6个钢板焊接而成，6个钢板均为不锈钢材料，钢板壁厚为20-40mm；壳体1的各侧面均设置有预留孔4，每个面均能承受高温气流的辐射加热。
位于壳体1顶部固定安装有两个导向机构2，两个导向机构2相互平行，且均固定安装在壳体1顶部两侧变的边缘处；位于壳体1底部固定安装有两个导向机构2，两个导向机构2相互平行，且均固定安装在壳体1底部两侧变的边缘处。4个两个导向机构2用来为舱门3提供支撑和导向，导向机构具有三维限位功能。
舱门3的顶端与壳体1顶部的一个导向机构2固定连接；舱门3的底端与壳体1底部的一个导向机构2固定连接；舱门3与导向机构2之间设置有滑轮，舱门3沿上下两个导向机构2移动，实现与与壳体1的分离或密封闭合。便于拆装模型和监测试验情况。壳体1与舱门3之间采用滑动密封。具体方法可以选择密封圈或者充气密封环等，在此并不做具体的限定。壳体与导向机构之间的连接为固定连接，可以采用螺栓连接或者焊接等，在此并不做具体的限定。
导向机构2设置有开导向槽或限位板，实现对舱门的移动路径和移动范围进行限制。舱门的移动动力可以来自电动、气动或者人力，在此并不做具体的限定。
如图2所示为壳体的结构示意图，由图可知，根据强度需求，所述壳体1可增加支柱或者加强筋。壳体1的六个面之间的连接为密封固定连接，可以选择螺栓连接或者焊接等，在此并不做具体的限定。
当预留孔4都处于密封状态，同时舱门3也处于闭合状态时，实验舱将形成一个密封的空间。当舱门3打开时，可以安装或拆除实验模型。
壳体上设置有预留孔4，所述预留孔4实现将所需测量装置安装在壳体1上。壳体1的侧面设置有观察窗6，为了保护观察窗上的玻璃，可以将观察窗延长，并引入适量冷气，使玻璃与热气流隔离。观察窗6为圆形；沿观察窗6向壳体1内部方向设置有观察窗延长筒8，观察窗延长筒8直径与观察窗6相同；观察窗延长筒8的径向设置有冷气孔9，实现将冷气引入观察窗延长筒8。
舱门3设置有通孔7和冷却水道5，通孔7对称位于舱门3的中部位置；所述冷却水道5设置在舱门3表面，为曲折往返形状。冷却水道5强迫冷却水沿着固定路线流动，保护舱门。
根据实际受力情况选择。冷却方法为开槽再焊接盖板形成水道的方式，所述冷却水道5宽为14-18mm，深为2.5-3.5mm。。实验证明该壳体结构强度和冷却效果满足实验需求。
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 (10)

1.一种多功能实验舱，其特征在于：包括壳体(1)、导向机构(2)、舱门(3)和预留孔(4)；其中，壳体(1)为长方体结构；壳体(1)的顶部两侧分别固定安装有导向机构(2)，壳体(1)的底部两侧分别固定安装有导向机构(2)；舱门(3)固定安装在壳体(1)的侧面；壳体(1)的各侧面均设置有预留孔(4)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述位于壳体(1)顶部固定安装有两个导向机构(2)，两个导向机构(2)相互平行，且均固定安装在壳体(1)顶部两侧变的边缘处；位于壳体(1)底部固定安装有两个导向机构(2)，两个导向机构(2)相互平行，且均固定安装在壳体(1)底部两侧变的边缘处。
3.根据权利要求2所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述舱门(3)的顶端与壳体(1)顶部的一个导向机构(2)固定连接；舱门(3)的底端与壳体(1)底部的一个导向机构(2)固定连接；舱门(3)沿上下两个导向机构(2)移动，实现与与壳体1的分离或密封闭合。
4.根据权利要求3所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述壳体(1)与舱门(3)之间的密封为滑动密封。
5.根据权利要求1所述的一种多功能实验舱，其特征在于：根据强度需求，所述壳体(1)可增加支柱或者加强筋。
6.根据权利要求3所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述导向机构(2)设置有开导向槽或限位板，实现对舱门的移动路径和移动范围进行限制。
7.根据权利要求1所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述预留孔(4)实现将所需测量装置安装在壳体(1)上。
8.根据权利要求1所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述壳体(1)为6个钢板焊接而成，6个钢板均为不锈钢材料，钢板壁厚为20-40mm。
9.根据权利要求1所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述壳体(1)的侧面设置有观察窗(6)，观察窗(6)为圆形；沿观察窗(6)向壳体(1)内部方向设置有观察窗延长筒(8)，观察窗延长筒(8)直径与观察窗(6)相同；观察窗延长筒(8)的径向设置有冷气孔(9)，实现将冷气引入观察窗延长筒(8)。
10.根据权利要求1所述的一种多功能实验舱，其特征在于：所述舱门(3)设置有通孔(7)和冷却水道(5)，通孔(7)对称位于舱门(3)的中部位置；所述冷却水道(5)设置在舱门(3)表面，为曲折往返形状；所述冷却水道(5)宽为14-18mm，深为2.5-3.5mm。
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