CN109632323A - 一种液流试验工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液流试验工装，为了解决上部周向进水、下部轴向出水且下部外侧设置有环形台阶安装面的部件的液流试验问题，该工装包括壳体、上盖及底座；壳体为下端开口的中空腔体，待测试部件能够从下端开口放入该中空腔体，中空腔体与待测试部件之间能够形成进水环腔，壳体的上部设置有通向该进水环腔的进水孔，进水孔处设置有进水嘴；中空腔体与待测试部件相对处设置有用于放置第二密封件的环形槽；壳体的周向还设置有通向中空腔体的测压嘴；壳体的顶部还设置上盖安装孔，上盖设置在上盖安装孔处，与壳体密封连接；底座具有与待测试部件相匹配的中心通孔，底座位于待测试部件的外周且位于壳体的下方；底座与壳体固定连接。

Description

一种液流试验工装

技术领域

本发明涉及液流试验技术领域，具体涉及一种组合密封结构及采用该组合密封结构的液流试验工装。

背景技术

在推力室研制过程中，需要对某些部件进行液流试验。

图1所示是待测试部件的结构图，该待测试部件1轴向设置有水腔15，待测试部件沿轴向分为上部11和下部13，上部11有周向设置的进水流道12，上部11的外径与下部13上端的外径一致，水可以从进水流道12流入水腔15。液流试验需要测量待测试部件在大流量下的入口压力，并目视检查待测试部件在小流量时流入水腔15在水腔15中所形成的形态；待测试部件下部13还设置有一个环形台阶安装面14。

对于该种结构的待测试部件，目前尚无相应的液流试验工装。

发明内容

为了对具有上部周向进水、下部轴向出水且下部外侧设置有环形台阶安装面的部件进行液流试验，本发明提供一种液流试验工装。

本发明的技术解决方案如下：

一种液流试验工装，其特殊之处在于：包括壳体3、上盖31及底座2；

所述壳体3为下端开口的中空腔体34，待测试部件1能够从下端开口放入该中空腔体34，中空腔体34与待测试部件1之间能够形成进水环腔，所述壳体3的上部11设置有通向该进水环腔的进水孔，进水孔处设置有进水嘴35；所述中空腔体34与待测试部件1相对处设置有用于放置第二密封件33的环形槽；

所述壳体3的周向还设置有通向中空腔体34的测压嘴36；

所述壳体3的顶部还设置上盖安装孔，所述上盖31设置在上盖安装孔处，与壳体3密封连接；

所述底座2具有与待测试部件1相匹配的中心通孔21，所述底座2位于待测试部件1的外周且位于壳体3的下方；

所述底座2与壳体3固定连接；

所述底座2的顶面正对壳体3的底面及待测试部件1的环形台阶安装面14；

所述底座2正对壳体3及环形台阶安装面14处设置有环形密封凹槽22；所述环形密封凹槽22处设置有密封件，所述壳体3、环形台阶安装面14及底座2之间通过密封件密封。

进一步地，所述底座2的两侧对称设置有耳片24，两侧的耳片24处设置有底座螺纹孔27，所述底座2及耳片24对称切开，对称切开的底座2通过放入底座螺纹孔27处的螺栓固定连接成一个完整底座。

进一步地，所述底座2的中心通孔21的上端设置有圆角26。

进一步地，所述底座2的顶面设置有用于壳体3定位的圆环形台阶25。

进一步地，所述密封件为O形密封圈6。

进一步地，所述密封件为上下叠加放置的两个O形密封圈。

进一步地，所述密封件包括O形密封圈6及放置在O形密封圈上的环形橡胶垫7，所述环形橡胶垫7比O形密封圈软，所述环形橡胶垫7对O形密封圈形成覆盖包裹。

进一步地，所述环形橡胶垫7的能够填满底座2与壳体3之间的间隙，并且在底座2与待测试部件1之间处于压紧状态。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

1、本发明的液流试验工装，解决了上部周向进水、下部轴向出水且下部外侧设置有环形台阶安装面的部件的液流试验问题，可以测量待测试部件在大流量下的入口压力，并目视检查待测试部件在小流量时流入水腔在水腔中所形成的形态。

2、本发明的液流试验工装，针对产品外径和高度尺寸不确定情况，设计了多种密封结构，针对壳体与底座之间的距离过大的情况，采用了密封圈+环形橡胶垫的组合密封，该组合密封利用了环形橡胶垫软的特性，橡胶在受压之后，发生变形，填充了壳体、底座及待测试部件1之间的间隙，同时，O形密封圈比环形橡胶垫要硬，此时可以作为环形橡胶垫的内核支撑，使得壳体、底座、待测试部件及O形密封圈之间结合的更加紧密，解决了待测试部件1、壳体及底座之间的密封问题。

附图说明

图1是本发明实施例待测试部件的结构示意图；

图2是本发明一种实施例的结构示意图；

图3是图2中壳体的结构示意图；

图4-1是图2中底座的结构图；

图4-2是图4-1的俯视图；

图5-1是图2中A处本发明第一密封结构示意图；

图5-2是本发明的液流试验工装在使用时所遇到的一种密封状态图；

图5-3是本发明第二种密封结构示意图；

图5-4是本发明的液流试验工装在使用时所遇到的另一种密封状态图；

图5-5是本发明第三种密封结构示意图。

其中附图标记为：1-待测试部件、11-上部、12-进水流道、13-下部、14-环形台阶安装面、15-水腔、2-底座、21-中心通孔、22-环形密封凹槽、23-螺纹孔、24-耳片、25-圆环形台阶、26-圆角、27-底座螺纹孔、3-壳体、31-上盖、32-第一密封圈、33-第二密封圈、34-中空腔体、35-进水嘴、36-测压嘴、6-O形密封圈、61-O形密封圈Ⅰ、62-O形密封圈Ⅱ、7-环形橡胶垫。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

如附图1所示，本发明的液流试验工装由壳体3、上盖31及底座2三部分组成。壳体3与待测试部件上部11形成进水环腔，保证水均匀进入待测试部件1，壳体3通过多根螺栓和底座2紧固成一体，使底座2上端面对壳体3和待测试部件1形成支撑托举作用。底座2可以通过两根螺栓与试验台架固定(这部分结构图中未示出)，保证待测试部件1安全固定。本发明的上盖31是为防止大流量时水从待测试部件1上端溢出，在需要观察待测试部件1在小流量时流入水腔15在水腔15中所形成的形态时，可以取下上盖31方便从待测试部件1上端观察液膜，上盖与壳体之间设置第一密封圈32。本发明的液流试验工装配合设计O形圈保证待测试部件1和工装之间的密封、工装的组成部件之间密封，从而保证水按要求的流道进出待测试部件1，沿待测试部件1水腔15下部流出。

如附图2，壳体3由腔体、进水嘴35及测压嘴36组成。通过进水嘴35将试验管路水引入腔体，如附图1壳体3的中空腔体34与待测试部件上部11配合形成进水环腔，中空腔体34下端内圆尺寸配合待测试部件1外径设计，以保证不划伤待测试部件1，通过第二密封件33、O形密封圈6保证水从周向均布的进水流道12全部进入待测试部件1，其中的第二密封圈33也为O形密封圈。测压嘴36用于测量通过待测试部件1的水流量为大流量时的入口压力。壳体3还设计多个通孔，多个通孔用于与底座2的螺纹孔23配合通过螺栓将壳体3与底座2固定为一体。

如附图1所示，待测试部件1由上、下两部分焊接而成，上部11有周向均布的进水流道12，上部11外径与下部13上端一致。下部13外形是两端大，中间小。且下端外径大于上端，中间段是螺旋槽的外壁因薄怕变形不允许液流试验用。综合考虑，只能用下部13上端台阶托举待测试部件1。因此设计成对称切开的底座。

如附图3，底座2是该工装的关键部分。其功能：a.向上托住待测试部件1和壳体3；b.10个螺纹孔23其中2个用于把底座2固定在试验台上；c.关键作用是解决待测试部件1和工装、工装与工装之间密封问题。其内圆上端配合待测试部件1外形设计圆角26以免划伤待测试部件1，设计深1mm的圆环形台阶25为对壳体3下端进行周向定位，并设计环形密封凹槽22解决密封问题，设计耳片24是为安装待测试部件1时将对称切开的底座2用螺栓紧固成一体。加工要求：先将耳片24对称焊在底盘上，钻好底座螺纹孔27，加工好环形密封凹槽22，再沿中心线切开，且保证每半都有五个完整的M8螺纹孔23，目的是使两半的缝隙尽可能小，利于密封。

图2所示的液流工装结构适用于待测试部件1的环形台阶安装面14与壳体3底面处于同一高度的情况。该种情况如图5-1所示，O形密封圈6需要密封的间隙为图中所示的δ1、δ2、δ3和未示出的底座2切开线的间隙δ4，对于这种情况，通过选用合适大小的O形密封圈6就可以进行密封。

如果出现如图5-2所示的情况，壳体3的底面与待测试部件1的环形台阶安装面14具有一定的高度差，此时也可以采用大直径O形密封圈6来解决。

如图出现如图5-3所示的情况，待测试部件1的环形台阶安装面14处的直径比预先设计的之间短，此时单一的O形密封圈6难以解决问题，就该改换为O形密封圈Ⅰ61和O形密封圈Ⅱ62的叠加。

如果出现如图5-4所示的情况，待测试部件1的顶部至环形台阶安装面14处的高度比预先设计的要高，导致壳体3与底座2之间的距离过大，此时两个“O形密封圈”或单独用橡胶环均无法密封。经多次试验都无法解决密封的问题，此时，通过在O形密封圈6上部放置比O形密封圈更软的环形橡胶垫7结构成功的解决了此处的密封问题，如图5-5所示。

O形密封圈+环形橡胶垫组合密封结构的原理是：利用环形橡胶垫软的特点，其厚度可填充壳体3与底座2之间大的间隙δ2，同时因为软的特性可产生大的变形量，在很大的压缩量下不仅可充填待测试部件1和底座2之间的间隙δ3，又能对环形橡胶垫定位，使其不能沿径向移动；同时，O形密封圈比环形橡胶垫要硬，此时可以作为环形橡胶垫的内核支撑，使得壳体3、底座2、待测试部件1及O形密封圈之间结合的更加紧密。

Claims (8)

1.一种液流试验工装，其特征在于：包括壳体(3)、上盖(31)及底座(2)；

所述壳体(3)为下端开口的中空腔体(34)，待测试部件(1)能够从下端开口放入该中空腔体(34)，中空腔体(34)与待测试部件(1)之间能够形成进水环腔，所述壳体(3)的上部(11)设置有通向该进水环腔的进水孔，进水孔处设置有进水嘴(35)；所述中空腔体(34)与待测试部件(1)上端面相对处设置有用于放置第二密封件(33)的环形槽；

所述壳体(3)的周向还设置有通向中空腔体(34)的测压嘴(36)；

所述壳体(3)的顶部还设置上盖安装孔，所述上盖(31)设置在上盖安装孔处，与壳体(3)密封连接；

所述底座(2)具有与待测试部件(1)相匹配的中心通孔(21)，所述底座(2)位于待测试部件(1)的外周且位于壳体(3)的下方；

所述底座(2)与壳体(3)固定连接；

所述底座(2)的顶面正对壳体(3)的底面及待测试部件(1)的环形台阶安装面(14)；

所述底座(2)正对壳体(3)及环形台阶安装面(14)处设置有环形密封凹槽(22)；所述环形密封凹槽(22)处设置有密封件，所述壳体(3)、环形台阶安装面(14)及底座(2)之间通过密封件密封。

2.根据权利要求1所述的液流试验工装，其特征在于：

所述底座(2)的两侧对称设置有耳片(24)，两侧的耳片(24)处设置有底座螺纹孔(27)，所述底座(2)及耳片(24)对称切开，对称切开的底座(2)通过放入底座螺纹孔(27)处的螺栓固定连接成一个完整底座。

3.根据权利要求1所述的液流试验工装，其特征在于：

所述底座(2)的中心通孔(21)的上端设置有圆角26。

4.根据权利要求1所述的液流试验工装，其特征在于：

所述底座(2)的顶面设置有用于壳体(3)定位的圆环形台阶(25)。

5.根据权利要求1至4任一所述的液流试验工装，其特征在于：

所述密封件为O形密封圈(6)。

6.根据权利要求1至4任一所述的液流试验工装，其特征在于：

所述密封件为上下叠加放置的两个O形密封圈。

7.根据权利要求1至4任一所述的液流试验工装，其特征在于：

所述密封件包括O形密封圈(6)及放置在O形密封圈(6)上的环形橡胶垫(7)，所述环形橡胶垫(7)比O形密封圈(6)软，所述环形橡胶垫(7)对O形密封圈(6)形成覆盖包裹。

8.根据权利要求7所述的液流试验工装，其特征在于：

所述环形橡胶垫(7)能够填满底座(2)与壳体(3)之间的间隙，并且在底座(2)与待测试部件(1)之间处于压紧状态。