CN111006838A - 一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置 - Google Patents

一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置 Download PDF

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Abstract

一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，包括：一级收缩段、一级收集器、二级收缩段、二级收集器、内拉撑调整装置、外拉撑调整装置、基础支架、螺旋升降机、滑块导轨。一级收集器和一级收缩段之间、二级收集器和二级收缩段之间均能沿轴线方向相对滑动；一级收集器通过滑块导轨与基础支架相连，基础支架固定在试验段的底板上；螺旋升降机用于驱动一级收集器沿滑块导轨滑动。二级收集器和一级收集器通过内拉撑调整装置和外拉撑调整装置固定连接；调整内拉撑调整装置和外拉撑调整装置使一级收集器的轴线和二级收集器的轴线同轴。本发明能够实现在小型风洞中共用两套收集器移动装置，即本发明为一种嵌套组合使用的装置，能够节省设备空间。

Description

一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置
技术领域
本发明涉及嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，尤其是涉及了一种在小型风洞中嵌套组合使用的收集器，同时能够共用移动装置，属于风洞试车台技术领域。
背景技术
在风洞试车台相关领域中，为了验证某些流动现象或者佐证某些理论计算，需要搭建一些小尺寸的教学研究风洞，麻雀虽小，五脏俱全，一般包括前室、喷管、试验段、超扩段、亚扩段、消声段，各部段都有各自严格的气动尺寸，风洞各个功能部段都不可或缺，尤其是超扩段是风洞中用于节省风洞运行能量消耗的重要部件，在使用过程中需要通过调整超扩段入口与喷管出口的距离来获得风洞的启动流场，对于不同口径的风洞，通常指配套不同尺寸的喷管、超扩段，用于完成不同类型的试验。而对于教学研究类型的小尺寸风洞，一般不用于生产来创造社会价值，所以建设一个多功能，占地少，具备扩展能力的教学研究风洞，就显得意义重大。
发明内容
本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提出了一种嵌套组合使用的可移动收集器装置，能满足两座风洞在进行超扩段部段切换时，提供的一种收集器的嵌套组合安装方式，且两套收集器共用一套轴向移动调整装置。
本发明解决的技术方案为：
一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，包括：一级收缩段、一级收集器、基础支架、螺旋升降机、滑块导轨；
一级收缩段和一级收集器均为筒状结构；一级收缩段一端的端面固定连接的试验段的侧壁，一级收缩段的另一端从一级收集器一端的插入一级收集器内部且和一级收集器的内壁连接，一级收集器能够相对一级收缩段沿轴线方向滑动；
一级收集器通过滑块导轨与基础支架相连，基础支架固定在试验段的底板上；螺旋升降机固定在基础支架上，所述螺旋升降机用于驱动一级收集器沿滑块导轨滑动。
上述一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，还包括：二级收缩段、二级收集器、内拉撑调整装置、外拉撑调整装置；
二级收缩段和二级收集器均为筒状结构；二级收缩段套装在一级收缩段的内部，且二级收缩段一端的端面和一级收缩段一端的端面固定连接；二级收缩段和一级收缩段之间的固定端面能够拆卸。二级收缩段的另一端从二级收集器的一端插入二级收集器的内部且与二级收集器的内壁连接；二级收集器能够相对二级收缩段沿轴线方向滑动；
二级收集器和一级收集器通过周向均布的内拉撑调整装置和外拉撑调整装置固定连接；通过调整内拉撑调整装置和外拉撑调整装置使一级收集器的轴线和二级收集器的轴线同轴。
本发明与现有技术相比的优点在于：
1)本发明通过一级收缩段、一级收集器、基础支架、螺旋升降机、滑块导轨组合成一套风洞收集器，收集器入口内径为350mm，一级收缩段直筒段内径为200mm。
2)本发明通过一级收缩段、一级收集器、基础支架、螺旋升降机、滑块导轨、二级收缩段、二级收集器、内拉撑调整装置、外拉撑调整装置共同组合成另一套收集器，收集器入口内径为130mm，二级收缩段直筒段内径为120mm。
3)本发明通过一级收集器、基础支架、螺旋升降机、滑块导轨、导轨制动器组合成一套轴向可动调节装置，能同时为两套收集器共用，满足轴向调整功能，轴向调整范围为±110mm。
4)本发明中一级收缩段与一级收集器之间通过一级锡青铜条进行密封及支撑，一级收集器内表面机加工，内表面粗糙度为3.2，一级锡青铜条与收集器之间通过螺钉连接，锡青铜条外表面整体加工，保证一级收缩段与一级收集器之间密封可靠。
5)本发明中二级收缩段与二级收集器之间通过二级锡青铜条进行密封及支撑，二级收集器内表面机加工，内表面粗糙度为3.2，二级锡青铜条与收集器之间通过螺钉连接，锡青铜条外表面整体加工，保证二级收缩段与二级收集器之间密封可靠。
6)本发明中一级锡青铜条、二级锡青铜条用于滑动支撑，具有很吵的耐磨性，同时还能满足高温400℃的试验下的密封要求。
7)本发明中的内拉撑调整装置、外拉撑调整装置周向均匀分布，各3套，具备各自方向的长度调整，二级收集器通过内拉撑调整装置、外拉撑调整装置保证与一级收集器的同轴度偏差。
8)本发明中一级收集器、二级收集器轴向位置调整到位，通过在滑块导轨上的导轨制动器完成轴向位置的固定，配合螺旋升降机自身的自锁功能，保证风洞试验过程中的安全可靠。
附图说明
图1为本发明装置正视结构图；
图2为本发明的基础支架、螺旋升降机分布图；
图3为本发明的内拉撑调整结构图；
图4为本发明的外拉撑调整结构图；
图5为本发明一级锡青铜条；
图6为本发明二级锡青铜条。
具体实施方式
本发明所涉及的嵌套组合使用的可移动收集器装置，为同一安装轴线上的两座风洞在进行超扩段部段切换时，提供的一种收集器的嵌套组合安装方式，且两套收集器共用一套轴向移动调整装置。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。
如图1、2所示，本发明一种嵌套组合使用的可移动收集器装置，该结构包括：一级收缩段2-1、一级收集器3-1、基础支架4、螺旋升降机5、滑块导轨6、导轨制动器9。
一级收缩段2-1和一级收集器3-1均为筒状结构；一级收缩段2-1一端的端面固定连接的试验段1的侧壁，一级收缩段2-1的另一端从一级收集器3-1一端的插入一级收集器3-1内部且和一级收集器3-1的内壁连接，一级收集器3-1能够相对一级收缩段2-1沿轴线方向滑动；
一级收集器3-1通过滑块导轨6与基础支架4相连，基础支架4固定在试验段1的底板上；螺旋升降机5固定在基础支架4上，所述螺旋升降机5用于驱动一级收集器3-1沿滑块导轨6滑动。直线滑块导轨6共2套，每套含1根直线导轨，2个滑块。
螺旋升降机5包括：丝杠、螺母、丝杠端安装支座。丝杠通过丝杠端安装支座安装在基础支架4上，与丝杠螺纹配合的螺母安装在一级收集器3-1底部法兰上，螺母和丝杠形成螺旋副；通过旋转螺母能够带动一级收集器3-1沿直线滑块导轨6滑动，所述滑动方向和一级收集器3-1的轴线平行。
所述导轨制动器9固定连接直线滑块导轨6，所述导轨制动器9用于固定一级收集器3-1的位置。导轨制动器9共2个。
所述直线滑块导轨6包括：直线导轨和滑块。滑块和一级收集器3-1固定连接，滑块能够沿直线导轨滑动。直线滑块导轨6共2套，每套含1根直线导轨，2个滑块；所述导轨制动器9置于两个滑块之间。
一种嵌套组合使用的可移动收集器装置，该结构包括：一级收缩段2-1、一级收集器3-1、基础支架4、螺旋升降机5、滑块导轨6以及二级收缩段2-2、二级收集器3-2、内拉撑调整装置7、外拉撑调整装置8；
二级收缩段2-2和二级收集器3-2均为筒状结构；二级收缩段2-2套装在一级收缩段2-1的内部，且二级收缩段2-2一端的端面和一级收缩段2-1一端的端面固定连接；二级收缩段2-2和一级收缩段2-1之间的固定端面能够拆卸。二级收缩段2-2的另一端从二级收集器3-2的一端插入二级收集器3-2的内部且与二级收集器3-2的内壁连接；二级收集器3-2能够相对二级收缩段2-2沿轴线方向滑动；
二级收集器3-2的外壁和一级收集器3-1的内壁通过周向均布的内拉撑调整装置7和外拉撑调整装置8固定连接；通过调整内拉撑调整装置7和外拉撑调整装置8使一级收集器3-1的轴线和二级收集器3-2的轴线同轴。
3套内拉撑调整装置7周向均布，如图3所示，所述内拉撑调整装置7包括：第一内拉杆22、第一内锁紧螺母10、内调整螺母11、第二内锁紧螺母12和第二内拉杆13；
第一内拉杆22的前端为左旋螺纹的螺杆，第二内拉杆13的前端为右旋螺纹的螺杆，内调整螺母11内筒两端分别为左旋的内螺纹和右旋的内螺纹，第一内锁紧螺母10为左旋螺母，第二内锁紧螺母12为右旋螺母，第一内拉杆22通过螺栓螺纹与一级收集器3-1内壁连接，第二内拉杆13通过螺栓螺纹与二级收集器3-2外壁连接，内调整螺母11左旋内螺纹一端与第一内拉杆22后端、第一内锁紧螺母10连接，内调整螺母11右旋内螺纹一端与第二内拉杆13后端、第二内锁紧螺母12连接，通过旋转内调整螺母11对一级收集器3-1、二级收集器3-2之间的距离进行安装调整，保证轴线的同轴度偏差。通过旋转内调整螺母11可以对收集器3-1、收集器3-2进行安装调整,保证轴线的同轴度偏差。
3套外拉撑调整装置8周向均布，如图4所示，外拉撑调整装置8包括：第一外拉杆14、外锁紧螺母15、外调整螺母16、外锁紧螺母17、第二外拉杆18。
第一外拉杆14的前端为左旋螺纹的螺杆，第二外拉杆18的前端为右旋螺纹的螺杆；外调整螺母16内筒两端分别为左旋的内螺纹和右旋的内螺纹，外锁紧螺母15为左旋螺母，外锁紧螺母17为右旋螺母，第一外拉杆14的后端通过销轴21与一级收集器3-1连接，第二外拉杆18的后端通过销轴21与二级收集器3-2连接；外调整螺母16左旋内螺纹一端与第一外拉杆14的前端、外锁紧螺母15连接，外调整螺母16右旋内螺纹一端与第二外拉杆18的前端、外锁紧螺母17连接，通过旋转外调整螺母16对一级收集器3-1、二级收集器3-2之间的距离进行安装调整，保证轴线的同轴度偏差。通过旋转外调整螺母16可以对收集器3-1、收集器3-2进行安装调整，保证轴线的同轴度偏差。
一级收缩段2-1和二级收缩段2-2均由直筒和锥筒焊接组成，锥筒小径端设置有一个平直筒段，平直筒段外壁开设一个凹槽，分别用于安装一级锡青铜条19、二级锡青铜条20。使一级收缩段2-1和一级收集器3-1之间、二级收缩段2-2和二级收集器3-2之间均能够相对滑动，如图5、6所示。
一级收缩段2-1与试验段1之间通过法兰连接，一级收缩段2-1外筒插入到一级收集器3-1内筒，通过一级锡青铜条19进行滑动支撑，二级收缩段2-2外筒插入到二级收集器3-2内筒，通过锡青铜20进行滑动支撑，二级收集器3-2与一级收集器3-1之间分别通过3个内拉撑调整装置7、3个外拉撑调整装置8连接，一级收集器3-1带动二级收集器3-2通过螺栓升降机5沿轴线做直线运动，实现轴向运动。
一级收缩段2-1、一级收集器3-1、基础支架4、螺旋升降机5、滑块导轨6组合成一套风洞收集器，一级收集器3-1锥段小径端入口内径为350mm，大径端内径为400mm，一级收缩段2-1直筒段内径为200mm。
一级收缩段2-1、一级收集器3-1、基础支架4、螺旋升降机5、滑块导轨6、二级收缩段2-2、二级收集器3-2、内拉撑调整装置7、外拉撑调整装置8共同组合成另一套收集器，二级收集器3-2圆筒结构内径为130mm，二级收集器3-2入口处开有导向角；二级收缩段2-2直筒段内径为120mm。
一级收集器3-1、基础支架4、螺旋升降机5、滑块导轨6、导轨制动器9组合成一套轴向可动调节装置，能同时为两套收集器共用，满足轴向调整功能，轴向调整范围±110mm。
一级收缩段2-1与一级收集器3-1之间通过一级锡青铜条19进行密封及支撑，一级收集器3-1内表面机加工，内表面粗糙度3.2，一级锡青铜条19与一级收缩段2-1之间通过螺钉连接，锡青铜条外表面整体加工，保证一级收缩段2-1与一级收集器3-1之间密封可靠。
二级收缩段2-2与二级收集器3-2之间通过二级锡青铜条20进行密封及支撑，二级收集器3-2内表面机加工，内表面粗糙度3.2，二级锡青铜条20与二级收缩段2-2之间通过螺钉连接，锡青铜条外表面整体加工，保证二级收缩段2-2与二级收集器3-2之间密封可靠。
内拉撑调整装置7、外拉撑调整装置8周向均匀分布，各3套，具备各自方向的长度调整，二级收集器3-2通过内拉撑调整装置7、外拉撑调整装置8保证与一级收集器3-1的同轴度偏差。一级收集器3-1、二级收集器3-2轴向位置调整到位，通过在滑块导轨上的导轨制动器9完成轴向位置的固定，配合螺旋升降机5自身的自锁功能，保证风洞试验过程中的安全可靠。
本发明中的螺旋升降机驱动方式可根据需求采用电机驱动或者手摇式驱动。
本发明收集器3-1、收集器3-2轴向位置调整到位可以通过在滑块导轨上的导轨制动器9完成轴向位置的固定，配合螺旋升降机5自身的自锁功能，保证风洞试验过程中的安全可靠。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，包括：一级收缩段(2-1)、一级收集器(3-1)、基础支架(4)、螺旋升降机(5)、滑块导轨(6)；
一级收缩段(2-1)和一级收集器(3-1)均为筒状结构；一级收缩段(2-1)一端的端面固定连接的试验段(1)的侧壁，一级收缩段(2-1)的另一端从一级收集器(3-1)一端的插入一级收集器(3-1)内部且和一级收集器(3-1)的内壁连接，一级收集器(3-1)能够相对一级收缩段(2-1)沿轴线方向滑动；
一级收集器(3-1)通过滑块导轨(6)与基础支架(4)相连，基础支架(4)固定在试验段(1)的底板上；螺旋升降机(5)固定在基础支架(4)上，所述螺旋升降机(5)用于驱动一级收集器(3-1)沿滑块导轨(6)滑动。
2.根据权利要求1所述的一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，还包括：二级收缩段(2-2)、二级收集器(3-2)、内拉撑调整装置(7)、外拉撑调整装置(8)；
二级收缩段(2-2)和二级收集器(3-2)均为筒状结构；二级收缩段(2-2)套装在一级收缩段(2-1)的内部，且二级收缩段(2-2)一端的端面和一级收缩段(2-1)一端的端面固定连接；二级收缩段(2-2)的另一端从二级收集器(3-2)的一端插入二级收集器(3-2)的内部且与二级收集器(3-2)的内壁连接；二级收集器(3-2)能够相对二级收缩段(2-2)沿轴线方向滑动；
二级收集器(3-2)和一级收集器(3-1)通过周向均布的内拉撑调整装置(7)和外拉撑调整装置(8)固定连接；通过调整内拉撑调整装置(7)和外拉撑调整装置(8)使一级收集器(3-1)的轴线和二级收集器(3-2)的轴线同轴。
3.根据权利要求1或2任意之一所述的一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，所述螺旋升降机(5)包括：丝杠、螺母、丝杠端安装支座；
丝杠通过丝杠端安装支座安装在基础支架(4)上，螺母安装在一级收集器(3-1)底部法兰上，螺母和丝杠形成螺旋副；通过旋转螺母能够带动一级收集器(3-1)沿直线滑块导轨(6)滑动，所述滑动方向和一级收集器(3-1)的轴线平行。
4.根据权利要求1或2任意之一所述的一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，还包括导轨制动器(9)，所述导轨制动器(9)固定连接直线滑块导轨(6)，所述导轨制动器(9)用于固定一级收集器(3-1)的位置。
5.根据权利要求4所述的一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，所述直线滑块导轨(6)包括：直线导轨和滑块；
滑块和一级收集器(3-1)固定连接，滑块能够沿直线导轨滑动。
6.根据权利要求2所述的一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，所述内拉撑调整装置(7)包括：第一内拉杆(22)、第一内锁紧螺母(10)、内调整螺母(11)、第二内锁紧螺母(12)和第二内拉杆(13)；
第一内拉杆(22)的前端为左旋螺纹的螺杆，第二内拉杆(13)的前端为右旋螺纹的螺杆，内调整螺母(11)内筒两端分别为左旋的内螺纹和右旋的内螺纹，第一内锁紧螺母(10)为左旋螺母，第二内锁紧螺母(12)为右旋螺母，第一内拉杆(22)通过螺栓螺纹与一级收集器(3-1)内壁连接，第二内拉杆(13)通过螺栓螺纹与二级收集器(3-2)外壁连接，内调整螺母(11)左旋内螺纹一端与第一内拉杆(22)后端、第一内锁紧螺母(10)连接，内调整螺母(11)右旋内螺纹一端与第二内拉杆(13)后端、第二内锁紧螺母(12)连接，通过旋转内调整螺母(11)对一级收集器(3-1)、二级收集器(3-2)之间的距离进行安装调整。
7.根据权利要求2所述的一种嵌套组合使用的风洞可移动收集器装置，其特征在于，外拉撑调整装置(8)包括：第一外拉杆(14)、外锁紧螺母(15)、外调整螺母(16)、外锁紧螺母(17)、第二外拉杆(18)；
第一外拉杆(14)的前端为左旋螺纹的螺杆，第二外拉杆(18)的前端为右旋螺纹的螺杆；外调整螺母(16)内筒两端分别为左旋的内螺纹和右旋的内螺纹，外锁紧螺母(15)为左旋螺母，外锁紧螺母(17)为右旋螺母，第一外拉杆(14)的后端通过销轴(21)与一级收集器(3-1)连接，第二外拉杆(18)的后端通过销轴(21)与二级收集器(3-2)连接；外调整螺母(16)左旋内螺纹一端与第一外拉杆(14)的前端、外锁紧螺母(15)连接，外调整螺母(16)右旋内螺纹一端与第二外拉杆(18)的前端、外锁紧螺母(17)连接，通过旋转外调整螺母(16)对一级收集器(3-1)、二级收集器(3-2)之间的距离进行安装调整。
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