CN112179607B - 一种风洞膜片夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风洞膜片夹紧装置。该夹紧装置包括顺序排列的上游管段、夹膜环和下游管段，上游管段为运动段，下游管段为固定段；还包括套装在上游管段上的上游端头固定法兰，依次套装在下游管段上的下游端头固定法兰、液压缸环座、活动挤压块和压块；沿周向均匀分布的拉杆顺序穿过上游端头固定法兰、下游端头固定法兰、液压缸环座、活动挤压块和压块，拉杆的前端通过螺母固定在上游端头固定法兰的前端面上，拉杆的后端通过螺母固定在压块的后端面上。该夹紧装置结构简单可靠、使用维修便捷、运行安全稳定，适合于推广应用于大型高焓脉冲设备建设中。

Description

一种风洞膜片夹紧装置

技术领域

本发明属于高焓脉冲设备领域，具体涉及一种风洞膜片夹紧装置。

背景技术

在激波风洞、膨胀管风洞等高焓脉冲设备中，使用膜片将高焓脉冲设备的不同部段隔开，各部段之间通过夹膜机构连接，并通过夹膜机构将膜片夹紧，以满足试验要求。

目前，常用的夹膜机构有液压夹膜机构、全螺纹夹膜机构和断割螺纹夹膜机构等。

液压夹膜机构将激波管段的一部分作为液压缸内活塞，通过调整活塞两端液压油的压力差，实现夹紧膜片和放松膜片，液压夹膜机构的优点是装置简单，膜片夹紧力大；缺点是大型的液压夹膜机构的尺寸很大，制造和使用不便，限制了液压夹膜机构在大型激波风洞上的应用。

如果坚持在大型高焓脉冲设备上使用大型液压夹膜机构在技术上也是可行的，但是由于大型液压夹膜机构的尺寸较大，密封面积也较大，大面积密封一旦有局部磨损就会导致密封整体失效，密封失效会带来一系列难以解决的问题：首先，出现密封失效的情况后必须更换密封圈，而在大型液压夹膜机构上更换密封圈十分困难。其次，密封失效还会导致出现漏油及污染环境问题，现场清理十分困难。再次，密封失效后，由于液压缸内活塞两端的压力差不够，导致夹膜力不够，膜片夹不紧，将给采用氢气作为驱动气体的设备运行带来了较大安全隐患。因此，一旦出现密封失效，就必须花费较长的工期来进行维修，势必导致大型高焓脉冲设备长时间不能运行，严重降低大型高焓脉冲设备的试验效率。

全螺纹夹膜机构和断割螺纹夹膜机构具有结构紧凑，连接强度、刚度高的优点，但由于使用螺纹连接、传动和加载，大型的螺纹夹膜机构的使用和操作均很不方便，更换膜片时间过长，也会降低大型高焓脉冲设备的试验效率。

当前，亟需发展一种适用于大型高焓脉冲设备的风洞膜片夹紧装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种风洞膜片夹紧装置。

本发明的风洞膜片夹紧装置，其特点是，所述的夹紧装置包括顺序排列的上游管段、夹膜环和下游管段，上游管段为运动段，下游管段为固定段；还包括套装在上游管段上的上游端头固定法兰，依次套装在下游管段上的下游端头固定法兰、液压缸环座、活动挤压块和压块；沿周向均匀分布的拉杆顺序穿过上游端头固定法兰、下游端头固定法兰、液压缸环座、活动挤压块和压块，拉杆的前端通过螺母固定在上游端头固定法兰的前端面上，拉杆的后端通过螺母固定在压块的后端面上；

所述的液压缸环座的内环套装在下游端头固定法兰和活动挤压块的接头处，内环的中心设置有沿周向均匀分布的、固定在下游端头固定法兰后端面的、与拉杆对应的支耳，支耳上开有穿过拉杆的通孔；液压缸环座的周向设置有均匀分布的液压缸，每个液压缸的活塞杆上均固定有一个楔块，楔块与支耳交错分布，液压缸活塞往复运动带动楔块在两个相邻的支耳之间往复运动；

所述的压块的周向上安装有撬杠，压块的后端面沿周向均布有交错排列的凸台和凹槽，每组凸台和凹槽上开有连通凸台和凹槽的弧形孔，拉杆穿过弧形孔。

进一步地，所述的夹膜环包括串列的夹膜环Ⅰ和夹膜环Ⅱ，夹膜环Ⅰ上开有测试孔，测试孔内安装有压力传感器。

进一步地，所述的夹膜环上安装有膜片。

进一步地，所述的压块通过周向滚动体套装在下游管段上。

进一步地，所述的活动挤压块通过轴向滚动体套装在下游管段上。

进一步地，所述的固定法兰的后端面和活动挤压块的前端面分别有与液压缸环座的活动挤压块的楔块相匹配的楔形槽。

进一步地，所述的活动挤压块的前端设置有方形凸台，方形凸台上设置有与楔块相匹配的楔形槽。

进一步地，所述的上游端头固定法兰通过螺纹副安装在上游管段上，下游端头固定法兰通过螺纹副安装在下游管段上。

进一步地，所述的拉杆上固定有吊杆，吊杆上悬吊夹膜环。

进一步地，所述的液压缸替换为电动缸。

本发明的风洞膜片夹紧装置通过小型液压缸向下压楔块产生的挤压力将膜片夹紧，通过小型液压缸的活塞杆往复运动可以方便地实现膜片的松开与压紧，还可通过小型液压缸压力的变化调整楔块进入的深浅，进一步调整夹紧力的大小。

本发明的风洞膜片夹紧装置采用多个沿周向均匀分布的小直径的小型液压缸代替大型液压夹膜机构的一个大直径的大型液压缸，不但能够降低加工制造成本，还能够降低更换密封圈的难度，确保液压缸不漏油，从总体上提高了大型激波风洞的运行的可靠性和安全性。

本发明的风洞膜片夹紧装置结构简单可靠、使用维修便捷、运行安全稳定，适合于推广应用于大型高焓脉冲设备建设中。

附图说明

图1为本发明的风洞膜片夹紧装置的夹紧状态的剖面图；

图2为本发明的风洞膜片夹紧装置的夹紧状态的立体图；

图3为本发明的风洞膜片夹紧装置的松开状态的立体图；

图4为本发明的风洞膜片夹紧装置中的液压缸环座立体图；

图5为本发明的风洞膜片夹紧装置中的活动挤压块立体图；

图6为本发明的风洞膜片夹紧装置中的压块立体图；

图7为本发明的风洞膜片夹紧装置中的夹膜环Ⅰ立体图；

图8为本发明的风洞膜片夹紧装置中的夹膜环Ⅱ立体图；

图9为本发明的风洞膜片夹紧装置中的下游端头固定法兰立体图。

图中，1.上游管段 2.下游管段 3.压块 4.活动挤压块 5.液压缸环座 6.下游端头固定法兰 7.上游端头固定法兰 801.夹膜环Ⅰ 802.夹膜环Ⅱ 9.膜片 10.拉杆 11.吊杆12.螺母 13.撬杠 14.液压缸 15.楔块 16.支耳 17.轴向滚动体 18.楔形槽 19.周向滚动体 20.凸台 21.凹槽 22.弧形孔 23.测试孔。

具体实施方案

下面结合附图和实施例详细说明本发明。

如图1～图3所示，本发明的风洞膜片夹紧装置包括顺序排列的上游管段1、夹膜环和下游管段2，上游管段1为运动段，下游管段2为固定段；还包括套装在上游管段1上的上游端头固定法兰7，依次套装在下游管段2上的下游端头固定法兰6、液压缸环座5、活动挤压块4和压块3；沿周向均匀分布的拉杆10顺序穿过上游端头固定法兰7、下游端头固定法兰6、液压缸环座5、活动挤压块4和压块3，拉杆10的前端通过螺母12固定在上游端头固定法兰7的前端面上，拉杆10的后端通过螺母12固定在压块3的后端面上；

如图4所示，所述的液压缸环座5的内环套装在下游端头固定法兰6和活动挤压块4的接头处，内环的中心设置有沿周向均匀分布的、固定在下游端头固定法兰6后端面的、与拉杆10对应的支耳16，支耳16上开有穿过拉杆10的通孔；液压缸环座5的周向设置有均匀分布的液压缸14，每个液压缸14的活塞杆上均固定有一个楔块15，楔块15与支耳16交错分布，液压缸14活塞往复运动带动楔块15在两个相邻的支耳16之间往复运动；

如图6所示，所述的压块3的周向上安装有撬杠13，压块3的后端面沿周向均布有交错排列的凸台20和凹槽21，每组凸台20和凹槽21上开有连通凸台20和凹槽21的弧形孔22，拉杆10穿过弧形孔22。

进一步地，如图7、图8所示，所述的夹膜环包括串列的夹膜环Ⅰ801和夹膜环Ⅱ802，夹膜环Ⅰ801上开有测试孔23，测试孔23内安装有压力传感器。

进一步地，所述的夹膜环上安装有膜片9。

进一步地，所述的压块3通过周向滚动体19套装在下游管段2上。

进一步地，所述的活动挤压块4通过轴向滚动体17套装在下游管段2上。

进一步地，如图5、图9所示，所述的固定法兰6的后端面和活动挤压块4的前端面分别有与液压缸环座5的活动挤压块4的楔块15相匹配的楔形槽18。

进一步地，所述的活动挤压块4的前端设置有方形凸台，方形凸台上设置有与楔块15相匹配的楔形槽18。

进一步地，所述的上游端头固定法兰7通过螺纹副安装在上游管段1上，下游端头固定法兰6通过螺纹副安装在下游管段2上。

进一步地，所述的拉杆10上固定有吊杆11，吊杆11上悬吊夹膜环。

进一步地，所述的液压缸14替换为电动缸。

实施例1

大型激波风洞一次吹风试验完成后，需要更换破开的膜片9，此时风洞膜片夹紧装置处于图2所示的夹紧状态。

具体更换过程如下:

1.通过液压缸14的活塞将楔块15向外拉出，松开锁紧的楔块15；

2.搬动撬杠13，转动压块3，使拉杆10上的螺母12由凸台20位置处转动到如图3所示的凹槽21的位置；

3.使用大型激波风洞的牵引系统将上游管段1向上游方向拉开，然后将破开的膜片9取出并更换为新的膜片9；

4.采用相反的步骤使用本发明的风洞膜片夹紧装置将膜片9夹紧，以备下次试验使用。

Claims (8)

1.一种风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的夹紧装置包括顺序排列的上游管段(1)、夹膜环和下游管段(2)，上游管段(1)为运动段，下游管段(2)为固定段；还包括套装在上游管段(1)上的上游端头固定法兰(7)，依次套装在下游管段(2)上的下游端头固定法兰(6)、液压缸环座(5)、活动挤压块(4)和压块(3)；沿周向均匀分布的拉杆(10)顺序穿过上游端头固定法兰(7)、下游端头固定法兰(6)、液压缸环座(5)、活动挤压块(4)和压块(3)，拉杆(10)的前端通过螺母(12)固定在上游端头固定法兰(7)的前端面上，拉杆(10)的后端通过螺母(12)固定在压块(3)的后端面上；

所述的液压缸环座(5)的内环套装在下游端头固定法兰(6)和活动挤压块(4)的接头处，内环的中心设置有沿周向均匀分布的、固定在下游端头固定法兰(6)后端面的、与拉杆(10)对应的支耳(16)，支耳(16)上开有穿过拉杆(10)的通孔；液压缸环座(5)的周向设置有均匀分布的液压缸(14)，每个液压缸(14)的活塞杆上均固定有一个楔块(15)，楔块(15)与支耳(16)交错分布，液压缸(14)活塞往复运动带动楔块(15)在两个相邻的支耳(16)之间往复运动；

所述的压块(3)的周向上安装有撬杠(13)，压块(3)的后端面沿周向均布有交错排列的凸台(20)和凹槽(21)，每组凸台(20)和凹槽(21)上开有连通凸台(20)和凹槽(21)的弧形孔(22)，拉杆(10)穿过弧形孔(22)；

所述的固定法兰(6)的后端面和活动挤压块(4)的前端面分别有与液压缸环座(5)的活动挤压块(4)的楔块(15)相匹配的楔形槽(18)；

所述的活动挤压块(4)的前端设置有方形凸台，方形凸台上设置有与楔块(15)相匹配的楔形槽(18)。

2.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的夹膜环包括串列的夹膜环Ⅰ(801)和夹膜环Ⅱ(802)，夹膜环Ⅰ(801)上开有测试孔(23)，测试孔(23)内安装有压力传感器。

3.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的夹膜环上安装有膜片(9)。

4.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的压块(3)通过周向滚动体(19)套装在下游管段(2)上。

5.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的活动挤压块(4)通过轴向滚动体(17)套装在下游管段(2)上。

6.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的上游端头固定法兰(7)通过螺纹副安装在上游管段(1)上，下游端头固定法兰(6)通过螺纹副安装在下游管段(2)上。

7.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的拉杆(10)上固定有吊杆(11)，吊杆(11)上悬吊夹膜环。

8.根据权利要求1所述的风洞膜片夹紧装置，其特征在于，所述的液压缸(14)替换为电动缸。

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