一种风洞位移补偿装置的制作方法

1.本发明涉及风洞测试领域，特别涉及一种风洞位移补偿装置。


背景技术：

2.风洞，是可以人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可度量气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状的实验设备。风洞主要由洞体、驱动系统及测量控制系统组成。连续式风洞设备中，驱动系统通常由可控电机组和由它带动的轴流压缩机组成，通过压缩机转子转动使气流压力增高来维持洞体内部气流稳定的流动。
3.在连续式跨声速风洞中，由于气动工况变化范围较广，气体温度较高，因此整个洞体在运行过程中会产生较大的位移。为了避免洞体位移传递到压缩机通流段上对压缩机通流段造成损害，一些风洞会在压缩机进口段或压缩机出口段增设膨胀节等设备用以吸收洞体位移。但某些大型连续式跨声速风洞由于洞体尺寸较大，用以吸收洞体位移的设备在设计、制造、运输、装配等方面难度非常大。
4.因此，需要开发新型的位移补偿装置来吸收洞体产生的位移，避免压缩机通流段受到损害。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明提供一种。
6.具体而言，包括以下的技术方案：一种风洞位移补偿装置，所述风洞应用于风洞系统中，所述风洞系统包括压缩机出口段、压缩机进口段和压缩机通流段，所述压缩机通流段的第一端与所述压缩机进口段的第二端活动连接，所述压缩机通流段的第二端与所述压缩机出口段的第一端活动连接；所述风洞位移补偿装置包括拉杆结构；所述拉杆结构的第一端连接所述压缩机进口段的第二端，所述拉杆结构的第二端连接所述压缩机出口段的第一端。
7.优选的，所述拉杆结构设置多个，多个所述拉杆结构沿所述压缩机通流段的轴线周向均匀布置。
8.优选的，所述压缩机进口段的外壁设有第一支撑座，所述拉杆结构的第一端和所述第一支撑座固定连接；所述压缩机出口段的外壁设有第二支撑座，所述拉杆结构的第二端和所述第二支撑座之间活动连接。
9.优选的，所述第一支撑座上设有安装孔，所述安装孔设有内螺纹，所述拉杆结构的第一端设有外螺纹，所述拉杆结构的第一端和所述安装孔之间螺纹连接。
10.优选的，所述第一支撑座上设有安装孔，所述拉杆结构的第一端设有锁紧螺母和外螺纹，所述拉杆结构的第一端贯穿所述安装孔，所述锁紧螺母设有两个，两个所述锁紧螺
母均螺接在所述外螺纹上，一个所述锁紧螺母设置在所述安装孔的一侧，另一个所述锁紧螺母设置在所述安装孔的另一侧，两个所述锁紧螺母相对设置。
11.优选的，所述第二支撑座上设有关节轴承，所述拉杆结构的第二端和所述关节轴承连接。
12.优选的，所述风洞位移补偿装置包括定位销和紧固件；所述拉杆结构的第二端设置第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板相对设置，所述第一连接板上设有第一通孔，所述第二连接板上设有第二通孔；所述关节轴承设置在所述第一连接板和所述第二连接板之间，所述关节轴承的轴承孔、所述第一通孔和所述第二通孔同轴设置；所述定位销依次贯穿所述第一通孔、所述关节轴承的轴承孔和所述第二通孔，所述紧固件设置在所述定位销贯穿所述第一通孔、所述关节轴承的轴承孔和所述第二通孔的一端。
13.优选的，所述紧固件包括固定盖和固定螺栓；所述定位销上设有固定孔，所述固定孔的轴线与所述定位销的轴线平行，所述固定孔设有多个，多个所述固定孔设置在所述定位销贯穿所述第一通孔、所述关节轴承的轴承孔和所述第二通孔的一端端面上；所述固定盖的直径大于所述第二通孔的直径，所述固定盖上设有装配孔，所述装配孔设有多个，所述装配孔与所述固定孔一一对应设置；所述固定孔设有内螺纹，所述固定盖的一侧与所述定位销的一端端面相抵，所述固定盖的另一侧与所述螺栓的螺帽相抵，所述固定螺栓穿过所述装配孔与所述固定孔螺接。
14.优选的，所述风洞位移补偿装置包括第一密封结构和第二密封结构；所述压缩机通流段上设有密封压盖，所述密封压盖环形设置在所述压缩机通流段的两侧端面上，一侧的所述密封压盖向所述压缩机进口段方向延伸，另一侧的所述密封压盖向所述压缩机出口段方向延伸；所述压缩机进口段第二端外壁上设有第一密封槽，所述第一密封结构设置在所述第一密封槽内，所述第一密封结构分别与所述第一密封槽的槽底和所述密封压盖相抵；所述压缩机出口段第一端的外壁上设有第二密封槽，所述第二密封结构设置在所述第二密封槽内，所述第二密封结构分别与所述第二密封槽的槽底和所述密封压盖相抵；所述压缩机通流段设有所述密封压盖的端面和所述压缩机进口段的第二端端面之间具有间隔，所述压缩机通流段设有所述密封压盖的端面和所述压缩机出口段的第一端端面之间具有间隔。
15.优选的，所述第一密封结构和所述第二密封结构均为充气密封结构。
16.本发明提供的技术方案的有益效果至少包括：本发明提供一种风洞位移补偿装置，通过拉杆连接压缩机进口段和压缩机出口段，将洞体的位移完全规避在压缩机通流段之外，避免了风洞位移对压缩机通流段的损害。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明拉杆结构的安装示意图；图2为本发明拉杆结构示意图；图3为图2中a-a截面结构示意图；图4为图1中i处局部剖面结构示意图。
19.图中的附图标记分别表示为：100-压缩机出口段；101-第二支撑座；102-关节轴承；103-第二密封槽；200-压缩机通流段；201-密封压盖；300-压缩机进口段；301-第一支撑座；302-第一密封槽；400-拉杆结构；4011-第一连接板；4012-第二连接板；402-锁紧螺母；403-定位销；404-固定盖；405-固定螺栓；501-第一密封结构；502-第二密封结构。
20.通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，本发明实施例中所涉及的方位名词，如“上部”、“下部”、“侧部”，以图1中所示方位为基准，并不具有限定本发明保护范围的意义。
23.为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
24.如图1至图3所示本实施例介绍了一种风洞位移补偿装置，风洞应用于风洞系统中，风洞系统包括压缩机出口段100、压缩机进口段300和压缩机通流段200，压缩机通流段200的第一端与压缩机进口段300的第二端活动连接，压缩机通流段200的第二端与压缩机出口段100的第一端活动连接；风洞位移补偿装置包括拉杆结构400；拉杆结构400的第一端连接压缩机进口段300的第二端，拉杆结构400的第二端连接压缩机出口段100的第一端。
25.进一步，本实施例中风洞系统包括风洞和压缩机，风洞的出口与压缩机进口段300的第一端连接，风洞的进口与压缩机出口段100第二端连接。由于气体在风洞内部流通存在压差和温差，导致风洞及管道会产生轴向的热位移，这个位移会作用在压缩机进口段300和压缩机出口段100。由于压缩机进口段300和压缩机100之间通过拉杆结构400连接在一起，当有热位移传递到压缩机进口段300或压缩机出口段100上时，压缩机进口段300和压缩机出口段100在拉杆结构400的作用下产生同向同步的位移，此过程中压缩机通流段200完全被规避，避免了热位移对压缩机通流段200的损害。
26.进一步，由于压缩机进口段300和压缩机出口段100分别与压缩机通流段200活动
连接，当热位移传递到压缩机进口段300或压缩机出口段100上时，压缩机出口段100和压缩机进口端300同步同向位移时会在活动连接位置产生位移，但活动连接位置处设有吸收热位移的间隔，因此产生的热位移并不会作用到压缩机通流段200上，避免了热位移对压缩机通流段200的损害。
27.如图1所示，本实施例中拉杆结构400设置多个，多个拉杆结构400沿压缩机通流段200的轴线周向均匀布置。在连续式跨声速风洞系统中压缩机的尺寸较大，多个拉杆结构400的设置能够使压缩机进口段300和压缩机出口段100之间热位移的传递更加均匀，避免对压缩机进口段300和压缩进出口段100的结构造成损害，保证压缩机安全稳定的运行。
28.如图1所示，压缩机进口段300的外壁设有第一支撑座301，拉杆结构400的第一端和第一支撑座301固定连接；压缩机出口段100的外壁设有第二支撑座101，拉杆结构400的第二端和第二支撑座101之间活动连接。
29.进一步，第一支撑座301设置在压缩机进口段300的外壁，沿压缩机进口段300的径向朝远离压缩机进口段300的方向延伸。第二支撑座101设置在压缩机出口段100的外壁，沿压缩机出口段100的径向朝远离压缩机出口段100的方向延伸。第一支撑座301向压缩机进口段300外部延伸的距离，以及第二支撑座101向压缩机出口段100外部延伸的距离需要保证拉杆结构400的外壁不与压缩机通流段200的外壁发生碰撞。
30.参照图2所示，在第一种实施方案中，第一支撑座301上设有安装孔，安装孔设有内螺纹，拉杆结构400的第一端设有外螺纹，拉杆结构400的第一端和安装孔之间螺纹连接。
31.参照图2所示，在第二种实施方案中，第一支撑座301上设有安装孔，拉杆结构400的第一端设有锁紧螺母402和外螺纹，拉杆结构400的第一端贯穿安装孔，锁紧螺母402设有两个，两个锁紧螺母402均螺接在外螺纹上，一个锁紧螺母402设置在安装孔的一侧，另一个锁紧螺母402设置在安装孔的另一侧，两个锁紧螺母402相对设置。
32.进一步，安装孔与拉杆结构400同轴设置，本实施例中拉杆结构400的轴线与压缩机通流段200的轴线平行。在具体安装时，在拉杆结构400的外螺纹先套设一个锁紧螺母402，然后将拉杆结构400的外螺纹一端插入安装孔中，并在贯穿安装孔的一端再套设一个锁紧螺母402，此时两个锁紧螺母402为旋松状态。之后应进行拉杆结构400与第二支撑座101之间的安装，拉杆结构400与第二支撑座101之间的安装完成后再对两个锁紧螺母402进行锁紧操作，使两个锁紧螺母402与第一支撑座301紧紧相抵。
33.如图3所示，本实施例中第二支撑座101上设有关节轴承102，拉杆结构400的第二端和关节轴承102连接。由于风洞的直径较大，加工偏差可能会导致风洞产生的热位移不是严格的轴向热位移，也可能存在周向的位移，关节轴承102的设置能够吸收周向的位移，避免位移对压缩机通流段200造成损害。
34.进一步，关节轴承102可以在一定角度内摆动，并且具有载荷能力大、耐磨损、自调心的优点，因此可以保证在洞体管道尺寸有偏差的情况下，拉杆结构也可以顺利安装，降低装配难度。
35.如图2和图3所示，风洞位移补偿装置包括定位销403和紧固件；拉杆结构400的第二端设置第一连接板4011和第二连接板4012，第一连接板4011和第二连接板4012相对设置，第一连接板4011上设有第一通孔，第二连接板4012上设有第二通孔；关节轴承102设置在第一连接板4011和第二连接板4012之间，关节轴承102的轴承孔、第一通孔和第二通孔同
轴设置；定位销403依次贯穿第一通孔、关节轴承102的轴承孔和第二通孔，紧固件设置在定位销403贯穿第一通孔、关节轴承102的轴承孔和第二通孔的一端。
36.进一步，第一连接板4011和第二连接板4012将关节轴承102夹持在中间，关节轴承102的轴承孔的轴线与压缩机通流段200的轴线垂直，关节轴承102在第一连接板4011和第二连接板4012之间具有活动空间，因此能吸收风洞产生的周向热位移。
37.如图3所示，紧固件包括固定盖404和固定螺栓405；定位销403上设有固定孔，固定孔的轴线与定位销403的轴线平行，固定孔设有多个，多个固定孔设置在定位销403贯穿第一通孔、关节轴承102的轴承孔和第二通孔的一端端面上；固定盖404的直径大于第二通孔的直径，固定盖404上设有装配孔，装配孔设有多个，装配孔与固定孔一一对应设置；固定孔设有内螺纹，固定盖404的一侧与定位销403的一端端面相抵，固定盖404的另一侧与螺栓的螺帽相抵，固定螺栓405穿过装配孔与固定孔螺接。
38.进一步，固定盖404的直径大于第二通孔的直径以使定位销403不会发生脱落。
39.如图1所示，拉杆结构400的轴线与压缩机通流段200的轴线平行。
40.如图1所示，风洞位移补偿装置包括第一密封结构501和第二密封结构502；第一密封结构501设置在压缩机通流段200的第一端与压缩机进口段300的第二端的连接处，第二密封结构502设置在压缩机通流段200的第二端与压缩机出口段100的第一端的连接处。
41.进一步，结合图1和图4所示，压缩机通流段200上设有密封压盖201，密封压盖201环形设置在压缩机通流段200的两侧端面上，一侧的密封压盖201向压缩机进口段300方向延伸，另一侧的密封压盖201向压缩机出口段100方向延伸。密封压盖201的直径大于压缩机进口段300第二端端口的直径，密封压盖201的直径大于压缩机出口段100第一端端口的直径。压缩机进口段300第二端的外壁上设有第一密封槽302，第一密封结构501为充气密封机构，设置在第一密封槽302内，第一密封结构501充气后分别与第一密封槽302的槽底和密封压盖201相抵。压缩机出口段100第一端的外壁上设有第二密封槽103，第二密封结构502为充气密封机构，设置在第二密封槽103内，第二密封结构502充气后分别与第二密封槽103的槽底和密封压盖201相抵。
42.进一步，如图4所示，压缩机通流段200设有密封压盖201的端面和压缩机进口段300的第二端端面之间具有间隔，同时压缩机通流段200设有密封压盖201的端面和压缩机出口段100的第一端端面之间也具有间隔。间隔的设置能够对风洞产生的轴向热位移进行吸收，使得产生的热位移并不会作用到压缩机通流段200上，避免了热位移对压缩机通流段200的损害，保证压缩机安全稳定的运行。
43.本实施例中的拉杆结构400不受风洞洞体规模的限制，在大型风洞设备上可以替代膨胀节等装置，不仅降低设计难度还可以节约经济成本。同时，拉杆结构400拆装方便，便于风洞设备的检修及维护，且拉杆结构400设计、制造、运输难度较小，并可以降低风洞设备的经济成本。
44.在本发明中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
45.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常
识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。
46.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。