[实用新型]一种防分离自由活塞

说明书

本实用新型公开了一种防分离自由活塞。该防分离自由活塞的活塞本体是一个上游端面开口下游端面封闭的圆筒，圆筒的上游端和下游端分别加工有环形台阶轴，环形台阶轴内安装支撑环；支撑环与压缩管之间间隙配合；侧挡板分别安装在支撑环的外侧，通过螺钉固定在活塞本体上；缓冲头整体为台阶轴状，通过双头螺柱和螺母安装在安装活塞本体的下游端面；缓冲头的上游与压缩管之间为间隙配合，还加工有钩形槽组；缓冲头的下游外径与压缩管之间具有较大间隙；通过密封圈实现活塞本体与支撑环之间，支撑环与压缩管之间，活塞本体与缓冲头之间的密封。该防分离自由活塞结构简单，运行可靠，拆装方便，适用于活塞驱动的激波风洞、炮风洞和膨胀风洞。

技术领域

本实用新型属于高超声速试验设备技术领域，具体涉及一种防分离自由活塞。

背景技术

在活塞驱动的激波风洞、炮风洞、膨胀风洞等带有活塞驱动器的脉冲式风洞运行过程中，自由活塞在发射后一般在压缩管内经过加速、急剧减速、停止、再加速，最后以一定速度撞击在压缩管底部停止。为了缓冲自由活塞撞击压缩管底部产生的巨大冲击力，在自由活塞头部安装耐冲击的缓冲材料，由缓冲材料吸收碰撞时的能量是一种常用的方式。缓冲材料一般采用超弹阻尼材料，由于活塞本体材料与缓冲材料的物理特性差异巨大，难以进行可靠的连接，在自由活塞运动过程中，尤其是急减速和反弹过程中，极易发生缓冲材料与活塞本体分离、脱落，导致试验失败，甚至发生安全事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防分离自由活塞。

本实用新型的防分离自由活塞，其特点是，所述的自由活塞包括活塞本体、密封圈Ⅰ、支撑环、密封圈Ⅱ、侧挡板、缓冲头、密封圈Ⅲ、螺母和双头螺柱；

活塞本体：为活塞主体，是一个上游端面开口下游端面封闭的圆筒，圆筒的直径小于压缩管内径，圆筒的上游端和下游端分别加工有环形台阶轴，环形台阶轴内安装支撑环；

支撑环：有2个，为圆环形，分别安装在活塞本体上游端和下游端的环形台阶轴内，支撑环与压缩管之间间隙配合，用于支撑和定位活塞本体，防止高速运动的活塞本体与压缩管内壁直接接触；

侧挡板：有2个，为圆环形，分别安装在2个支撑环的外侧，通过螺钉固定在活塞本体上，用于防止支撑环脱落；

缓冲头：整体为台阶轴状，通过双头螺柱和螺母安装在安装活塞本体的下游端面；缓冲头的上游与压缩管之间的间隙配合，还加工有钩形槽组；缓冲头的下游外径与压缩管之间的间隙高度为2％～10％的压缩管直径；

密封圈Ⅰ：有2个，分别安装在活塞本体的上游和活塞本体的下游，用于活塞本体与支撑环之间的密封；

密封圈Ⅱ：有2个，分别安装在2个支撑环上，用于支撑环与压缩管之间的密封；

密封圈Ⅲ：有1个，安装在活塞本体的下游端面上，用于活塞本体与缓冲头之间的密封；

双头螺柱：有1个，将缓冲头安装在活塞本体的下游端面上；

螺母：有1个，与双头螺柱配合，将缓冲头固定在活塞本体的下游端面上。

所述的活塞本体的材料为铝或合金钢。

所述的活塞本体的主体上开有螺钉孔，用于吊装活塞本体；活塞本体的上游端面开有螺钉孔，用于故障时将活塞本体从压缩管的上游端取出。

所述的支撑环的材料为铜合金。

所述的密封圈Ⅰ、密封圈Ⅱ和密封圈Ⅲ的材料为橡胶、碳纤维或铜合金。

所述的双头螺柱伸出缓冲头，用于拆卸时将活塞本体从压缩管的下游端取出。

所述的缓冲头的材料为聚氨酯。