[发明专利]一种风洞实验用阀连接装置

说明书

本发明属于风洞实验设备技术领域，针对现有技术中存在的连接方式对连接管道形成弯曲力矩造成管道变形或法兰密封失效，导致高温高压气体泄漏的技术问题，本发明的目的在于提供一种风洞实验用阀连接装置，设置有托举装置，托举装置包括法兰卡箍、弹性支撑机构和滑动底座，所述滑动底座的下端固定在地面上，滑动底座的上端连接弹性支撑机构，弹性支撑机构的顶端设置为法兰卡箍，通过法兰卡箍套设在高温阀的连接管道上将高温阀法兰锁紧。该装置可以大大降低预热时蓄热加热器纵向延伸或阀体自重对连接管道形成弯曲力矩，避免了卡箍处法兰泄漏的可能性，大大提高了安全性。

技术领域

本发明属于风洞实验设备技术领域，具体涉及一种风洞实验用阀连接装置。

背景技术

风洞是地面上开展模拟飞行试验的必需设备。蓄热式纯净空气风洞是通过空气与蓄热体对流换热得到快速升温，能够提供相对洁净的高焓气体来流，较真实反映飞行器面临的来流组份、热以及化学特征，还具有加热总温高、流量大、工作时间长等优点，因此在国际上得到了广泛的认可，但是由于其技术门槛过高，国内外能够成功研制出的纯净空气风洞寥寥无几。蓄热加热器是纯净空气风洞最核心的的部件之一，为了更高的能量添加需求，必然导致其体积庞大、重量至少百吨以上；另外为了能够实现充分均匀的换热，并保证换热过程中流阻较小，蓄热加热器必须采用竖式放置。

一个典型的风洞用蓄热加热器包括蓄热体、隔热层、外壳压力容器、预烧系统、高温阀等，其下游与高温输气管道、拉瓦尔喷管和实验舱及引射系统相连，如图1所示。试验准备过程中蓄热加热器要经历长达30个小时以上的预热，由于热胀冷缩和重量的原因，蓄热加热器受热后必然会出现纵向延伸。为保证蓄热加热器与下游的刚性连接不出现偏差。蓄热加热器只能采取上端固定，下端自由悬浮的布置方式如图1所示。由此带来排烟用高温阀安装的难题。以往的安装结构是将高温阀通过刚性管道连接悬挂于蓄热加热器体外或固定在地面上，由于高温阀自重大和蓄热加热器纵向延伸，上述两种连接方式会对连接管道形成弯曲力矩，极易造成管道变形或法兰密封失效，导致高温高压气体泄漏，使得试验失败，甚至造成安全事故。

发明内容

针对现有技术中存在的高温阀门连接方式对连接管道形成弯曲力矩造成管道变形或法兰密封失效，导致高温高压气体泄漏的技术问题，本发明的目的在于提供一种风洞实验用阀连接装置，尤其是纯净空气风洞实验用阀托举装置。

本发明采取的技术方案为：

一种风洞实验用阀连接装置，设置有托举装置，托举装置包括法兰卡箍、弹性支撑机构和滑动底座，所述底座的下端固定在地面上，更为具体的是，所述滑动底座的下端通过地脚螺栓固定在地面上，滑动底座的上端通过螺栓连接弹性支撑机构，弹性支撑机构的顶端设置为法兰卡箍，通过法兰卡箍套设在高温阀的连接管道上将高温阀法兰锁紧。

进一步的，所述法兰卡箍设置为圆环形结构，其内径与高温阀的外接法兰直径一致。

进一步的，所述法兰卡箍包括由卡箍压盖和卡箍底座组成的上下两部分，二者通过可调螺栓将高温阀法兰锁紧，卡箍压盖和卡箍底座相互匹配设置有半圆环形结构的法兰托，卡箍底座的法兰托的底部依次焊接带有加强筋的支撑架和底板，底板和弹性支撑机构顶端通过螺纹连接，即底板中心设置有内螺纹，卡箍底座12的底板通过内螺纹和弹性支撑机构的刚性顶杆螺纹连接。

进一步的，所述弹性支撑机构的行程设置为蓄热加热器延伸量的2倍以上。

进一步的，所述弹性支撑机构设置有刚性支撑架及设置在其内部的弹簧组，弹簧组是由数个高碳合金钢制备的等节距螺旋压缩弹簧组成，通过弹簧组压缩变形平衡重力对连接管道形成弯曲力矩。

进一步的，弹性支撑机构包括刚性顶杆、导向压盖、上弹簧托、弹簧组、缸套、下弹簧托、固定底座。刚性顶杆采用304不锈钢制备而成，导向压盖、弹簧托、缸套、固定底座均采用碳钢材料制备而成。