[发明专利]一种风洞管段连接装置和连接方法

说明书

本发明公开了一种风洞管段连接装置和连接方法，用于将风洞设备的两段管段连接起来。采用本发明的风洞管段连接装置和连接方法，在下游管段的上游管段连接处插入径向定位筒，径向定位筒的上游端伸出至下游管段的上游端管段连接处，并将径向定位筒固定，然后将上游管段的下游端连接处套进径向定位筒上游端，再将上游管段和下游管段连接紧固，最后将径向定位筒从下游管段下游端取出，确保上游管段和下游管段轴线误差和台阶高度在允许的范围内。采用本发明的风洞管段连接装置和方法，简化了管段连接处的结构，降低了加工制作难度和成本，缩短了加工制作周期，也可推广应用于不同内径及长度的法兰螺栓或正反螺纹螺母固定形式的管段连接。

技术领域

本发明属于空气动力学地面试验设备领域，具体涉及一种风洞管段连接装置和连接方法。

背景技术

在空气动力学地面试验领域，通常利用地面模拟设备即风洞进行试验，以确定飞行器的空气动力学特性，在风洞试验基础上对飞行器进行气动布局设计和外形优化。在地面模拟设备中，例如激波风洞、膨胀管风洞等脉冲设备，为了达到降低加工制作的难度、降低材料和加工制作成本、缩短加工制作周期、方便运输等目的，许多部件是采用相对较短的、相同或不同内部直径管段连接后组成的，当上下游管段在加工单位制作完成后，将这样的管段运抵风洞设备安装场地进行现场连接组装。管段的连接通常有两类，一类是采用上、下游管段法兰和螺栓连接；另一类是采用上、下游管段上加工分别加工正反螺纹，用螺母上加工相应的正反螺纹进行连接。这两类管段连接，为了保证上下游管段轴线和连接台阶在允许的误差范围内，通常采用在上下游管段接头处加工制作定位销孔，再用定位销进行周向定位，或者在上下游接头处加工相互周向定位的止扣结构，上述两类连接结构均增加了加工制作的难度，同时也增加了现场装配的难度，如果没有加工定位销和定位销孔配合结构、或没有加工止扣结构的连接管段，在安装过程中，要保证两段连接的管段的轴线和连接台阶高度在允许的范围内，现场安装调节将变得异常困难，不能保证两段管段连接后的同轴度和连接台阶高度在允许的范围内，最终影响设备的性能。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种风洞管段连接装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种风洞管段连接方法。

本发明中的风洞管段连接装置，用于辅助定位连接风洞的上游管段和下游管段，其特点是，所述的风洞管段连接装置包括径向定位筒、连接销钉、转接件、拉顶筒杆、端头、顶拔块、拔螺母和拔杆；

所述的径向定位筒位于上游管段和下游管段连接处，径向定位筒为圆筒Ⅰ，圆筒Ⅰ的长度为300mm～500mm，圆筒Ⅰ的外径比风洞管体内径小0.1mm～0.2mm，径向定位筒的上游端设置有一个锥段，锥段的半锥角范围为15°～30°，锥段的长度为20mm～30mm，在径向定位筒下游端的侧壁面上开有用于安装连接销钉的垂直于径向定位筒轴线的销钉通孔Ⅰ；

所述的转接件的前段为圆筒Ⅱ，转接件的后段为螺杆，圆筒Ⅱ伸入径向定位筒内，圆筒Ⅱ的外径与径向定位筒的内径相同，在圆筒Ⅱ的侧壁面与径向定位筒下游端的侧壁面对应的位置处开有销钉通孔Ⅱ；对齐销钉通孔Ⅰ和销钉通孔Ⅱ，竖直插入连接销钉，固定径向定位筒与转接件；

所述的拉顶筒杆为圆筒形长杆，拉顶筒杆的前端设置有与转接件后段的螺杆配装的内螺纹，拉顶筒杆的后端设置有与端头前端螺杆配装的内螺纹；

所述的端头为中间直径大两端直径小的台阶型圆柱体，端头的上游端和下游端均为螺杆，上游端螺杆长度50mm～100mm，下游端螺杆长度250mm～350mm，端头中部圆柱的外径与径向定位筒的外径相同，端头中部圆柱的下游端面与下游管段的下游端面齐平，下游端螺杆穿过顶拔块后与拔螺母连接，下游端螺杆上开有安装拔杆的通孔；

所述的顶拔块为截面为π形的块体，块体的平端端面和脚端端面设置有平行的安装平面，块体固定在下游管段的下游端面上，块体平端的中心开有平端中心孔，端头的下游端螺杆从平端中心孔穿过，π形的两腿中间的宽度比下游管段内径大5mm～10mm；