[发明专利]一种可承受大气动载荷的防过载补偿器

说明书

本发明公开了一种可承受大气动载荷的防过载补偿器，波纹管的两端分别与水冷直段、水冷变径段通过焊接连接密封；水冷直段与水冷变径段之间安装有多组柔性石墨弹性密封件；多组伸缩调节二力杆装置沿着补偿器的径向呈均匀分布，每组伸缩调节二力杆装置通过螺纹分别与水冷直段、水冷变径段连接；通过伸缩调节二力杆装置承载由水冷变径段相对于水冷直段的大载荷气动负载。其安装调节方便，且具备过载保护功能，当补偿器过载工作时，补偿器可始终保持在有效的补偿量范围内，应用于纯净空气风洞中的可承受高焓气体大气动载荷的防过载补偿器，在有效载荷范围内具备自适应伸缩及角度偏差补偿功能。

技术领域

本发明属于管道补偿领域以及航空航天地面试验设备专用技术领域，具体涉及一种应用于纯净空气风洞中的可承受高焓气体大气动载荷的防过载补偿器。

背景技术

高超声速技术研究中，纯净空气风洞作为优秀的地面试验设备，有着准确模拟真实飞行状态以及无污染等特点，逐渐被重视应用起来。其主要原理是将蓄热体加热到所需要的1800K高温，然后利用通入的空气和其对流换热，当压力达到预定范围后，开启启闭装置通过喷管进行加速后产生高焓气体介质进行试验。

设计新型纯净空气风洞的疑难问题之一是保证在新型纯净空气风洞设备安装和实验运行时，因装配公差以及蓄热器和高温管道的热变形会引起的变形，这时就需要设计一种耐高焓介质的补偿器进行变形补偿。而解决耐高焓介质补偿器的关键问题之一是解决其在能承受大气动载荷的同时具备一定的防过载保护功能，避免因过载变形导致焊缝被破环，进而导致密封失效造成事故，也是提高风洞设备进一步安全可靠运行亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可承受高焓介质导致的大气动载荷的防过载补偿器，具体为：一种应用于纯净空气风洞中的可承受高焓气体大气动载荷的防过载补偿器，在有效载荷范围内具备自适应伸缩及角度偏差补偿功能。

本发明采取的技术方案为：

一种可承受大气动载荷的防过载补偿器，包括：水冷直段、波纹管、水冷变径段以及多组伸缩调节二力杆装置组成；

所述波纹管的两端分别与水冷直段、水冷变径段通过焊接连接密封；所述水冷直段与水冷变径段之间安装有多组柔性石墨弹性密封件；所述多组伸缩调节二力杆装置沿着补偿器的径向呈均匀分布，每组伸缩调节二力杆装置通过螺纹分别与水冷直段、水冷变径段连接；通过伸缩调节二力杆装置承载由水冷变径段相对于水冷直段的大载荷气动负载。

进一步的，所述伸缩调节二力杆装置包括：连接内杆、弹簧导向座、直线轴承和连接外杆，所述连接内杆的一端安装弹簧导向座，所述连接外杆与连接内杆相适配的端部安装直线轴承，弹簧导向座和直线轴承相互装配构成直线副，控制连接内杆相对于连接外杆直线运动。

更进一步的，还设置有压紧螺纹套和预压紧弹簧，所述压紧螺纹套通过螺纹和连接外杆连接，所述预压紧弹簧一端面压在弹簧导向座上，另一端压在压紧螺纹套内端面；预压紧弹簧始终处于压紧状态。

更进一步的，所述弹簧导向座与压紧螺纹套之间设置为间隙a，所述弹簧导向座与连接外杆之间设置为间隙b；通过调节压紧螺纹套旋入连接外杆螺纹的长度调节间隙a和间隙b的尺寸，调节至间隙a的尺寸等于间隙b的尺寸且等于补偿器轴向伸缩的有效补偿量。

进一步的，当补偿器拉伸过载时，弹簧导向座端面与压紧螺纹套内端面贴合，承受拉伸载荷；当补偿器压缩过载时，弹簧导向座端面与连接外杆内端面贴合，承受压缩载荷。

进一步的，所述补偿器中的每组伸缩调节二力杆装置中还设置有球铰a和球铰b，所述球铰a的一端通过螺纹与水冷直段连接，球铰a的另一端和连接内杆连接；所述球铰b的一端通过螺纹与水冷变径段连接，球铰b的另一端和连接外杆连接，连接内杆相对于连接外杆直线运动，控制球铰a相对于球铰b直线运动。