[发明专利]一种多功能气体波制冷射流流场显示装置及测量方法

摘要

一种多功能气体波制冷射流流场显示装置及测量方法属于压力气体的射流与膨胀制冷及测量控制技术领域。本发明是一种采用集成化结构理念设计的既能转动又能静止工作并设有视窗可供观测和拍摄流场图像，能够真实模拟多种类型气体波机器工作机理及性能，为将高精度PIV等先进仪器引入到波机器流场测量提供了平台，对不同类型机器重要参数实施同步测量，能很好满足实验研究对准确测量的要求，并能够完成各种变工况，变换实验结构件、变转速、气液两相等研究内容，以实现结构与参数的最佳匹配等一系列重要实验。结构合理简单、操作使用简便、性能稳定可靠。适用于更换条件、变换研究内容的多功能气体波制冷显示测量领域。

主权项

1.一种多功能气体波制冷射流流场显示装置，其特征在于，由振荡接受管(44)、主机体(12)、上轴承座(19)、转盘轴段(13)、射流喷嘴(11)、光学玻璃(38)和声振荡器(45)组成，主机体(12)主机体(12)为板式结构，外形尺寸为780mm×320mm×100mm，主机体(12)上部距左侧端线160mm的中心位置设置一个放置喷嘴(11)的Ф200mm、深70mm的圆形腔室，在该腔室的下面设置一个供实心的喷嘴轴段(11)伸出的Ф40的圆孔，伸出的喷嘴轴段(11)的轴端通过键联接由小皮带轮(3)与计速齿轮(1)合为一体的组合件，计数齿轮(1)由60个齿组成，模数m＝2，电机上安装大皮带轮，电机(47)通过皮带与喷嘴轴段(11)连接，上轴承座(19)与主机体(12)上部设置Ф200mm圆形腔室的部分通过螺栓连接，法兰(21)通过螺栓与上轴承座(19)连接，在法兰(21)上焊接筒体(23)，在筒体(23)的上面焊接一块中间开孔的圆板，进气管(30)内插在法兰(21)和圆板的中间并外包隔温绝热材料，排气管(24)从筒体(23)的侧壁开孔焊接，由法兰(21)、筒体(23)、进气管(30)、排气管(24)和圆板构成缓冲腔总成，法兰(21)通过螺栓与上轴承座(19)连接，且二件一起设置4-6个排气孔，在缓冲腔总成组件中内置的进气管件(30)的下部设置一段轴向迷宫密封，进气控制阀(29)与设置有压力表和测温传感器的进气管(30)连接；排气阀门(25)与设置有压力表和测温传感器的排气管(24)连接；喷嘴轴段(11)与转盘轴段(13)通过螺栓连接，构成了该装置的主轴，该转动轴件以上、下各一套轴承作为支撑，轴承分别安装放置在上轴承座(19)、下轴承座(10)内，下轴承采取内、外圈分别压紧，上轴承则只压紧内圈；转盘轴段(13)是一段空心轴，喷嘴轴段(11)下部是一段实心轴，由此二件内插式配合构成了一个内部的分流腔室，在装置中设置的密封有：法兰(21)与上轴承座(19)、下端盖(4)与下轴承座(10)、喷嘴轴段(11)与转盘轴段(13)及下轴承座与机体(12)之间的连接均采用O形圈密封，上轴承座(19)与机体(12)之间通过压紧嵌入到定位凹槽中的石棉橡胶垫密封，由于上轴承座(19)圆周上开有长55mm、宽为35mm且上下通透的缺口，该石棉垫是一个中间断开的环形垫片，其空缺处平面的密封由玻璃盖板(37)和压条(34)压紧柔性石墨填料(35)完成，侧面的密封由压块(32)压紧密封填料件(31)完成；在上轴承座(19)内部最下边有一平台，以承接柔性石墨环(14)，在其上面通过螺纹压帽(15)压紧密封，另由螺纹压帽(18)压紧上轴承(17)的内圈，在下端盖(4)内设置骨架密封(5)；主机体(12)右侧的结构是设置了5支截面为矩形的长500mm、宽8-10mm、深60-80mm的流道(40)，中间一根除外，各条流道内都设有一阶梯台；流道总体分布呈发散状，流道间的偏转角度为7-10度，靠近喷嘴一端的流道间间距是渐缩的，呈收窄状并与Ф200通孔贯通，流道近喷嘴(11)一端的间距为1-2mm，在5支流道中只中间一支上下镶装光学玻璃，中间一根流道通透，机体下表面向上只加工一条玻璃镶装槽，机体流道上沿与金属板条(46)须分别留有焊接坡口，用金属板条(46)焊接封闭，光学玻璃(38)上下厚度为45-55mm，宽度均为30mm，前端制成阶梯形状，玻璃与机体之间的密封具体是将光学玻璃(38)和胶板(36)一起安装，胶板(36)与光学玻璃及机体侧壁间均要涂密封胶，胶板上填充柔性石墨(35)，再放入压条(34)，面上摆放密封胶垫，最后用螺栓(39)将玻璃盖板(37)紧固；布置连接接头(42)和方圆过渡连接压块(43)以联接振荡管，机体尾端的间距宽于前端，在机体右端对应中间流道设置一个与过渡连接压块(43)相配合的凹槽缺口，安装该连接压块，压块(43)内部加工呈天方地圆过渡形状；再通过可拆卸的接头体(42)与圆形的振荡接受管(44)连接；接受管长度为4000-6000mm，并在非安装光学玻璃的流道中选择两支流道和接受管每间隔150mm安装一组压力和温度传感器。