[发明专利]一种用于自由活塞激波风洞压缩管的转接装置及充气装置

说明书

本发明涉及一种用于自由活塞激波风洞压缩管的转接装置及充气装置，属于高超声速激波风洞工程技术领域。本发明通过在风洞结构中增设转接装置，解决了自由活塞激波风洞压缩管高真空抽吸困难的问题，从而提高了气体的纯度，通过流量控制器控制氦气氩气的充装比例，提高了充装的比例精度，从而满足了自由活塞激波风洞多种运行状态的需求。

技术领域

本发明涉及一种用于自由活塞激波风洞压缩管的转接装置及充气装置，属于高超声速激波风洞工程技术领域。

背景技术

自由活塞激波风洞主要由高压储气室(含重活塞发射机构)，压缩管，第一膜片，激波管，第二膜片，喷管，试验段和真空箱等主要部件组成。

运行原理是通过高压储气室发射重活塞，重活塞推动压缩管的轻质驱动气体(氦气或者氦气/氩气的混合气体)，使之达到设定的高温高压状态，并以此驱动激波管运行。自由活塞激波风洞是目前获得高密度的高超声速/超高速试验气流的最为可行的设备。自由活塞激波风洞可以模拟的高度范围大多集中在25-60km区域，可以覆盖不少典型再入飞行器和其他吸气式高超飞行器的飞行走廊。而自由活塞激波风洞实现多种不同运行状态的关键是在压缩管中充入不同配比的高纯度氦气氩气，氦气和氩气的配比精度以及纯度直接影响自由活塞激波风洞运行的最终流场。同时，氦气和氩气充装之前需要对压缩管先进行抽真空，由于压缩管体积较大如果要抽吸到比较低的真空度，则需要开设比较大的抽吸口，这样势必会影响风洞的流场。这样就需要解决两个难题:1、氦气氩气的不同运行模式下的高精度配比问题，2、压缩管的高真空抽吸问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于自由活塞激波风洞压缩管的转接装置及充气装置。

本发明的技术解决方案是：

一种用于自由活塞激波风洞压缩管的转接装置，该装置包括两个法兰、管体、若干抽吸柱、抽吸环和第一高压气动阀；

所述的管体的一端固定连接一个法兰，所述的管体的另一端固定连接另一个法兰；

所述的管体在周向上有若干个通孔，该若干个通孔与抽吸环通过若干抽吸柱连接；

所述的第一高压气动阀与抽吸环固定连接。

所述的管体为空心圆柱。

所述的抽吸柱为空心圆柱。

所述的抽吸环为空心圆环，空心圆环上开有与抽吸柱连通的通孔。

所述的转接装置中的一个法兰与自由活塞激波风洞上的压缩管连接，转接装置中的另一个法兰与高压储气室连接。

该装置包括抽真空系统、氦气充装支路、氩气充装支路和汇总气路，还包括转接装置；

所述的抽真空系统与转接装置中的第一高压气动阀连接，用于对压缩管进行抽真空；

所述的氦气充装支路和氩气充装支路通过汇总气路汇总后与转接装置中的管体上的充气口连接，用于对压缩管中充入氦气和氩气。

所述的抽真空系统包括波纹软管、罗茨真空泵和油封机械泵；所述的波纹软管的一端与转接装置的第一高压气动阀连接；波纹软管的另一端与罗茨真空泵的抽气口连接，罗茨真空泵的排气口与油封真空泵的抽气口连接。

所述的氦气充装支路包括第一气源接口、第一减压阀、第一压力传感器、第一过滤器、第一流量控制器、第一单向阀和第一气动阀；

第一减压阀进口通过第一气源接口与氦气气源连接，第一减压阀出口通过管路与第一过滤器一端连接，第一压力传感器通过三通连接在第一减压阀和第一过滤器之间，用于测量第一减压阀出口压力，第一过滤器另一端与第一流量控制器入口连接，第一流量控制器通过管路与第一单向阀入口连接，第一单向阀出口通过管路与第一气动阀连接。