【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风洞试验，具体涉及一种风洞用高温高压部段密封结构及其安装方法和试验方法。
技术介绍
1、燃烧加热器成本较低、启动迅速、运行时间长，可以提供高焓、高压来流。在风洞中开展高超声速飞行器和超燃冲压发动机试验时，需要模拟马赫数、压力、温度、氧含量等参数，通常采用燃烧加热器对试验气体进行加热。燃烧加热器与液体火箭发动机的工作原理基本一致，均是将燃烧剂和氧化剂经喷注器喷入燃烧室，完成掺混和燃烧等过程，产生高温高压燃气。
2、在传统的高超声速高温风洞设计过程中，受设备内部高温高压燃气的影响，点火段、加热器等各部段之间通常采用榫槽面法兰+石墨金属缠绕垫的密封连接形式，同时采用较大的螺栓预紧力进行预紧。考虑石墨金属缠绕垫的压缩量，相邻两个部段装配后端面之间会留有≤1mm的间隙，在高温高压部段内表面通常设计有热防护冷却结构，风洞运行过程中，内壁面不会出现热烧蚀或热侵蚀的情况，但是各部段的端面却无法冷却，端面在长期使用过程中会产生结构热变形、防热结构损坏等诸多不利影响。如果采用止口定位且端面没有间隙的密封形式，那么密封槽内的非金属类、橡胶类密封圈则无法在内部高温环境下正常工作。
3、当前，亟需发展一种风洞用高温高压部段密封结构及其安装方法和试验方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的一个技术问题是提供一种风洞用高温高压部段密封结构，本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种风洞用高温高压部段密封结构的安装方法，本专利技术所要解决的再一个技术问题是提供一种风洞
2、本专利技术的风洞用高温高压部段密封结构，其特点是，所述的风洞用高温高压部段密封结构包括通过止口定位，沿周向分布的螺栓拉紧连接的榫面法兰和槽面法兰；槽面法兰上开有环形的密封槽，榫面法兰上设置有与环形凹槽相匹配的环形凸起；在榫面法兰和槽面法兰靠近高温高压部段内腔的接触端面上设置有环形的端面间隙，拉紧后，端面间隙封闭形成储气槽；
3、槽面法兰的密封槽内设置有同心的弹簧蓄能密封圈安装槽和o形橡胶密封圈安装槽，弹簧蓄能密封圈安装槽内安装弹簧蓄能密封圈，o形橡胶密封圈安装槽内安装o形橡胶密封圈，弹簧蓄能密封圈靠近高温高压部段内腔；弹簧蓄能密封圈与储气槽连通；
4、榫面法兰内设置有环形的空气汇流槽，空气汇流槽上焊接多孔进气环，多孔进气环沿周向设置有若干个喷气小孔，喷气小孔连通储气槽；多孔进气环靠近高温高压部段内腔，构成榫面法兰环形凸起的内圈；榫面法兰内还设置有与空气汇流槽连通的进气通道，榫面法兰上设置有与进气通道连通的进气接头，进气接头外接沿高温高压部段轴向分布的供气总管，供气总管连通上游的高压富氧冷空气；
5、高压富氧冷空气压力范围为6mpa~10mpa，温度范围为-50℃±2℃。
6、进一步地，所述的端面间隙宽度为0.2mm。
7、本专利技术的风洞用高温高压部段密封结构的安装方法，包括以下步骤：
8、s31.将弹簧蓄能密封圈安装在弹簧蓄能密封圈安装槽内，将o形橡胶密封圈安装在o形橡胶密封圈安装槽内；
9、s32.将榫面法兰的环形凸起压入槽面法兰的密封槽，直至榫面法兰和槽面法兰的止口处紧密贴合；
10、s33.拉紧沿榫面法兰和槽面法兰周向分布的若干个拉紧螺栓，完成高温高压部段密封结构固定；
11、s34.将进气接头外接供气总管，供气总管连通上游的高压富氧冷空气。
12、本专利技术的风洞用高温高压部段密封结构的试验方法，包括以下步骤：
13、s41.在槽面法兰或者榫面法兰上安装温度传感器；
14、s42.高超声速高温风洞试验前，上游的高压富氧冷空气沿供气总管、进气接头、进气通道、空气汇流槽、喷气小孔进入储气槽，在0.2mm的缝隙宽度内形成冷却气膜；冷却气膜的气体压力略大于高超声速高温风洞主气流压力，避免高温高压燃气的热侵蚀，并且不影响高温高压燃气的组分和流量；
15、s44.启动燃烧加热器，在高超声速高温风洞试验中，实时测量槽面法兰或者榫面法兰的温度，根据温度反馈，调整进气接头的高压冷却气体流量和压力，保持高温高压部段密封结构处于预先设置的温度值。
16、本专利技术的风洞用高温高压部段密封结构，在高超声速高温风洞运行过程中，能够在较小的螺栓预紧力状态下保证密封性，还能够减小高超声速高温风洞相邻部段端面间隙，同时通过冷却气膜保护结构端面与非金属类密封圈不受高超声速高温风洞内部高温高压燃气的热侵蚀，具有良好的保护作用，实现了高温高压部段密封结构长期可靠工作。
17、简而言之，本专利技术的风洞用高温高压部段密封结构采用非标榫槽面法兰配合螺栓连接形式，榫面法兰的侧榫台位置加工有空气汇流槽，同时焊接有多孔进气环，槽面法兰的侧槽内装有弹簧蓄能密封圈与o形橡胶密封圈。安装时，在相邻两部段安装时，以止口位置压紧确认安装到位，同时进气接头通过供气总管连通上游的高压富氧冷空气。试验时，在燃烧加热器未启动前，上游的高压富氧冷空气通过多孔进气环均匀分配在环形的储气槽内，燃烧加热器启动后，上游的高压富氧冷空气提供持续的正向冷空气流入，为弹簧蓄能密封圈充能的同时保护槽面法兰和榫面法兰不受高温高压燃气的热侵蚀，同时不影响高温高压燃气的组分和流量，确保弹簧蓄能密封圈和o形橡胶密封圈在正常温度下可靠工作。
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1.风洞用高温高压部段密封结构，其特征在于，所述的风洞用高温高压部段密封结构包括通过止口（3）定位，沿周向分布的螺栓拉紧连接的榫面法兰（5）和槽面法兰（4）；槽面法兰（4）上开有环形的密封槽（8），榫面法兰（5）上设置有与环形凹槽相匹配的环形凸起；在榫面法兰（5）和槽面法兰（4）靠近高温高压部段内腔的接触端面上设置有环形的端面间隙（16），拉紧后，端面间隙（16）封闭形成储气槽（12）；
2.根据权利要求1所述的风洞用高温高压部段密封结构，其特征在于，所述的端面间隙（16）宽度为0.2mm。
3.风洞用高温高压部段密封结构的安装方法，其用于安装权利要求1~权利要求2中任意一种所述的风洞用高温高压部段密封结构，其特征在于，包括以下步骤：
4.风洞用高温高压部段密封结构的试验方法，其用于安装权利要求1~权利要求2中任意一种所述的风洞用高温高压部段密封结构，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.风洞用高温高压部段密封结构，其特征在于，所述的风洞用高温高压部段密封结构包括通过止口（3）定位，沿周向分布的螺栓拉紧连接的榫面法兰（5）和槽面法兰（4）；槽面法兰（4）上开有环形的密封槽（8），榫面法兰（5）上设置有与环形凹槽相匹配的环形凸起；在榫面法兰（5）和槽面法兰（4）靠近高温高压部段内腔的接触端面上设置有环形的端面间隙（16），拉紧后，端面间隙（16）封闭形成储气槽（12）；
2.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕德润，曾令国，朱超，靳雨树，杨样，刘崇智，孟繁星，王岳，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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