一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其是涉及一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置，具体的说是用于湍流导管内平板模型的取出工具。

背景技术

任何高速飞行器表面都不可避免的存在一些突起物或缝隙，如窗口台阶等，在高马赫数飞行时其周围由于气流可能产生的分离和随后发生的再附，产生激波-边界层干扰，引起局部区域过热、烧蚀加剧，乃至使防热层烧穿、弹头受到破坏。在地面试验中常采用超声速湍流平板烧蚀试验技术对局部区域的烧蚀防热进行研究。试验时将平板模型装入矩形湍流导管内，使其成为导管的一个侧壁，为保证装置的气密性，常使用高温胶等对缝隙进行修补。试验过程中，高温气动热环境不仅会使模型会产生膨胀，体积增大，而且还会使高温胶快速固化，将模型和导管侧壁牢牢粘连在一起。因此，试验后模型取出比较困难。

常用的模型取出方法是先用刀片将模型和导管内壁间的高温胶划开，然后用扁头的撬杠等工具从导管出口向内伸入，用力将模型撬出。由于模型膨胀的原因，模型与导管内壁间的缝隙已经非常的小，刀片常常无法伸入；此外，高温胶固化使得模型和导管内壁间的粘连作用非常强，撬杠撬起模型过程中，由于撬杠一端会作用在模型表面，因此不可避免对模型烧蚀后的形貌造成破坏，对后续的试验分析造成干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声速湍流导管内平板模型的取出装置，该超声速湍流导管内平板模型的取出装置能够克服了现有湍流导管内平板模型取出过程操作复杂、耗时长、效率低以及由于力的作用而导致的对模型表面烧蚀形貌破坏的问题。

本发明提供一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置，其特征在于，包括液压机构、扩张部、承托支架和支撑部；所述液压机构与两个相对设置的承托支架端部铰接，并且液压机构的伸缩端连接有扩张部；所述扩张部设置在两个所述承托支架之间，且液压机构的伸缩端伸长时，扩张部挤压两承托支架，两承托支架相互远离；所述承托支架远离液压机构的一端铰接有支撑部。

其中，所述液压机构包括：手持把手、泄压螺母、液压缸、液压支座、压杆活塞和液压杆；所述手持把手设置在液压缸的一端，液压缸的另一端为所述伸缩端；所述液压缸的侧壁设有泄压螺母、压杆活塞和液压支座，并且所述液压支座与液压杆铰接，所述压杆活塞连接在液压杆上。

其中，所述液压支座和压杆活塞相邻设置。

其中，所述扩张部为锥形扩张头；所述扩张部的锥形端与两个所述承托支架相邻的一侧相接处。

其中，所述承托支架包括下承托支架和上承托支架；所述下承托支架和上承托支架靠近所述液压机构的一端间隔设置，间隔的距离为扩张部外直径的距离；所述下承托支架和上承托支架的中部重叠，并且下承托支架和上承托支架靠近液压机构的一端至中部间隔的距离逐渐变小。

其中，所述上承托支架上设有插槽；所述下承托支架和上承托支架的中部重叠时，所述下承托支架中部及设有支撑部的一端设置在插槽内。

其中，所述支撑部包括下支撑板和上支撑板；所述下支撑板和上支撑板均为匚形；所述下支撑板的匚形侧壁铰接有下承托支架；所述上支撑板的匚形侧壁铰接有上承托支架；所述插槽相对壁间隔距离大于所述下支撑板相对侧壁距离。

其中，所述下支撑板和上支撑板与矩形湍流导管接触端设有凹槽；所述凹槽内设有缓冲层，并且缓冲层高出上支撑板表面3～4mm。

本发明一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置有益效果：

(1)本发明结构简单，操作方便，直接将支撑部伸进矩形湍流导管内，采用液压装置产生推力能轻松将模型从矩形湍流导管中取出，操作过程中无需借助其它工具进行额外操作。

(2)本发明的上支撑板采用U型框结构，与模型烧蚀表面接触面积小，但受力均匀；此外，支撑板凹槽内可以填充软质材料，能有效减少操作过程对模型烧蚀表面形貌的破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置的非工作状态结构图；

图2为本发明一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置的工作状态结构图。

附图标记说明：

1、手持把手；2、泄压螺母；3、液压缸；4、锥形扩张头；5、下承托支架；6、下支撑板；7、上支撑板；8、上承托支架；9、液压支座；10、压杆活塞；11、液压杆；12、插槽；13、伸缩端；14、连杆。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1和图2，一种超声速矩形湍流导管内平板模型取出装置，包括液压机构、扩张部、承托支架和支撑部；所述液压机构与两个相对设置的承托支架端部铰接，并且液压机构的伸缩端13连接有扩张部；所述扩张部设置在两个所述承托支架之间，其中，所述液压机构的伸缩端13缩入所述液压机构后，所述扩张部设置在两个所述承托支架与所述液压机构的连接端；所述液压机构的伸缩端13伸长后，所述扩张部设置在两个所述承托支架的中部；所述承托支架远离液压机构的一端铰接有支撑部。

具体的，所述液压机构包括：手持把手1、泄压螺母2、液压缸3、液压支座9、压杆活塞10和液压杆11；所述手持把手1设置在液压缸3的一端，液压缸3的另一端为所述伸缩端13；所述液压缸3的侧壁设有泄压螺母2、压杆活塞10和液压支座9，并且所述液压支座9与液压杆11铰接，所述压杆活塞10连接在液压杆11上。

液压机构为伸缩端13的伸缩提供动力，由于伸缩端13所连接有锥形扩张头4；在伸缩端13伸缩时，锥形扩张头4随之伸缩。在伸缩端13伸长时，锥形扩张头4抵在两个承托支架上，使得两个承托支架分离。

液压杆11一端铰接在液压支座9上，液压杆11在远离和靠近液压缸3的往复运动中，与液压杆11连接的压杆活塞10对液压缸3做功，使得液压缸3内的伸缩端13伸出。在需要缩回伸缩端13时，打开泄压螺母2，对液压缸3泄压，伸缩端13缩回。

手持把手1方便工作人员手持。

具体的，所述液压支座9和压杆活塞10相邻设置。

液压杆11在远离和靠近液压缸3的往复运动中，与液压杆11连接的压杆活塞10相对液压缸3同样做往复运动。

具体的，所述扩张部为锥形扩张头4；所述扩张部的锥形端与两个所述承托支架相邻的一侧相接处。

扩张部包括两部分其中一部分为的截面为三角形，另一部分为矩形；两部分组合为锥形扩张头4；锥形端在远离液压缸3时，向上扩张架和下扩张架施加力，使得两个扩张架相向移动。

具体的，所述承托支架包括下承托支架5和上承托支架8；所述下承托支架5和上承托支架8靠近所述液压机构的一端间隔设置，间隔的距离为扩张部外直径的距离；所述下承托支架5和上承托支架8的中部重叠，并且下承托支架5和上承托支架8靠近液压机构的一端至中部间隔的距离逐渐变小。

下承托支架5和上承托支架8靠近液压机构端与中部之间的部分接触锥形扩张头4，锥形扩张头4对下承托支架5和上承托支架8施加力，在锥形扩张头4的矩形端移动至下承托支架5和上承托支架8中部时，下承托支架5和上承托支架8间隔距离达到最大行程，进而下承托支架5和上承托支架8分别连接的下支撑板6和上支撑板7达到最大距离。

承托支架靠近液压机构的一端铰接有连杆14；连杆14远离承托支架的一端固定在液压机构端面上。

具体的，所述上承托支架8上设有插槽12；所述下承托支架5和上承托支架8的中部重叠时，所述下承托支架5中部及设有支撑部的一端设置在插槽12内。

插槽12的存在使得下承托支架5和上承托支架8两者可以部分重叠，在插入矩形湍流导管时，可以有更小的厚度，矩形湍流导管所需的缝隙略大于上承托支架8的厚度即可将下承托支架5和上承托支架8插入矩形湍流导管的缝隙内，在通过锥形扩张头4将下承托支架5和上承托支架8撑开。

具体的，所述支撑部包括下支撑板6和上支撑板7；所述下支撑板6和上支撑板7均为匚形；所述下支撑板6的匚形侧壁铰接有下承托支架5；所述上支撑板7的匚形侧壁铰接有上承托支架8；所述插槽12相对壁间隔距离大于所述下支撑板6相对侧壁距离。

具体的，所述下支撑板6和上支撑板7与矩形湍流导管接触端设有凹槽；所述凹槽内设有缓冲层，并且缓冲层高出上支撑板7表面3～4mm。

缓冲层可以选用软质材料，例如橡胶。

具体的，所述下承托支架5、上承托支架8、下支撑板6和上支撑板7的厚度相同，一般取矩形湍流导管出口高度的2/3～3/4为宜；上支撑板7的长度和宽度一般比矩形湍流导管的小1～2mm为宜。

具体的，所述下承托支架5和下支撑板6、上支撑板7和上承托支架8以及上承托支架8、下承托支架5和液压缸3之间均通过螺栓连接。

具体的，当锥形扩张头4处于未工作状态时，下承托支架5、上承托支架8、下支撑板6和上支撑板7的上表面应处于完全平齐状态。

具体的，上支撑板7的凹槽的深度一般取支撑板厚度的1/3～1/2之间为宜，且填充的软质材料，高度一般以高出上支撑板7表面3～4mm为宜。

具体的，下承托支架5、上承托支架8、下支撑板6和上支撑板7均采用不锈钢材料制成。

具体的，手持把手1、液压缸3、上承托支架8和上支撑板7的总长度应不大于300mm，以便在小型风洞装置中使用。

本发明主要由液压机构、锥形扩张头4和承托支架部分组成。液压机构由手持把手1、泄压螺母2、液压缸3、液压支座9、压杆活塞10和液压杆11组成，其中手持把1安装在液压缸3上，液压杆11通过液压支座9与液压缸3连接在一起，并带动压杆活塞10驱动液压缸3工作，液压缸3上的泄压螺母2的拧紧和松动可实现液压缸3内油压的保持和释放。锥形扩张头4固定在液压缸3上，可以随着液压缸3内的液压杆11一起移动。承托支架由下承托支架5、下支撑板6、上承托支架8和上支撑板7组成，其中下承托支架5和上承托支架8固定在液压缸3上，下支撑板6和上支撑板7分别安装在下承托支架5和上承托支架8上。

工作原理：

试验结束拆除矩形湍流导管内平板模型时，握住手持把手1，首先松开泄压螺母2，使锥形扩张头4随液压缸3内液压杆11缩回，然后拧紧泄压螺母2，调整下支撑板6和上支撑板7的位置，将下支撑板6和上支撑板7伸入导管内，保证下支撑板6和上支撑板7分别与导管内壁和模型表面水平接触，通过按动液压杆11带动压杆活塞10，驱动液压缸3工作，锥形扩张头4在液压缸3内液压杆的推动下向前移动，使下承托支架5和上承托支架8向两侧打开，上支撑板7和下支撑板6分别对平板模型和导管内壁均匀作用一个推力，从而将平板模型推出湍流导管，完成平板模型拆除工作，上支撑板7的凹槽内可填充软质材料与模型表面接触，防止直接接触导致模型表面形貌破坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。