本發(fā)明涉及高壓燃燒研究領域，具體涉及一種可視化的高溫高壓燃燒裝置。

背景技術：

研究燃料來源廣、效率高、污染小、噪音低和維修方便的發(fā)動機對節(jié)能減排、保護環(huán)境有著重要意義。為了充分發(fā)掘發(fā)動機的燃燒潛力、研究其廢氣再循環(huán)等過程，一套可視化的燃燒裝置必不可少。目前各國高校實驗室及研究所研制的燃燒噴霧實驗裝置主要有：快速壓縮機、定壓流動燃燒裝置、預加熱型定容彈、預燃燒型定容彈及光學發(fā)動機等；然而，國內(nèi)雖然有較多關于定容彈及光學發(fā)動機的文獻和專利，但關于長時間工作于高溫高壓工況的可視化燃燒裝置專利甚少，且可視化燃燒裝置不能同時兼顧高溫高壓的問題仍未解決。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可視化的高溫高壓燃燒裝置，利用其研究發(fā)動機燃燒及廢氣再循環(huán)等過程，充分發(fā)掘發(fā)動機潛力。與此同時，解決傳統(tǒng)燃燒裝置不能在高溫高壓工況下長時間穩(wěn)定工作、光學玻璃容易損壞、可視化窗口小等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是根據(jù)以下技術方案實現(xiàn)的：

一種可視化的高溫高壓燃燒裝置，包括燃燒彈主體、玻璃裝配體、高溫轉(zhuǎn)接段、恒壓轉(zhuǎn)接段、冷卻銅管、o型密封圈和紫銅墊片，其中，在所述燃燒彈主體上對稱安裝四個光學窗口，且光學窗口之間相互調(diào)換；

所述高溫轉(zhuǎn)接段與燃燒彈主體之間通過螺栓固定連接，并通過紫銅墊片密封；所述高溫轉(zhuǎn)接段外部通過纏繞冷卻銅管進行冷卻，降低靠近燃燒室的玻璃裝配體的使用溫度；

所述玻璃裝配體(2)、所述恒壓轉(zhuǎn)接段(4)與高溫轉(zhuǎn)接段(3)相互之間通過螺栓固定連接，并通過所述o型密封圈(6)實現(xiàn)所述玻璃裝配體(2)、所述高溫轉(zhuǎn)接段(3)以及所述恒壓轉(zhuǎn)接段(4)相互之間的密封；

所述恒壓轉(zhuǎn)接段設有氣體進出通道，實驗時通入恒壓氣體，其中恒壓氣體壓力小于主燃燒室壓力，利用兩道玻璃分擔主燃燒室壓力。

上述技術方案中，所述玻璃裝配體包括玻璃壓蓋、玻璃底座、錐面玻璃和石墨墊片，其中，所述玻璃壓蓋與玻璃底座之間通過螺栓固定連接，并將所述錐面玻璃和石墨墊片壓緊在所述玻璃壓蓋與所述玻璃底座之間，所述玻璃底座與所述錐面玻璃之間通過液體密封膠進行密封；所述玻璃壓蓋與所述錐面玻璃之間通過石墨墊片進行密封。

上述技術方案中，所述高溫轉(zhuǎn)接段的長度與所述光學窗口的截面尺寸的長度相同。

上述技術方案中，所述恒壓轉(zhuǎn)接段中通入恒壓氣體的壓力根據(jù)實驗目的、玻璃強度、主燃燒室溫度及主燃燒室壓力確定。

上述技術方案中，所述玻璃裝配體為可拆卸的。

上述技術方案中，所述燃燒彈主體頂部需設置進氣口，底部需設置排氣口。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下有益效果：

本發(fā)明通過高溫轉(zhuǎn)接段及恒壓轉(zhuǎn)接段的配合使用，可以將主燃燒室的壓力分擔到兩道玻璃上，并降低玻璃的使用溫度，提高燃燒裝置的最高使用壓力及可視化窗口面積，滿足燃燒裝置持續(xù)在高溫高壓工況下工作的要求，為研究發(fā)動機的燃燒及廢氣再循環(huán)過程提供了實驗數(shù)據(jù)。

此外，本發(fā)明采取了光學窗口的模塊化設計，減少了光學玻璃的拆卸頻率及安裝時間，有效的提高了光學玻璃的使用壽命，減少密封墊片的更換頻率。

再此，本發(fā)明設計的燃燒彈主體所有密封部位均采取非冷卻密封，具有構(gòu)造簡單、加工方便、維護成本低的優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。

圖1為本發(fā)明的可視化的高溫高壓燃燒裝置的示意圖；

圖2為本發(fā)明的可視化的高溫高壓燃燒裝置的剖面圖；

圖3為本發(fā)明的玻璃裝配體的剖面圖。

其中，1-燃燒彈主體；2-玻璃裝配體；3-高溫轉(zhuǎn)接段；4-恒壓轉(zhuǎn)接段；5-冷卻銅管；6-o型密封圈；7-紫銅墊片；8-玻璃壓蓋；9-玻璃底座；10-錐面玻璃；11-石墨墊片。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

圖1為本發(fā)明的可視化的高溫高壓燃燒裝置的示意圖，圖2為本發(fā)明的可視化的高溫高壓燃燒裝置的剖面圖；結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明的可視化的高溫高壓燃燒裝置，包括燃燒彈主體1、玻璃裝配體2、高溫轉(zhuǎn)接段3、恒壓轉(zhuǎn)接段4、冷卻銅管5、o型密封圈6和紫銅墊片7，其中，在所述燃燒彈主體1上對稱安裝四個光學窗口，且光學窗口之間相互調(diào)換。其中，所述燃燒彈主體1可安裝四個直徑為200mm的光學窗口。所述高溫轉(zhuǎn)接段3與燃燒彈主體1之間通過螺栓固定連接，并通過紫銅墊片7密封；所述高溫轉(zhuǎn)接段3外部通過纏繞冷卻銅管5進行冷卻，降低靠近燃燒室的玻璃裝配體2的使用溫度。

所述高溫轉(zhuǎn)接段3與燃燒彈主體1之間通過紫銅墊片7實現(xiàn)密封；所述高溫轉(zhuǎn)接段3一端周向開有16個直徑14mm的通孔，通過16個m12螺栓與燃燒彈主體1之間實現(xiàn)固定；所述高溫轉(zhuǎn)接段3另一端周向開有16個m12螺紋孔，通過16個m12螺栓與靠近燃燒室的玻璃裝配體2及恒壓轉(zhuǎn)接段4之間實現(xiàn)固定；所述高溫轉(zhuǎn)接段3外部通過纏繞內(nèi)徑為4mm的冷卻銅管5實現(xiàn)冷卻，降低玻璃裝配體2的使用溫度；所述高溫轉(zhuǎn)接段3長度為200mm，所述高溫轉(zhuǎn)接段3的長度與所述光學窗口的截面尺寸的長度相同，以此增加冷卻行程。所述玻璃裝配體2、所述恒壓轉(zhuǎn)接段4與高溫轉(zhuǎn)接段3相互之間通過螺栓固定連接，并通過所述o型密封圈6實現(xiàn)所述玻璃裝配體2、所述高溫轉(zhuǎn)接段3以及所述恒壓轉(zhuǎn)接段4相互之間的密封。

所述恒壓轉(zhuǎn)接段4一端周向開有16個m12螺紋孔，通過16個m12螺栓與遠離燃燒室的玻璃裝配體2實現(xiàn)固定；所述恒壓轉(zhuǎn)接段4設有氣體進出通道，實驗時通入恒壓氣體，且恒壓氣體壓力優(yōu)選為主燃燒室壓力一半，以此利用兩道玻璃分擔主燃燒室壓力。但所述恒壓轉(zhuǎn)接段4中通入恒壓氣體的壓力根據(jù)實驗目的、玻璃強度、主燃燒室溫度及主燃燒室壓力確定。

所述恒壓轉(zhuǎn)接段4設有氣體進出通道，所述燃燒彈主體1頂部需設置進氣口，底部需設置排氣口，實驗時通入恒壓氣體，其中恒壓氣體壓力小于主燃燒室壓力，利用兩道玻璃分擔主燃燒室壓力。

圖3為本發(fā)明的玻璃裝配體的剖面圖，如圖3所示，所述玻璃裝配體2經(jīng)特殊設計，可實現(xiàn)模塊化安裝與拆卸，包括玻璃壓蓋8、玻璃底座9、錐面玻璃10和石墨墊片11。所述玻璃裝配體2采用錐面玻璃，有效提高燃燒裝置的最高壓力和玻璃面積；所述玻璃壓蓋8與玻璃底座9之間通過螺栓固定連接，并將所述錐面玻璃10和石墨墊片11壓緊在所述玻璃壓蓋8與所述玻璃底座9之間，所述玻璃底座9與所述錐面玻璃10之間通過液體密封膠進行密封；所述玻璃壓蓋8與所述錐面玻璃10之間通過石墨墊片11進行密封；所述玻璃底座9周向開有12個m6的螺紋孔，玻璃壓蓋8與玻璃底座9之間通過12個m6螺栓實現(xiàn)固定，通過螺栓預緊力實現(xiàn)玻璃裝配體2的壓緊及密封。

所述玻璃裝配體2為可拆卸的。所述玻璃裝配體經(jīng)特殊設計，可實現(xiàn)模塊化安裝與拆卸，玻璃裝配體采用錐面玻璃，有效提高燃燒裝置的最高壓力和玻璃面積。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。