一种流道小间隙机械驱动切角门
技术领域
本发明涉及风洞工作门领域，具体涉及一种流道小间隙机械驱动切角门。
背景技术
风洞流道，即风洞试验室，是以人工的方式产生一股受控的气流，模拟试验对象周围的流动情况，并可测量气流对试验对象的作用效果以及观察物理流动现象的一种管道状实验设施。它是进行空气动力试验最常用、最有效的工具之一。为满足不同的应用需求，流道径向断面形状有圆形、梯形、正多边形等型式。在许多场景下，流道侧壁各平面间常出现切角相连的情况。
在实际使用中，常常需要在流道切角截面洞体上需开设侧门，门体要求机械驱动、向流道内开启，门体开启过程与流道壁平行，以让出部分通道供人员和设备通行；门体关闭时，为满足流道中流体运输功效，门体周边与流道壁间隙不大于1mm，门体平面与洞壁平面需要共面，其具体的开合场景如图1、图2所示。
对现有结构的门来说，首先，由于对门体开关控制需要相关机械连杆结构，其在打开状态时会占据过多的切角截面面积，造成人员物资的通行效率降低；其次在关闭状态时，由于门体自身有一定厚度，且门体边缘为直角，必须保障最后一段行程时门体以接近垂直于洞壁平面的方向收拢关闭，且与洞壁完美贴合；最后，由于门体平面属于流道侧壁的斜切面上，且开门方向为内开，门体关闭时承受洞体内部较高的压力，可达数bar。
现有的门体结构难以满足在斜切角平面使用场景下的上述使用空间、贴合率、承压要求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种流道小间隙机械驱动切角门，可实现在流道斜切角平面使用场景下的低使用占位，不影响流道内人员或物资的通行效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种流道小间隙机械驱动切角门，包括：
门体，所述门体上设置有门体第一铰支座；门体连杆，所述门体连杆一端通过第一销轴铰接于所述门体第一铰支座，另一端通过第二销轴铰接于一固定设置于流道洞口侧壁的连杆支座；连杆组件，所述连杆组件一端铰接于所述门体，另一端固定设置于流道洞口侧壁，所述连杆组件包括至少两个四连杆机构；驱动器，所述驱动器固定设置于流道洞口侧壁，与所述连杆组件连接，用于驱动所述连杆组件推动所述门体，以控制所述门体开启及关闭。
在上述技术方案的基础上，所述连杆组件包括曲臂和两件同轴安装的曲臂支座，所述曲臂包括长肢端和短肢端，所述短肢端设置两个同轴布置的轴孔，其中设置第三销轴，所述长肢端设置两个同轴布置的轴孔，其中设置第四销轴，所述曲臂通过所述第三销轴与曲臂支座销接，所述曲臂通过第四销轴和门体第二铰支座连接；所述曲臂中间部位设置驱动连接轴孔，其中设置驱动连接轴；所述第一销轴、第二销轴、第三销轴、第四销轴的轴中心线均平行于门体盖板，在垂直于盖板方向构成平行四边形，所述第一销轴、第二销轴间轴孔距离等于所述第三销轴、第四销轴间轴孔距离，所述第一销轴、第四销轴间轴孔距离等于所述第三销轴、第四销轴间轴孔距离。
在上述技术方案的基础上，驱动连杆，其通过驱动连接轴与所述曲臂的驱动连接轴孔铰接，所述驱动连杆用于在驱动力的作用下，促使曲臂发生转动，使门体作开启和关闭动作。
在上述技术方案的基础上，摇杆，所述摇杆一端通过第五销轴连接在固定设置于流道洞口侧壁的摇杆支座上，所述摇杆另一端和所述驱动连杆通过第六销轴同轴销接；第五销轴轴孔、第六销轴间轴孔距离大于驱动连接轴轴孔与第三销轴轴孔之间的距离。
在上述技术方案的基础上，所述驱动器前端与所述驱动连杆和摇杆的铰接点通过第六销轴同轴铰接，驱动器的后端部通过第七铰轴连接在驱动器支座上，所述驱动器在伸缩的同时，一端可绕第六销轴转动，另一端可绕第七销轴转动。
在上述技术方案的基础上，所述门体连杆运动过程中不与洞体干涉，其线型弯曲。
在上述技术方案的基础上，所述曲臂的线型保证门体开启时曲臂不与门框干涉，所述第三销轴和驱动连接轴的轴心距离小于第六销轴和第五销轴的轴心距离。
在上述技术方案的基础上，还包括：门框，所述门框安装在流道洞口周圈，在洞体内壁侧与洞体表面平齐，所述门框与所述门体邻接处设置深度与所述门体厚度相同的台阶，台阶内设置密封圈安装槽，所述门框厚度大于所述门体；密封圈，所述密封圈安装于所述门框的密封圈安装槽内，用于在所述门体关闭时，受所述门体压缩而变形，并填充所述门体与所述门框之间的缝隙。
在上述技术方案的基础上，所述门体处于关闭状态时，门体边缘与流道壁间隙不大于1mm，所述门体平面与洞壁平面共面，错边不大于0.5mm。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的流道小间隙机械驱动切角门包括双四连杆机构，比一般的门增加了一套四连杆机构，增加的四连杆机构用于驱动角度放大和解决驱动元件占位问题，与普通飞机、缆车等形式的密封门相比，无需在砌体上开槽、开洞或设置大体积驱动元件，实现了在斜面流道场景下的应用，不影响人员或物资的通行效率。
(2)本发明的流道小间隙机械驱动切角门通过双四连杆机构的设置和具体结构的连接，实现了在流道侧壁的斜切面上设置，且开门方向为内开前提下的需求，可承受数bar大小的压力，。
(3)本发明的流道小间隙机械驱动切角门中门体采用钢质制造，门体与门框贴合处厚度很薄，保证了门在开启、关闭过程中不与门框干涉，保障最后一段行程时门体以接近垂直于洞壁平面的方向收拢关闭，且与洞壁完美贴合。
附图说明
图1为流道使用过程中切角门开启状态的结构示意图；
图2为流道使用过程中切角门关闭状态的结构示意图；
图3为本发明实施例的流道小间隙机械驱动切角门关闭状态的结构示意图；
图4为本发明实施例的流道小间隙机械驱动切角门的曲臂结构示意图；
图5为本发明实施例的流道小间隙机械驱动切角门开启状态的结构示意图；
图6为本发明实施例的流道小间隙机械驱动切角门开启至最大状态时的结构示意图；
图7为本发明实施例的流道小间隙机械驱动切角门的结构示意图；
图8为图3中A部分的放大图，也是本发明实施例的流道小间隙机械驱动切角门的密封结构示意图。
图中：1-门体，2-门体第一铰支座，3-门体连杆，4-连杆支座，5-门体第二铰支座，6-曲臂，7-曲臂支座，8-驱动连杆，9-驱动器，10-驱动器支座，11-摇杆支座，12-摇杆，13-第一销轴，14-第二销轴，15-第四销轴，16-第三销轴，17-驱动连接轴，18-第五销轴，19-第六销轴，20-第七销轴，21-密封圈，22-门框。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图3-图7所示，本发明实施例提供一种流道小间隙机械驱动切角门，包括：
门体1，门体1上设置有门体第一铰支座2；门体连杆3，所述门体连杆3一端通过第一销轴13铰接于所述门体第一铰支座2，另一端通过第二销轴14铰接于一固定设置于流道洞口侧壁的连杆支座4；连杆组件，所述连杆组件一端铰接于所述门体1，另一端固定设置于流道洞口侧壁；驱动器9，所述驱动器9固定设置于流道洞口侧壁，与所述连杆组件连接，用于驱动所述连杆组件推动所述门体1，以控制所述门体开启及关闭；所述流道小间隙机械驱动切角门包括至少两个四连杆机构。
在一个实施例中，所述连杆组件包括曲臂6和两件同轴安装的曲臂支座7，所述曲臂6包括长肢端和短肢端，所述短肢端设置两个同轴布置的轴孔，其中设置第三销轴16，所述长肢端设置两个同轴布置的轴孔，其中设置第四销轴15，所述曲臂6通过所述第三销轴16与曲臂支座7销接，所述曲臂6通过第四销轴15和门体第二铰支座5销轴连接；所述曲臂6中间部位设置驱动连接轴孔，其中设置驱动连接轴17；所述第一销轴13、第二销轴14、第三销轴16、第四销轴15的轴中心线均平行于门体1盖板，在垂直于盖板方向构成平行四边形。
为保障驱动连接顺滑，该流道小间隙机械驱动切角门还包括：
驱动连杆8，其通过驱动连接轴17与所述曲臂6的驱动连接轴孔铰接，所述驱动连杆8用于在驱动力的作用下，促使曲臂6发生转动，使门体1作开启和关闭动作。
在一个实施例中，还包括摇杆12，摇杆12一端通过第五销轴18连接在固定设置于流道洞口侧壁的摇杆支座11上，所述摇杆12另一端和所述驱动连杆8通过第六销轴19同轴销接；第五销轴18、第六销轴19间轴孔距离大于所述驱动连接轴孔17与所述第三销轴16轴孔之间的距离。
为连接结构稳定放大驱动器9的驱动力，可设置驱动器9一端通过所述驱动连杆8和摇杆12的铰接点通过第六销轴19同轴铰接，驱动器9的另一端部通过第七铰轴20连接在驱动器支座10上，所述驱动器在伸缩的同时，一端可绕第六销轴19转动，另一端可绕第七销轴20转动。所述门体连杆运动过程中不与洞体干涉，其线型弯曲。
所述曲臂6的线型保证门体1开启时曲臂6不与门框干涉，所述第三销轴16和驱动连接轴17的轴心距离小于第六销轴19和第七销轴20的轴心距离。
驱动器9的前端既可与驱动连杆8和摇杆12的铰接点通过铰轴同轴铰接，也可与摇杆12的中间部位铰接，即铰接于摇杆12两端的轴孔之间的轴孔。
在一个实施例中，所述流道小间隙机械驱动切角门还包括：
门框22，门框22安装在流道洞口周圈，在洞体内壁侧与洞体表面平齐，所述门框22与所述门体邻接处设置深度与所述门体1厚度相同的台阶，台阶内设置密封圈安装槽，所述门框厚度大于所述门体1厚度；密封圈21，所述密封圈21安装于门框22的密封圈安装槽内，用于在门体1关闭时，受所述门体1压缩而变形，并填充所述门体1与所述门框22之间的缝隙。
在一个实施例中，可控制所述门体1处于关闭状态时，门体边缘与流道壁间隙不大于1mm，所述门体平面与洞壁平面共面，错边不大于0.5mm。
下面就一个具体实施例进行说明：
如图7所示，该实施例中的流道小间隙机械驱动切角门包括门体1，门体1可为钢结构或其它材质，其上安装有一件门体第一铰支座2和两件门体第二铰支座5；门体连杆3，门体连杆3一端通过第一销轴13铰接于所述门体第一铰支座2，另一端通过第二销轴14铰接于一固定设置于流道洞口侧壁的连杆支座4。用于封盖孔洞，与风洞气流接触面为平面，门体中间厚，周边薄，门体周边厚度与门框台阶深度相同，以保证强度和与门框实现小间隙。为保障连接的稳固性，可在洞体砌体中设置钢制埋件，本发明中连杆支座4、曲臂支座7、摇杆支座11和驱动器支座10均设置在该埋件上，组成的结构统称为支座。
门体连杆3一端通过第一铰轴13连接在门体第一铰支座2，另一端通过第二铰轴14连接连杆支座4，其与曲臂6、门体1、支座构成第一四连杆机构，用于支撑门体，相关第一销轴13、第二销轴14、第三销轴16、第四销轴15的轴中心线均平行于门体盖板，在垂直于盖板方向构成平行四边形，保证门体开启过程中始终与流道壁平行。为保证门体连杆3运动过程中不与洞体干涉，其线型为弯曲。
曲臂6如图4所示，其为整体构件，曲臂6的线型需保证门体1开启时曲臂6不与门框22干涉。其包括长肢端和短肢端，曲臂6的长肢端设有二个轴孔，两轴孔同轴布置，通过第四铰轴15与第二门体铰支座5连接，曲臂短肢端亦设有二个轴孔，两轴孔同轴布置，通过第三铰轴16与曲臂支座7连接。曲臂6的中间部位设有驱动连接轴孔，该轴孔通过驱动连接轴17连接驱动连杆8，曲臂6、驱动连杆8、摇杆12、支座通过第三铰轴16、驱动连接轴17、第六销轴19和第五销轴18的连接构成第二四连杆机构，第五销轴18、第六销轴19间轴孔距离大于所述驱动连接轴17与所述第三销轴16轴孔之间的距离。驱动连杆8通过驱动连接轴17铰接在曲臂6的驱动连接轴孔上，在驱动连杆8驱动力的作用下，曲臂6发生转动，使门体作开启和关闭动作。
驱动连杆8，其一端通过驱动连接轴17铰接在曲臂6中间驱动连接轴孔上，另一端和驱动器9、摇杆12通过第六销轴19同轴铰接，曲臂6、驱动连杆8和摇杆12、支座通过第三铰轴16、驱动连接轴17、第六销轴19和第五销轴18的连接构成第二四连杆机构。
驱动器9主要为门体开启、关闭动作提供驱动力，可进行伸缩运动，带自锁功能，可为电动推杆或液压缸，本实施例使用电动推杆。驱动器9的前端和驱动连杆8和摇杆12的铰接点通过第六铰轴19同轴铰接，驱动器9的尾端部通过第七铰轴20连接在驱动器支座10上。驱动器9在伸缩的同时，其尾端可绕第七铰轴20转动，其前端可绕第六铰轴19转动。驱动器9的尾端可布置在摇杆支座11的上方或下方，本实施例安装在摇杆支座11下方；根据可选驱动器9的驱动力和行程参数，驱动器9的前端既可与驱动连杆8和摇杆12的铰接点通过第六铰轴19同轴铰接，或者与摇杆12的中间部位铰接，即安装在摇杆12两端的轴孔之间，本实施例中驱动器9的前端通过第七销轴19和驱动连杆8、摇杆12的铰接点同轴铰接。
摇杆12，其一端通过第五销轴18连接在摇杆支座11上，另一端和驱动连杆8、驱动器9的前端通过第七铰轴19同轴铰接。摇杆12两端轴孔的距离大于曲臂6中部驱动轴孔与曲臂6短肢端轴孔的距离。曲臂6、驱动连杆8、摇杆12和支座组成第二四连杆机构，用于放大曲臂6的旋转角度和解决驱动器布置空间，避免在墙体开洞或开槽，即驱动器9的小角度摆动能通过第二四连杆机构实现曲臂6的大角度摆动，且驱动器9的尾端可布置在摇杆铰支座11的上方或下方。
门框22安装在流道洞口周圈，在洞体内壁侧与洞体表面平齐，门框22与门体1邻接处设置深度与门体1厚度相同的台阶，台阶内设置密封圈安装槽；密封圈21安装于门框22的密封圈安装槽内，用于在门体1关闭时，受门体压缩变形，并填充所述门体1与所述门框22之间的缝隙。为达到对流道壁的密封要求，需要设置门体1周边与流道壁间隙不得大于1mm，且门体与流道壁平齐，且门体与洞体间密封。
本实施例中的流道小间隙机械驱动切角门的相关状态如下所述：
在设备静止状态时。当门体1处于关闭状态时，设备处于图3位置处。这种状态下，驱动器9处于最小行程位置，利用其自锁功能和曲臂6的弹性，使门体1拉紧于门框上，密封圈21压缩，门体1与门框之间密封，门体与洞体间隙最小，门体平面与洞壁平面共面。当门体1处于完全打开状态时，设备处于图5位置处。这种状态下，驱动器9处于最大行程位置，其自锁功能使第一四连杆机构和第二四连杆机构均处于稳定状态，从而保证门体1静态稳定。
在设备运行状态时。门体1从关闭状态打开时，设备从静止状态开始工作，驱动器9开始伸长，带动摇杆12顺时针旋转；在曲臂6、驱动连杆8、摇杆12和支座组成的第二四连杆机构作用下，驱动曲臂6作顺时针旋转，并放大驱动曲臂6旋转的角度。曲臂6旋转推动门体连杆3、曲臂6、门体1、支座组成的平行四边形第一四连杆机构运作，实现门体1向上向右平移，移动过程中门体1始终与洞壁平行，如图6所示。直至驱动器9行程伸至最大，曲臂6转至极限位置，门体1完全打开，达到图5所示状态。门体1从打开状态关闭时，设备从静止状态开始工作，驱动器9开始回缩，带动摇杆12逆时针旋转；在曲臂6、驱动连杆8、摇杆12和支座组成的第二四连杆机构作用下，驱动曲臂6作逆时针旋转，并放大驱动曲臂6旋转的角度。曲臂6旋转推动门体连杆3、曲臂6、门体1和支座组成的四边形第一四连杆机构运作，实现门体1向左向下平移，移动过程中门体1始终与洞壁平行，直至门体1完全闭合，达到图3状态。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
