本發(fā)明涉及定容燃燒裝置領(lǐng)域，特別涉及一種用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗。

背景技術(shù)：

定容燃燒裝置的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，已經(jīng)越來越多的被廣大科研人員和學(xué)者用來模擬內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)燃燒過程。定容燃燒裝置一般是用來模擬內(nèi)燃機(jī)上止點(diǎn)附近的工作情況和研究噴霧的宏觀和微觀特性。燃燒時(shí)缸內(nèi)溫度高，壓力大，通過高速攝影機(jī)的抓拍可以清楚地觀測其內(nèi)部的火焰和燃燒情況。因此，定容燃燒裝置的設(shè)計(jì)對于研究內(nèi)燃機(jī)的燃燒情況和噴油器的噴霧特性具有重要意義。

目前的定容燃燒裝置一般開設(shè)有兩到三個(gè)石英玻璃窗口，玻璃與金屬接觸之間安裝有密封墊片并且涂有密封膠。玻璃通過擋圈壓緊在法蘭端蓋內(nèi)部，并通過螺栓把擋圈固定在法蘭端蓋密封面上，再通過安裝在法蘭端蓋上的螺栓與缸體固定。但是，這種安裝和密封方式存在以下幾種問題：首先，法蘭端蓋的對立側(cè)擋圈上也安裝有預(yù)緊螺栓，安裝時(shí)擋圈和預(yù)緊螺栓在定容燃燒裝置內(nèi)部，由于缸內(nèi)燃燒時(shí)最高溫度能達(dá)到1000k，安裝螺栓受熱膨脹很容易產(chǎn)生過緊的預(yù)緊力而壓碎玻璃；其次，螺栓經(jīng)常暴漏在高溫高壓環(huán)境中，經(jīng)過長時(shí)間的高溫高壓工作環(huán)境的條件下會(huì)引起螺栓的腐蝕、生銹和松動(dòng)，由于螺栓安裝在燃燒裝置內(nèi)部，所以需要拆卸密封窗來緊固，經(jīng)常拆卸對整個(gè)裝置的密封性不利，也會(huì)引起玻璃的破碎；此外，可視窗密封面與缸體直接接觸，由于兩個(gè)接觸面都有一定的不平度和粗糙度，一定的壓力下會(huì)產(chǎn)生漏氣。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗，從而克服現(xiàn)有的定容燃燒裝置的玻璃容易破碎且窗口密封不佳的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗，其中，包括：法蘭端蓋，其固定于定容燃燒裝置的缸體的側(cè)壁上且與定容燃燒裝置的缸體的窗口對應(yīng)；該法蘭端蓋向內(nèi)凸設(shè)有一卡嵌于所述窗口內(nèi)的凸臺(tái)，且該法蘭端蓋設(shè)置有一端蓋通孔，所述端蓋通孔的內(nèi)端設(shè)置有一第一臺(tái)階面；玻璃體，其安裝于所述端蓋通孔內(nèi)，且所述第一臺(tái)階面頂靠在該玻璃體的內(nèi)端面上；以及外壓盤，其固定于所述法蘭端蓋上并蓋設(shè)于所述端蓋孔的外端，該外壓盤設(shè)置有一小于所述玻璃體的外端面的壓盤通孔，且所述玻璃體的外端面頂靠在該外壓盤的內(nèi)端面上。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述法蘭端蓋通過螺栓連接的方式固定于定容燃燒裝置的缸體的側(cè)壁上，且所述外壓盤通過螺栓連接的方式固定于所述法蘭端蓋上。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述玻璃體的內(nèi)端面與所述第一臺(tái)階面之間夾設(shè)有一第一石棉墊片。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述端蓋通孔的外端設(shè)置有一第二臺(tái)階面，所述外壓盤套設(shè)于所述端蓋通孔的外端，且所述第二臺(tái)階面頂靠在所述外壓盤的內(nèi)端面上。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述外壓盤的內(nèi)端面與所述第二臺(tái)階面之間夾設(shè)有一第二石棉墊片和一硅膠墊片，所述第二石棉墊片位于內(nèi)側(cè)且所述硅膠墊片位于外側(cè)。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述窗口的內(nèi)端設(shè)置有一第三臺(tái)階面，所述第三臺(tái)階面頂靠在所述凸臺(tái)的內(nèi)端面上。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述凸臺(tái)的內(nèi)端面與所述第三臺(tái)階面之間夾設(shè)有一金屬涂膠板墊片。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述金屬涂膠板墊片的中間凸設(shè)有一與所述第三臺(tái)階面對應(yīng)的密封環(huán)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明的法蘭端蓋固定于缸體的側(cè)壁上且外壓盤固定于法蘭端蓋上，兩者安裝方向一致，且通過外壓盤和第一臺(tái)階面來對玻璃體進(jìn)行夾緊固定，拆卸過程可以不需要拆卸玻璃體，裝卸和維護(hù)方便，解決了玻璃頻繁拆卸引起玻璃的密封性問題和容易破碎的問題。

2、本發(fā)明能夠避免由于螺栓安裝在缸體內(nèi)暴露在高溫高壓環(huán)境中發(fā)生膨脹、腐蝕、生銹和松動(dòng)而導(dǎo)致玻璃體易碎和密封不佳的現(xiàn)象，從而能夠保證玻璃體的使用壽命以及保證對窗口的密封性。

3、本發(fā)明通過設(shè)置第一臺(tái)階面、第二臺(tái)階面、第三臺(tái)階面，并在對應(yīng)的位置增設(shè)相應(yīng)的墊片，從而提高了窗口的密封性能，并極大減輕玻璃受到的缸內(nèi)的沖擊力。

4、本發(fā)明具有普遍的適用性，對于汽油機(jī)和柴油機(jī)的定容燃燒研究均能夠采用。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗安裝于缸體上后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的法蘭端蓋的軸向剖視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗的立體分解圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的金屬涂膠板墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的金屬涂膠板墊片的軸向剖視圖。

主要附圖標(biāo)記說明：

1-缸體，11-窗口，12-第三臺(tái)階面；2-法蘭端蓋，21-凸臺(tái)，22-端蓋通孔，23-第一臺(tái)階面，24-第二臺(tái)階面；3-玻璃體；4-外壓盤，41-壓盤通孔；5-螺栓，6-第一石棉墊片；7-第二石棉墊片；8-硅膠墊片；9-金屬涂膠板墊片，91-密封環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

圖1至圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的一種用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗的結(jié)構(gòu)示意圖，該用于定容燃燒裝置的光學(xué)可視化密封窗包括法蘭端蓋2、玻璃體3以及外壓盤4，參考圖1至圖3，法蘭端蓋2固定于定容燃燒裝置的缸體1的側(cè)壁上且與定容燃燒裝置的缸體1的窗口11對應(yīng)；法蘭端蓋2向內(nèi)凸設(shè)有一卡嵌于窗口11內(nèi)的凸臺(tái)21，凸臺(tái)21和法蘭端蓋2的外端均為圓柱狀，從而使法蘭端蓋2整體呈“t”字狀的圓柱臺(tái)，法蘭端蓋2固定于缸體1的側(cè)壁上時(shí)，其臺(tái)肩面貼合在側(cè)壁上。法蘭端蓋2的材質(zhì)為45號(hào)鋼，表面粗糙度為3.2μm，以滿足一定加工精度的要求，且缸體1的窗口11的表面進(jìn)行鍍鉻處理以防止生銹。優(yōu)選地，窗口11的內(nèi)端設(shè)置有一第三臺(tái)階面12，即相當(dāng)于窗口11為一在內(nèi)端形成臺(tái)階面的階梯孔。第三臺(tái)階面12頂靠在凸臺(tái)21的內(nèi)端面上，第三臺(tái)階面12用于對凸臺(tái)21進(jìn)行限位。進(jìn)一步優(yōu)選地，凸臺(tái)21的內(nèi)端面與第三臺(tái)階面12之間夾設(shè)有一金屬涂膠板墊片9，金屬涂膠板墊片9能夠起到耐壓、密封和減震的作用。參考圖4和圖5，再進(jìn)一步優(yōu)選地，金屬涂膠板墊片9的中間凸設(shè)有一與第三臺(tái)階面12對應(yīng)的密封環(huán)91，密封環(huán)91為向內(nèi)凸出的弧形凸起，安裝時(shí)，凸臺(tái)21的內(nèi)端面把金屬涂膠板墊片9的密封環(huán)91壓緊貼合在第三臺(tái)階面12上，從而進(jìn)一步保證第三臺(tái)階面12與凸臺(tái)21的內(nèi)端面之間形成良好的密封，以整體提高法蘭端蓋2與缸體1的窗口之間的密封性。

繼續(xù)參考圖1至圖3，法蘭端蓋2設(shè)置有一端蓋通孔22，端蓋通孔22的內(nèi)端設(shè)置有一第一臺(tái)階面23，即相當(dāng)于端蓋通孔22為一在內(nèi)端形成一臺(tái)階面的階梯孔。玻璃體3為圓柱狀的石英玻璃，玻璃體3安裝于端蓋通孔22內(nèi)，且第一臺(tái)階面23頂靠在玻璃體3的內(nèi)端面上，從而由第一臺(tái)階面23對玻璃體3進(jìn)行限位和密封。優(yōu)選地，玻璃體3的內(nèi)端面與第一臺(tái)階面23之間夾設(shè)有一第一石棉墊片6，第一石棉墊片6的內(nèi)外兩側(cè)均涂有密封膠，以提高密封性能。

繼續(xù)參考圖1至圖3，外壓盤4固定于法蘭端蓋2上并蓋設(shè)于端蓋孔22的外端，外壓盤4設(shè)置有一小于玻璃體3的外端面的壓盤通孔22，且玻璃體3的外端面頂靠在外壓盤4的內(nèi)端面上。把外壓盤4固定好后，便能通過外壓盤4和第一臺(tái)階面23把玻璃體3壓緊固定并由壓盤通孔22對缸體1內(nèi)進(jìn)行觀察，且拆卸時(shí)只需把法蘭端蓋2整體從窗口11拆下來即可，而不必把玻璃體3和外壓盤4拆下來。優(yōu)選地，法蘭端蓋2通過螺栓連接的方式固定于定容燃燒裝置的缸體1的側(cè)壁上，法蘭端蓋2在的外端通過在同一圓周均勻分布的6個(gè)螺栓5固定于缸體1的側(cè)壁上。且外壓盤4通過螺栓連接的方式固定于法蘭端蓋2上，外壓盤4通過在同一圓周均勻分布的10個(gè)螺栓5固定于法蘭端蓋2上。進(jìn)一步優(yōu)選地，端蓋通孔22的外端設(shè)置有一第二臺(tái)階面24，外壓盤4套設(shè)于端蓋通孔22的外端，且第二臺(tái)階面24頂靠在外壓盤4的內(nèi)端面上，外壓盤4的外端面與法蘭端蓋2的外端面平齊。再進(jìn)一步優(yōu)選地，外壓盤4的內(nèi)端面與第二臺(tái)階面24之間夾設(shè)有一第二石棉墊片7和一硅膠墊片8，第二石棉墊片7位于內(nèi)側(cè)以與第二臺(tái)階面24接觸，且硅膠墊片8位于外側(cè)以與外壓盤4的內(nèi)端面接觸，第二石棉墊片7用于提高密封性，硅膠墊片8能夠減小外壓盤4施加在玻璃體3上的壓力，并且能夠緩沖缸內(nèi)來回反射的沖擊波。

本發(fā)明的定容裝置的光學(xué)可視化密封窗制作與裝配步驟如下：

步驟一：選用45號(hào)鋼加工出法蘭端蓋2和外壓盤4，保證表面粗糙度為3.2μm；并在法蘭端蓋2的第一臺(tái)階面23處安裝第一石棉墊片6，第一石棉墊片6的內(nèi)外兩側(cè)涂有密封膠；

步驟二：往法蘭端蓋2的端蓋通孔22內(nèi)嵌入玻璃體3，保證玻璃體3表面光滑干凈，法蘭端蓋2的端蓋通孔22也要保證清潔無灰塵，安裝時(shí)保證玻璃體3豎直緩緩放入端蓋通孔22內(nèi)，直至與第一臺(tái)階面23上的第一石棉墊片6接觸，玻璃體3的外端面要與端蓋通孔22的外端面持平，不能有凸出的部分；

步驟三：在法蘭端蓋2的第二臺(tái)階面24處安裝第二石棉墊片7和硅膠墊片8，并把外壓盤4安裝在法蘭端蓋2上，以壓緊玻璃體3，且第二石棉墊片7和硅膠墊片8通過外壓盤4壓緊在第二臺(tái)階面24；外壓盤4安裝時(shí)，所有的螺栓5應(yīng)對稱逐漸擰緊，且外壓盤4上的螺栓擰緊力矩不應(yīng)超過60n，且保證每個(gè)螺栓5的擰緊力矩一樣；

步驟四：保證缸體1的窗口11清潔無灰塵，并在第三臺(tái)階面12上安裝金屬涂膠板墊片9，把法蘭端蓋2的凸臺(tái)21豎直緩緩插入到窗口11內(nèi)，凸臺(tái)21緊壓金屬涂膠板墊片9，并使金屬涂膠板墊片9的密封環(huán)91貼合在第三臺(tái)階面12上，并對稱擰緊法蘭端蓋2上的螺栓5。

本發(fā)明的法蘭端蓋2固定于缸體1的側(cè)壁上且外壓盤4固定于法蘭端蓋2上，兩者安裝方向一致，且通過外壓盤4和第一臺(tái)階面23對玻璃體3進(jìn)行夾緊固定，拆卸過程可以不需要拆卸玻璃體3，裝卸和維護(hù)方便，解決了玻璃頻繁拆卸引起玻璃的密封性問題和容易破碎的問題。本發(fā)明能夠避免由于螺栓5安裝在缸體1內(nèi)暴露在高溫高壓環(huán)境中發(fā)生膨脹、腐蝕、生銹和松動(dòng)而導(dǎo)致玻璃體3易碎和密封不佳的現(xiàn)象，從而能夠保證玻璃體3的使用壽命以及保證對窗口11的密封性。本發(fā)明具有普遍的適用性，對于汽油機(jī)和柴油機(jī)的定容燃燒研究均能夠采用。

前述對本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。