阅读说明：本技术 一种大型超重力土工离心机双层壁双重门结构 (Double-layer-wall double-door structure of large-scale supergravity geotechnical centrifuge ) 是由 郑传祥 戴煜宸 蒋建群 林伟岸 凌道盛 赵宇 汪玉冰 黄维 颜加明 林娇 王振宇 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大型超重力土工离心机双层壁双重门结构。圆柱形夹套换热器内层的门往内侧离心机转子系统方向推进并侧移,真空壳体的矩形外门侧面移动；该夹套换热器的中心安装有离心机转子系统,该夹套换热器通过支撑筋固定于真空壳体的内侧；真空壳体与内层夹套换热器的门对应的侧面焊接矩形接管,矩形接管的另一端焊接矩形法兰,矩形法兰通过矩形外门密封垫片与矩形外门用外门压紧装置压紧形成密封。本发明对于大型土工离心机内层夹套换热器的侧门满足了侧门关闭时与夹套换热器成为一个光滑的圆柱内壁面,不会增加风阻功率；同时有侧门内通入冷却液,不会因设置侧门而减少换热面积；结构简单,对于其他二层以上的圆柱筒体的侧门设计同样适用。(The invention discloses a double-layer wall double-door structure of a large-scale supergravity geotechnical centrifuge. The door of the inner layer of the cylindrical jacket heat exchanger is pushed towards the direction of the rotor system of the centrifugal machine at the inner side and laterally moves, and the side surface of the rectangular outer door of the vacuum shell moves; the center of the jacket heat exchanger is provided with a centrifuge rotor system, and the jacket heat exchanger is fixed on the inner side of the vacuum shell through a supporting rib; the side face of the vacuum shell corresponding to the door of the inner-layer jacket heat exchanger is welded with a rectangular connecting pipe, the other end of the rectangular connecting pipe is welded with a rectangular flange, and the rectangular flange is compressed with an outer door compressing device for a rectangular outer door through a rectangular outer door sealing gasket to form sealing. The side door of the inner-layer jacket heat exchanger of the large geotechnical centrifuge meets the requirement that the side door and the jacket heat exchanger form a smooth cylindrical inner wall surface when the side door is closed, and the wind resistance power cannot be increased; meanwhile, the cooling liquid is introduced into the side door, so that the heat exchange area cannot be reduced due to the arrangement of the side door; simple structure is applicable to the side door design of other cylinder barrel more than two layers equally.)

一种大型超重力土工离心机双层壁双重门结构

技术领域

本发明涉及一种多层壳体的多重门结构，特别是涉及一种大型超重力土工离心机双层壁双重门结构。

背景技术

随着土工离心机的重力加速度不断增大，离心机的风阻功率也呈三次方级数的增加，散热成为超重力机和土工离心机的突出难题，大量产热会引起舱内温度升高导致一起不能正常工作，如果温控解决不好，离心舱内的所有仪表均会出现问题，一般要求离心舱温度控制在45℃以下。为了解决超大型土工离心机的温升问题，目前最有效的方法是机室抽真空与离心机室四周布置低温冷却换热器相结合的温控方法。因此构成离心机室具有二层结构，即外层的真空壳体和置于真空壳体内、包围离心机的圆柱形换热器。由于试验设备和试件进出需要在侧面开设侧门，这就要求换热器和真空壳体均要开门。由于离心机室的风阻功率与机室几何结构、表面光洁度、平整度均有很大关系，因此换热器内门的结构具有很多特殊的要求：门关闭以后需要与整个换热器平齐、圆弧一致，不得有缝隙，表面光滑；内门不得是单侧转轴的开关门，因为里面是离心机回转体影响开关，只能是侧移门；所有门的传动机构、转动机构等均不能影响风阻功率。

目前有关土工离心机试验舱侧门结构的专利主要有本单位浙江大学的CN201911314295.9 “一种大型土工离心机防撞快开门结构”，提出了一种防撞快开门结构，该结构的双重门均在轨道上沿真空壳体法线方向往外移动，该结构的缺点是进出门需要轨道，该轨道对真空壳体的密封造成困难。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种大型超重力土工离心机双层壁双重门结构，解决双层圆柱形结构的开门问题，特别是内层夹套换热器的侧门需要满足侧门关闭时与夹套换热器成为一个光滑的内壁面，还可以使侧门内通入冷却液，不减少侧门的换热面积。真空壳体的侧门需要满足密封和开关方便的目的。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

本发明用于具有圆柱形夹套换热器内层和真空壳体外层的双层结构大型土工离心机的机室侧面开门；圆柱形夹套换热器内层的门往内侧离心机转子系统方向沿固定轨道推进并侧移，真空壳体的矩形外门沿固定轨道侧面移动；圆柱形夹套换热器的中心安装有离心机转子系统，圆柱形夹套换热器通过多根夹套换热器支撑筋固定于真空壳体的内侧；真空壳体与内层夹套换热器的门对应的侧面焊接矩形接管，矩形接管的另一端焊接矩形法兰，矩形法兰通过矩形外门密封垫片与矩形外门用外门压紧装置压紧形成密封。

所述圆柱形夹套换热器内层的门，是左右对分、且结构相同的左移门和右移门；左移移门包括：左移门体、安装于左移门体背面的左移门立柱、左移门立柱上加强杆、左移门立柱下加强杆；左移门立柱的上端与左移门立柱上加强杆的一端固定连接，左移门立柱上加强杆的另一端与左移移门体上端固定连接；左移门立柱的下端与左移门立柱下加强杆的一端固定连接，左移门立柱下加强杆的另一端与左移门体的下端固定连接；左移门立柱上加强杆的右端上侧面安装有左移门导向销轴，该左移门导向销轴插入左移门导向上轨道内，左移门立柱的下端面安装有左移门立柱下导向销轴，左移门立柱下导向销轴插入左移门立柱下轨道内，左移门立柱的上端面安装有左移门立柱上导向销轴，左移门立柱上导向销轴插入左移门立柱上轨道内，所述三个轨道固定了左移门沿各自固定的轨道轨迹运动；左移门立柱与左移门立柱上加强杆和左移门立柱下加强杆组装，与左移门体固定连接后，从顶上俯视看形成“U”凹槽，左移门左移使圆柱形夹套换热器进入该“U”凹槽内。

所述左移门立柱上轨道和左移门立柱下轨道分别用导轨固定装置安装在真空壳体内壁的上下端；所述左移门导向上轨道通过导轨固定装置安装在真空壳体内壁的上端。

所述左移门导向上轨道从顶上俯视看是一个 “┎”形的轨道，轨道的横截面为矩形，内有 “T”形槽，与左移门导向销轴的“T”销轴相互扣合，其余2根轨道与各自销轴均采用相同的方法扣合；右移门立柱上轨道、右移门导向上轨道和右移门立柱下轨道具有与左移门导向上轨道、左移门立柱上轨道和左移门立柱下轨道相同的形状和轨道运动轨迹线；右移门的3根轨道也分别通过导轨固定装置固定于真空壳体的内壁上。

所述左移门体的俯视图为曲率半径与圆柱形夹套换热器曲率半径相同的一段弧，左移门体的内部流通与圆柱形夹套换热器内相同的冷却液；左移门体由上侧板、焊于外侧板上的进液管、下侧板、外侧板和内侧板、左侧板、右侧板及焊于外侧板上的出液管组成一个密闭的腔体；上侧板、下侧板、左侧板、右侧板是弧形隔板形状，均为外圈为凸弧形、内圈为凹弧形的板， 外侧板和内侧板通过多个弧形隔板相间焊接在左侧板或右侧板，构成S形流道；进液管与夹套换热器的进液管用软管相连通，出液管与夹套换热器的出液管用软管相连通；左移门底部装有驱动装置。

本发明具有的有益的效果是：

1) 对于大型土工离心机内层夹套换热器的侧门满足了侧门关闭时与夹套换热器成为一个光滑的圆柱内壁面，不会增加风阻功率；同时设计了可以使侧门内通入冷却液，不减少因设置侧门的换热面积。

2) 解决了大型土工离心机的双层圆柱形结构简单、方便开门问题，对于其他二层以上的圆柱筒体的侧门设计同样适用。

附图说明

图1是超重力土工离心机双层壁双重门结构的俯视图。

图2是图1的A-A局部剖视图。

图3是图2的C-C剖视图。

图4是超重力土工离心机双层壁双重门结构的轴测图。

图5是左移门的轴测图。

图6是左移门的主视图。

图7是左移门的侧视图。

图8是图6的俯视图。

图9是移动轨道图。

图10是图9的B-B移动轨道的截面图。

图11是左移门体的剖面图。

图12是左移门体的俯视图。

图中：1、真空壳体，2、圆柱形夹套换热器，3、右移门立柱上轨道，4、右移门导向上轨道，5、右移门立柱下轨道，6、左移门导向上轨道，7、左移门立柱上轨道，8、左移门立柱下轨道，9、右移门，10、左移门，11、离心机转子系统，12、左移门导向销轴，13、左移门立柱上加强杆，14、左移门体，15、左移门立柱，16、左移门立柱下加强杆，17、左移门立柱下导向销轴，18、左移门立柱上导向销轴，19、夹套换热器支撑筋，20、矩形接管，21、矩形法兰，22、矩形外门，23、矩形外门密封垫片，24、外门压紧装置，25、导轨固定装置，26、导轨导向槽，27、“U”形凹槽，28、驱动装置，29、进液管，30、外侧板，31、内侧板，32、出液管，33、上侧板， 34、弧形隔板，35、右侧板，36、S形流道，37、左侧板， 38、下侧板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明用于具有圆柱形夹套换热器2内层和真空壳体1外层的双层结构大型土工离心机的机室侧面开门，其特征在于：圆柱形夹套换热器2内层的门往内侧离心机转子系统11方向沿固定轨道推进并侧移，真空壳体1的矩形外门22沿固定轨道侧面移动；圆柱形夹套换热器2的中心安装有离心机转子系统11，圆柱形夹套换热器2通过多根夹套换热器支撑筋19固定于真空壳体1的内侧；真空壳体1与内层夹套换热器2的门对应的侧面焊接矩形接管20，矩形接管20的另一端焊接矩形法兰21，矩形法兰21通过矩形外门密封垫片23与矩形外门22用外门压紧装置24压紧形成密封。

如图5、图6、图7、图8所示，所述圆柱形夹套换热器2内层的门，是左右对分、且结构相同的左移门10和右移门9；左移移门10包括：左移门体14、安装于左移门体14背面的左移门立柱15、左移门立柱上加强杆13、左移门立柱下加强杆16；左移门立柱15的上端与左移门立柱上加强杆13的一端固定连接，左移门立柱上加强杆13的另一端与左移移门体14上端固定连接；左移门立柱15的下端与左移门立柱下加强杆16的一端固定连接，左移门立柱下加强杆16的另一端与左移门体14的下端固定连接；左移门立柱上加强杆13的右端上侧面安装有左移门导向销轴12，该左移门导向销轴12插入左移门导向上轨道6内，左移门立柱15的下端面安装有左移门立柱下导向销轴17，左移门立柱下导向销轴17插入左移门立柱下轨道8内，左移门立柱15的上端面安装有左移门立柱上导向销轴18，左移门立柱上导向销轴18插入左移门立柱上轨道7内，所述三个轨道固定了左移门10沿各自固定的轨道轨迹运动；左移门立柱15与左移门立柱上加强杆13和左移门立柱下加强杆16组装，与左移门体14固定连接后，从顶上俯视看形成“U”凹槽27，左移门10左移使圆柱形夹套换热器2进入该“U”凹槽27内。右移门9与左移门10完全是对称、结构相同，不再详细阐述。

如图3所示，所述左移门立柱上轨道7和左移门立柱下轨道8分别用导轨固定装置25安装在真空壳体1内壁的上下端；所述左移门导向上轨道6通过导轨固定装置25安装在真空壳体1内壁的上端。

如图9、图10所示，所述左移门导向上轨道6从顶上俯视看是一个 “┎”形的轨道，轨道的横截面为矩形，内有 “T”形槽，与左移门导向销轴12的“T”销轴相互扣合，其余2根轨道与各自销轴均采用相同的方法扣合；右移门立柱上轨道3、右移门导向上轨道4和右移门立柱下轨道5具有与左移门导向上轨道6、左移门立柱上轨道7和左移门立柱下轨道8相同的形状和轨道运动轨迹线；右移门9的3根轨道也分别通过导轨固定装置25固定于真空壳体1的内壁上。

如图11、图12所示，所述左移门体14的俯视图为曲率半径与圆柱形夹套换热器2曲率半径相同的一段弧，左移门体14的内部流通与圆柱形夹套换热器2内相同的冷却液；左移门体14由上侧板33、焊于外侧板30上的进液管29、下侧板38、外侧板30和内侧板31、左侧板37、右侧板35及焊于外侧板30上的出液管32组成一个密闭的腔体；上侧板33、下侧板38、左侧板37、右侧板35是弧形隔板形状，均为外圈为凸弧形、内圈为凹弧形的板， 外侧板30和内侧板31通过多个弧形隔板34相间焊接在左侧板37或右侧板35，构成S形流道36；进液管29与夹套换热器2的进液管用软管相连通，出液管44与夹套换热器2的出液管用软管相连通；左移门10底部装有驱动装置28。

本发明的工作原理：当离心机需要工作、试验时，松开外门压紧装置24，侧向沿地面轨道移开矩形外门22，启动内门的驱动装置28，使内门沿着各自的轨道内移动、左右对开，此时双重门完全开启，人员、试件等可以进出安装。当试件安装完毕后，人员撤离门外，启动内门的驱动装置28，关闭内门，随后关闭外门，锁紧外门压紧装置24，按照离心机的工作程序进行离心机启动工作，指导停机后，进行下一个同样的开关门程序。