一种应用于高压容器的双锥面玻璃窗口的制作方法

本发明涉及到高压容器窗口设计和密封技术领域，尤其涉及到一种应用于高压容器的双锥面玻璃窗口。

背景技术：

优化柴油机的喷雾燃烧过程是降低柴油机排放，改善柴油机性能的重要方面。为研究内燃机气缸内喷雾燃烧的效果，多采用诸如定容弹等的高压容器实验装置。通过高压容器的玻璃窗口，利用高速相机或iccd相机对高压容器内燃烧喷雾进行拍摄是高压容器实验的主要内容，因此高压容器光学窗口设计对高压容器至关重要。

目前柴油机向高增压、小型化的方向发展，高压容器的设计压力也因此越来越高，玻璃光学窗口作为高压容器的脆弱部位其强度决定着高压容器的抗压极限，所以光学窗口设计的一个重点就是玻璃的承压，并且如何在高温高压的高压容器中实现玻璃的密封也是一个难点；同时随着高压容器功能越来越丰富，安装在高压容器端面上的各种适配器也将占用更多的空间，一个较好的解决办法就是将这些适配器均设置在高压容器的角上从而能够增加高压容器的光学窗口数量，在这种情况下如何优化玻璃的形状使之能够配合高压容器角适配器的布置也是光学窗口设计的另外一个要点。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有高压容器光学玻璃窗口设计中玻璃承压极限较低，各个角适配器的空间布置容易和光学窗口发生干涉，且光学玻璃在频繁拆卸、安装过程中易损坏的问题，提供一种应用于高压容器的双锥面玻璃窗口。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种应用于高压容器的双锥面玻璃窗口，包括玻璃底座、固定螺栓、玻璃压盖、锥形密封垫、双锥面玻璃；

其中，所述玻璃底座与所述玻璃压盖配合，用于安装双锥面玻璃；所述双锥面玻璃包括玻璃前锥面和玻璃后锥面，所述双锥面玻璃的中间段为圆柱形，用于增加了玻璃的厚度，所述玻璃前锥面用于增加设置在高压容器各面上的光学窗口数量，避免了与设置在高压容器顶角的适配器的干涉；所述玻璃后锥面用于增大了玻璃的受力面积，提高抗压极限，所述玻璃底座与所述玻璃后锥面之间装有锥形密封垫用于密封锥形玻璃。

所述玻璃底座的左侧设置有螺丝孔，通过所述固定螺栓与玻璃压盖紧固连接，中间开设有o型密封圈槽，所述o型密封圈槽用于玻璃模块与高压容器的密封，所述玻璃底座的右侧设置为把手，所述把手便于安装各玻璃模块。

上述技术方案中，所述玻璃底座内部为锥面，外部为阶梯状，中间设置有观察孔，所述观察孔用于高压容器内部喷雾燃烧进行测试的光学通道。

上述技术方案中，所述玻璃压盖为锥形环，周向外侧开设有沉孔，所述沉孔用于安装固定螺栓，内侧为锥面。

上述技术方案中，所述玻璃压盖的锥面倾斜度与所述玻璃前锥面的倾斜度相同。

上述技术方案中，所述玻璃底座的锥面倾斜度与所述玻璃后锥面倾斜度相同。

上述方案中，所述玻璃底座通过锥形密封垫和玻璃后锥面进行紧密配合实现密封，所述玻璃压盖与玻璃前锥面之间装有垫片从而缓冲保护玻璃。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明玻璃前锥面可以很好的配合高压容器各个角适配器的空间布置，避免二者的干涉，改善了以往火花塞、传感器等适配器设置在高压容器各个端面上从而限制光学窗口数量的情况，提高高压容器的空间利用率。

2、本发明玻璃后锥面改善了以往高压容器设计玻璃平面局部受力的情况，明显增大了玻璃的受力面积，从而提高其抗压极限。

3、本发明玻璃压盖与玻璃前锥面之间装有垫片用来保护玻璃；玻璃底座和玻璃后锥面之间装有锥形密封垫实现玻璃窗口的密封。

4、本发明中整个玻璃窗口为模块化设计，每次实验擦拭玻璃只需拆卸整个模块，从而可以减少玻璃的拆卸，防止玻璃损伤，在所述玻璃底座上开有o型密封圈槽，可以使用o型密封圈实现整个玻璃窗口模块与高压容器的良好密封。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它附图。

图1为本发明的双锥面玻璃窗口的剖面图；

图2为本发明的高压容器对角面的截面图；

图3为本发明的玻璃底座的剖面图。

其中，附图标记为：1-玻璃底座；2-固定螺栓；3-玻璃压盖；4-玻璃前锥面；5-垫片；6-o型密封圈槽；7-锥形密封垫；8-双锥面玻璃；9-玻璃后锥面；10-高压容器；11-温度传感器适配器；12-固定旋盖；13-压力传感器适配器；14-其他光学窗口；15-光学通道；16-安装把手；17-螺纹孔；18-玻璃底座内锥面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

图1为本发明的双锥面玻璃窗口的剖面图；如图1所示，一种应用于高压容器的双锥面玻璃窗口，包括玻璃底座1、固定螺栓2、玻璃压盖3、锥形密封垫7、双锥面玻璃8。

玻璃底座1与玻璃压盖3配合，用于安装双锥面玻璃8。玻璃底座1的左侧设置有螺丝孔，通过固定螺栓2与玻璃压盖3紧固连接，中间开有o型密封圈槽6，o型密封圈槽6用于玻璃模块与高压容器的密封，玻璃底座1的右侧设置为把手，把手便于安装各玻璃模块。

图2为本发明的玻璃底座的剖面图，如图2所示，所述玻璃底座1内部为锥面，外部为阶梯状，中间设置有观察孔，观察孔用于高压容器内部进行喷雾燃烧测试的光学通道。外部阶梯状分为三部分，左侧一段端面布置有12个m4的螺纹孔；中间一段外部设有o型密封圈槽，安装180mm*7mm的氟橡胶o型密封圈，用于光学窗口模块和高压容器的密封；右侧一段为安装把手，便于光学窗口模块的拆装，内径107mm，外径132mm，因此整个光学窗口的可视范围为直径107mm的圆。

玻璃压盖为锥形环，厚度为6mm，外侧有突出的边缘，边缘上加工有12个沉孔用于安装固定螺栓，内侧为锥面。

玻璃底座和玻璃压盖均采用304不锈钢材质；固定螺栓为12个m4的高强度螺栓。所述玻璃底座与玻璃压盖之间通过固定螺栓配合，从而压紧双锥面玻璃，使整个玻璃窗口成为一个模块，便于拆卸。

双锥面玻璃8包括玻璃前锥面4和玻璃后锥面9，玻璃底座1与玻璃后锥面9通过锥形密封垫7密封。双锥面玻璃8的中间段为圆柱形，圆柱形的直径为140mm，玻璃整体厚度为88mm，增加了玻璃的厚度，玻璃前锥面4用于增加设置在高压容器各面上的光学窗口数量。玻璃前锥面可以避免与设置在高压容器顶角的火花塞、传感器等适配器的干涉，从而增加设置在高压容器各面上的光学窗口数量，提高空间利用率。玻璃后锥面与玻璃底座精密配合保证密封，同时锥面可以增加玻璃的受力面积，提高玻璃的抗压极限。双锥面玻璃的透过性、强度等要求根据具体实验目的及环境确定。

所述玻璃压盖3与所述玻璃前锥面4之间装有垫片5，安装垫片起到缓冲保护作用，玻璃前锥面和玻璃压盖锥面的斜度应保证完全相同；在玻璃后锥面上安装锥形密封垫密封玻璃模块；玻璃后锥面和玻璃底座锥面的斜度也应完全相同以保证密封效果。

图3为本发明的高压容器对角面的截面图，如图3所示，所述玻璃窗口外部为阶梯状，整体呈一个斜面，安装在高压容器角上的温度和压力传感器适配器外部也为阶梯状设计，使玻璃窗口和适配器能够配合使用，空间上不会干涉；玻璃窗口外端面需要用固定旋盖压紧，固定旋盖为圆环，材质为304不锈钢，一端设计有四个均匀分布的槽，配合专用的工装拆卸旋盖；旋盖外圆面加工有外螺纹与容弹窗口上内螺纹配合，固定旋盖旋紧后外端面与容弹端面相平。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。