一種石英燈風(fēng)冷裝置的制造方法
【專利摘要】一種石英燈風(fēng)冷裝置，包括出氣管，進(jìn)氣管，堵頭，所述出氣管管壁設(shè)有出氣孔，所述出氣孔的方向與石英燈陣平行，沿管壁徑向配打，所述出氣孔兩端采用所述堵頭封死，所述堵頭中間配打所述出氣孔；所述出氣管中間位置打一個(gè)進(jìn)氣孔，用于對(duì)接所述進(jìn)氣管；所述進(jìn)氣管一端與所述出氣管焊接，并與出氣管上的進(jìn)氣孔同軸，另一端與支持裝置固定連接。本發(fā)明提高了石英燈陣的加熱能力，滿足試驗(yàn)需求；同時(shí)，該風(fēng)冷裝置及方法具備成本低、使用方便、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣泛。
【專利說(shuō)明】
一種石英燈風(fēng)冷裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于箭彈結(jié)構(gòu)熱強(qiáng)度、熱環(huán)境地面模擬試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種石英燈風(fēng)冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空航天領(lǐng)域，箭、彈等飛行器存在諸多的結(jié)構(gòu)熱問題，因此，需要對(duì)箭彈的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬加熱，以考核其防隔熱、耐熱性能。石英燈是國(guó)內(nèi)外箭彈地面模擬熱試驗(yàn)采用最為廣泛的加熱元件。它通過(guò)在石英燈陣兩端施加電壓，使得燈絲溫度升高進(jìn)而發(fā)射出輻射熱量。輻射熱量被試驗(yàn)對(duì)象所吸收，從而達(dá)到試驗(yàn)考核的目的。
[0003]在航空航天行業(yè)的發(fā)展初期，箭彈面臨的加熱熱流密度不高，常規(guī)石英燈的加熱能力完全可以滿足試驗(yàn)需求。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外航空航天領(lǐng)域的高速發(fā)展，箭彈結(jié)構(gòu)熱環(huán)境變得惡劣。重型運(yùn)載火箭起飛階段，發(fā)動(dòng)機(jī)噴流對(duì)火箭底部加熱的熱流密度高達(dá)600?700kff/m2o高超聲速飛行器在飛行過(guò)程中產(chǎn)生的氣動(dòng)熱流密度最高可達(dá)lMff/m2。導(dǎo)彈彈頭溫度可達(dá)1500?2000°C。長(zhǎng)時(shí)間、高熱流密度的加熱方式成為熱試驗(yàn)領(lǐng)域重要的發(fā)展方向之一O
[0004]冷卻技術(shù)是決定石英燈加熱器的加熱能力的最重要的因素之一。燈頭冷卻、燈管冷卻的水平高低直接決定了其高熱流狀態(tài)下的續(xù)航能力。針對(duì)日益增高的加熱需求，國(guó)內(nèi)外均對(duì)石英燈加熱器進(jìn)行了改進(jìn)。美國(guó)研制出一種模塊化石英燈。他們將一組燈陣集成在一個(gè)密閉的模塊中，模塊接通電源、冷卻水和冷卻氣。冷卻水的目的是冷卻燈頭。冷卻氣的目的是冷卻石英燈管。模塊化石英燈在一定程度上提高了石英燈的加熱能力和可靠性，然而美國(guó)對(duì)其技術(shù)采取嚴(yán)密的保密措施，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)還未成熟，目前不具備大規(guī)模應(yīng)用的條件。在國(guó)內(nèi)，北京強(qiáng)度環(huán)境研究所的熱強(qiáng)度熱環(huán)境試驗(yàn)研究室采用水冷式燈頭設(shè)計(jì)，大大提高了石英燈加熱器的高熱流、長(zhǎng)時(shí)間的加熱能力。然而，它僅對(duì)燈頭采取了冷卻措施，未對(duì)燈管采取冷卻措施，這使得它在高熱流條件下的長(zhǎng)時(shí)間工作能力不足，具有進(jìn)一步被改進(jìn)的余地。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種簡(jiǎn)易的石英燈風(fēng)冷裝置。其目的是對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大功率石英燈加熱器進(jìn)彳丁改進(jìn)，進(jìn)一步提尚其尚熱流、長(zhǎng)時(shí)間的加熱能力。
[0006]—種石英燈風(fēng)冷裝置，包括出氣管，進(jìn)氣管，堵頭，出氣管管壁設(shè)有出氣孔，出氣孔的方向與石英燈陣平行，沿管壁徑向配打，出氣孔兩端采用堵頭封死，堵頭中間配打出氣孔，防止出現(xiàn)流動(dòng)死區(qū)，避免出氣管兩端溫度過(guò)高現(xiàn)象；出氣管中間位置打一個(gè)進(jìn)氣孔，用于對(duì)接進(jìn)氣管；進(jìn)氣管一端與出氣管焊接，并與出氣管上的進(jìn)氣孔同軸，另一端與支持裝置固定連接。
[0007]進(jìn)一步，進(jìn)氣孔與出氣孔在出氣管的環(huán)向間隔大于等于90°。
[0008]進(jìn)一步，出氣管管壁上設(shè)有直徑2mm的出氣孔，以及直徑6mm的進(jìn)氣孔；出氣孔間的間隔為1mm至15_，沿出氣管的軸向均勻分布，出氣管長(zhǎng)度根據(jù)石英燈陣長(zhǎng)度而定。
[0009]進(jìn)一步，出氣管外表面以及暴露在石英燈陣下的進(jìn)氣管外表面均采用拋光處理，以提高反射率，降低吸收輻射熱量。
[0010]進(jìn)一步，進(jìn)氣管與出氣管采用周圍焊接，焊縫高度不小于4mm，保證焊縫處的密封性能。
[0011]進(jìn)一步，未暴露在石英燈陣下的進(jìn)氣管部分外表面加工MlO螺紋。
[0012]進(jìn)一步，出氣管主體采用外徑10_的不銹鋼管，壁厚2_。
[0013]進(jìn)一步，進(jìn)氣管主體采用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm，長(zhǎng)度200mm。
[0014]本發(fā)明為設(shè)計(jì)在石英燈陣下方的吹氣裝置，使得冷卻氣流沿石英燈軸向自下而上形成射流。射流本身對(duì)石英燈產(chǎn)生冷卻效果。同時(shí)，射流有引射作用，可使得外界的常溫空氣被引射，從而加快氣流速度和流量，增加冷卻效果。因此，本發(fā)明提高了石英燈陣的加熱能力，提高了石英燈加熱器高功率工作狀態(tài)下的加熱時(shí)間20%以上。同時(shí)，該風(fēng)冷裝置具備成本低、使用方便、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣泛。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是石英燈風(fēng)冷裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0016]其中1-出氣管2-進(jìn)氣管3-堵頭5-出氣孔
[0017]圖2是出氣孔和進(jìn)氣孔相對(duì)位置示意圖；
[0018]其中1-出氣管4-進(jìn)氣孔5-出氣孔
[0019]圖3是石英燈風(fēng)冷裝置使用示意圖；
[0020]其中1-出氣管2-進(jìn)氣管5-出氣孔6-支撐裝置7-石英燈陣
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
[0022]以圖1、圖2、圖3為例，實(shí)施例1:
[0023]根據(jù)石英燈陣的形狀和尺寸設(shè)計(jì)和加工出氣管，圖3示例中的石英燈陣總寬度為306mm,出氣管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為262mm。出氣管主體米用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm。在出氣管的管壁上打16個(gè)直徑2mm的出氣孔，出氣孔的間隔15mm，沿出氣管的軸向均布。出氣管兩端采用堵頭封死，堵頭中間配打直徑2_的出氣小孔。出氣管的外表面拋光處理。
[0024]設(shè)計(jì)和加工進(jìn)氣管，主體米用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm，總長(zhǎng)200mm。暴露在石英燈下的進(jìn)氣管部分外表面拋光處理。未露在石英燈下的進(jìn)氣管部分外表加工MlO螺紋。進(jìn)氣管另一端加工成外徑為6_的光管嘴，用于與外部供氣管相連，光管嘴部分的長(zhǎng)度為 30mm。
[0025]如圖2左側(cè)進(jìn)氣管所示，進(jìn)氣孔與出氣孔在出氣管的環(huán)向間隔為90°，出氣孔與石英燈陣平行。
[0026]將出氣管和進(jìn)氣管焊接在一起，組成吹氣風(fēng)冷裝置。焊縫處采用周向焊接，焊縫高度不小于4mm，保證焊縫處的密封性能。
[0027]將石英燈風(fēng)冷裝置安裝在石英燈加熱器上。進(jìn)氣管穿過(guò)支撐裝置的孔內(nèi)，二者之間設(shè)置絕緣裝置，采用MlO的螺母將進(jìn)氣管和支撐裝置緊固連接在一起。
[0028]在使用時(shí)，進(jìn)氣管與氮?dú)庠聪噙B，氣體從出氣管的出氣孔吹出，形成氣流，如圖3箭頭所示的氣流方向。同時(shí)氣路上設(shè)置減壓閥、流量計(jì)等，調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力和流量，使其達(dá)到試驗(yàn)需要的水平。
[0029]以圖1、圖2、圖3為例，實(shí)施例2:
[0030]根據(jù)石英燈陣的形狀和尺寸設(shè)計(jì)和加工出氣管，圖3示例中的石英燈陣總寬度為306mm,出氣管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為262mm。出氣管主體米用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm。在出氣管的管壁上打16個(gè)直徑2mm的出氣孔，出氣孔的間隔15mm，沿出氣管的軸向均布。出氣管兩端采用堵頭封死，堵頭中間配打直徑2_的出氣小孔。出氣管的外表面拋光處理。
[0031]設(shè)計(jì)和加工進(jìn)氣管，主體米用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm，總長(zhǎng)200mm。暴露在石英燈下的進(jìn)氣管部分外表面拋光處理。未露在石英燈下的進(jìn)氣管部分外表加工MlO螺紋。進(jìn)氣管另一端加工成外徑為6_的光管嘴，用于與外部供氣管相連，光管嘴部分的長(zhǎng)度為 30mm。
[0032]如圖2右側(cè)進(jìn)氣管所示，進(jìn)氣孔與出氣孔在出氣管的環(huán)向間隔為105°。
[0033]將出氣管和進(jìn)氣管焊接在一起，組成吹氣風(fēng)冷裝置。焊縫處采用周向焊接，焊縫高度不小于4mm，保證焊縫處的密封性能。
[0034]將石英燈風(fēng)冷裝置安裝在石英燈加熱器上。進(jìn)氣管穿過(guò)支撐裝置的孔內(nèi)，二者之間設(shè)置絕緣裝置，采用MlO的螺母將進(jìn)氣管和支撐裝置緊固連接在一起。
[0035]在使用時(shí)，進(jìn)氣管與氮?dú)庠聪噙B，氣體從出氣管的出氣孔吹出，形成氣流，如圖3箭頭所示的氣流方向。同時(shí)氣路上設(shè)置減壓閥、流量計(jì)等，調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力和流量，使其達(dá)到試驗(yàn)需要的水平。
[0036]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專利技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石英燈風(fēng)冷裝置，包括出氣管(1)，進(jìn)氣管(2)，堵頭(3)，其特征在于，所述出氣管⑴管壁設(shè)有出氣孔(5)，所述出氣孔(5)的方向與石英燈陣(7)平行，沿管壁徑向配打，所述出氣孔(5)兩端采用所述堵頭(3)封死，所述堵頭(3)中間配打所述出氣孔(5);所述出氣管(I)中間位置打一個(gè)進(jìn)氣孔(4)，用于對(duì)接所述進(jìn)氣管(2);所述進(jìn)氣管(2) —端與所述出氣管(I)焊接，并與出氣管(I)上的進(jìn)氣孔(4)同軸，另一端與支持裝置￠)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣孔(4)與所述出氣孔(5)在出氣管⑴的環(huán)向間隔大于等于90°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述出氣管(I)管壁上設(shè)有直徑2mm的出氣孔(5)，以及直徑6mm的進(jìn)氣孔⑷；所述出氣孔(5)間的間隔為1mm至15_，沿出氣管(I)的軸向均勻分布，所述出氣管(I)長(zhǎng)度根據(jù)所述石英燈陣(7)長(zhǎng)度而定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述出氣管(I)外表面以及暴露在石英燈陣(7)下的進(jìn)氣管(2)外表面均采用拋光處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管(2)與出氣管(I)采用周圍焊接，焊縫高度不小于4mm。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述未暴露在石英燈陣下的進(jìn)氣管(2)部分外表面加MlO螺紋。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述出氣管(I)主體采用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種石英燈風(fēng)冷裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管(2)主體采用外徑1mm的不銹鋼管，壁厚2mm，長(zhǎng)度200mm。
【文檔編號(hào)】F21V29/60GK105972564SQ201510661173
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年10月14日
【發(fā)明人】王偉, 胡由宏, 尹曉峰
【申請(qǐng)人】北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院