[发明专利]连续式高温密封性能测试用风洞装置

权利要求书

1.连续式高温密封性能测试用风洞装置，其特征在于：该装置包括空气压缩机、气瓶、常温压力表、截止阀a、减压阀、空气流量计a、管道式空气加热器、截止阀b、高温温度计a、高温压力表、试验段、空气流量计b和高温温度计b；

空气压缩机对空气进行加压，然后被加压的空气保存在气瓶内；在气瓶出口处安装截止阀a控制气瓶与管路的连通，截止阀a与减压阀连接，通过调节减压阀调节空气的压力；减压阀与空气流量计a连接，空气流量计a用以测量空气管路中的空气流量；空气流量计a与管道式空气加热器的入口相连，空气进入管道式空气加热器被加热，管道式空气加热器的出口与试验段底座上的空气入口相连，被加热的空气进入试验段；在管道式空气加热器与试验段连接的管道上安装有两个气管正三通接头，一个气管正三通接头连接截止阀b的一侧，另一个气管正三通接头连接高温温度计a；截止阀b的另一侧直接与大气连通，其作用是在一组试验做完后，将截止阀b打开就能将管道内的高温空气排出；

密封件被安装在试验段底座上的沟槽内，在试验段底座的入口相对的另一侧安装高温压力表，在试验段底座与上盖板之间安装有调整垫片，试验段的上盖板上并联连接有高温温度计b和空气流量计b，空气流量计b的入口与试验段的空气出口通过法兰相连，空气流量计b的出口直接与大气相通；通过调节减压阀、管道式空气加热器和更换不同尺寸的调整垫片，就能得到密封件在不同压缩量、不同压差、不同温度下的热密和气密性能参数；

所述试验段采用耐高温的镍基合金，使用温度为1200～1300℃，试验段设计成圆形，分为底座和上盖板；底座为凹型结构，共开有三个沟槽，三个沟槽依次为前压力舱、夹持密封件的沟槽和后压力舱；空气入口开在底座上，空气入口与前压力舱相通；在前压力舱与空气入口相连的另一端开孔，在开孔处焊接管道；夹持密封件的沟槽宽度为2～12mm，沟槽深度为1～6mm；后压力舱中填充有耐高温气凝胶；在底座周边开三十六个直径6mm的非穿透的螺纹孔，上盖板与底座相装配，在底座与上盖板之间设计有不同尺寸的调整垫片，调整垫片既起调整底座与上盖板之间距离的作用，又起密封作用；在上盖板与底座相同的位置开同样大小的穿透螺纹孔，同时在上盖板的四个角各开一个直径8mm的穿透螺纹孔，在开启上盖板时在直径8mm的螺纹孔安装顶起螺栓，旋转螺栓将上盖板顶起；底座安装密封件的沟槽与上盖板有0.4～3mm的间隙；所述管道式空气加热器能在一定流量下提供超高温度的空气，且空气的温度可控。

2.根据权利要求1所述的连续式高温密封性能测试用风洞装置，其特征在于：所述的调整垫片安装在底座与上盖板之间，调整垫片的截面形状为六边形，通过更换调整垫片就能改变底座与上盖板之间的距离，进而改变密封件的压缩量。

3.根据权利要求2所述的连续式高温密封性能测试用风洞装置，其特征在于：调整垫片由310S耐高温不锈钢制造，最高使用温度为1200～1400℃，同时调整垫片表面粗糙度等级为Ra1.6，能同时提供密封作用，确保高温空气不从试验段的侧面泄漏。

4.根据权利要求1所述的连续式高温密封性能测试用风洞装置，其特征在于：管道式空气加热器的加热元件为电辐射管，电辐射管的加热方式以辐射传热为主，对流换热为辅，电辐射管使用的电热合金材料具有较高的电阻率，电热转化率高，材质为0Cr27Al7Mo2，额定工作温度为1200℃，表面工作温度可达1400℃，用此材质的电辐射管短时的最高工作温度为1250℃；辐射管放置在套管内，套管采用无缝耐高温合金管或板卷管、离心铸管、非金属专用抗渗碳套管；内腔设有多个折流板，引导气体流向，延长气体在内腔的滞留时间，从而使气体充分加热，使气体加热均匀，提高热交换效率。

5.根据权利要求1所述的连续式高温密封性能测试用风洞装置，其特征在于：管道式空气加热器内的电辐射管形状为轴向波折形笼柜式电热辐射管，将加热元件的电阻丝弯成“U”形串入多块绝缘耐高温的陶瓷支撑盘中，中间用一根耐热棒固定，这种辐射管寿命较长。