[发明专利]连续式高温空气加热器保温层隔离结构

说明书

本发明公开了一种连续式高温空气加热器保温层隔离结构，所述加热器的结构被配置为包括：在风洞内呈环形布置，以对流换热方式对风洞试验气体进行连续式加热的多个加热组件，各加热组件上分别设置两个电引出头；设置在加热组件外围的保温层；设置在保温层与加热组件之间，以对保温层位置进行限定的内壳体；其中，所述内壳体上设置有可供各电引出头上绝缘陶瓷穿出的多个引电腰孔；各引电腰孔上分别滑动设置有对保温层进行限定的盖板。本发明提供一种连续式高温空气加热器保温层隔离结构，通过设置引电腰孔，避免绝缘陶瓷在挤压作用下导致的破碎，通过设置与引电腰孔相配合的盖板，有效解决了因引电腰孔增大而导致的保温棉容易被吸出的缺陷，具有更好的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种在风洞中进行航空航天飞行器地面吹风实验中使用的装置。更具体地说，本发明涉及一种能够在高超声速风洞试验使用的连续式高温空气加热器保温层隔离结构。

背景技术

在用空气作试验介质的高超声速风洞中，由于马赫数很高，气流经喷管而剧烈膨胀，造成试验段气流静温迅速下降，空气发生冷凝，导致试验段马赫数下降和流场不均匀，使航空航天飞行器风洞模拟试验数据不准确。为了延迟或消除冷凝，高超声速风洞中增设了空气加热器，提高稳定段空气温度，防止冷凝发生。因此，加热器是高超声速风洞的核心部件，其性能直接影响风洞试验数据质量和风洞试验效率。

连续式电阻带式加热器的基本原理是利用金属电阻带作为发热体，以对流换热方式将流过加热器内部的试验空气加热到试验所需的温度。

而在1173K工况下，加热器的内壳体会因热膨胀向右端移动，导致内壳体上的电引出孔向右端移动，而电引出孔、引电棒、绝缘陶瓷、引电法兰位置固定，不能向右端移动。由于电引出孔和对应的绝缘陶瓷之间的间歇为3mm，故最左边的电引出孔可以向右端自由移动，而其它的电引出孔无法自由的向右端移动，使得内壳体与绝缘陶瓷之间产生热应力，绝缘陶瓷受到挤压而破碎，导致内壳体与引电棒搭接短路，加热器无法正常送电，降低风洞试验效率。但是采用引电腰孔结构设计，解决了内壳体热膨胀挤压绝缘陶瓷的问题，显然会导致引电腰孔502-510与绝缘陶瓷之间的间歇增大，为9.1mm～38.7mm，进而导致高压、高速气流冲刷和真空抽吸情况下保温层内的保温棉被吸出，从而污染加热器内的试验空气，影响风洞试验气流的洁净度，影响风洞流场品质，进而影响风洞试验数据质量；同时导致保温层的保温隔热性能下降，导致外壳体壁面温度升高，影响加热器的使用安全。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种连续式高温空气加热器保温层隔离结构，所述加热器的结构被配置为包括：

在风洞内呈环形布置，以对流换热方式对风洞试验气体进行连续式加热的多个加热组件，各加热组件上分别设置两个电引出头；

设置在加热组件外围的保温层；

设置在保温层与加热组件之间，以对保温层位置进行限定的内壳体；

其中，所述内壳体上设置有可供各电引出头上绝缘陶瓷穿出的多个引电腰孔；

各引电腰孔在空间上被配置为18个，且呈上下两层错开分布；

各引电腰孔上分别滑动设置有对保温层进行限定的盖板，各盖板上均设置有可供绝缘陶瓷穿出的第二引电孔；

各盖板在第二引电孔两侧分别设置有腰形槽；

各盖板通过穿过腰形槽的固定销或螺栓进而设置在内壳体上。

优选的是，还包括设置在保温层外部的外壳体，其上设置有与各引电腰孔同轴的第一引电孔；

其中，各孔的大小被配置为Φ80mm；

所述内壳体左端采用铰链固定于外壳体上，右端为热胀冷缩的自由伸缩端。