一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，包括L形紫銅電極座、鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片、電極聯(lián)接支架、石英燈輻射熱源電極、薄鋁箔、水冷通道、大功率電壓調(diào)節(jié)器與工控計(jì)算機(jī)。該裝置能夠應(yīng)用于高速飛行器氣動(dòng)熱試驗(yàn)中，在進(jìn)行上千度高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，當(dāng)銅制石英燈電極受熱膨脹伸長(zhǎng)和石英燈管受熱產(chǎn)生軸向變形，同時(shí)在大電流通電的情況下，允許石英燈輻射熱源電極與電極聯(lián)接支架之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南鄬?duì)位移，避免脆弱的石英燈加熱管電極因兩端被強(qiáng)制固定而損壞，保證了高速飛行器高溫?zé)岘h(huán)境試驗(yàn)的可靠性，并具有安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)，具有重要應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，在模擬導(dǎo)彈等高速飛行器試驗(yàn)的氣動(dòng)加熱環(huán)境時(shí)，避免脆弱的石英燈加熱管電極的損壞，保證熱試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，為研制高速導(dǎo)彈及高速航空航天器提供快捷安全的試驗(yàn)?zāi)M手段。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著高速飛行器設(shè)計(jì)飛行速度大幅度提高，由氣動(dòng)加熱產(chǎn)生的高溫?zé)岘h(huán)境變得極為嚴(yán)酷。若導(dǎo)彈、航天器等高速飛行器以6個(gè)馬赫數(shù)飛行時(shí)，其高速飛行器前端外殼上的瞬時(shí)熱流密度可超過(guò)1.2Mw/m2，局部.區(qū)域溫度可高達(dá)1200°C。如此極端惡劣的高溫?zé)岘h(huán)境條件，使得高速飛行器材料和結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)和熱強(qiáng)度問(wèn)題成為事關(guān)研制成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。高速飛行時(shí)嚴(yán)重的氣動(dòng)加熱所產(chǎn)生的高溫，會(huì)顯著降低高超聲速飛行器材料的強(qiáng)度極限和飛行器結(jié)構(gòu)的承載能力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱變形，破壞部件的氣動(dòng)外形并影響飛行器結(jié)構(gòu)的安全性能。為保證高速飛行器的安全，確認(rèn)飛行器的材料和結(jié)構(gòu)是否能經(jīng)得起高速飛行時(shí)所產(chǎn)生的熱沖擊及高溫?zé)釕?yīng)力破壞，須對(duì)高超聲速飛行器材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行氣動(dòng)熱模擬試驗(yàn)與熱強(qiáng)度試驗(yàn)。該項(xiàng)工作對(duì)于導(dǎo)彈飛行器的熱防護(hù)與安全設(shè)計(jì)具有非常重要的實(shí)際意義。
[0003]對(duì)高速飛行器高溫?zé)岘h(huán)境進(jìn)行復(fù)現(xiàn)或模擬的氣動(dòng)熱試驗(yàn)方法可分為“對(duì)流方式”和“非對(duì)流方式”兩類。對(duì)于“對(duì)流方式”的高溫結(jié)構(gòu)風(fēng)洞而言，其優(yōu)點(diǎn)是可以比較真實(shí)地模擬飛行過(guò)程中由氣流相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氣動(dòng)加熱環(huán)境和氣流對(duì)飛行器外表面的剪切效應(yīng)。但是由于采用臺(tái)階式熱功率升、降方式實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)的熱環(huán)境模擬，以平均熱功率和平均熱流密度進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，高溫結(jié)構(gòu)風(fēng)洞難于模擬變化復(fù)雜的動(dòng)態(tài)非線性熱環(huán)境。另外，高溫結(jié)構(gòu)風(fēng)洞的試驗(yàn)成本極為昂貴，并且單次運(yùn)行時(shí)間短，如美國(guó)LENS高焓激波風(fēng)洞及俄羅斯的U-12風(fēng)洞的單次運(yùn)行時(shí)間各為30-80ms和25_220ms，因此，目前高溫結(jié)構(gòu)風(fēng)洞還不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高超聲速機(jī)動(dòng)飛行器長(zhǎng)達(dá)數(shù)千秒的氣動(dòng)熱試驗(yàn)環(huán)境的全程模擬。
[0004]“非對(duì)流方式”是以熱傳導(dǎo)或熱輻射為主導(dǎo)換熱形式的熱試驗(yàn)方法，其中以采用鎢制螺旋絲狀體作為輻射源，密封在透明的石英玻璃管中并通電發(fā)出強(qiáng)紅外光線的輻射式氣動(dòng)熱環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)發(fā)展得較早，應(yīng)用最為普遍。由于“非對(duì)流方式”的紅外輻射式氣動(dòng)熱環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)具有一些突出的優(yōu)點(diǎn):(I)石英燈輻射加熱器發(fā)熱功率大、體積小，可組成不同尺寸和形狀的加熱裝置，因此既適合于小型的材料熱試驗(yàn)，也適用于大型全尺寸的結(jié)構(gòu)熱試驗(yàn)。因此對(duì)于外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)件，具有較好的適應(yīng)能力，是氣動(dòng)熱模擬試驗(yàn)較理想的輻射加熱源；(2)石英燈輻射加熱器的熱慣性小，電控性能優(yōu)良，非常適合于高速變化的瞬態(tài)氣動(dòng)加熱模擬；(3)石英燈輻射加熱試驗(yàn)的運(yùn)行成本要比高溫結(jié)構(gòu)風(fēng)洞低很多，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的制作相對(duì)容易。因此，當(dāng)今美國(guó)、俄羅斯、德國(guó)、法國(guó)、日本以及我國(guó)的相關(guān)航天航空研究部門(mén)都將石英燈輻射式氣動(dòng)熱環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)作為重要的地面熱試驗(yàn)手段在使用。
[0005]當(dāng)高超聲速飛行器高馬赫數(shù)飛行時(shí)，殼體表面溫度很高，熱流密度很大，因此在進(jìn)行地面熱環(huán)境模擬試驗(yàn)時(shí)，所需的瞬時(shí)總體加熱功率非常巨大。例如單根30厘米長(zhǎng)的石英燈加熱管的功率即可高達(dá)7000W，工作時(shí)電流的安培數(shù)非常大，為了保證試驗(yàn)時(shí)大電流的通過(guò)，避免導(dǎo)電部件接觸不良以及出現(xiàn)跳火燒壞電極的現(xiàn)象，石英燈輻射熱源電極的可靠供電聯(lián)接方式極為重要?，F(xiàn)有技術(shù)是采用圖1所示的使用螺栓鎖緊的方式將大功率石英燈輻射熱源電極和導(dǎo)電座進(jìn)行固聯(lián)，以確保大功率石英燈輻射熱源電極在熱試驗(yàn)時(shí)導(dǎo)電的可靠性。但是，由于石英燈加熱管電極由薄壁石英玻璃包裹固定，十分脆弱，受到外力后極易損壞，另外銅制石英燈加熱管電極的熱膨脹系數(shù)比較大，再加上很長(zhǎng)的石英燈在高溫下的軸向變形等因素的影響，若采用現(xiàn)有的固定電極支座技術(shù)，極易造成在強(qiáng)行固聯(lián)后，脆弱的石英燈加熱管的損壞，破壞石英燈的真空封閉使石英燈燒毀，造成溫度場(chǎng)的不均勻現(xiàn)象，影響試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
[0006]為此本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置。使其在試驗(yàn)中即能保證大電流的可靠通過(guò)，又能夠使石英燈輻射熱源電極不被完全強(qiáng)制固聯(lián)，當(dāng)進(jìn)行高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，在銅制石英燈輻射熱源電極膨脹伸長(zhǎng)以及很長(zhǎng)的石英燈加熱管產(chǎn)生軸向變形的情況下，能夠在通電狀態(tài)下允許石英燈輻射熱源電極與電極聯(lián)接支架之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南鄬?duì)位移，使脆弱的石英燈加熱管電極不致因兩端被強(qiáng)制固定而損壞，為高速導(dǎo)彈及高速航空航天器的研制提供安全可靠的高溫?zé)岘h(huán)境試驗(yàn)手段。因此，本氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置具有重要軍事工程應(yīng)用價(jià)值。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置。通過(guò)鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片的彈性力將石英燈輻射熱源電極緊壓在型紫銅電極座之上，壓緊力可調(diào)節(jié)，并在石英燈輻射熱源電極的表面包有薄鋁箔，防止跳火損壞電極。該裝置能夠在進(jìn)行上千度高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，當(dāng)銅制石英燈電極受熱膨脹伸長(zhǎng)和石英燈管受熱產(chǎn)生軸向變形，以及在大電流通電的情況下，允許石英燈輻射熱源電極與電極聯(lián)接支架之間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)南鄬?duì)位移，避免脆弱的石英燈加熱管電極因兩端被強(qiáng)制固聯(lián)，造成位置限定而損壞，保證了試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
[0008]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，包括:L形紫銅電極座、鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片、緊固螺絲、電極聯(lián)接支架、石英燈輻射熱源電極、薄鋁箔、水冷通道、冷卻水、大功率電壓調(diào)節(jié)器、電纜線與工控計(jì)算機(jī)；所述L形紫銅電極座和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片由緊固螺絲垂直固定在電極聯(lián)接支架上，將石英燈輻射熱源電極壓入由L形紫銅電極座和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片之間，通過(guò)鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片的彈性力將石英燈輻射熱源電極緊壓在L形紫銅電極座之上，石英燈輻射熱源電極的表面包有薄鋁箔，電極聯(lián)接支架的內(nèi)部加工有貫通水冷通道，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)流動(dòng)的冷卻水降溫，大功率電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)電纜線與電極聯(lián)接支架相聯(lián)接，給石英燈輻射熱源陣列供電，工控計(jì)算機(jī)連接大功率電壓調(diào)節(jié)器。
[0009]進(jìn)一步的，工控計(jì)算機(jī)根據(jù)熱試驗(yàn)環(huán)境要求實(shí)時(shí)調(diào)整石英燈輻射熱源陣列兩端的供電電壓值，生成可控的熱環(huán)境，所述石英燈輻射熱源電極通過(guò)鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片的彈性力被緊壓在電極聯(lián)接支架上，避免了被強(qiáng)行固聯(lián)成一體，在進(jìn)行上千度高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，在金屬石英燈輻射熱源電極受熱膨脹伸長(zhǎng)以及石英燈加熱管整體產(chǎn)生軸向累積變形的情況下，能夠允許石英燈輻射熱源電極和電極聯(lián)接支架之間產(chǎn)生一定的相對(duì)位移，使脆弱的石英燈加熱管不致因兩端被強(qiáng)制固定而損壞，保證了石英燈加熱陣列工作的可靠性和安全性。
[0010]進(jìn)一步的，所述鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片厚度為0.4mm-0.6mm，厚度過(guò)大會(huì)使得鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片產(chǎn)生的壓緊力很大，造成石英燈輻射熱源電極的軸向移動(dòng)困難，在試驗(yàn)過(guò)程中容易損壞脆弱的石英燈加熱管；若鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片厚度太小，所產(chǎn)生的壓緊力會(huì)偏小，在高溫下容易使石英燈輻射熱源電極和電極聯(lián)接支架之間出現(xiàn)卡裝不牢與接觸不良的現(xiàn)象，大電流通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳火損壞石英燈輻射熱源電極。
[0011]進(jìn)一步的，所述石英燈輻射熱源電極的表面包有薄鋁箔，由于薄鋁箔相對(duì)比較軟，能使石英燈輻射熱源電極、L形紫銅電極座與鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片三者之間的接觸性更為良好，大幅降低了因?qū)щ姴涣紵龎氖糨椛錈嵩措姌O的現(xiàn)象。
[0012]進(jìn)一步的，所述石英燈輻射熱源電極設(shè)計(jì)成矩形截面，與傳統(tǒng)的圓形截面石英燈電極形式相比，石英燈輻射熱源電極與電極座之間的接觸面積要大十?dāng)?shù)倍，因此可通過(guò)更大的電流，由于具有更加良好的導(dǎo)電能力，大幅提高了通電時(shí)石英燈輻射熱源電極與電極座之間的接觸可靠性和安全性。
[0013]進(jìn)一步的，所述電極聯(lián)接支架的內(nèi)部加工有可流過(guò)冷卻水的貫通水冷通道，在高溫試驗(yàn)中流過(guò)冷卻水給電極聯(lián)接支架、L形紫銅電極座以及銅制石英燈輻射熱源電極降溫，減少了石英燈輻射熱源電極出現(xiàn)的高溫大變形，避免了脆弱的石英燈管的真空密閉被破壞，提高了高速飛行器高溫試驗(yàn)時(shí)石英燈加熱陣列的安全可靠性。
[0014]進(jìn)一步的，所述L形紫銅電極座、電極聯(lián)接支架均由高溫導(dǎo)熱性能良好的紫銅材料制成，能夠快速傳遞熱能，提高散熱降溫效率。
[0015]進(jìn)一步的，所述石英燈輻射熱源電極的兩端在安裝時(shí)被壓入L形紫銅電極座和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片之間，并可以通過(guò)改變鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片與L形紫銅電極座之間的角度實(shí)現(xiàn)壓緊力的調(diào)節(jié)。
[0016]本實(shí)用新型的原理:將L形紫銅電極座和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片由緊固螺絲垂直固定在電極聯(lián)接支架上，同時(shí)將石英燈輻射熱源電極的兩端壓入L形紫銅電極座和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片之間，鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片、L形紫銅電極座與電極聯(lián)接支架之間為壓緊式接觸方式。在進(jìn)行上千度高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，當(dāng)金屬石英燈輻射熱源電極受熱膨脹伸長(zhǎng)以及石英燈加熱管整體產(chǎn)生軸向累積變形和帶電的情況下，能夠允許石英燈輻射熱源電極和電極聯(lián)接支架之間產(chǎn)生一定的帶電相對(duì)位移，并可以通過(guò)改變鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片與L形紫銅電極座之間的角度實(shí)現(xiàn)合適的壓緊力的調(diào)節(jié)，使脆弱的石英燈加熱管不致因兩端被強(qiáng)制固定而損壞，保證了石英燈加熱陣列工作的可靠性和安全性。
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0018](I)由于高超聲速飛行器氣動(dòng)熱模擬試驗(yàn)時(shí)，大面積的加熱陣列所需總加熱功率非常巨大，即通電時(shí)電流的安培數(shù)非常大，現(xiàn)有技術(shù)是使用鎖緊方式將大功率石英燈輻射熱源電極和導(dǎo)電座進(jìn)行固聯(lián)，確保大功率石英燈輻射熱源電極在熱試驗(yàn)時(shí)聯(lián)接和導(dǎo)電的可靠性。但是，由于石英燈加熱管電極十分脆弱，受到外力后極易損壞，高溫試驗(yàn)時(shí)，金屬石英燈輻射熱源電極會(huì)變形并且石英燈加熱管受熱會(huì)產(chǎn)生軸向伸長(zhǎng)，采用現(xiàn)有的固定電極支座技術(shù)，極易造成在強(qiáng)行固聯(lián)后，脆弱的石英燈加熱管電極的損壞，破壞石英燈的真空封閉使石英燈燒毀，影響試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。本實(shí)用新型利用鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片的彈性力將石英燈輻射熱源電極緊壓在電極聯(lián)接支架上，避免了石英燈輻射熱源電極被強(qiáng)行固聯(lián)，因此在進(jìn)行上千度高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，在金屬石英燈輻射熱源電極受熱膨脹伸長(zhǎng)以及石英燈加熱管整體產(chǎn)生軸向變形的情況下，能夠允許石英燈輻射熱源電極和電極聯(lián)接支架之間產(chǎn)生一定的帶電相對(duì)位移，使脆弱的石英燈加熱管不致因兩端被強(qiáng)制固定而損壞，保證了石英燈加熱陣列工作的可靠性和安全性。
[0019](2)在石英燈輻射熱源電極的表面包有薄鋁箔，由于薄鋁箔相對(duì)比較軟，能使石英燈輻射熱源電極、L形紫銅電極座I與鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片三者之間的接觸性更為良好，避免了當(dāng)大電流通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳火現(xiàn)象以及因?qū)щ姴涣紵龎氖糨椛錈嵩措姌O的現(xiàn)象。
[0020](3)石英燈輻射熱源電極設(shè)計(jì)成矩形截面，與傳統(tǒng)的圓形截面石英燈電極形式相t匕，石英燈輻射熱源電極與電極座之間的接觸面積要大十?dāng)?shù)倍，因此可通過(guò)更大的電流，具有良好的導(dǎo)電性能，大幅提高了通電時(shí)的接觸可靠性和安全性。
[0021](4)通過(guò)選擇合適的鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片的厚度和改變鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片與L形紫銅電極座之間的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)，避免了壓緊力過(guò)大和過(guò)小的現(xiàn)象，確保在高溫下石英燈輻射熱源電極和電極聯(lián)接支架之間在通電情況下可有一定的移動(dòng)，同時(shí)又不至因壓力過(guò)小出現(xiàn)接觸不良，產(chǎn)生跳火損壞石英燈輻射熱源電極的導(dǎo)電接觸面的情況。
[0022](5)由于銅制石英燈輻射熱源電極的熱膨脹系數(shù)大，銅制石英燈輻射熱源電極極與石英燈加熱管外壁的石英玻璃的熱膨脹系數(shù)相差約30倍，在高溫下銅制石英燈輻射熱源電極的軸向大變形易引起石英燈加熱管內(nèi)的惰性氣體外泄而燒毀，為此電極聯(lián)接支架內(nèi)部加工有貫通的水冷通道，在高溫試驗(yàn)中流動(dòng)的冷卻水通過(guò)水冷通道給電極聯(lián)接支架、L形紫銅電極座以及銅制石英燈輻射熱源電極降溫，減少石英燈輻射熱源電極出現(xiàn)的高溫大變形，從而避免脆弱的石英燈管的真空密閉被破壞，提高了高速飛行器高溫試驗(yàn)時(shí)石英燈加熱陣列的安全可靠性。
[0023](6)本實(shí)用新型中的石英燈輻射熱源電極、L形紫銅電極座、電極聯(lián)接支架均用導(dǎo)熱性能與塑性性能良好的紫銅制成，保證了水冷銅管內(nèi)的冷卻水能與石英燈輻射熱源電極進(jìn)行良好的熱交換。
[0024](7)本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，使用方便，為導(dǎo)彈等高速飛行器結(jié)構(gòu)高溫?zé)釓?qiáng)度校核提供了更具安全便捷的地面試驗(yàn)手段。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為傳統(tǒng)的石英燈輻射熱源電極聯(lián)接固定安裝方式示意圖；其中，101為石英燈輻射熱源電極，102為石英燈加熱管，103為螺旋鎢絲發(fā)熱體，104為電極座，105為電極連接支架，106為石英燈加熱陣列，107、108為鎖緊螺栓，109、110為電極座，111、112為石英燈輻射熱源電極，113為電極聯(lián)接支架，114、115為緊固螺栓；
[0026]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型用于高速飛行器圓柱形殼體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的標(biāo)號(hào)12為高速飛行器圓柱形殼體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0029]如圖2所示，本實(shí)用新型由L形紫銅電極座1、鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2、緊固螺絲3、電極聯(lián)接支架4、石英燈輻射熱源電極5、薄鋁箔6、水冷通道7、冷卻水8、大功率電壓調(diào)節(jié)器9、電纜線10與工控計(jì)算機(jī)11組成。L形紫銅電極座I和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2由緊固螺絲3垂直固定在電極聯(lián)接支架4上，將石英燈輻射熱源電極5壓入由L形紫銅電極座I和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2之間，通過(guò)鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2的彈性力將石英燈輻射熱源電極5緊壓在L形紫銅電極座I之上，石英燈輻射熱源電極5的表面包有薄鋁箔6，電極聯(lián)接支架4的內(nèi)部加工有可流過(guò)冷卻水的貫通水冷通道7，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)流動(dòng)的冷卻水8給石英燈輻射熱源電極5降溫，大功率電壓調(diào)節(jié)器9通過(guò)電纜線10與電極聯(lián)接支架4相聯(lián)接，給石英燈輻射熱源陣列供電，工控計(jì)算機(jī)11根據(jù)熱試驗(yàn)環(huán)境要求，實(shí)時(shí)調(diào)整石英燈輻射熱源陣列兩端的供電電壓值，生成可控的熱環(huán)境。由于石英燈輻射熱源電極5是通過(guò)鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2的彈性力被壓接在電極聯(lián)接支架4上，避免了被強(qiáng)行固聯(lián)成一體，即兩個(gè)石英燈輻射熱源電極5之間的距離被強(qiáng)制限定，因此在進(jìn)行上千度高溫?zé)嵩囼?yàn)時(shí)，在金屬石英燈輻射熱源電極5受熱膨脹伸長(zhǎng)以及石英燈加熱管整體產(chǎn)生軸向累積變形的情況下，能夠允許石英燈輻射熱源電極5和電極聯(lián)接支架4之間產(chǎn)生一定的相對(duì)位移，在高溫導(dǎo)電的情況下使脆弱的石英燈加熱管不致因兩端被強(qiáng)制固定而損壞，保證了石英燈加熱陣列工作的可靠性和安全性。
[0030]由于石英燈輻射熱源電極5、L形紫銅電極座I與鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2都是金屬部件，其接觸面均為剛性接觸，若安裝時(shí)稍有偏差則會(huì)由面接觸變成線接觸，甚至出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況，使得允許通過(guò)的電流大幅降低，當(dāng)大電流通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳火現(xiàn)象，燒毀石英燈輻射熱源電極5。因此本實(shí)用新型在石英燈輻射熱源電極5的表面包有薄鋁箔6，由于薄鋁箔6相對(duì)比較軟，能使石英燈輻射熱源電極5、L形紫銅電極座I與鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2三者之間的接觸性更為良好，大幅降低了因?qū)щ姴涣紵龎氖糨椛錈嵩措姌O5的現(xiàn)象。
[0031]石英燈輻射熱源電極5設(shè)計(jì)成矩形截面，與傳統(tǒng)的圓形截面石英燈電極形式相t匕，石英燈輻射熱源電極5與電極座之間的接觸面積要大十?dāng)?shù)倍，因此可通過(guò)更大的電流，具有良好的導(dǎo)電性能，大幅提高了通電時(shí)的接觸可靠性和安全性。
[0032]鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2厚度為0.4mm-0.6mm,厚度過(guò)大會(huì)使得鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2產(chǎn)生的壓緊力過(guò)大，造成石英燈輻射熱源電極5的軸向移動(dòng)困難，容易損壞脆弱的石英燈加熱管；若鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2厚度太小，由于產(chǎn)生的壓緊力偏小，在高溫下容易使石英燈輻射熱源電極5和電極聯(lián)接支架4之間將會(huì)出現(xiàn)卡裝不牢和接觸不良的現(xiàn)象，大電流通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生跳火損壞石英燈輻射熱源電極5。
[0033]在高溫試驗(yàn)中通過(guò)電極聯(lián)接支架4內(nèi)部水冷通道7中的流動(dòng)冷卻水8給電極聯(lián)接支架4、L形紫銅電極座I以及銅制石英燈輻射熱源電極5降溫，減少石英燈輻射熱源電極5出現(xiàn)的高溫大變形，從而避免脆弱的石英燈管的真空密閉被破壞，提高高速飛行器高溫試驗(yàn)時(shí)石英燈加熱陣列的安全可靠性。
[0034]L形紫銅電極座1、電極聯(lián)接支架4均由高溫導(dǎo)熱性能良好的紫銅材料制成，能夠快速傳遞熱能，提高降溫效率。
[0035]石英燈輻射熱源電極5的兩端在安裝時(shí)被壓入L形紫銅電極座I和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2之間，并可以通過(guò)改變鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片2與L形紫銅電極座I之間的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)緊力的調(diào)節(jié)，由于沒(méi)有強(qiáng)制鎖緊固定環(huán)節(jié)，不但可以自動(dòng)消除高溫試驗(yàn)中試驗(yàn)中由石英燈輻射熱源電極5和長(zhǎng)石英燈管的變形產(chǎn)生的軸向應(yīng)力，而且具有安裝方便快速的優(yōu)點(diǎn)。
[0036]導(dǎo)彈等高速飛行器的熱強(qiáng)度試驗(yàn)多為艙體試驗(yàn)件，其外形多呈圓柱形薄殼狀，本實(shí)用新型也可方便地對(duì)如圖3所示的高速飛行器圓柱形殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行高溫氣動(dòng)熱環(huán)境模擬試驗(yàn)，因此本實(shí)用新型可針對(duì)不同形狀的導(dǎo)彈等高速飛行器結(jié)構(gòu)提供高溫環(huán)境下熱特性研究的可靠高溫試驗(yàn)手段，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0037]本實(shí)用新型未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，其特征在于包括:L形紫銅電極座(I)、鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)、緊固螺絲(3)、電極聯(lián)接支架(4)、石英燈輻射熱源電極(5)、薄鋁箔￠)、水冷通道(7)、冷卻水(8)、大功率電壓調(diào)節(jié)器(9)、電纜線(10)與工控計(jì)算機(jī)(11) ;L形紫銅電極座(I)和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)通過(guò)緊固螺絲(3)固定在電極聯(lián)接支架(4)上，石英燈輻射熱源電極(5)被壓入由L形紫銅電極座(I)和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)之間，通過(guò)鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)的彈性力將石英燈輻射熱源電極(5)緊壓在L形紫銅電極座(I)之上，石英燈輻射熱源電極(5)的表面包有薄鋁箔出)，電極聯(lián)接支架(4)的內(nèi)部加工有貫通水冷通道(7)，試驗(yàn)時(shí)通過(guò)流動(dòng)的冷卻水(8)，大功率電壓調(diào)節(jié)器(9)通過(guò)電纜線(10)與電極聯(lián)接支架(4)聯(lián)接，工控計(jì)算機(jī)(11)連接大功率電壓調(diào)節(jié)器(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，其特征在于:所述石英燈輻射熱源電極(5)與電極聯(lián)接支架(4)不是被強(qiáng)行固聯(lián)在一起，而是由鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)產(chǎn)生的彈性力緊壓在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，其特征在于:所述鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)的厚度為0.4mm-0.6mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，其特征在于:所述石英燈輻射熱源電極(5)的表面包有薄鋁箔(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，其特征在于:所述石英燈輻射熱源電極(5)為矩形截面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動(dòng)熱試驗(yàn)大功率石英燈輻射熱源電極彈性聯(lián)接裝置，其特征在于:所述石英燈輻射熱源電極(5)的兩端在安裝時(shí)被壓入L形紫銅電極座(I)和鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)之間，并通過(guò)改變鎳基不銹鋼彈性壓緊簧片(2)與L形紫銅電極座(I)之間的角度實(shí)現(xiàn)壓緊力的調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】H01R13/02GK204012104SQ201420327175
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】吳大方, 蒲穎, 商蘭, 周岸峰, 江天云 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)