[實(shí)用新型]一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621157066.2
• 申請(qǐng)日: 2016-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206212293U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉祥;林國(guó)勝;閆憲翔;陳連忠;楊國(guó)銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H05B1/00
• 分類號(hào): H05B1/00;F25D1/02
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種航空航天氣動(dòng)熱防護(hù)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

電弧加熱器是國(guó)內(nèi)外航空航天飛行器熱防護(hù)地面模擬試驗(yàn)研究的核心設(shè)備，是解決導(dǎo)彈、返回式衛(wèi)星、載人飛船返回艙等高超聲速飛行器熱防護(hù)地面考核的重要手段。當(dāng)前國(guó)內(nèi)型號(hào)研制對(duì)電弧加熱器性能的需求不斷提高，大功率、長(zhǎng)時(shí)間、高弧室壓力的電弧加熱設(shè)備成為國(guó)內(nèi)型號(hào)研制所急需，而提升電弧加熱器大功率、長(zhǎng)時(shí)間、高弧室壓力運(yùn)行的能力，關(guān)鍵技術(shù)是提高電弧加熱設(shè)備的防熱和抗壓能力。

目前，電弧加熱設(shè)備各部件的密封結(jié)構(gòu)大都是內(nèi)外套水冷壓緊O型圈密封結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是一旦內(nèi)套出現(xiàn)燒損，方便更換，而且在小功率、低弧室壓力的條件下運(yùn)行穩(wěn)定。隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，對(duì)大功率、長(zhǎng)時(shí)間、高弧室壓力等試驗(yàn)?zāi)芰Φ挠兄惹械匦枨螅沟秒娀〖訜嵩O(shè)備向著大尺寸、耐高溫、耐高壓方向發(fā)展，這時(shí)候采用傳統(tǒng)的內(nèi)外套水冷壓緊O型圈密封結(jié)構(gòu)，就很容易出現(xiàn)內(nèi)套受熱嚴(yán)重?zé)g、內(nèi)套在高溫高壓條件下發(fā)生很大的塑性變形而使密封結(jié)構(gòu)失效等情況。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了電弧加熱設(shè)備各部件在大功率、長(zhǎng)時(shí)間、高壓運(yùn)行條件下可以穩(wěn)定運(yùn)行。

本實(shí)用新型的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)套、外套、進(jìn)水孔和出水孔；其中，內(nèi)套為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)套軸向兩端的外壁處設(shè)置有圓臺(tái)突起；外套套裝在內(nèi)套的外部，且外套軸向兩端的內(nèi)壁與內(nèi)套兩端的圓臺(tái)突起固定連接；外套的一端沿徑向設(shè)置有進(jìn)水孔；外套的另一端沿徑向設(shè)置有出水孔。

在上述的一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)套兩個(gè)圓臺(tái)突起之間的外壁與外套的內(nèi)壁形成夾層水道，進(jìn)水孔和出水孔分別設(shè)置在夾層水道外壁的兩端，形成外部冷卻水的水路通道。

在上述的一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)套為紫銅材料，內(nèi)套的內(nèi)腔中用于流通高溫氣流。

在上述的一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，所述水路通道用于流通高壓冷卻水。

在上述的一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，外套為不銹鋼材料。

在上述的一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，外套與內(nèi)套兩端的圓臺(tái)突起固定連接處采用釬焊或擴(kuò)散焊進(jìn)行固定連接。

在上述的一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，所述外套的內(nèi)徑為變徑結(jié)構(gòu)，沿進(jìn)水孔至出水孔方向，外套的內(nèi)徑逐漸增大，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓冷卻水的緩沖。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型采用釬焊或擴(kuò)散焊連接內(nèi)外套，這種密封方式更可靠，在高溫和高壓條件下不容易發(fā)生冷卻水滲漏情況；

(2)本實(shí)用新型中內(nèi)套與外套選取的材料不同，在高溫高壓條件下發(fā)生的塑性變形量也會(huì)不同，通常內(nèi)套的收縮量會(huì)很大，外套的變形量較小，采用釬焊或擴(kuò)散焊將內(nèi)套與外套連接，可以有效地抑制內(nèi)套的塑性變形，防止結(jié)構(gòu)性失效；

(3)本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的內(nèi)外套水冷壓緊O型圈密封結(jié)構(gòu)相比，這種焊接會(huì)冷密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單，不需要考慮O型圈密封槽的位置以及對(duì)O型圈的水冷冷卻問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

本實(shí)用新型由內(nèi)套1、外套2組成，內(nèi)套裝配在外套內(nèi)，內(nèi)套與外套之間為冷卻水流動(dòng)通道，內(nèi)套與外套的接觸面采用釬焊或擴(kuò)散焊焊接連接，所述的外套采用的不銹鋼材料，可以防止生銹，并增加部件強(qiáng)度，外套兩端開(kāi)有進(jìn)水孔和出水孔；所述的內(nèi)套采用紫銅材料，具有很高的導(dǎo)熱特性，內(nèi)套外壁面開(kāi)有筋槽，可以設(shè)計(jì)冷卻水通道來(lái)提高內(nèi)套的水冷換熱效果。本實(shí)用新型提供的焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，可以在高溫高壓工況下使用，可以用于電弧加熱設(shè)備包括噴管、喉道、電極等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

如圖1所示為焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)的示意圖，由圖可知，一種焊接水冷密封防熱結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)套1、外套2、進(jìn)水孔3和出水孔4；其中，內(nèi)套1為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)套1軸向兩端的外壁處設(shè)置有圓臺(tái)突起；內(nèi)套外壁面開(kāi)有筋槽；外套2套裝在內(nèi)套1的外部，且外套2軸向兩端的內(nèi)壁與內(nèi)套1兩端的圓臺(tái)突起固定連接；外套2的一端沿徑向設(shè)置有進(jìn)水孔3；外套2的另一端沿徑向設(shè)置有出水孔4。

內(nèi)套1兩個(gè)圓臺(tái)突起之間的外壁與外套2的內(nèi)壁形成夾層水道，進(jìn)水孔3和出水孔4分別設(shè)置在夾層水道外壁的兩端，形成外部冷卻水的水路通道，所述水路通道用于流通高壓冷卻水。