[發明專利]一種風洞加熱段的殼體冷卻結構及其制造方法

有效

• 申請號: 202010021054.1
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111220340B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 毛春滿;李震乾;隆永勝;石義雷;龍正義
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;F28D21/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 李亞東

1.一種風洞加熱段的殼體冷卻結構，其特征在于，包括：

外殼，所述外殼的一側設有進水口，在其相對的另一側設有出水口；

內殼，所述內殼的兩端分別具有一環形徑向凸起，在所述內殼外側且位于兩個所述環形徑向凸起之間的部分設有多個外環形槽，多個所述外環形槽沿所述內殼的軸向間隔分布；所述內殼上設有多個內殼銷孔，多個所述內殼銷孔呈圓周分布，且每個所述內殼銷孔均從其中一個環形徑向凸起穿過多個外環形槽的槽壁至距離該環形徑向凸起最遠的外環形槽；

夾水套，所述夾水套包括兩個結構對稱的半筒部，每個所述半筒部的內側面設有多個半環形槽，所述半環形槽沿所述夾水套的軸向間隔分布，每個所述半筒部上設有多個沿軸向貫穿所述半筒部的夾水套銷孔；

所述夾水套位于兩個所述環形徑向凸起之間，其中，兩個所述半筒部同軸對稱的設置在所述內殼的外側，且兩個所述半筒部在所述內殼的上部和下部均具有間隔，位于上部的間隔為進水通道，位于下部的間隔為出水通道；

每個所述半環形槽內均容納有一所述外環形槽的槽壁，所述外環形槽的槽壁與所述半環形槽緊配，每個所述外環形槽內均容納有半環形槽的槽壁，且半環形槽的槽壁在所述內殼的軸向上與所述外環形槽緊配，在所述內殼的徑向上與所述外環形槽的槽底間隔設置，形成冷卻通道，多個所述夾水套銷孔分別與多個所述內殼銷孔同軸，形成多個銷桿通道，在每個所述銷桿通道內緊配設置一銷桿；

所述外殼套設在所述內殼和所述夾水套的外側，所述進水口與所述進水通道連通，所述進水通道與所述冷卻通道連通，所述冷卻通道與所述出水通道連通，所述出水通道與所述出水口連通；

所述銷桿和所述夾水套的熱膨脹系數均小于所述內殼的熱膨脹系數。

2.根據權利要求1所述的殼體冷卻結構，其特征在于：所述內殼采用紫銅制成，所述銷桿和所述夾水套均采用不銹鋼制成。

3.根據權利要求1所述的殼體冷卻結構，其特征在于：在所述外殼的軸向上間隔設有多個進水口，在其相對的另一側沿軸向設有多個出水口。

4.根據權利要求1-3任一項所述的殼體冷卻結構，其特征在于：所述進水通道為階梯通道，且所述進水通道靠近所述進水口的一端的寬度大于所述進水通道另一端的寬度。

5.根據權利要求4所述的殼體冷卻結構，其特征在于：所述出水通道為階梯通道，所述出水通道靠近所述出水口的一端的寬度大于所述出水通道另一端的寬度。

6.一種制造如權利要求1-5任一項所述的風洞加熱段的殼體冷卻結構的方法，其特征在于：

制備外殼，在其一側加工進水口，在其相對的另一側加工出水口；

制備內殼，在內殼的兩端加工出環形徑向凸起，在兩個所述環形徑向凸起之間加工多個外環形槽，多個外環形槽沿其軸向間隔分布；

制備夾水套，選用熱膨脹系數小于內殼的材料，先加工出筒狀夾水套，然后將筒狀夾水套沿對稱線切開，并在對稱線的兩側切除部分材料，形成兩個結構對稱的半筒部，兩個所述半筒部同軸對稱安裝時，兩個半筒部之間具有間隔；然后分別在每個半筒部的內側沿軸向間隔加工出多個半環形槽；

將兩個所述半筒部同軸對稱的裝配在內殼的外側，且位于兩個環形徑向凸起之間，每個所述半環形槽內均容納有一所述外環形槽的槽壁，所述外環形槽的槽壁與所述半環形槽緊配，每個所述外環形槽內均容納有半環形槽的槽壁，且半環形槽的槽壁在所述內殼的軸向上與所述外環形槽緊配，在所述內殼的徑向上與所述外環形槽的槽底間隔設置，形成冷卻通道；

然后在其中一個環形徑向凸起的周向上加工多個所述銷桿通道，使每個銷桿通道穿過該環形徑向凸起、多個外環形槽的槽壁、多個半形槽至另一個環形徑向凸起，在每個銷桿通道內裝配一個銷桿，且所述銷桿的熱膨脹系數小于內殼的熱膨脹系數；

之后將加工裝配好的內殼和夾水套裝入外殼，使所述進水口與所述進水通道連通，所述進水通道與所述冷卻通道連通，所述冷卻通道與所述出水通道連通，所述出水通道與所述出水口連通。