[發明專利]一種電極匯流條

有效

• 申請號: 202010977635.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112118642B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 肖乃風;王偉;何西波;張凱;宮永輝;羅俊清;劉永清;薛宇軒
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所
• 主分類號: H05B3/00
• 分類號: H05B3/00;H05B3/02;G01N25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種電極匯流條，包括非均勻開槽導電體、水冷卻體、氣冷卻體、氣管、水管、水堵頭、氣堵頭、電極桿；所述非均勻開槽導電體呈非直線狀并具有中心對稱軸，其上端設置若干非均勻分布的開槽，其下端設置水冷卻體，其前側設置氣冷卻體。其通過非均勻開槽導電體的設計使得其構成的石英燈陣具有低熱流稀疏區和高熱流加密區，以通過非等距離的簡單形式實現單個加熱區內的熱流梯度模擬；通過水冷卻體和氣冷卻體的設置，實現了石英燈兩端和石英燈本體的雙重冷卻，提高了石英燈加熱器在高熱流環境下長時間工作的能力。

技術領域

本發明涉及一種電極匯流條，屬于航空航天用結構件熱試驗領域。

背景技術

在航空航天領域，箭、彈等飛行器存在諸多的結構熱問題，因此，需要對箭彈的典型結構進行模擬加熱試驗，以考核其防熱隔熱性以及耐熱性。石英燈是國內外箭彈地面模擬熱試驗采用最為廣泛的加熱元件，其通過在石英燈陣兩端施加電壓，使得燈絲溫度升高進而發射出輻射熱量，輻射熱量被試驗對象所吸收，從而達到試驗考核的目的。

電極匯流條是一種為石英燈陣供電的導電裝置。電極匯流條上設置若干個卡槽，將石英燈頭固定在卡槽內并形成接觸式導電。近年來，隨著航空航天領域的高速發展，結構熱試驗中的熱場模擬呈現出3個新的特點：

1、熱載荷的熱流密度越來越高，石英燈的加熱要求逐步提高；

2、熱載荷持續時間增長，石英燈長時間工作在高溫環境下；

3、結構溫度場的模擬精度提高，熱流密度梯度變化較大。

在國內，常規設計的電極匯流條采用中空水冷式設計，其在電極匯流條主體上開槽，然后用密封條封口，二者之間形成水流通道。此種設計方法只實現了對燈頭的冷卻，未實現對石英燈的冷卻，導致其所在的加熱器無法長時間工作在高熱流狀態下。同時，常規的電極匯流條的電極槽設計均勻，即同一加熱區內的燈間距一致，燈的規格也一致，同一加熱區域的熱流密度均一致，熱流密度無法實現小區域范圍內的大梯度變化，無法滿足翼根部、干擾區等局部小范圍區域熱流突變的熱場模擬。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對現有技術中的上述不足和需求，本發明提出一種電極匯流條，其通過非均勻開槽導電體的設計使得其構成的石英燈陣具有低熱流稀疏區和高熱流加密區，以通過非等距離的簡單形式實現單個加熱區內的熱流梯度模擬；通過水冷卻體和氣冷卻體的設置，實現了石英燈兩端和石英燈本體的雙重冷卻，提高了石英燈加熱器在高熱流環境下長時間工作的能力。

(二)技術方案

一種電極匯流條，包括非均勻開槽導電體、水冷卻體、氣冷卻體、氣管、水管、水堵頭、氣堵頭、電極桿；所述非均勻開槽導電體呈非直線狀并具有中心對稱軸，其上端設置若干非均勻分布的開槽，其下端設置水冷卻體，其前側設置氣冷卻體；所述水冷卻體左右兩端分別設置水堵頭，所述水冷卻體靠近各水堵頭處且背離所述開槽的一側各設置一水管，一水管連接供水源，另一水管連接回水源；所述水冷卻體沿所述中心對稱軸且背離所述開槽一側設置一電極桿；所述氣冷卻體上以所述電極桿為中心軸對稱設置有兩氣管用以進氣，且兩氣管與所述電極桿平行設置；氣冷卻體對應每個所述開槽的位置開設出氣孔，用以將其內部冷卻氣體噴出后形成對流冷卻。

所述非均勻開槽導電體的兩側位置為開槽密度密集區，此處對應的熱流密度高；中間區域為開槽密度稀疏區，此處對應的熱流密度低，以達到調節熱流密度梯度變化的要求。

所述非均勻開槽導電體為一體成型，材料為銅。

所述水冷卻體由方銅管制成，其安裝水管位置處設置具有第一直徑的孔；所述氣冷卻體由方銅管制成，所述出氣孔具有第二直徑，其安裝氣管的位置處設置具有第三直徑的孔。

所述水冷卻體和氣冷卻體的外形尺寸均為L×15mm×15mm，其中L為長度，其根據非均勻開槽導電體的外形尺寸確定，兩15mm分別為其寬度和厚度。