[發(fā)明專利]一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011497505.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112524882A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊晶晶;范學(xué)領(lǐng);蔣昊南;吳光耀;吳堅;胡娜;侯成
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);中國航發(fā)四川燃氣渦輪研究院
• 主分類號: F25D31/00
• 分類號: F25D31/00;F25D17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，其特征在于，包括機架(1)，以及順次固定在機架(1)上的輻照加熱模塊(2)、可調(diào)冷卻棱鏡折射模塊(3)和工件固定模塊(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，其特征在于，機架(1)包括機架主體(101)，加工在機架主體(101)內(nèi)部的機架冷卻流道(102)，固定在機架主體(101)上的輻照加熱模塊掛載架(103)和冷卻棱鏡折射模塊固定架(104)，輻照加熱模塊(2)通過輻照加熱模塊掛載架(103)固定在機架(1)上，可調(diào)冷卻棱鏡折射模塊(3)通過冷卻棱鏡折射模塊固定架(104)固定在機架(1)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，其特征在于，輻照加熱模塊(2)包括固定在輻照加模塊掛載架(103)上的石英燈夾頭(201)，固定在石英燈夾頭(201)上的若干石英燈管道(202)，以及貫通固定在石英燈管道(202)內(nèi)的石英燈(203)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，其特征在于，可調(diào)冷卻棱鏡折射模塊(3)包括固定在可調(diào)冷卻棱鏡折射模塊掛載架(104)上的棱鏡調(diào)整底座(301)，球鉸連接在棱鏡調(diào)整底座(301)上的一級調(diào)節(jié)臂(302)，滑動副連接并能夠通過擰緊螺絲變成固定在一級調(diào)節(jié)臂(302)上的二級調(diào)節(jié)臂(303)，通過球鉸連接在二級調(diào)節(jié)臂(303)上的棱鏡縱擒夾(304)，由2個棱鏡縱擒夾(304)固定的冷卻折射棱鏡(305)，加工在冷卻折射棱鏡(305)內(nèi)的棱鏡冷卻流道(306)，以及固定在棱鏡冷卻流道(306)外部的管路接頭(307)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，其特征在于，通過向棱鏡內(nèi)部的棱鏡冷卻流道(306)通入氣體或液體冷卻介質(zhì)，使得棱鏡在高溫的環(huán)境下始終保持較低的溫度，使得棱鏡保持強度與通透，進一步使得棱鏡能在超過1000℃的極端高溫環(huán)境下始終保持良好的折射特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，其特征在于，工件固定模塊(4)包括固定在機架主體(101)上的夾具(401)，以及加工在夾具(401)內(nèi)部的冷卻流道(402)，試驗工件(403)裝夾在夾具(401)上，試驗工件(403)上固定有測溫傳感器(404)。

7.一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱方法，其特征在于，該方法基于權(quán)利要求6所述的一種主動冷卻棱鏡折射式石英燈高溫加熱裝置，包括以下步驟：

步驟一、將需要加熱的試驗工件(403)固定在夾具(401)上，并將測溫傳感器(404)布置在試驗工件(403)上，若試驗工件(403)需要冷卻，則將夾具(401)上的冷卻流道(402)連接到需要加熱的試驗工件(403)上，若試驗工件(403)不需要冷卻，則將夾具(401)上的冷卻流道外部接口封閉，用于夾具(401)內(nèi)部的流體冷卻；

步驟二、根據(jù)任務(wù)需求，計算石英燈輻照的區(qū)域與強度，并考慮棱鏡中通入氣體或液體冷卻介質(zhì)后，依據(jù)計算結(jié)果，調(diào)整輻照加熱模塊(2)的排布位置與調(diào)節(jié)可調(diào)棱鏡折射模塊(3)的空間位置，當棱鏡能實現(xiàn)對石英燈輻照區(qū)域的指定目標時，固定一級調(diào)節(jié)臂(302)與二級調(diào)節(jié)臂(303)以固定棱鏡位置；

步驟三、對石英燈管道(202)中通入對石英燈(203)進行冷卻的氣體，對機架(1)與固定模塊(4)中通入氣體或液體冷卻流質(zhì)，用于對裝置進行冷卻，對冷卻折射棱鏡(305)內(nèi)部通入冷卻介質(zhì)；

步驟四、開啟石英燈的電源與控制系統(tǒng)，對試驗工件進行熱加載任務(wù)；

步驟五、完成熱加載任務(wù)后，關(guān)閉電源，待石英燈關(guān)閉完成五分鐘后冷卻，關(guān)閉石英燈冷卻管道的冷卻流道內(nèi)的供氣、關(guān)閉石英燈燈座內(nèi)部的冷卻流質(zhì)、試驗結(jié)束。