一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，包括：柔性連接工裝(12)、可移動(dòng)卡具(15)；柔性連接工裝(12)為長(zhǎng)條形狀，沿著長(zhǎng)度方向中心線處開有長(zhǎng)條形的滑槽(13)；可移動(dòng)卡具(15)包括緊固件(16)、卡頭(17)；卡頭(17)在尾部底面通過緊固件(16)安裝在滑槽(13)內(nèi)并在滑槽(13)內(nèi)滑動(dòng)，卡頭(17)的頭部夾緊石英燈管一端；石英燈管通過位于不同柔性連接工裝(12)上的可移動(dòng)卡具(15)固定在兩個(gè)柔性連接工裝(12)之間；柔性連接工裝(12)彎曲后與加熱器支架(7)連接固定。本發(fā)明解決了小型化異形試件難于布置加熱器的問題，有效改善不同外形試件多個(gè)受熱面的加熱均勻性、提高試驗(yàn)質(zhì)量、減少試驗(yàn)成本和試驗(yàn)周期。
【專利說明】
一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石英燈加熱器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]石英燈加熱器作為地面熱防護(hù)試驗(yàn)不可缺少的設(shè)備之一，已在國(guó)內(nèi)各大航空航天研究所和高校中得以應(yīng)用。隨著飛行器整體結(jié)構(gòu)小型化和氣動(dòng)外形異形化的發(fā)展趨勢(shì)，為合理利用飛行器內(nèi)部空間，設(shè)計(jì)者將飛行器內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行了小型化、異形化設(shè)計(jì)。由于小型化異形設(shè)備受熱面往往面積較小且外形復(fù)雜，而現(xiàn)有加熱器尺寸較大，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)各加熱面的獨(dú)立加熱器布置，無(wú)法調(diào)節(jié)不同受熱面所需的熱載荷條件(根據(jù)試驗(yàn)具體要求各受熱面的熱載荷加載數(shù)值可能不同，即試驗(yàn)過程中不同表面的熱邊界不同)，不能實(shí)現(xiàn)受熱面熱載荷的均勻加載，因此對(duì)小型化異形條件下的飛行器內(nèi)部設(shè)備熱防護(hù)考核試驗(yàn)提出了更高要求。同時(shí)，現(xiàn)有石英燈加熱器的連接工裝往往為夾套水冷結(jié)構(gòu)或截面積較大的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，不易彎折，無(wú)法實(shí)現(xiàn)跟隨試件表面形狀的柔性布置，如圖1所示，燈陣2連接在硬連接工裝I上，如圖2(a)、圖2(b)所示，硬連接工裝I內(nèi)部有水槽4，由于石英燈管末端采用固定間距的燈管固定槽5的連接方式，導(dǎo)致加熱器工作過程中試件表面溫度分布均勻性不可調(diào)節(jié)，無(wú)法完成對(duì)試件表面熱載荷均勻性有較高要求的試驗(yàn)。因此，亟待解決小尺寸異形試件的加熱器布置問題，并能夠達(dá)到較高的試件表面溫度分布均勻性要求。
[0003]目前常用的石英燈加熱器均未涉及針對(duì)小型化異形試件的柔性結(jié)構(gòu)或相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)也都不具備試件表面溫度分布均勻性的調(diào)節(jié)功能?？紤]到新型飛行器內(nèi)部設(shè)備小型化、異形化的發(fā)展趨勢(shì)，目前常用的石英燈加熱器針對(duì)不同尺寸和外形的飛行器內(nèi)部設(shè)備缺乏加熱均勻性和結(jié)構(gòu)通用性，在實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器內(nèi)部設(shè)備多個(gè)受熱面同時(shí)加載均勻熱載荷方面存在一定缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，解決了小型化異形試件難于布置加熱器的問題，可有效改善不同外形試件多個(gè)受熱面的加熱均勻性、提高試驗(yàn)質(zhì)量、減少試驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)研制的工作量、試驗(yàn)成本和試驗(yàn)周期。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，包括:柔性連接工裝、可移動(dòng)卡具;柔性連接工裝為長(zhǎng)條形狀，沿著長(zhǎng)度方向中心線處開有長(zhǎng)條形的滑槽;可移動(dòng)卡具包括緊固件、卡頭;每個(gè)柔性連接工裝上至少包括一個(gè)可移動(dòng)卡具，卡頭為片狀結(jié)構(gòu)彎折成形，尾部側(cè)截面為長(zhǎng)方形框，在尾部側(cè)截面的一個(gè)長(zhǎng)邊中心的開口，開口處有兩片向外翻的弧形片狀結(jié)構(gòu)，且片狀結(jié)構(gòu)關(guān)于開口的中心軸對(duì)稱，形成卡頭頭部;卡頭在尾部底面通過緊固件安裝在滑槽內(nèi)并在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，卡頭的頭部夾緊石英燈管的一端;石英燈管通過位于不同柔性連接工裝上的可移動(dòng)卡具固定在兩個(gè)柔性連接工裝之間;柔性連接工裝彎曲后與加熱器支架連接固定。
[0006]所述的柔性連接工裝的材料為不銹鋼板材。
[0007]所述的柔性連接工裝的厚度為0.002?0.005m，長(zhǎng)度不大于Im，寬度不大于0.03m。
[0008]所述的滑槽長(zhǎng)度不大于柔性連接工裝總長(zhǎng)的90%。
[0009]所述的滑槽寬度不大于柔性連接工裝寬度的50%。
[0010]所述的卡頭的材料為銅片。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012](I)本發(fā)明通過一定剛度和柔韌性的連接工裝、滑槽式結(jié)構(gòu)及可移動(dòng)式卡具結(jié)構(gòu)，使得加熱器外形輪廓可根據(jù)試件的外形尺寸進(jìn)行調(diào)整，解決了試件多個(gè)受熱面的不同熱載荷同時(shí)加載問題，針對(duì)一定尺寸范圍的異型試件(即飛行器內(nèi)部設(shè)備)具有較好的通用性。
[0013](2)本發(fā)明采用加熱均勻性可調(diào)節(jié)的熱源疏密度調(diào)節(jié)技術(shù)，滑槽式結(jié)構(gòu)和可移動(dòng)卡具能夠?qū)崿F(xiàn)燈管之間距離的任意調(diào)整，有效改善不同外形試件受熱面的加熱均勻性，提尚試驗(yàn)質(zhì)量，調(diào)節(jié)范圍廣，可有效提尚試驗(yàn)質(zhì)量；
[0014](3)本發(fā)明利用石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)和布置方法進(jìn)行異形飛行器內(nèi)部存儲(chǔ)器的地面熱環(huán)境試驗(yàn)，對(duì)推動(dòng)飛行器內(nèi)部設(shè)備小型化、異形化研制具有十分重要的意義，同時(shí)在減少試驗(yàn)準(zhǔn)備階段工作量、縮短試驗(yàn)周期、降低試驗(yàn)成本和提高試驗(yàn)質(zhì)量上有積極作用。
【附圖說明】
[0015]圖1為常規(guī)硬性石英燈加熱器組成示意圖；
[0016]圖2為常規(guī)硬連接工裝示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明石英燈加熱器柔性布置試驗(yàn)應(yīng)用方案正視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明石英燈加熱器柔性布置試驗(yàn)應(yīng)用方案?jìng)?cè)視圖；
[0019]圖5為本發(fā)明柔性連接工裝示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明可移動(dòng)卡具安裝示意圖；
[0021]圖7為本發(fā)明中柔性連接工裝彎曲后的形狀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖3、圖4所示，一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，包括:柔性連接工裝12、可移動(dòng)卡具15;可移動(dòng)卡具15包括緊固件16、卡頭17;
[0023]根據(jù)試件的尺寸和外形將柔性連接工裝12彎折成與試件相仿的形狀和大小，將若干個(gè)可移動(dòng)卡具15安裝在柔性連接工裝12的滑槽13內(nèi)，調(diào)整間距值，使用緊固件16進(jìn)行等間距固定。
[0024]柔性連接工裝12結(jié)構(gòu)如圖5所示，柔性連接工裝12為長(zhǎng)條形狀，采用0.002至0.005m厚不銹鋼板材加工而成，一般長(zhǎng)度不大于lm、寬度不大于0.03m。由于其厚度較薄，使得柔性連接工裝12在具有一定剛度的前提下能夠具有較強(qiáng)的柔韌性，可以根據(jù)試件外輪廓進(jìn)行加熱器形狀的調(diào)節(jié)，具有較好的通用性和便捷性。
[0025]滑槽13如圖5所示，在長(zhǎng)條形狀的不銹鋼的柔性連接工裝12上，沿著長(zhǎng)度方向中心線開長(zhǎng)條形裝配用的滑槽13，用于安裝可移動(dòng)卡具15?；?3長(zhǎng)度不大于柔性連接工裝12總長(zhǎng)的90 %，寬度不大于柔性連接工裝12寬度的50 %。用滑槽13代替圖2中的螺紋孔，其優(yōu)點(diǎn)是卡具在安裝過程中可沿滑槽任意移動(dòng)，其相互間距不受限制。
[0026]可移動(dòng)卡具15安裝在柔性連接工裝12的滑槽13內(nèi)，若干支石英燈管兩端分別安裝固定在可移動(dòng)卡具15的卡頭17內(nèi)，使得多個(gè)石英燈管兩端分別與一個(gè)柔性連接工裝12連接，組成石英燈陣8，將柔性連接工裝12彎曲成試驗(yàn)所需的形狀，柔性連接工裝12可以彎曲成圓形或正方形等形狀，如圖7(a)、圖7(b)所示，和石英燈陣8共同構(gòu)成加熱器主體，將燈管線纜與電源連接。
[0027]如圖6所示，可移動(dòng)卡具15的卡頭17采用銅片彎折成形，用于固定石英燈管并連接柔性連接工裝12，從側(cè)面看，尾部為長(zhǎng)方形框，在一個(gè)長(zhǎng)邊中心處開口，開口處連接兩片向外翻的弧形銅片，兩片銅片關(guān)于長(zhǎng)方形框的中心軸對(duì)稱，形成卡頭17頭部;卡頭17的頭部用于夾緊石英燈管端部，尾部用于緊固件16安裝固定，頭部與尾部為整體結(jié)構(gòu)，緊固件16為螺栓和螺母。
[0028]如圖3所示，彎曲后的柔性連接工裝12與加熱器支架7連接固定，其中加熱器支架7與移動(dòng)小車安裝平臺(tái)9焊接，試件安裝支座10放置在石英燈陣8中心位置。在試件11上安裝若干溫度傳感器后放置在試件安裝支座10上，將傳感器與測(cè)試設(shè)備連接。通電試驗(yàn)，過程中測(cè)量試件各受熱面溫度及溫度分布均勻性，若不滿足溫度分布均勻性要求，根據(jù)偏差重新調(diào)節(jié)可移動(dòng)卡具位置以調(diào)節(jié)燈管間距，直至滿足要求為止。
[0029]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:柔性連接工裝(12)、可移動(dòng)卡具(15);柔性連接工裝(12)為長(zhǎng)條形狀，沿著長(zhǎng)度方向中心線處開有長(zhǎng)條形的滑槽(13);可移動(dòng)卡具(15)包括緊固件(16)、卡頭(17);每個(gè)柔性連接工裝(12)上至少包括一個(gè)可移動(dòng)卡具(15)，卡頭(17)為片狀結(jié)構(gòu)彎折成形，尾部側(cè)截面為長(zhǎng)方形框，在尾部側(cè)截面的一個(gè)長(zhǎng)邊中心的開口，開口處有兩片向外翻的弧形片狀結(jié)構(gòu)，且片狀結(jié)構(gòu)關(guān)于開口的中心軸對(duì)稱，形成卡頭(17)頭部;卡頭(17)在尾部底面通過緊固件(16)安裝在滑槽(13)內(nèi)并在滑槽(13)內(nèi)滑動(dòng)，卡頭(17)的頭部夾緊石英燈管的一端;石英燈管通過位于不同柔性連接工裝(12)上的可移動(dòng)卡具(15)固定在兩個(gè)柔性連接工裝(12)之間;柔性連接工裝(12)彎曲后與加熱器支架(7)連接固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的柔性連接工裝(12)的材料為不銹鋼板材。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的柔性連接工裝(12)的厚度為0.002?0.005m，長(zhǎng)度不大于Im，寬度不大于0.03m。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的滑槽(13)長(zhǎng)度不大于柔性連接工裝(12)總長(zhǎng)的90%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的滑槽(13)寬度不大于柔性連接工裝(12)寬度的50%。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英燈加熱器柔性結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的卡頭(17)的材料為銅片。
【文檔編號(hào)】H05B3/06GK105828463SQ201610168050
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】齊斌, 夏吝時(shí), 曹宇清, 張利嵩, 田寧, 鄒樣輝, 張凱, 岳暉, 那偉, 楊馳, 曹知紅, 趙玲, 李彥良, 肖澤娟, 姜通, 姜一通, 張喦
【申請(qǐng)人】北京航天長(zhǎng)征飛行器研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院