一種石英燈加熱器柔性結構的制作方法
【專利摘要】一種石英燈加熱器柔性結構，包括：柔性連接工裝(12)、可移動卡具(15)；柔性連接工裝(12)為長條形狀，沿著長度方向中心線處開有長條形的滑槽(13)；可移動卡具(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)內并在滑槽(13)內滑動，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)上的可移動卡具(15)固定在兩個柔性連接工裝(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受熱面的加熱均勻性、提高試驗質量、減少試驗成本和試驗周期。
【專利說明】
一種石英燈加熱器柔性結構
技術領域
[0001]本發明涉及一種石英燈加熱器結構。
【背景技術】
[0002]石英燈加熱器作為地面熱防護試驗不可缺少的設備之一，已在國內各大航空航天研究所和高校中得以應用。隨著飛行器整體結構小型化和氣動外形異形化的發展趨勢，為合理利用飛行器內部空間，設計者將飛行器內部設備進行了小型化、異形化設計。由于小型化異形設備受熱面往往面積較小且外形復雜，而現有加熱器尺寸較大，難以實現對各加熱面的獨立加熱器布置，無法調節不同受熱面所需的熱載荷條件(根據試驗具體要求各受熱面的熱載荷加載數值可能不同，即試驗過程中不同表面的熱邊界不同)，不能實現受熱面熱載荷的均勻加載，因此對小型化異形條件下的飛行器內部設備熱防護考核試驗提出了更高要求。同時，現有石英燈加熱器的連接工裝往往為夾套水冷結構或截面積較大的機械連接結構，不易彎折，無法實現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，導致加熱器工作過程中試件表面溫度分布均勻性不可調節，無法完成對試件表面熱載荷均勻性有較高要求的試驗。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小型化異形試件的柔性結構或相關內容，同時也都不具備試件表面溫度分布均勻性的調節功能。考慮到新型飛行器內部設備小型化、異形化的發展趨勢，目前常用的石英燈加熱器針對不同尺寸和外形的飛行器內部設備缺乏加熱均勻性和結構通用性，在實現對飛行器內部設備多個受熱面同時加載均勻熱載荷方面存在一定缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提出了一種石英燈加熱器柔性結構，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受熱面的加熱均勻性、提高試驗質量、減少試驗設備設計研制的工作量、試驗成本和試驗周期。
[0005]本發明的技術解決方案是:一種石英燈加熱器柔性結構，包括:柔性連接工裝、可移動卡具;柔性連接工裝為長條形狀，沿著長度方向中心線處開有長條形的滑槽;可移動卡具包括緊固件、卡頭;每個柔性連接工裝上至少包括一個可移動卡具，卡頭為片狀結構彎折成形，尾部側截面為長方形框，在尾部側截面的一個長邊中心的開口，開口處有兩片向外翻的弧形片狀結構，且片狀結構關于開口的中心軸對稱，形成卡頭頭部;卡頭在尾部底面通過緊固件安裝在滑槽內并在滑槽內滑動，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卡具固定在兩個柔性連接工裝之間;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，長度不大于Im，寬度不大于0.03m。
[0008]所述的滑槽長度不大于柔性連接工裝總長的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]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0012](I)本發明通過一定剛度和柔韌性的連接工裝、滑槽式結構及可移動式卡具結構，使得加熱器外形輪廓可根據試件的外形尺寸進行調整，解決了試件多個受熱面的不同熱載荷同時加載問題，針對一定尺寸范圍的異型試件(即飛行器內部設備)具有較好的通用性。
[0013](2)本發明采用加熱均勻性可調節的熱源疏密度調節技術，滑槽式結構和可移動卡具能夠實現燈管之間距離的任意調整，有效改善不同外形試件受熱面的加熱均勻性，提尚試驗質量，調節范圍廣，可有效提尚試驗質量；
[0014](3)本發明利用石英燈加熱器柔性結構和布置方法進行異形飛行器內部存儲器的地面熱環境試驗，對推動飛行器內部設備小型化、異形化研制具有十分重要的意義，同時在減少試驗準備階段工作量、縮短試驗周期、降低試驗成本和提高試驗質量上有積極作用。
【附圖說明】
[0015]圖1為常規硬性石英燈加熱器組成示意圖；
[0016]圖2為常規硬連接工裝示意圖；
[0017]圖3為本發明石英燈加熱器柔性布置試驗應用方案正視圖；
[0018]圖4為本發明石英燈加熱器柔性布置試驗應用方案側視圖；
[0019]圖5為本發明柔性連接工裝示意圖；
[0020]圖6為本發明可移動卡具安裝示意圖；
[0021]圖7為本發明中柔性連接工裝彎曲后的形狀示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖3、圖4所示，一種石英燈加熱器柔性結構，包括:柔性連接工裝12、可移動卡具15;可移動卡具15包括緊固件16、卡頭17;
[0023]根據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，將若干個可移動卡具15安裝在柔性連接工裝12的滑槽13內，調整間距值，使用緊固件16進行等間距固定。
[0024]柔性連接工裝12結構如圖5所示，柔性連接工裝12為長條形狀，采用0.002至0.005m厚不銹鋼板材加工而成，一般長度不大于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的柔韌性，可以根據試件外輪廓進行加熱器形狀的調節，具有較好的通用性和便捷性。
[0025]滑槽13如圖5所示，在長條形狀的不銹鋼的柔性連接工裝12上，沿著長度方向中心線開長條形裝配用的滑槽13，用于安裝可移動卡具15。滑槽13長度不大于柔性連接工裝12總長的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，其優點是卡具在安裝過程中可沿滑槽任意移動，其相互間距不受限制。
[0026]可移動卡具15安裝在柔性連接工裝12的滑槽13內，若干支石英燈管兩端分別安裝固定在可移動卡具15的卡頭17內，使得多個石英燈管兩端分別與一個柔性連接工裝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，從側面看，尾部為長方形框，在一個長邊中心處開口，開口處連接兩片向外翻的弧形銅片，兩片銅片關于長方形框的中心軸對稱，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構，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與移動小車安裝平臺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，將傳感器與測試設備連接。通電試驗，過程中測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，根據偏差重新調節可移動卡具位置以調節燈管間距，直至滿足要求為止。
[0029]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種石英燈加熱器柔性結構，其特征在于，包括:柔性連接工裝(12)、可移動卡具(15);柔性連接工裝(12)為長條形狀，沿著長度方向中心線處開有長條形的滑槽(13);可移動卡具(15)包括緊固件(16)、卡頭(17);每個柔性連接工裝(12)上至少包括一個可移動卡具(15)，卡頭(17)為片狀結構彎折成形，尾部側截面為長方形框，在尾部側截面的一個長邊中心的開口，開口處有兩片向外翻的弧形片狀結構，且片狀結構關于開口的中心軸對稱，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)內并在滑槽(13)內滑動，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)上的可移動卡具(15)固定在兩個柔性連接工裝(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.根據權利要求1所述的一種石英燈加熱器柔性結構，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.根據權利要求1或2所述的一種石英燈加熱器柔性結構，其特征在于:所述的柔性連接工裝(12)的厚度為0.002?0.005m，長度不大于Im，寬度不大于0.03m。4.根據權利要求3所述的一種石英燈加熱器柔性結構，其特征在于:所述的滑槽(13)長度不大于柔性連接工裝(12)總長的90%。5.根據權利要求4所述的一種石英燈加熱器柔性結構，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.根據權利要求1或2所述的一種石英燈加熱器柔性結構，其特征在于:所述的卡頭(17)的材料為銅片。
【文檔編號】H05B3/06GK105828463SQ201610168050
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】齊斌, 夏吝時, 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
【申請人】北京航天長征飛行器研究所, 中國運載火箭技術研究院