[实用新型]一种焊接水冷密封防热结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种航空航天气动热防护系统领域，特别是一种焊接水冷密封防热结构。

背景技术

电弧加热器是国内外航空航天飞行器热防护地面模拟试验研究的核心设备，是解决导弹、返回式卫星、载人飞船返回舱等高超声速飞行器热防护地面考核的重要手段。当前国内型号研制对电弧加热器性能的需求不断提高，大功率、长时间、高弧室压力的电弧加热设备成为国内型号研制所急需，而提升电弧加热器大功率、长时间、高弧室压力运行的能力，关键技术是提高电弧加热设备的防热和抗压能力。

目前，电弧加热设备各部件的密封结构大都是内外套水冷压紧O型圈密封结构，这种结构的优点是一旦内套出现烧损，方便更换，而且在小功率、低弧室压力的条件下运行稳定。随着航空航天事业的发展，对大功率、长时间、高弧室压力等试验能力的有着迫切地需求，使得电弧加热设备向着大尺寸、耐高温、耐高压方向发展，这时候采用传统的内外套水冷压紧O型圈密封结构，就很容易出现内套受热严重烧蚀、内套在高温高压条件下发生很大的塑性变形而使密封结构失效等情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种焊接水冷密封防热结构，实现了电弧加热设备各部件在大功率、长时间、高压运行条件下可以稳定运行。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种焊接水冷密封防热结构，包括内套、外套、进水孔和出水孔；其中，内套为中空的筒状结构，内套轴向两端的外壁处设置有圆台突起；外套套装在内套的外部，且外套轴向两端的内壁与内套两端的圆台突起固定连接；外套的一端沿径向设置有进水孔；外套的另一端沿径向设置有出水孔。

在上述的一种焊接水冷密封防热结构，所述内套两个圆台突起之间的外壁与外套的内壁形成夹层水道，进水孔和出水孔分别设置在夹层水道外壁的两端，形成外部冷却水的水路通道。

在上述的一种焊接水冷密封防热结构，所述内套为紫铜材料，内套的内腔中用于流通高温气流。

在上述的一种焊接水冷密封防热结构，所述水路通道用于流通高压冷却水。

在上述的一种焊接水冷密封防热结构，外套为不锈钢材料。

在上述的一种焊接水冷密封防热结构，外套与内套两端的圆台突起固定连接处采用钎焊或扩散焊进行固定连接。

在上述的一种焊接水冷密封防热结构，所述外套的内径为变径结构，沿进水孔至出水孔方向，外套的内径逐渐增大，实现对高压冷却水的缓冲。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型采用钎焊或扩散焊连接内外套，这种密封方式更可靠，在高温和高压条件下不容易发生冷却水渗漏情况；

(2)本实用新型中内套与外套选取的材料不同，在高温高压条件下发生的塑性变形量也会不同，通常内套的收缩量会很大，外套的变形量较小，采用钎焊或扩散焊将内套与外套连接，可以有效地抑制内套的塑性变形，防止结构性失效；

(3)本实用新型与传统的内外套水冷压紧O型圈密封结构相比，这种焊接会冷密封结构设计更为简单，不需要考虑O型圈密封槽的位置以及对O型圈的水冷冷却问题。

附图说明

图1为本实用新型焊接水冷密封防热结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

本实用新型由内套1、外套2组成，内套装配在外套内，内套与外套之间为冷却水流动通道，内套与外套的接触面采用钎焊或扩散焊焊接连接，所述的外套采用的不锈钢材料，可以防止生锈，并增加部件强度，外套两端开有进水孔和出水孔；所述的内套采用紫铜材料，具有很高的导热特性，内套外壁面开有筋槽，可以设计冷却水通道来提高内套的水冷换热效果。本实用新型提供的焊接水冷密封防热结构，可以在高温高压工况下使用，可以用于电弧加热设备包括喷管、喉道、电极等结构的设计。

如图1所示为焊接水冷密封防热结构的示意图，由图可知，一种焊接水冷密封防热结构，包括内套1、外套2、进水孔3和出水孔4；其中，内套1为中空的筒状结构，内套1轴向两端的外壁处设置有圆台突起；内套外壁面开有筋槽；外套2套装在内套1的外部，且外套2轴向两端的内壁与内套1两端的圆台突起固定连接；外套2的一端沿径向设置有进水孔3；外套2的另一端沿径向设置有出水孔4。

内套1两个圆台突起之间的外壁与外套2的内壁形成夹层水道，进水孔3和出水孔4分别设置在夹层水道外壁的两端，形成外部冷却水的水路通道，所述水路通道用于流通高压冷却水。