[实用新型]试验用加热器及冷却装置

说明书

本实用新型公开了一种试验用加热器及冷却装置，加热器的喷口与超音速喷管的前端连接，超音速喷管的后端伸入真空舱内，扩压器的入口端伸入真空舱内，扩压器的出口端通过法兰与封头连接；扩压器的管壁设有夹层结构，夹层结构沿轴向依次被分隔为第一夹层腔、第二夹层腔、第三夹层腔，法兰的顶部设有法兰进水口，法兰的内部被环形挡圈分割为两个环形腔，环形挡圈外侧的环形腔为集水腔，环形挡圈内侧的环形腔为冷却腔，法兰进水口与集水腔的连接处设有人型导流片，环形挡圈上均匀开设有多个径向的导流孔。本实用新型对扩压器、法兰冷却充分、均匀，延长了装置的使用寿命。

技术领域

本实用新型属于火箭研制的地面试验技术领域，涉及一种试验用加热器及冷却装置。

背景技术

火箭在飞行过程中，会受到严重的气动加热，防热系统对火箭研制具有决定成败的作用，利用地面试验对火箭防热系统进行热环境模拟考核及验证，其中真空舱的真空环境主要由扩压器对加热器产生高温高速燃气进行引射产生，同时高温高速燃气通过扩压器减速升压，从而顺利从扩压器的端口排出，但是扩压器以自身热辐射和自然对流冷却降温的方式难以达到气体排放要求；部分扩压器设有夹层结构，用于冷却，但是冷却不均匀、不充分，长期使用使扩压器始终处于温度较高的情况下，对本体结构存在较大损坏，缩短使用寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种试验用加热器及冷却装置，解决了现有技术中对扩压器、法兰冷却不充分、不均匀，排放气体的温度难以达到排放标准，降低装置使用寿命的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种试验用加热器及冷却装置，加热器的喷口与超音速喷管的前端连接，超音速喷管的后端伸入真空舱内，扩压器的入口端伸入真空舱内，超音速喷管的后端正对扩压器的入口端，扩压器的出口端通过法兰与封头连接；扩压器的管壁设有夹层结构，夹层结构沿轴向依次被分隔为第一夹层腔、第二夹层腔、第三夹层腔，第三夹层腔靠近法兰，第一夹层腔的底部设有第一进水管，第一夹层腔的顶部设有第一出水管，第二夹层腔的底部设有第二进水管，第二夹层腔的顶部设有第二出水管，第三夹层腔的底部设有第三进水管，第三夹层腔的顶部设有第三出水管，法兰的顶部设有法兰进水口，法兰的内部被环形挡圈分割为两个环形腔，环形挡圈外侧的环形腔为集水腔，环形挡圈内侧的环形腔为冷却腔，法兰进水口与集水腔的连接处设有人型导流片，环形挡圈上均匀开设有多个径向的导流孔，从环形挡圈的上端至下端，对应导流孔的孔径依次减小；冷却腔靠近扩压器的一侧开设有法兰出水口，法兰出水口与第三出水管连接后通过回流管与第一进水管连接。

进一步的，所述导流孔的孔径为0.5-1.5cm。

进一步的，所述第一出水管与第二出水管连接后与冷却塔入水口连接，冷却塔的出水口分别与第二进水管、第三进水管连接。

本实用新型的有益效果是：加热器产生的高温高速燃气通过扩压器减速升压，顺利从扩压器的端口通过法兰排出，超音速喷管的后端正对扩压器的入口端，有利于提高真空舱内的真空度；第一夹层腔、第二夹层腔、第三夹层腔分别设有相应的进水管、出水管，分段冷却，独立循环，提高冷却效果，法兰出水口与第三出水管连接后通过回流管与第一进水管连接，将第三夹层腔和法兰中的冷却水回流，用于冷却温度较高的第一夹层腔，节约用水，避免浪费；此外，冷却水通过法兰进水口进入集水腔，再经导流孔均匀进入冷却腔，对法兰及从法兰排出的气体进行冷却，由于从环形挡圈的上端至下端，对应的导流孔的孔径依次减小，对法兰进行更充分、均匀地冷却，避免因法兰冷却不均匀引起的连接不牢固、使用寿命缩短的问题；同时对法兰排出的气体进行充分、均匀冷却，达到排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的结构示意图。