CN113267320A - 一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置 - Google Patents

一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置。以天平头部为前方，该水冷装置包括从前至后依次套装在杆式天平组件上的天平水冷罩、支杆水冷罩和支杆锥形整流连接罩；天平水冷罩内设置有冷却水槽Ⅰ，支杆水冷罩内设置有冷却水槽Ⅱ，天平水冷罩和支杆水冷罩之间通过进水快拆直管固定连接，天平水冷罩外表面还设置有回水快拆直管；天平支杆的中心轴线上设置有通道，通道内安装有与外接的冷却水循环装置连通的进水管和回水管；冷却水通过进水管流入冷却水槽Ⅱ，经进水快拆直管流入冷却水槽Ⅰ，再经回水快拆直管流入回水管。该水冷装置降低了天平周围的环境温度，减缓了天平温度爬升，减小了天平温度效应对试验数据的影响。

Description

一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置
技术领域
本发明属于高超声风洞试验设备领域，具体涉及一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置。
背景技术
当前，高超声速技术是各国争相发展的焦点，而高超声速飞行器的关键技术参数及指标需要通过地面试验设备考核，为了能够在接近实际飞行条件下完成相关考核试验，需要模拟真实飞行状态下的总焓、总压、马赫数和气体组分等条件，高温风洞能够根据飞行器飞行状态模拟上述试验参数。以Ma=7试验为例，高温风洞来流最高总温达到近2000K，且运行时间能够达到几十秒。在长时间高温环境下运行，会造成试验模型温度显著升高，从而导致风洞天平环境温度上升，如果不采取放隔热措施，天平的本体温度可达200℃～500℃以上，会引起较为严重的天平温度效应，即：天平测量电路阻值变化，产生零点漂移；天平测量电桥灵敏度系数变化，改变天平灵敏度。
而且，在如此高的环境温度下，常用的天平温度补偿措施已不能完全满足要求，需要对试验过程中天平周围环境进行强制冷却，以保证天平正常工作状态。
当前，亟需发展一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置。
本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特点是，以天平头部为前方，所述的水冷装置包括从前至后依次套装在杆式天平组件上的天平水冷罩、支杆水冷罩和支杆锥形整流连接罩；
所述的杆式天平组件包括从前至后固定连接的杆式天平和天平支杆；
所述的天平水冷罩由天平水冷罩内壳和天平水冷罩外壳嵌套而成，天平水冷罩套装在杆式天平的测量段、后锥段和天平支杆的前段，并通过销钉定位锁紧；天平水冷罩内壳上开有冷却水槽Ⅰ；天平水冷罩外壳表面上安装有与冷却水槽Ⅰ连通的回水快拆直管；
所述的支杆水冷罩由支杆水冷罩内壳和支杆水冷罩外壳嵌套而成的，支杆水冷罩套装在天平支杆的后段，并通过销钉定位锁紧；支杆水冷罩内壳上开有冷却水槽Ⅱ；
所述的支杆锥形整流连接罩为圆锥壳体，套装在天平支杆的后端；
所述的天平水冷罩和支杆水冷罩之间隔断，隔断处的天平支杆开有通孔，天平水冷罩外壳和支杆水冷罩外壳的外表面通过进水快拆直管固定连接；
所述的天平支杆的中心轴线上设置有通道，通道内安装有与外接的冷却水循环装置连通的进水管和回水管；回水管从通道穿出通孔，通过回水管连接接头与回水快拆直管连接；
冷却水循环装置外接的冷却水通过进水管流入冷却水槽Ⅱ，经进水快拆直管流入冷却水槽Ⅰ，再经回水快拆直管、回水管连接接头穿过通孔流入回水管，最后进入冷却水循环装置。
进一步地，所述的冷却水槽Ⅰ包括若干个螺旋形的冷却水槽Ⅰ，冷却水槽Ⅰ的入口处设置有环形的进水槽Ⅰ。
进一步地，所述的冷却水槽Ⅱ包括若干个螺旋形的冷却水槽Ⅱ，冷却水槽Ⅱ的入口处设置有环形的进水槽Ⅱ。
进一步地，所述的天平水冷罩外壳的后端和支杆水冷罩外壳的前端安装有对应的支座，天平水冷罩外壳的支座内开有与冷却水槽Ⅰ连通的竖直内孔Ⅰ和用于安装进水快拆直管水平内孔Ⅰ，支杆水冷罩外壳的支座内开有与冷却水槽Ⅱ连通的竖直内孔Ⅱ和用于安装进水快拆直管水平内孔Ⅱ；进水快拆直管的前端插入水平内孔Ⅰ，进水快拆直管的后前端插入水平内孔Ⅱ；进水快拆直管与水平内孔Ⅰ之间通过橡胶圈密封，进水快拆直管与水平内孔Ⅱ也通过橡胶圈密封。
进一步地，所述的回水快拆直管包括沿天平水冷罩外壳的外表面周向均匀分布的若干个回水快拆直管。
进一步地，所述的进水快拆直管包括沿天平水冷罩外壳后端和支杆水冷罩外壳前端的外表面周向均匀分布的若干个进水快拆直管。
进一步地，所述的进水管包括若干根进水管。
进一步地，所述的回水管包括若干根与回水快拆直管一一对应的回水管。
本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置具有以下优点：
1.采用分段水冷设计，便于安装加工；
2.天平水冷罩能够壳快速拆卸，便于天平地面校准；
3.水冷装置与天平组件通过销钉定位锁紧，水冷装置内腔不需要较高加工配合精度，装置加工要求不苛刻。
本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置能够用于高温风洞试验，降低了试验过程中天平周围的环境温度，减缓了天平温度的爬升，减小了天平温度效应对试验数据的影响，提高了风洞试验数据质量。
附图说明
图1为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置立体图；
图2为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置主视图；
图3为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置俯视图；
图4为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的杆式天平组件装配图；
图5为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的天平水冷罩主视图；
图6为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的天平水冷罩剖视图；
图7为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的支杆水冷罩主视图；
图8为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的支杆水冷罩剖视图。
图9为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的天平水冷罩与支杆水冷罩装配俯视图；
图10为本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置中的天平水冷罩与支杆水冷罩装配剖视图。
图中，101.杆式天平组件，1011.杆式天平，1012.天平支杆，102.天平水冷罩，1021.天平水冷罩外壳，1022.天平水冷罩内壳，1031.回水快拆直管，1032.回水管连接接头，1033.回水管，1041.进水快拆直管，1042.进水管，105.支杆水冷罩，1051.支杆水冷罩外壳，1052.支杆水冷罩内壳，106.支杆锥形整流连接罩。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
如图1、图2、图3所示，以天平头部为前方，本发明的用于高温风洞杆式天平的水冷装置包括从前至后依次套装在杆式天平组件101上的天平水冷罩102、支杆水冷罩105和支杆锥形整流连接罩106；
如图4所示，所述的杆式天平组件101包括从前至后固定连接的杆式天平1011和天平支杆1012；
如图5、图6所示，所述的天平水冷罩102由天平水冷罩内壳1022和天平水冷罩外壳1021嵌套而成，天平水冷罩102套装在杆式天平1011的测量段、后锥段和天平支杆1012的前段，并通过销钉定位锁紧；天平水冷罩内壳1022上开有冷却水槽Ⅰ；天平水冷罩外壳1021表面上安装有与冷却水槽Ⅰ连通的回水快拆直管1031；
如图7、图8所示，所述的支杆水冷罩105由支杆水冷罩内壳1052和支杆水冷罩外壳1051嵌套而成的，支杆水冷罩105套装在天平支杆1012的后段，并通过销钉定位锁紧；支杆水冷罩内壳1052上开有冷却水槽Ⅱ；
所述的支杆锥形整流连接罩106为圆锥壳体，套装在天平支杆1012的后端；
如图9所示，所述的天平水冷罩102和支杆水冷罩105之间隔断，隔断处的天平支杆1012开有通孔，天平水冷罩外壳1021和支杆水冷罩外壳1051的外表面通过进水快拆直管1041固定连接；
所述的天平支杆1012的中心轴线上设置有通道，通道内安装有与外接的冷却水循环装置连通的进水管1042和回水管1033；回水管1033从通道穿出通孔，通过回水管连接接头1032与回水快拆直管1031连接；
如图10所示，冷却水循环装置外接的冷却水通过进水管1042流入冷却水槽Ⅱ，经进水快拆直管1041流入冷却水槽Ⅰ，再经回水快拆直管1031、回水管连接接头1032穿过通孔流入回水管1033，最后进入冷却水循环装置。
进一步地，所述的冷却水槽Ⅰ包括若干个螺旋形的冷却水槽Ⅰ，冷却水槽Ⅰ的入口处设置有环形的进水槽Ⅰ。
进一步地，所述的冷却水槽Ⅱ包括若干个螺旋形的冷却水槽Ⅱ，冷却水槽Ⅱ的入口处设置有环形的进水槽Ⅱ。
进一步地，所述的天平水冷罩外壳1021的后端和支杆水冷罩外壳1051的前端安装有对应的支座，天平水冷罩外壳1021的支座内开有与冷却水槽Ⅰ连通的竖直内孔Ⅰ和用于安装进水快拆直管1041水平内孔Ⅰ，支杆水冷罩外壳1051的支座内开有与冷却水槽Ⅱ连通的竖直内孔Ⅱ和用于安装进水快拆直管1041水平内孔Ⅱ；进水快拆直管1041的前端插入水平内孔Ⅰ，进水快拆直管1041的后前端插入水平内孔Ⅱ；进水快拆直管1041与水平内孔Ⅰ之间通过橡胶圈密封，进水快拆直管1041与水平内孔Ⅱ也通过橡胶圈密封。
进一步地，所述的回水快拆直管1031包括沿天平水冷罩外壳1021的外表面周向均匀分布的若干个回水快拆直管1031。
进一步地，所述的进水快拆直管1041包括沿天平水冷罩外壳1021后端和支杆水冷罩外壳1051前端的外表面周向均匀分布的若干个进水快拆直管1041。
进一步地，所述的进水管1042包括若干根进水管1042。
进一步地，所述的回水管1033包括若干根与回水快拆直管1031一一对应的回水管1033。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，以天平头部为前方，所述的水冷装置包括从前至后依次套装在杆式天平组件（101）上的天平水冷罩（102）、支杆水冷罩（105）和支杆锥形整流连接罩（106）；
所述的杆式天平组件（101）包括从前至后固定连接的杆式天平（1011）和天平支杆（1012）；
所述的天平水冷罩（102）由天平水冷罩内壳（1022）和天平水冷罩外壳（1021）嵌套而成，天平水冷罩（102）套装在杆式天平（1011）的测量段，并通过销钉定位锁紧；杆式天平（1011）的后锥段和天平支杆（1012）的前段通过楔键拉紧连接；天平水冷罩内壳（1022）上开有冷却水槽Ⅰ；天平水冷罩外壳（1021）表面上安装有与冷却水槽Ⅰ连通的回水快拆直管（1031）；
所述的支杆水冷罩（105）由支杆水冷罩内壳（1052）和支杆水冷罩外壳（1051）嵌套而成的，支杆水冷罩（105）套装在天平支杆（1012）的后段，并通过销钉定位锁紧；支杆水冷罩内壳（1052）上开有冷却水槽Ⅱ；
所述的支杆锥形整流连接罩（106）为圆锥壳体，套装在天平支杆（1012）的后端；
所述的天平水冷罩（102）和支杆水冷罩（105）之间隔断，隔断处的天平支杆（1012）开有通孔，天平水冷罩外壳（1021）和支杆水冷罩外壳（1051）的外表面通过进水快拆直管（1041）固定连接；
所述的天平支杆（1012）的中心轴线上设置有通道，通道内安装有与外接的冷却水循环装置连通的进水管（1042）和回水管（1033）；回水管（1033）从通道穿出通孔，通过回水管连接接头（1032）与回水快拆直管（1031）连接；
冷却水循环装置外接的冷却水通过进水管（1042）流入冷却水槽Ⅱ，经进水快拆直管（1041）流入冷却水槽Ⅰ，再经回水快拆直管（1031）、回水管连接接头（1032）穿过通孔流入回水管（1033），最后进入冷却水循环装置。
2.根据权利要求1所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的冷却水槽Ⅰ包括若干个螺旋形的冷却水槽Ⅰ，冷却水槽Ⅰ的入口处设置有环形的进水槽Ⅰ。
3.根据权利要求1所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的冷却水槽Ⅱ包括若干个螺旋形的冷却水槽Ⅱ，冷却水槽Ⅱ的入口处设置有环形的进水槽Ⅱ。
4.根据权利要求1所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的天平水冷罩外壳（1021）的后端和支杆水冷罩外壳（1051）的前端安装有对应的支座，天平水冷罩外壳（1021）的支座内开有与冷却水槽Ⅰ连通的竖直内孔Ⅰ和用于安装进水快拆直管（1041）水平内孔Ⅰ，支杆水冷罩外壳（1051）的支座内开有与冷却水槽Ⅱ连通的竖直内孔Ⅱ和用于安装进水快拆直管（1041）水平内孔Ⅱ；进水快拆直管（1041）的前端插入水平内孔Ⅰ，进水快拆直管（1041）的后前端插入水平内孔Ⅱ；进水快拆直管（1041）与水平内孔Ⅰ之间通过橡胶圈密封，进水快拆直管（1041）与水平内孔Ⅱ也通过橡胶圈密封。
5.根据权利要求1所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的回水快拆直管（1031）包括沿天平水冷罩外壳（1021）的外表面周向均匀分布的若干个回水快拆直管（1031）。
6.根据权利要求1所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的进水快拆直管（1041）包括沿天平水冷罩外壳（1021）后端和支杆水冷罩外壳（1051）前端的外表面周向均匀分布的若干个进水快拆直管（1041）。
7.根据权利要求1所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的进水管（1042）包括若干根进水管（1042）。
8.根据权利要求5所述的用于高温风洞杆式天平的水冷装置，其特征在于，所述的回水管（1033）包括若干根与回水快拆直管（1031）一一对应的回水管（1033）。
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