CN205670273U - 一种变加速度环境试验用热加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变加速度环境试验用热加载装置，其中，加热管置于热加载箱内，温度传感器的感应端置于热加载箱内，温度传感器的信号输出端和加热管的输入端分别与温度控制箱对应连接，加热管的内部填充有且氧化镁两端用陶瓷密封，加热管通过多个隔热卡箍安装于热加载箱的内壁上，多个散热片安装于加热管上，转臂连接支撑板安装于热加载箱的箱口并用于与离心机转臂契合连接。本实用新型通过在加热管内部填充氧化镁并安装散热片，使其具有更好的散热性能；通过温度控制箱、温度传感器和加热管实现热加载箱内的精密温度控制；通过转臂连接支撑板安装热加载箱，使其安装稳定可靠；通过隔热卡箍安装加热管，使其便于更换且隔热性、绝缘性良好。

Description

一种变加速度环境试验用热加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种变加速度环境试验用装置，尤其涉及一种变加速度环境试验用热加载装置。

背景技术

飞行器在飞行历程中，需进行加速、减速及机动飞行等动作。要受来自各个方向、不同大小的变加速度作用；同时，变加速度飞行过程中所经历的温度载荷亦有较大变化，如经过不同大气层环境所带来的温度变化，构成了飞行器飞行过程中所需经历的变加速度-温度复合环境。当飞行器飞行速度达到或超过5倍声行时(如超高声速飞行器)，飞行器机动动作产生的变加速度更加明显，同时，快速飞行的空气动能转换成热能，飞行器表面响应温度急速升温，当温度传至飞行器内部，可能会造成飞行器内部电子学器件工作失效等后果。因此，有必要在地面研制阶段对相关产品进行严格的变加速度-温度复合环境试验考核。

不同于单一环境试验，复合试验可以暴露单一环境试验无法暴露的问题，除此之外，相对于稳态加速度环境，变加速度对产品部件受力、内部温度传导等方面考核更加严酷。因此，研究变加速度环境条件下的温度热加载试验技术，开发相关复合环境试验设备十分重要。

根据GJB150A标准，中国国内进行单一温度环境试验考核，一般多采用温度箱进行，然而，温度箱体积、重量较大，且其工作时所需电力供应，对于离心机集流环等均是较大负担，因此不易放置在离心机上进行。

中国国内进行温度-加速度复合环境试验技术研究尚处在起步阶段。采用的试验方法依旧是“离心机+温度加载试验设备”这一形式。如浙江大学的一个科研团队，建立起的一套温度-离心复合环境试验系统，在离心机末端用加热丝设计温度加载密闭容器，然而其转轴长度小于2m，最大线加速度10g，体积较小，仅仅可以完成一些试验原理的探索工作，无法承担具体产品的温度-离心复合环境试验任务。

中物院总体所环境中心长期跟踪国内外温度-加速度复合环境试验技术进展，利用聚四氟乙烯加热薄膜，设计加热筒，在不要求变加速度及变温条件下，可以实现加速度50g以下、温度60摄氏度的温度-加速度环境模拟。这种装置可以完成稳态加速度-温度复合环境试验考核，但是从温度升温范围、温度及加速度变化率、安全性等方面要求，并不适用于变加速度环境的温度-加速度环境试验，比如，聚四氟乙烯加热膜耐温不超过100度，因此，最高温度、温度上升速率必然受到限制；采用高温胶将加热膜贴合在容器内壁，这种安装方式若想对加热膜进行更换，则十分困难；聚四氟乙烯是一种塑料，在变加速度、高温环境下受到机械力、热应力容易发生变形、甚至融化，加热膜内部还有可能因为高温，造成脱胶，引发里面包含的加热丝短路，发生安全事故。另外，塑料的抗磨性能，耐久适用性能，抗氧化性能均较差，容易引发安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种满足飞行器等产品变加速度条件下的温度指标要求且同时能提高系统安全性与实用性的变加速度环境试验用热加载装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种变加速度环境试验用热加载装置，包括温度控制箱、温度传感器、热加载箱、加热管、转臂连接支撑板、隔热卡箍和散热片，所述加热管置于所述热加载箱内，所述温度传感器的感应端置于所述热加载箱内，所述温度传感器的信号输出端和所述加热管的输入端分别与所述温度控制箱对应连接，所述加热管的内部填充有且氧化镁两端用陶瓷密封，所述加热管通过多个所述隔热卡箍安装于所述热加载箱的内壁上，多个所述散热片安装于所述加热管上，所述转臂连接支撑板安装于所述热加载箱的箱口并用于与离心机转臂契合连接。

作为优选，所述散热片为花瓣形散热片，具有更好的散热效果，所述隔热卡箍为刚玉卡箍，具有良好的耐温性能、绝缘性能和刚性；所述加热管为各自独立的两段，每段所述加热管水平安装于所述热加载箱内，两段加热管的输入端分别与所述温度控制箱对应连接，这样可以实现分区独立控制，提高了控制精确性。

为了进一步提高安装稳定性，所述转臂连接支撑板的内端置于所述热加载箱的箱口内，所述转臂连接支撑板的内端与所述热加载箱的箱口内壁之间设有支撑连接板。

作为优选，所述热加载箱的箱壁为夹层不锈钢板，所述夹层不锈钢板的夹层内填充有隔热棉，这种结构使热加载箱兼具良好的刚度和隔热性能。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过在加热管内部填充氧化镁，使其具有更好的散热性能，安装散热片进一步提高了散热性能，加热管的两端采用陶瓷密封，使其密封性能得到保障；温度控制箱通过温度传感器实时检测热加载箱内部温度，并通过控制加热管的输出功率，实现热加载箱内的精密温度控制；通过转轴连接支撑板安装热加载箱，使其安装更加稳定可靠；采用隔热卡箍固定加热管的方式进行加热，加热管的更换、使用更加方便，而且具有绝缘性好、耐高温、刚性好、安全性高的特点；采用双温区的热加载设计，加热温度可达到400度，加热指标更高，温度控制均匀性更好，且功能强大。

附图说明

图1是本实用新型所述变加速度环境试验用热加载装置安装于离心机转轴后的结构示意图；

图2是本实用新型所述变加速度环境试验用热加载装置的结构示意图，图中示出了内部结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图2所示，本实用新型所述变加速度环境试验用热加载装置包括温度控制箱(图中未示)、温度传感器7、热加载箱84、加热管86、转臂连接支撑板81、刚玉隔热卡箍87和花瓣形散热片88，热加载箱84的箱壁为夹层不锈钢板，所述夹层不锈钢板的夹层内填充有隔热棉85，加热管86为各自独立的两段，每段加热管86水平安装于热加载箱84内，温度传感器7的感应端置于热加载箱84内，温度传感器7的信号输出端和两段加热管86的输入端分别与所述温度控制箱对应连接，加热管86的内部填充有且氧化镁两端用陶瓷密封，加热管86通过多个刚玉隔热卡箍87安装于热加载箱84的内壁上，多个花瓣形散热片88安装于加热管86上，转臂连接支撑板81通过连接螺栓82安装于热加载箱84的箱口并用于与离心机转臂(见图1中的离心机转臂2)契合连接，转臂连接支撑板81的内端置于热加载箱84的箱口内，转臂连接支撑板81的内端与热加载箱84的箱口内壁之间设有支撑连接板83。这里的契合连接指热加载箱84的箱口与离心机转臂之间无缝连接。

如图1所示，使用时，将本热加载装置8安装在离心机转臂2上，图1中还示出了离心机配重块1、仪器舱3、离心机转轴4、功率/信号环5、支座6和温度传感器7，上述温度控制箱置于仪器舱3内，温度传感器7的信号输出端和两段加热管86的输入端通过功率/信号环5与温度控制箱转换连接。

为了说明本实用新型所述变加速度环境试验用热加载装置的实用性，下面以优选的热加载方法为例进行具体说明，但下述方法并非唯一方法，也不是本实用新型的保护对象。

结合图1和图2，本实用新型所述变加速度环境试验用热加载装置采用的优选热加载方法，采用双温区热加载方法：对两段加热管86进行分别控温，温度高的部分，减小加热管86的输出功率，温度低的部分，增加加热管86的输出功率；或者，采用响应温度方法：将一只温度传感器放置在试验件上，直接获取试验件响应温度，另外一只温度传感器(即图中的温度传感器7)放置在热加载箱84的内部，获取试验环境温度，通过控制两段加热管86的输出功率使试验环境温度与试验件响应温度一致。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种变加速度环境试验用热加载装置，其特征在于：包括温度控制箱、温度传感器、热加载箱、加热管、转臂连接支撑板、隔热卡箍和散热片，所述加热管置于所述热加载箱内，所述温度传感器的感应端置于所述热加载箱内，所述温度传感器的信号输出端和所述加热管的输入端分别与所述温度控制箱对应连接，所述加热管的内部填充有且氧化镁两端用陶瓷密封，所述加热管通过多个所述隔热卡箍安装于所述热加载箱的内壁上，多个所述散热片安装于所述加热管上，所述转臂连接支撑板安装于所述热加载箱的箱口并用于与离心机转臂契合连接。

2.根据权利要求1所述的变加速度环境试验用热加载装置，其特征在于：所述散热片为花瓣形散热片，所述隔热卡箍为刚玉卡箍；所述加热管为各自独立的两段，每段所述加热管水平安装于所述热加载箱内，两段加热管的输入端分别与所述温度控制箱对应连接。

3.根据权利要求1或2所述的变加速度环境试验用热加载装置，其特征在于：所述转臂连接支撑板的内端置于所述热加载箱的箱口内，所述转臂连接支撑板的内端与所述热加载箱的箱口内壁之间设有支撑连接板。

4.根据权利要求1或2所述的变加速度环境试验用热加载装置，其特征在于：所述热加载箱的箱壁为夹层不锈钢板，所述夹层不锈钢板的夹层内填充有隔热棉。