CN208128550U - 一种石英灯辐射加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石英灯辐射加热器，属于高温试验技术领域。包括：灯管安装座整体呈弧形，通过其两侧分别设置的螺纹管与加热器支架连接，灯管安装座相对于加热器支架高度及角度可调；石英灯管上下两端通过灯管夹分别与灯管安装座连接，灯管夹与灯管安装座活动连接，相邻灯管安装夹的间距可调；反射板设置在石英灯管远离试验件的一侧，反射板上下两端固定在灯管安装座上；电极板设置在反射板远离石英灯管一侧，并通过电极板安装横梁与加热器支架连接，电极板两端接通强电，其中间部分设置有多个与石英灯管的连接位点，并对所述石英灯管供电；反射板及灯管安装座内部设置有空腔，空腔分别通过螺纹管与通水接头连接，形成水冷循环管路。

Description

一种石英灯辐射加热器

技术领域

本实用新型属于高温试验技术领域，具体涉及一种石英灯辐射加热器。

背景技术

航天飞机及高马赫数飞机在飞行过程中会受到严重的气动加热作用，导致飞行器的结构强度和刚度降低，影响飞行器的安全性能。随着马赫数的增加，结构表面的温度越来越高，为了研究飞行器结构在高温环境下的性能，需开展各类型的结构热试验，而结构热试验中常常采用石英灯辐射加热器作为高温试验的加热系统。

高温试验中多数试验件可采用平板型石英灯辐射加热器进行试验，但是对于天线罩、导弹舱体内安装发动机的舱段等圆柱形壳体结构，采用平板型辐射加热器难以满足试验件表面的温度场分布要求。此外，随着试验需求的温度升高，一般的辐射加热器难以实现温度加载要求，并且在过高温度的试验中，灯管接头、电极等装置会产生较大的热变形，使辐射加热器不能正常工作，甚至产生安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的：为了解决上述问题，本实用新型提出了一种石英灯辐射加热器，一方面可以满足航天航空领域内的圆柱形壳体结构的试验件热载荷加载及温度场分布的要求，另一方面可以保证加热系统在高温环境下正常安全工作。

本实用新型的技术方案：一种石英灯辐射加热器，包括：石英灯管、灯管夹、灯管安装座、反射板、电极板及加热器支架；

所述灯管安装座整体呈弧形，通过其两侧分别设置的螺纹管与所述加热器支架连接，所述灯管安装座相对于所述加热器支架高度及角度可调；

所述石英灯管上下两端通过灯管夹分别与所述灯管安装座连接，所述灯管夹与所述灯管安装座活动连接，相邻所述灯管夹的间距可调；

所述反射板设置在所述石英灯管远离试验件的一侧，反射板上下两端固定在所述灯管安装座上；

所述电极板设置在反射板远离石英灯管一侧，并通过电极板安装横梁与所述加热器支架连接，所述电极板两端接通强电，其中间部分设置有多个与所述石英灯管的连接位点，并对所述石英灯管供电；

所述反射板及灯管安装座内部设置有空腔，所述空腔分别通过螺纹管与通水接头连接，形成水冷循环管路。

优选地，所述反射板靠近试验件的一侧进行抛光处理或设置高反射率涂层。

优选地，所述灯管安装座包括本体、第一安装边及第二安装边；

所述第一安装边及第二安装边分别设置在本体上下两侧；

所述本体内部设置有空腔，所述空腔与螺纹管连接；

所述第一安装边设置有第一环形安装槽，所述灯管夹通过螺栓安装在所述第一环形安装槽上；

所述第二安装边设置有第二环形安装槽，所述反射板的一端通过螺栓安装在所述第二环形安装槽上。

优选地，所述加热器支架由两根水平设置第一槽钢和垂直设置在每个第一槽钢的方口钢组成；

所述方口钢分为第一方口钢及第二方口钢；

所述第一方口钢沿其安装方向设置有第一长条型通孔，所述第一长条型通孔分别与所述螺纹管配合；

所述第二方口钢沿其安装方向与所述电极板安装横梁配合设置有第二长条型通孔,所述第二长条型通孔与所述反射板的安装孔配合。

优选地，所述电极板通过绝缘子安装在所述电极板安装横梁上。

优选地，所述电极板安装横梁靠近石英灯管一侧设置有电极护板；

所述电极护板两端与所述电极板安装横梁固定连接，形成防护空间。

优选地，所述石英灯管由灯管及灯管接头组成；

所述灯管接头设置有与灯管软连接线配合安装的通孔，所述灯管软连接线穿过所述通孔与灯管连接。

本实用新型技术方案的有益效果：本实用新型一种石英灯辐射加热器满足圆柱形壳体结构试验件的温度加载要求，石英灯管之间的距离可以在水冷管路上的灯管安装槽进行调节，辐射加热器相对于试验件的距离和角度可以通过水冷管路两端的螺旋杆在加热器支架安装槽的上下高度以及螺旋杆的旋转角度进行调整，从而满足试验件表面的温度场分布要求；反射板的设计可以提高试验的热效率，节省试验中电能的损耗，满足试验更高的温度要求及温度场分布要求；中空水冷的设计可以使加热系统在试验中正常工作，提高加热系统的使用寿命，保障试验的安全进行。

附图说明

图1为本实用新型石英灯辐射加热器的一优选实施例的总体结构示意图；

图2是本实用新型石英灯管、灯管接头、灯管夹、水冷管路及通水接头之间的一优选实施例的安装关系图；

图3是本实用新型水冷管路与加热器支架的一优选实施例的安装关系图；

图4是本实用新型水冷管路、反射板、通水接头的一优选实施例的安装关系图。

图5是本实用新型绝缘子、电极板、电极护板、加热器支架的一优选实施例的安装关系图；

图6是本发明实施例石英灯管、灯管接头、灯管软连接线、电极板、电极护板的一优选实施例的安装关系图。

其中，1-石英灯管，2-灯管夹，3-灯管安装座，4-反射板，5-电极板，6- 加热器支架，7-螺纹管，8-电极板安装横梁，9-通水接头，10-电极护板，31- 本体，32-第一安装边，33-第二安装边，34-第一环形安装槽，35-第二安装槽， 61-第一槽钢，62-第一方口钢，63-第二方口钢，64-第一长条型通孔，65-第二长条型通孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1至图6所示，本实用新型一种石英灯辐射加热器，包括：石英灯管 1、灯管夹2、灯管安装座3、反射板4、电极板5及加热器支架6；

灯管安装座3整体呈弧形，通过其两侧分别设置的螺纹管7与加热器支架 6连接，灯管安装座3相对于加热器支架6高度及角度可调；

石英灯管1上下两端通过灯管夹2分别与灯管安装座3连接，灯管夹2 与灯管安装座3活动连接，相邻灯管夹2的间距可调；

反射板4设置在石英灯管1远离试验件的一侧，反射板4上下两端固定在灯管安装座3上；

电极板5设置在反射板4远离石英灯管1一侧，并通过电极板安装横梁8 与加热器支架6连接，电极板5两端接通强电，其中间部分设置有多个与石英灯管1的连接位点，并对石英灯管1供电；

反射板4及灯管安装座3内部设置有空腔，空腔分别通过螺纹管7与通水接头9连接，形成水冷循环管路。

本实施例中，灯管安装座3包括本体31、第一安装边32及第二安装边33；

第一安装边32及第二安装边33分别设置在本体31上下两侧；

本体31内部设置有空腔，空腔与螺纹管7连接；

第一安装边32设置有第一环形安装槽34，灯管夹2通过螺栓安装在第一环形安装槽34上；

第二安装边33设置有第二环形安装槽35，反射板4的一端通过螺栓安装在第二环形安装槽35上。

可以理解的是：本体31、第一安装边32及第二安装边33一体成型，上下对称安装在反射板4及石英灯管1的两端。

本实施例中，反射板4采用金属材料制成，其布置在石英灯管1的远离试验件的一侧，并利用螺栓穿过第二环形安装槽35固定在灯管安装座3上；

反射板4的靠近试验件的一侧进行抛光处理或设置高反射率涂层，一方面可以提高表面的反射率，使背离试验件方向的大部分热辐射反射回试验件，另一方面又可以减少反射板4吸收的热量，降低反射板4的温度，从而提高试验的热效率及排除试验区域与周围环境之间的相互影响，还防止石英灯管1后方的电极区域受到高温影响。

反射板4与水冷管路上的反射板安装孔采用螺接固定，反射板的内部有三个独立空心腔，反射板4的背板的上下区域的多个螺纹杆与通水接头9螺接，通水接头9通过水管分别与水冷却设备的进、出水口连接，冷却水从一端的通水接头流入反射板4的内部空心腔，再从另一端的通水接头流出反射板，形成冷却水循环，从而防止反射板4在辐射加热过程中的热变形。

本实施例中，加热器支架6由两根水平设置第一槽钢61和垂直设置在第一槽钢的方口钢组成；

方口钢分为第一方口钢62及第二方口钢63；

第一方口钢62沿其安装方向设置有第一长条型通孔64，第一长条型通孔64分别与螺纹管7配合安装，可以通过上下调节螺纹管7在第一长条型通孔 64上的高度或旋转螺纹管7的角度来改变水冷管路在加热器支架6上的位置，进而可以改变试验件表面吸收的辐射热流分布，改变试验件表面的温度分布。

第二方口钢63沿其安装方向与电极板安装横梁8配合设置有第二长条型通孔65，能够上下调节电极板安装横梁8的安装位置，实现电极板5的快速安装。

本实施例中，电极板5由纯铜材料制作，电极板5上的电缆接线孔与大功率电缆连接，从而给予辐射加热器通电加热，由于电极板5上带强电，电极板 5通过绝缘子与加热器支架6上的电极板安装横梁8进行连接固定，绝缘子7 由陶瓷材料制成，防止加热器支架6带电。

本实施例中，电极板安装横梁8靠近石英灯管1一侧设置有电极护板10，电极护板10两端与电极板安装横梁固定连接，形成防护空间，防止试验人员发生触电事故。

本实施例中，石英灯管1为圆柱形大功率加热元件，石英灯管由灯管及灯管接头组成；灯管接头由绝缘耐高温的陶瓷材料制成，灯管接头2安装固定在灯管夹3上，通过改变各个灯管夹3在灯管安装座的位置来调整各个石英灯管1之间的距离。

灯管接头设置有与灯管软连接线配合安装的通孔，灯管软连接线一端穿过通孔与灯管连接，灯管软连接线的另一端绕过电极护板与电极板8上接线孔螺接。

可以理解的是：灯管安装座3设置有用于安装灯管夹3的弧形槽，灯管夹 3可在弧形槽内选择一位置安装紧固。

石英灯管1可以根据试验件的尺寸和温度加载需求，可以选择不同功率、不同尺寸的石英灯管1。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种石英灯辐射加热器，其特征在于：包括：石英灯管(1)、灯管夹(2)、灯管安装座(3)、反射板(4)、电极板(5)及加热器支架(6)；

所述灯管安装座(3)整体呈弧形，通过其两侧分别设置的螺纹管(7)与所述加热器支架(6)连接，所述灯管安装座(3)相对于所述加热器支架(6)高度及角度可调；

所述石英灯管(1)上下两端通过灯管夹(2)分别与所述灯管安装座(3)连接，所述灯管夹(2)与所述灯管安装座(3)活动连接，相邻所述灯管夹(2)的间距可调；

所述反射板(4)设置在所述石英灯管(1)远离试验件的一侧，反射板(4)上下两端固定在所述灯管安装座(3)上；

所述电极板(5)设置在反射板(4)远离石英灯管(1)一侧，并通过电极板安装横梁(8)与所述加热器支架(6)连接，所述电极板(5)两端接通强电，其中间部分设置有多个与所述石英灯管(1)的连接位点，并对所述石英灯管(1)供电；

所述反射板(4)及灯管安装座(3)内部设置有空腔，所述空腔分别通过螺纹管(7)与通水接头(9)连接，形成水冷循环管路。

2.根据权利要求1所述的石英灯辐射加热器，其特征在于：所述反射板(4)靠近试验件的一侧进行抛光处理或设置高反射率涂层。

3.根据权利要求1所述的石英灯辐射加热器，其特征在于：所述灯管安装座(3)包括本体(31)、第一安装边(32)及第二安装边(33)；

所述第一安装边(32)及第二安装边(33)分别设置在本体(31)上下两侧；

所述本体(31)内部设置有空腔，所述空腔与螺纹管(7)连接；

所述第一安装边(32)设置有第一环形安装槽(34)，所述灯管夹(2)通过螺栓安装在所述第一环形安装槽(34)上；

所述第二安装边(33)设置有第二环形安装槽(35)，所述反射板(4)的一端通过螺栓安装在所述第二环形安装槽(35)上。

4.根据权利要求1所述的石英灯辐射加热器，其特征在于：所述加热器支架(6)由两根水平设置第一槽钢(61)和垂直设置在每个第一槽钢的方口钢组成；

所述方口钢分为第一方口钢(62)及第二方口钢(63)；

所述第一方口钢(62)沿其安装方向设置有第一长条型通孔(64)，所述第一长条型通孔(64)分别与所述螺纹管(7)配合；

所述第二方口钢(63)沿其安装方向与所述电极板安装横梁(8)配合设置有第二长条型通孔(65),所述第二长条型通孔(65)与所述反射板(4)的安装孔配合。

5.根据权利要求1所述的石英灯辐射加热器，其特征在于：所述电极板(5)通过绝缘子安装在所述电极板安装横梁(8)上。

6.根据权利要求1所述的石英灯辐射加热器，其特征在于：所述电极板安装横梁(8)靠近石英灯管(1)一侧设置有电极护板(10)；

所述电极护板(10)两端与所述电极板安装横梁固定连接，形成防护空间。

7.根据权利要求1所述的石英灯辐射加热器，其特征在于：所述石英灯管由灯管及灯管接头组成；

所述灯管接头设置有与灯管软连接线配合安装的通孔，所述灯管软连接线穿过所述通孔与灯管连接。