CN208270171U - 模拟风洞试验用加热器 - Google Patents

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冷泉芳
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Abstract

本实用新型的模拟风洞试验用加热器,外壳体内部的内筒体一端固定,另一端不固定,固定端通过固定支撑盘安装若干发热元件,加热元件中部设置中间支撑盘,另一端安装自由支撑盘,通过导体连接成回路,导体与安装在外壳体上的电极连接;发热元件管状内孔首尾贯通外壳体内腔前后两端,外壳体前后两端分别设置有进气口、出气口;发热元件分为三组按三相星形接法连接至外壳体上的三相电极;电极通过两个互相配合的绝缘套安装在外壳体上,能够补偿加热器在高温条件下的热胀冷缩系数,电极绝缘套之间通过V形密封垫进一步提高密封性能,能够适应高温变形,加热升温速度快,使用寿命长,提高了工作效率,可靠性能好。

Description

模拟风洞试验用加热器
技术领域
本实用新型涉及一种模拟风洞试验用加热器。
背景技术
模拟风洞试验中常需对气体进行加热,而模拟风洞试验的一般为超高温环境, 在超高温环境下对气体加热的加热器工作温度比较高,传统加热器部件寿命不能保证,而且加热升温速度比较慢,加热效率不高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种能够提高加热效率,耐高温性能好,在高温条件下使用寿命长,可靠性好的模拟风洞试验用加热器。
本实用新型的模拟风洞试验用加热器,包括外壳体,和安装在外壳体内部的内筒体,其特征在于:内筒体一端的端部安装有固定支撑盘,另一端安装有自由支撑盘,固定支撑盘、自由支撑盘上排布有若干安装孔,每个安装孔内安装有发热元件,若干发热元件两端通过导体连接成回路,导体与安装在外壳体上的电极连接;内筒体一端与外壳体之间固定连接,内筒体另一端与外壳体不固定连接;中间发热元件为管状,发热元件内孔首尾贯通外壳体内腔前后两端,外壳体前后两端分别设置有进气口、出气口;发热元件中部设置有若干中间支撑盘,中间支撑盘上也排布有若干安装孔,发热元件中部穿过中间支撑盘上的安装孔并由安装孔间隔支撑;
所述固定支撑盘、内筒体固定端通过第一安装环固定安装在外壳体内壁上,内筒体不固定端通过第二安装环配合安装在外壳体内部,第二安装环连接有导向支撑环,自由支撑盘配合安装在导向支撑环内部并能够沿导向支撑环内腔直线移动;
所述电极通过连接导电排与发热元件上的导体连接,导体通过抱接组件连接在发热元件端部;
所述发热元件与内筒体固定端相应的端部导体为一字形导体,与内筒体不固定端相应的端部导体为曲线形连接排;
所述固定支撑盘、中间支撑盘、自由支撑盘上的安装孔呈同心圆均匀分布,位于同心圆最外圈位置的安装孔内安装有支撑杆,支撑杆位于固定支撑盘、中间支撑盘、自由支撑盘之间的位置套装有支撑套;发热元件与固定支撑盘的安装孔连接处设置有绝缘子AB套;发热元件与中间支撑盘、自由支撑盘的安装孔连接处设置有中间支撑衬套,中间支撑衬套通过中间支撑绝缘子安装在中间支撑盘、自由支撑盘的安装孔内;绝缘子AB套、中间支撑绝缘子材料为陶瓷
所述发热元件通过柔性导体与电极连接;
所述管状发热元件材料为SUS310S高温合金,牌号为0Cr25Ni20;固定支撑盘材料为SUS304高温合金,牌号为0Gr18Ni9;
所述外壳体外部安装有能够与设备底座安装连接的安装支架;
所述外壳体位于出气口的位置安装有温度传感器;
所述若干发热元件分为三组,按三相星形接法连接至外壳体上的三相电极;电极通过两个互相配合的绝缘套安装在外壳体上,电极穿过绝缘套内孔后通过螺母与螺纹配合紧固安装;绝缘套与螺母垫片、绝缘套与外壳体安装孔端面之间设置有密封垫,两个绝缘套互相配合的内端面之间设置有V形密封垫。
本实用新型的模拟风洞试验用加热器,内筒体与发热元件一端固定,另一端不固定,能够补偿加热器在高温条件下的热胀冷缩系数,电极安装结构通过V形密封垫进一步提高密封性能,能够适应高温变形,加热升温速度快,使用寿命长,提高了工作效率,可靠性能好。
附图说明
图1是本实用新型实施例的模拟风洞试验用加热器平面结构示意图;
图2是图1的A-A剖面结构示意图;
图3~图5是图1的局部放大示意图;
图6是本实用新型实施例模拟风洞试验用加热器的发热元件接线方式示意图。
具体实施方式
如图所示,一种模拟风洞试验用加热器,包括外壳体13,和安装在外壳体13 内部的内筒体14,内筒体14一端的端部安装有固定支撑盘6,另一端安装有自由支撑盘18,固定支撑盘6、自由支撑盘18上排布有若干安装孔,每个安装孔内安装有发热元件4,若干发热元件4两端通过导体连接成回路,导体与安装在外壳体 13上的电极1连接;内筒体14一端与外壳体13之间固定连接,内筒体14另一端与外壳体13不固定连接;中间发热元件4为管状,发热元件4内孔首尾贯通外壳体13内腔前后两端,外壳体13前后两端分别设置有进气口21、出气口22;发热元件4中部设置有若干中间支撑盘12,中间支撑盘12上也排布有若干安装孔,发热元件4中部穿过中间支撑盘12上的安装孔并由安装孔间隔支撑;内筒体、发热元件一端与外壳体之间固定连接,另一端为不固定连接的自由端,能够适应高温变形前后移动,以补偿加热器在高温条件下的热胀冷缩系数,使用寿命长,耐高温性能好。
固定支撑盘6、内筒体14固定端通过第一安装环7固定安装在外壳体13内壁上,内筒体14不固定端通过第二安装环16配合安装在外壳体13内部,第二安装环16连接有导向支撑环17,自由支撑盘18配合安装在导向支撑环17内部并能够沿导向支撑环17内腔直线移动。
电极1通过连接导电排2与发热元件4上的导体连接,连接导电排2为柔性导体,发热元件4通过柔性导体与电极1连接,能补偿高温变形;发热元件4与内筒体14固定端相应的端部导体为一字形导体,与内筒体14不固定端相应的端部导体为曲线形连接排,进一步补偿高温变形;导体通过抱接组件3连接在发热元件4端部,连接稳定。
固定支撑盘6、中间支撑盘12、自由支撑盘18上的安装孔呈同心圆均匀分布,位于同心圆最外圈位置的安装孔内安装有支撑杆8,支撑杆8位于固定支撑盘6、中间支撑盘12、自由支撑盘18之间的位置套装有支撑套9;发热元件4与固定支撑盘6的安装孔连接处设置有绝缘子AB套5,发热元件4与中间支撑盘12、自由支撑盘18的安装孔连接处设置有中间支撑衬套11,中间支撑衬套11通过中间支撑绝缘子10安装在中间支撑盘12、自由支撑盘18的安装孔内;绝缘子AB套5、中间支撑绝缘子10材料为陶瓷,支撑连接可靠,进一步提高稳定性。
外壳体13外部安装有能够与设备底座201安装连接的安装支架15,安装连接可靠;外壳体13位于出气口的位置安装有温度传感器20,便于实时监测系统运行情况。
本例中的管状发热元件4材料为SUS310S高温合金,牌号为,310S不锈钢耐高温钢管因镍(Ni)、铬(Cr)含量高,具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能,耐高温钢管专用于制造电热炉管等场合,奥氏体型不锈钢中增加碳的含量后,由于其固溶强化作用使强度得到提高,奥氏体型不锈钢的化学成分特性是以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素,由于其组织为面心立方结构,因而在高温下有高的强度和蠕变强度。
固定支撑盘6为主要受压部件,其材料选择SUS304高温合金,牌号为0Gr18Ni9;抱接组件3材料也是SUS310S高温合金,连接导电排、电极、一字形导体、曲线形连接排材料都选择镀镍铜排,其他未注明材料的零部件材料都选择SUS304,机构连接性能可靠,耐高温性能好,使用寿命长。
若干发热元件4分为三组,按三相星形接法连接至外壳体13上的三相电极1;电极1通过两个互相配合的绝缘套103安装在外壳体13上,电极1穿过绝缘套103 内孔后通过螺母101与螺纹配合紧固安装;绝缘套103与螺母101垫片、绝缘套103 与外壳体13安装孔端面之间设置有密封垫102,两个绝缘套103互相配合的内端面之间设置有V形密封垫104;V形密封垫104截面为向外凸起与向内凹陷的V形面配合挤压,保证电极与绝缘套之间密封性能。
具体发热元件参数为:
单管73.68V,108792W,单管0.0499Ω;
电源1400V,三相,星形接法,分三组接法;
本实用新型的模拟风洞试验用加热器,内筒体与发热元件一端固定,另一端不固定,能够补偿加热器在高温条件下的热胀冷缩系数,电极安装结构通过V形密封垫进一步提高密封性能,能够适应高温变形,加热升温速度快,使用寿命长,提高了工作效率,可靠性能好。
具体实施方案:
按照以下技术要求:
1.额定电压1400V,3P;
2.全功率10.8MW,+5%,-10%;
3.能效大于90%;
4.使用压力不大于0.6MPa,设计压力1.2MPa;
5.最大进气量20kg/S;
6.额定进口温度400K,最高出口温度850K可控,设计温度1123K;
7.加热器罐体及进风口、出风口,按GB150《钢制压力容器》、HG20545《化学工业炉受压元件制造技术条件》进行制造、检验和验收;
8.焊接采用电焊,焊接规程执行JB/T4709-2000,对接接头与角接接头均采用氩弧焊打底,全焊缝焊透的焊接方法;
9.所有对接接头100%采取焊缝检测,按JB/T4730《承压设备无损检测》中规定的不低于AB级射线检测技术进行检测,质量等级以不低于Ⅱ级为合格;
10.角焊缝按JB/T4730《承压设备无损检测》进行100%渗透检测,质量等级以Ⅰ级为合格;
11.加热器安装支架等结构件按HG/T20541《化学工业炉结构设计规定》进行设计,按HG/T20544《化学工业炉结构安装技术条件》进行制造与安装;
12.靠近出风口的安装支架与底座之间采取可定向移动式连接,以给予加热器轴向热涨冷缩自由。
具体技术参数:

Claims (10)

1.一种模拟风洞试验用加热器,包括外壳体,和安装在外壳体内部的内筒体,其特征在于:内筒体一端的端部安装有固定支撑盘,另一端安装有自由支撑盘,固定支撑盘、自由支撑盘上排布有若干安装孔,每个安装孔内安装有发热元件,若干发热元件两端通过导体连接成回路,导体与安装在外壳体上的电极连接;内筒体一端与外壳体之间固定连接,内筒体另一端与外壳体不固定连接;中间发热元件为管状,发热元件内孔首尾贯通外壳体内腔前后两端,外壳体前后两端分别设置有进气口、出气口;发热元件中部设置有若干中间支撑盘,中间支撑盘上也排布有若干安装孔,发热元件中部穿过中间支撑盘上的安装孔并由安装孔间隔支撑。
2.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述固定支撑盘、内筒体固定端通过第一安装环固定安装在外壳体内壁上,内筒体不固定端通过第二安装环配合安装在外壳体内部,第二安装环连接有导向支撑环,自由支撑盘配合安装在导向支撑环内部并能够沿导向支撑环内腔直线移动。
3.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述电极通过连接导电排与发热元件上的导体连接,导体通过抱接组件连接在发热元件端部。
4.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述发热元件与内筒体固定端相应的端部导体为一字形导体,与内筒体不固定端相应的端部导体为曲线形连接排。
5.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述固定支撑盘、中间支撑盘、自由支撑盘上的安装孔呈同心圆均匀分布,位于同心圆最外圈位置的安装孔内安装有支撑杆,支撑杆位于固定支撑盘、中间支撑盘、自由支撑盘之间的位置套装有支撑套;发热元件与固定支撑盘的安装孔连接处设置有绝缘子AB套;发热元件与中间支撑盘、自由支撑盘的安装孔连接处设置有中间支撑衬套,中间支撑衬套通过中间支撑绝缘子安装在中间支撑盘、自由支撑盘的安装孔内;绝缘子AB套、中间支撑绝缘子材料为陶瓷。
6.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述发热元件通过柔性导体与电极连接。
7.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述管状发热元件材料为SUS310S高温合金,牌号为0Cr25Ni20;固定支撑盘材料为SUS304高温合金,牌号为0Gr18Ni9。
8.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述外壳体外部安装有能够与设备底座安装连接的安装支架。
9.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述外壳体位于出气口的位置安装有温度传感器。
10.根据权利要求1所述的模拟风洞试验用加热器,其特征在于:所述若干发热元件分为三组,按三相星形接法连接至外壳体上的三相电极;电极通过两个互相配合的绝缘套安装在外壳体上,电极穿过绝缘套内孔后通过螺母与螺纹配合紧固安装;绝缘套与螺母垫片、绝缘套与外壳体安装孔端面之间设置有密封垫,两个绝缘套互相配合的内端面之间设置有V形密封垫。
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Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhenjiang Dongfangshanyuan Electric Heating Co.,Ltd.

Assignor: ZHENJIANG DONGFANG ELECTRIC HEATING TECHNOLOGY CO.,LTD.

Contract record no.: X2023320000253

Denomination of utility model: Simulated wind tunnel test heaters

Granted publication date: 20181221

License type: Common License

Record date: 20231214

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhenjiang Dongfangshanyuan Electric Heating Co.,Ltd.

Assignor: ZHENJIANG DONGFANG ELECTRIC HEATING TECHNOLOGY CO.,LTD.

Contract record no.: X2023320000253

Date of cancellation: 20240731

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhenjiang Dongfangshanyuan Electric Heating Co.,Ltd.

Assignor: ZHENJIANG DONGFANG ELECTRIC HEATING TECHNOLOGY CO.,LTD.

Contract record no.: X2024980014193

Denomination of utility model: Heater for simulated wind tunnel testing

Granted publication date: 20181221

License type: Common License

Record date: 20240905