本发明专利技术涉及一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，属于非接触红外测温技术领域。该冷却装置包括：压环、冷却外套；冷却外套为环形结构，压环和冷却外套的一端端面固定连接，将电弧等离子风洞红外窗口密封在压环和冷却外套之间，冷却外套的另一端端面与电弧等离子风洞洞体密封连接，冷却外套与电弧等离子风洞洞体之间形成吹扫室；冷却外套内设独立的水冷通道和气冷通道，水冷通道利用水作为冷却介质对红外窗口进行冷却；气冷通道将空气作为冷却介质导入到吹扫室中对红外窗口进行冷却。本发明专利技术使红外窗口温度始终处于一个合适的范围，以达到最佳的红外辐射透过性能，确保所测温度数据准确可靠。准确可靠。准确可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置
[0001]本专利技术属于非接触红外测温
，涉及一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置。
技术介绍
[0002]辐射测温因其响应速度快、测温无上限、无需接触被测目标等特点在航空航天、材料科学、金属冶炼等各领域有着广泛的应用。电弧等离子风洞是航空航天气动热防护试验中的主要试验装备，用于模拟航空航天飞行器再入过程中的气动热环境。由于试验过程需要在密闭真空条件下进行，因此使用辐射测温设备测量电弧等离子体风洞实验过程中模型表面温度时需根据不同波长的需要采用相应的红外窗口。
[0003]电弧等离子风洞在大功率长时间运行时由于洞体被高温等离子体持续辐射加热会导致温度过高，红外窗口通常使用光学玻璃镀膜技术来增加红外辐射的透过率。过高的温度会使光学玻璃的透过率大大降低，甚至损坏镀膜，导致测温结果产生重大偏差。
技术实现思路
[0004]本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种电弧等离子风洞红外窗口冷却装置，避免电弧等离子风洞洞体传热和高温等离子体辐射加热导致的高温影响红外窗口透过率，使红外窗口温度始终处于一个合适的范围，以达到最佳的红外辐射透过性能，确保所测温度数据准确可靠。
[0005]本专利技术的技术解决方案：一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，该冷却装置包括：压环、冷却外套；
[0006]冷却外套为环形结构，压环和冷却外套的一端端面固定连接，将电弧等离子风洞红外窗口密封在压环和冷却外套之间，冷却外套的另一端端面与电弧等离子风洞洞体密封连接，冷却外套与电弧等离子风洞洞体之间形成吹扫室；
[0007]冷却外套内设独立的水冷通道和气冷通道，水冷通道利用水作为冷却介质对红外窗口进行冷却；气冷通道将空气作为冷却介质导入到吹扫室中对红外窗口进行冷却。
[0008]优选地，所述水冷通道包括进水口，出水口、水道，水由进水口进入，流经水道，通过出水口流出，对红外窗口边缘进行冷却。
[0009]优选地，所述水道的截面L型，同时从轴向和径向两个方向上对红外窗口边缘进行冷却。
[0010]优选地，所述水为常温水。
[0011]优选地，所述气冷通道包括进气口、气道、N个出气孔，每个出气孔均与气道相通，N个出气孔沿吹扫室内壁呈环形均匀分布，空气由进气口进入，流经气道，通过出气孔喷出，进入吹扫室，在吹扫室内对红外窗口内侧进行吹扫降温，N大于等于2。
[0012]优选地，所述出气孔为切向出气孔。
[0013]优选地，所述空气为压缩空气，压缩空气经减压阀减压至0.2～0.25MPa后接入流
量阀，控制吹扫流量为0.3～0.35立方米/小时。
[0014]优选地，所述压环为台阶环形结构，压环与红外窗口接触的端面上设有第一密封槽，冷却外套与红外窗口接触的端面上设有第二密封槽，第一密封槽和第二密封槽内嵌O型密封圈密封。
[0015]优选地，所述冷却外套与电弧等离子风洞洞体贴合的端面上设有第三密封槽内嵌O型密封圈密封。
[0016]优选地，所述压环和冷却外套采用紫铜材质制成。
[0017]本专利技术与现有技术相比的优点如下：
[0018](1)、本专利技术一方面利用水作为介质使用水冷的手段对红外窗口的边缘进行冷却，另一方面利用压缩空气作为冷却介质使用气冷的手段对红外窗口的表面进行吹扫，冷却效果显著。
[0019](2)、本专利技术冷却水道采用L型水道。L型水道设计可以同时从轴向和径向两个方向上对红外窗口边缘进行冷却，并阻止洞体向红外窗口边缘进行传热。
[0020](3)、本专利技术采用切向出气孔，使得压缩空气在旋气室内形成高压旋气持续对红外窗口表面进行吹扫，既能够阻止高温等离子体对红外窗口的侵扰又能对其进行冷却。同时还可以对红外窗口内表面进行吹扫，防止试验过程中烧蚀产物附着进而影响红外窗口的透过率。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例的系统结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例的系统结构剖面图；
[0023]图3为本专利技术实施例的系统结构剖面图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图和实施例对专利技术进行详细描述。
[0025]如图1，图2和图3所示，本专利技术提供的一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，该装置包括：压环1、冷却外套2；
[0026]冷却外套2为环形结构，压环1和冷却外套2的一端端面利用螺钉通过若干个第一通孔1
‑
1和第一螺纹2
‑
9进行固定连接，将电弧等离子风洞红外窗口密封在压环1和冷却外套2之间，冷却外套2的另一端端面通过若干个第二通孔2
‑
6与电弧等离子风洞洞体上的第二螺纹孔2
‑
10与电弧等离子风洞洞体密封连接，冷却外套2与电弧等离子风洞洞体之间形成吹扫室2
‑
5。
[0027]冷却外套2内设独立的水冷通道和气冷通道，水冷通道利用水作为冷却介质对红外窗口进行冷却；气冷通道将空气作为冷却介质导入到吹扫室2
‑
5中对红外窗口进行冷却。
[0028]优选地，所述水冷通道包括进水口2
‑
1，出水口2
‑
2、水道2
‑
8，水由进水口2
‑
1进入，流经水道2
‑
8，通过出水口2
‑
2流出，对红外窗口边缘进行冷却。
[0029]所述水道2
‑
8的截面L型，同时从轴向和径向两个方向上对红外窗口边缘进行冷却，并阻止洞体向红外窗口边缘进行传热。所述水为常温水即可。
[0030]所述气冷通道包括进气口2
‑
3、气道2
‑
11、N个出气孔2
‑
4，每个出气孔2
‑
4均与气道
2
‑
11相通，N个出气孔2
‑
4沿吹扫室内壁呈环形均匀分布，空气由进气口2
‑
3进入，流经气道2
‑
11，通过出气孔2
‑
4喷出，进入吹扫室2
‑
5，在吹扫室2
‑
5内对红外窗口内侧进行吹扫降温，N大于等于2。
[0031]所述出气孔2
‑
4为切向出气孔。切向出气孔设计可以使吹扫气在吹扫室2
‑
5内形成旋气对红外窗口内侧进行吹扫降温并阻止高温等离子子体对红外窗口的侵扰，同时还可以避免实验过程中烧蚀产物附着于红外窗口的表面。
[0032]所述空气为压缩空气，气源压力为2MPa,压缩空气经减压阀减压至0.2～0.25MPa后接入流量阀，控制吹扫流量为0.3～0.35立方米/小时。
[0033]所述压环1为台阶环形结构，压环1与红外窗口接触的端面上设有第一密封槽1
‑
2，冷却外套2与红外窗口接触的端面上设有第二密封槽2
‑
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，其特征在于，包括：压环(1)、冷却外套(2)；冷却外套(2)为环形结构，压环(1)和冷却外套(2)的一端端面固定连接，将电弧等离子风洞红外窗口密封在压环(1)和冷却外套(2)之间，冷却外套(2)的另一端端面与电弧等离子风洞洞体密封连接，冷却外套(2)与电弧等离子风洞洞体之间形成吹扫室(2
‑
5)；冷却外套(2)内设独立的水冷通道和气冷通道，水冷通道利用水作为冷却介质对红外窗口进行冷却；气冷通道将空气作为冷却介质导入到吹扫室(2
‑
5)中对红外窗口进行冷却。2.根据权利要求1所述的一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，其特征在于所述水冷通道包括进水口(2
‑
1)，出水口(2
‑
2)、水道(2
‑
8)，水由进水口(2
‑
1)进入，流经水道(2
‑
8)，通过出水口(2
‑
2)流出，对红外窗口边缘进行冷却。3.根据权利要求3所述的一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，其特征在于所述水道(2
‑
8)的截面L型，同时从轴向和径向两个方向上对红外窗口边缘进行冷却。4.根据权利要求2或3任一项所述的一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，其特征在于所述水为常温水。5.根据权利要求1所述的一种电弧等离子风洞红外窗口的冷却装置，其特征在于所述气冷通道包括进气口(2
‑
3)、气道(2
‑
11)、N个出气孔(2
‑
4)，每个出气孔(2
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣国，焦方坤，朱旭，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。