间的固定连接为密封固定连接，具体方法可以选择螺栓连接或者焊接等，在此并不做具体的限定。阳极端子和绝缘环之间也为密封固定，可以在绝缘环上沿圆周方向均匀打孔安装阳极端子。
[0029]需要说明的是，超高焓电弧加热器阳极连接电源正极，为消除等离子体与地的电位差，可以将阳极端子接地运行。
[0030]由于设置的腔体呈锥形，腔体内径大的一端与所述绝缘环固定连接，当电弧经过所述内径值逐渐变大的腔体时方向发生转向，发生转向的电弧产生的磁场力使等离子体流向所述腔体的中心区域集中并使其加速，腔体的结构使气流在上游发生扰动，使得气流和电弧充分混合，提高了工作气体和电弧的热交换效率，从而提高了气流焓值。绝缘环的设置保证所述多个阳极端子之间相互绝缘;还设置有多个电阻，通过调节所述电阻的阻值将电弧弧根平均分成多个并附着在所述多个阳极端子上，将大电流的电弧分解成均布的小电流电弧，从而产生均匀地流场，同时减少电极烧损使流场更加纯净，可以用来模拟超高焓、低压状态。
[0031]进一步的，腔体由多个相互绝缘且固定连接的扩张片6构成，为了实现多个扩张片相互绝缘，腔体I还包括多个绝缘片7，多个扩张片6和多个绝缘片7以间隔交替的方式排列且相互之间固定连接形成腔体I，腔体如此设置以用来防止电流沿腔体表面通过，从而减少了能量损失。
[0032]需要说明的是，多个扩张片和多个绝缘片相互之间的固定连接均为密封固定，具体方法可以选择螺栓连接或者焊接等，在此并不做具体的限定，扩张片和绝缘片的数量可以根据实际情况进行具体设置，在此也不做具体的限定。还有腔体逐渐变大的内径形成的内径线与腔体的中轴线之间的夹角度数可以根据具体模拟参数来确定。
[0033]如图3，图4所示，本发明实施例提供的又一实施方式为:每个阳极端子2均包括内壳11和外壳12，在每个阳极端子2的内壳11和外壳12之间均设置一供冷水通过的管道13，以用来冷却每个阳极端子2。每个扩张片6均包括内壳8和外壳9，在每个扩张片6的内壳8和外壳9之间均设置一供冷水通过的管道10，以用来冷却每个扩张片6。
[0034]需要说明的是，每个阳极端子上设置的冷却管道和每个扩张片上设置的冷却管道相互之间是独立的，每个阳极端子上的冷却管道只能用来冷却该阳极端子，而每个扩张片上的冷却管道只能用来冷却该扩张片。每个阳极端子和每个扩张片上的冷却管道均设置有一进水口和一出水口。
[0035]因为每个阳极端子和每个扩张片均包括内壳和外壳，在内壳和外壳之间设置冷却管道，通入纯净水来冷却每个阳极端子和每个扩张片，冷却管道的设置有利于大电流长时间稳定运行。为了防止尖端放电，阳极端子的外壳可以设计为球冠型。
[0036]具体的，在最靠近多个阳极端子的那个扩张片上设置一贯穿孔，以使保护气体进入腔体中，保护气体通过贯穿孔切向旋转进入腔体中。
[0037]更具体的，绝缘环和每个绝缘片均是由耐高温绝缘材料制成。
[0038]更具体的，扩张片的内壳和外壳均是由金属材料制成，内壳和外壳可以通过焊接的方式固定在一起。
[0039]本发明提供的高焓值电弧加热器阳极，提高了气流的焓值，解决了现有技术中的电弧加热器均不能用于模拟超高焓值的环境问题。
[0040]本发明可以应用于模拟航天飞行器在深空探测返回时的高空热环境，为航天飞行器防热材料筛选实验提供热环境。
[0041]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，可容易地实现另外的修改，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。
【主权项】
1.一种超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，包括: 多个阳极端子； 绝缘环，所述多个阳极端子彼此不相接触地固定在所述绝缘环上，以使所述多个阳极端子之间相互绝缘； 腔体，其呈锥形，所述腔体内径大的一端与所述绝缘环固定连接，电弧经过所述内径值逐渐变大的腔体时方向发生转向，由此产生的磁场力使等离子体流向所述腔体的中心区域集中并使其加速； 多个电阻，所述每个电阻的一端均与所述一阳极端子电连接，另一端与电源正极电连接，以通过调节所述电阻的阻值将电弧弧根平均分成多个并附着在所述多个阳极端子上以产生均匀的流场。2.如权利要求1所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述腔体由多个相互绝缘且固定连接的扩张片构成以用来防止电流沿所述腔体表面通过。3.如权利要求2所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述腔体还包括多个绝缘片，所述多个扩张片和所述多个绝缘片以间隔交替的方式排列且相互之间固定连接形成所述腔体。4.如权利要求1所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述每个阳极端子均包括内壳和外壳，在所述每个阳极端子的内壳和外壳之间均设置一供冷水通过的管道，以用来冷却所述每个阳极端子。5.如权利要求2至4所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述每个扩张片均包括内壳和外壳，在所述每个扩张片的内壳和外壳之间均设置一供冷水通过的管道，以用来冷却所述每个扩张片。6.如权利要求1所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，在靠近所述多个阳极端子的扩张片上设置一贯穿孔，以使保护气体进入所述腔体中。7.如权利要求3所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述绝缘环和所述每个绝缘片均是由耐高温绝缘材料制成。8.如权利要求4所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述每个阳极端子的内壳和外壳均是由金属材料制成。9.如权利要求5所述的超高焓电弧加热器阳极，其特征在于，所述每个扩张片均是由金属材料制成。
【专利摘要】本发明公开了一种超高焓电弧加热器阳极，用于解决现有技术中的电弧加热器均不能用于模拟超高焓值的环境。该电弧加热器阳极包括：多个阳极端子；绝缘环，多个阳极端子彼此不相接触地固定在绝缘环上，以使多个阳极端子之间相互绝缘；腔体，其呈锥形，腔体内径大的一端与绝缘环固定连接，电弧经过内径值逐渐变大的腔体时方向发生转向，由此产生的磁场力使等离子体流向腔体的中心区域集中并使其加速；多个电阻，每个电阻的一端均与一阳极端子电连接，另一端与电源正极电连接，以通过调节电阻的阻值将电弧弧根平均分成多个并附着在多个阳极端子上以产生均匀的流场。本发明可以应用于模拟航天飞行器在深空探测返回时的高空热环境。
【IPC分类】H05H1/48, H05B7/06
【公开号】CN105517312
【申请号】CN201510997525
【发明人】袁国伍, 陈连忠, 陈海群, 付建壮
【申请人】中国航天空气动力技术研究院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月25日