加热元件4、蓄热筒体5、滑移筒体6和密封垫7。耐压筒体1的两端分别带有法 兰，耐压筒体1两个法兰中的一个法兰的端面上带有凹槽，另一个法兰的端面上带有与所 述凹槽相配的凸槽，能够W凹槽与凸槽相配合的方式将两段高超声速风洞高温高压管道连 接起来，并通过在凹槽与凸槽之间安装紫铜密封垫片能够进行密封，在高温高压管道内，在 耐压筒体1 一端的法兰上焊接有一段滑移筒体6,滑移筒体6的另一端为自由端，蓄热筒体 5的一端固定在耐压筒体1的另一个法兰上，蓄热筒体5的另一端插入滑移筒体6中，与所 述滑移筒体6摩擦接触，即，蓄热筒体5后部与滑移筒体6前部通过插接而相连，能够在受 热时膨胀移动，顺向台阶确保内壁面光滑。蓄热筒体5的外周上间隔地焊接有多个隔板，每 个隔板的顶端都与耐压筒体1的内表面抵接，隔板不能妨碍滑移筒体6的安装和膨胀位移。 隔热层3通过隔板固定在耐压筒体1与蓄热筒体5之间，隔热层3是铸造成型的隔热层，耐 气流冲刷，不产生粉尘，本实施例为多晶莫来石刚玉耐材，通过组装固定在蓄热筒体和蓄热 筒体外周焊接的隔板上。加热元件4为软带状发热体，由耐热纤维套管封装，成熟的市场 产品。加热元件均匀缠绕在蓄热筒体5上，根据需要可W在蓄热筒体5的壁面安装测温热 电偶，探测蓄热筒体5的温度。加热元件4的电源连接导线与电接头2相连。加热元件4 也可W为管道电加热带或者电加热椿，可W设定温度，实现不同用途的管壁温度的恒温控 审IJ。电加热带均匀缠绕在蓄热筒上，外部由保温层覆盖。加热椿可W根据筒体形状布局，使 用刚玉绝缘件支撑固定。加热带是目前管道加热应用比较成熟的方式。
[0030] 如图3为电极接头位置的高温高压管道截面图，电极接头2通过螺纹固定在耐压 壳体1上，共有3件，分别接电源的A、B、C相，加热元件4的电源为380Vac供电。本实施 例，电极接头2安装在高温高压管道的下部，考虑外部耐压壳体1的空气对流换热，下部的 温度较低，有利于电极接头2的降温。电极接头2之间的角度为15°。
[0031] 图4为电极接头密封结构图，导电杆2-1通过螺母2-2固定刚玉绝缘件2-2,起到 绝缘和热隔离作用，外壳2-4通过螺纹固定在耐压管1上，密封垫2-5安装在耐压壳体1上， 通过旋紧螺纹压紧紫铜垫起到密封作用。通过螺母2-7锁紧导电杆端部螺纹，压紧密封绝 缘件2-6。本实施例，电接头与耐压管壳体之间采用紫铜密封，导电杆与法兰之间的密封绝 缘件2-6使用云母垫片绝缘兼具密封作用。
[0032] 如图5的（1)、（2)所示，其为蓄热筒体5与滑移筒体6布局图，蓄热筒体5包括 蓄热筒法兰5-1和平直筒段5-2。滑移筒体6包括滑移筒段6-1和滑移筒法兰6-2。蓄热 筒体5与滑移筒体6的内壁均光滑；平直筒段5-2的壁外侧焊接隔板5-3,蓄热筒法兰5-1 焊接在耐压筒体1的一个法兰上，滑移筒法兰6-2焊接在耐压筒体1的另一个法兰上，滑移 筒段6-1的另一端为自由端，滑移筒段6-1套在蓄热筒的平直筒段5-2上，两者摩擦接触， 组装后，保持蓄热筒体在中屯、位置，隔板之间缠绕发热元件，两种缠绕方式，轴向平行铺设， 或者圆周螺旋缠绕。根据本发明的实施例，发热元件为壁面圆周螺旋缠绕铺设，蓄热筒体5 为薄壁耐热钢焊接筒体，材料为化25Ni20,吸热量小，温度上升快，壁面温度均匀。根据使 用要求，可W在加热元件的安装位置，同时铺设测温点，通过控制系统可W根据试验要求， 设定不同的温度，实现温度测量显示和恒温控制。本实施例，控制温度设定为80°C、220°C、 330°C、480°C、650°C、800°C，共6个目标值。满足不同Ma数喷管主气流的加热温度要求。
[0033] W上对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述实 施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各 种变更例或者修正例，当然也属于本实用新型的技术范畴。
【主权项】
1. 一种高温高压管道，其特征在于：包括耐压筒体、滑移筒体、隔热层、加热元件和蓄 热筒体，所述耐压筒体的两端分别带有法兰，所述滑移筒体的一端固定在所述耐压筒体的 一个法兰上，其另一端为自由端，所述蓄热筒体的一端固定在所述耐压筒体的另一个法兰 上，所述蓄热筒体的另一端插入所述滑移筒体中，与所述滑移筒体摩擦接触，所述蓄热筒体 的外周上间隔地焊接有多个隔板，各所述隔板的顶端与所述耐压筒体的内表面抵接，所述 隔热层通过所述隔板固定在所述耐压筒体与所述蓄热筒体之间，所述加热元件均匀平铺或 缠绕在所述蓄热筒体上。
2. 根据权利要求1所述的高温高压管道，其特征在于：所述耐压筒体两个法兰中的一 个法兰的端面上带有凹槽，另一个法兰的端面上带有与所述凹槽相配的凸槽，能够以凹槽 与凸槽相配合的方式将两段所述高温高压管道连接起来，并通过在凹槽与凸槽之间安装紫 铜密封垫片能够进行密封。
3. 根据权利要求1所述的高温高压管道，其特征在于：所述耐压筒体的材料为 lCrl8Ni9Ti〇
4. 根据权利要求1所述的高温高压管道，其特征在于：所述滑移筒体的材料为 Cr25Ni20的耐热钢。
5. 根据权利要求1所述的高温高压管道，其特征在于：所述蓄热筒体，是壁厚较薄的无 缝钢管，其材料为Cr25Ni20的耐热钢。
6. 根据权利要求1所述的高温高压管道，其特征在于：所述加热元件为管道电加热带 或者电加热棒，能够设定温度，以实现不同用途的管壁温度的恒温控制。
7. 根据权利要求6所述的高温高压管道，其特征在于：所述电加热带均匀缠绕在蓄热 筒上，其外部覆盖有保温层。
8. 根据权利要求6所述的高温高压管道，其特征在于：所述电加热棒根据筒体形状布 局，使用刚玉绝缘件支撑固定。
9. 根据权利要求1~8中任一项所述的高温高压管道，其特征在于：还包括用于所述 加热元件电连接的电接头，其安装在所述耐压筒体的靠近其一个端部的下面。
【专利摘要】本实用新型提供一种带电预热功能的高超声速风洞主气流高温高压管道。其包括耐压筒体、滑移筒体、隔热层、加热元件和蓄热筒体，所述耐压筒体的两端分别带有法兰，所述滑移筒体的一端固定在所述耐压筒体的一个法兰上，其另一端为自由端，所述蓄热筒体的一端固定在所述耐压筒体的另一个法兰上，所述蓄热筒体的另一端插入所述滑移筒体中，与所述滑移筒体摩擦接触，所述蓄热筒体的外周上间隔地焊接有多个隔板，各所述隔板的顶端与所述耐压筒体的内表面抵接，所述隔热层通过所述隔板固定在所述耐压筒体与所述蓄热筒体之间，所述加热元件均匀平铺或缠绕在所述蓄热筒体上。根据本实用新型的高温高压管道，能够缩短风洞启动时间，提高试验效率，便于制造加工。
【IPC分类】F16L59-02, F16L9-04
【公开号】CN204403589
【申请号】CN201420790380
【发明人】郭孝国, 王宏亮
【申请人】中国航天空气动力技术研究院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月11日