一种整体式气体加热装置制造方法及图纸

一种整体式气体加热装置，属于燃料喷雾和燃烧可视化实验研究装置的技术领域。该装置包括加热器外壳和端盖，端盖与加热器外壳固定连接，加热器外壳中设有加热芯，加热器外壳上的进、出气口与其内部的所述加热芯形成气体流动通道。该装置减少气体加热过程所需要的时间，实现气体的快速均匀加热；摆脱传统加热方式对定容燃烧弹材料结构的限制及加热过程产物对实验的影响；延长了硅碳棒的使用寿命；可准确监测加热器内气体温度；可根据实际需要调整硅碳棒与高温合金板和垫片的数量和布置方式；简化定容燃烧弹内结构，增强燃烧和喷雾可视化实验系统的布置灵活度，实现整个系统的模块化布置，拓宽系统应用前景。

An Integral Gas Heating Device

The utility model relates to an integral gas heating device, which belongs to the technical field of a fuel spray and combustion visualization experimental research device. The device comprises a heater shell and an end cover. The end cover is fixedly connected with the heater shell. A heating core is arranged in the heater shell. The inlet and outlet ports on the heater shell and the heating core inside the heater shell form a gas flow passage. The device reduces the time required for gas heating process and realizes the rapid and uniform heating of gas; breaks away from the limitation of traditional heating methods on the material structure of constant volume combustion bomb and the influence of heating process products on experiments; prolongs the service life of silicon carbon rods; can accurately monitor the gas temperature in heaters; and can adjust the number of silicon carbon rods and superalloy plates and gaskets according to actual needs. The structure of the constant volume combustion bomb is simplified, the flexibility of the combustion and spray visualization experimental system is enhanced, the modular layout of the whole system is realized, and the application prospect of the system is widened.

【技术实现步骤摘要】
一种整体式气体加热装置
本专利技术涉及一种整体式气体加热装置，属于燃料喷雾和燃烧可视化实验研究装置的

技术介绍
环境气体温度是研究燃料喷雾和燃烧过程的一个重要参数，在定容燃烧弹内进行燃料喷雾和燃烧可视化实验时必须对环境气体温度进行控制。现有的用于定容燃烧弹的气体加热装置有以下几类：（a）电加热类型：很多定容燃烧弹采用电加热的方式，这种加热方式是在定容燃烧弹底部布设加热棒，或在定容燃烧弹内盘布电热丝，这种加热方式会导致定容燃烧弹内温度分布不均匀，对实验的精度产生干扰，而且这种加热方式的加热速度和功率不易调节；（b）定容弹壁面加热型：一部分定容燃烧弹采用了壁面加热的方式，在定容燃烧弹表面均匀缠绕加热带。若要达到定容燃烧弹内所需的高温，这种加热方式会导致定容燃烧弹壁面温度过高，对定容燃烧弹金属材料有很高的要求，而且过高的壁面温度可能会损坏具有视窗的定容燃烧弹的视窗玻璃；（c）燃气燃烧型：燃气燃烧型加热装置是将可燃气体通入定容燃烧弹内燃烧以快速达到高温高压，这种加热方式需要进行精确的计算，生成的产物也会对实验本身造成干扰，同时燃烧产物可能会附着在视窗玻璃表面，不仅影响视野，而且对玻璃造成损伤。综上所述，电加热方式安全快速，但存在加热不均的问题；壁面加热方式可使容弹内温度分布较为均匀，但对容弹材料有较高的要求，且存在一定的安全隐患；燃气燃烧加热会对实验结果造成干扰且可能会造成视窗玻璃损伤。
技术实现思路
为了现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种对通入定容燃烧弹内的气体进行加热的外部整体式气体加热装置，可以实现：（a）安全快速地为定容燃烧弹提供受热均匀的高温高压气体；（b）摆脱传统加热方式对定容燃烧弹材料结构的限制及加热过程产物对实验的影响；（c）简化定容燃烧弹内结构，增强燃烧和喷雾可视化实验系统的布置灵活度，实现整个系统的模块化布置，拓宽系统应用前景。本专利技术采用的技术方案是：一种整体式气体加热装置，它包括加热器外壳和端盖，端盖与加热器外壳固定连接，加热器外壳中设有加热芯，所述加热器外壳上的进、出气口与其内部的所述加热芯形成气体流动通道，气体可从加热器外壳的进气口进入，经过加热芯加热后，再从加热器外壳的出气口出去；所述加热芯包括加热内芯，所述加热内芯与加热器外壳和端盖之间用上陶瓷衬套、出口陶瓷衬套、下陶瓷衬套、进口陶瓷衬套、前陶瓷衬套和后陶瓷衬套隔开，所述出口陶瓷衬套和进口陶瓷衬套上开有与所述加热器外壳上的出、进气口相对应的气孔；所述U形硅碳棒套于所述加热内芯中，所述上陶瓷衬套开有方形槽，U形硅碳棒上端部伸到所述方形槽中并由硅碳棒夹子夹紧，硅碳棒夹子通过铝带与插在端盖上的电极相连，对U形硅碳棒供电。所述上陶瓷衬套和进口陶瓷衬套上开有细圆洞，固定在端盖和加热器外壳上的热电偶探针插入到细圆洞内，监测气体温度。所述加热内芯由数个圆垫片、第一高温合金板、第二高温合金板、方形一号垫片、第三高温合金板、第四高温合金板和方形二号垫片按一定顺序叠在一起由紧固夹具夹紧形成加热内芯内部气体流动通道，由定位销进行定位，每两个高温合金板间均有6个圆垫片及一个方形一号垫片或方形二号垫片。所述第一高温合金板、第二高温合金板、第三高温合金板、第四高温合金板与方形一号垫片、方形二号垫片的长和宽均一致，一个第一高温合金板与一个方形一号垫片及6个圆垫片组成第一高温合金板单层装配体，一个第二高温合金板与一个方形一号垫片及6个圆垫片组成第二高温合金板单层装配体，一个第三高温合金板与一个方形二号垫片及6个圆垫片组成第三高温合金板单层装配体，一个第四高温合金板与一个方形二号垫片及6个圆垫片组成第四高温合金板单层装配体；一个第一高温合金板单层装配体与12个第二高温合金板单层装配体叠加在一起组成A板组；一个第三高温合金板单层装配体与12个第四高温合金板单层装配体叠加在一起组成B1板组，五个B1板组叠加在一起组成B2板组；一个第三高温合金板单层装配体与12个第二高温合金板单层装配体及一个第一高温合金板叠加在一起组成C板组，A板组、B2板组及C板组叠加在一起由紧固夹具夹紧组成加热内芯。所述A板组、B2板组及C板组叠加在一起于镂空处形成6个圆形贯穿通道，即为加热内芯内部U形硅碳棒安装空间，所述U形硅碳棒与6个圆形贯穿通道壁面间保留必要的距离。所述第一高温合金板、第二高温合金板、第三高温合金板、第四高温合金板与圆垫片及方形一号垫片、方形二号垫片间均不是严格密封的，大部分气体在气体流动通道内流动，极少部分气体泄漏到气体流动通道外部。本专利技术的有益效果是：这种整体式气体加热装置，它包括加热器外壳和端盖，端盖与加热器外壳固定连接，加热器外壳中设有加热芯，所述加热器外壳上的进、出气口与其内部的所述加热芯形成气体流动通道，气体可从加热器外壳的进气口进入，经过加热芯加热后，再从加热器外壳的出气口出去。该装置在一定体积下拥有较大的换热面积，可以大幅减少气体加热过程所需要的时间，实现气体的快速均匀加热；摆脱传统加热方式对定容燃烧弹材料结构的限制及加热过程产物对实验的影响；将硅碳棒套于加热内芯中，硅碳棒不与大部分被加热气体直接接触，延长了硅碳棒的使用寿命；装有热电偶探针，可较准确监测加热器内气体温度；可根据实际需要调整硅碳棒与高温合金板和垫片的数量和布置方式；简化定容燃烧弹内结构，增强燃烧和喷雾可视化实验系统的布置灵活度，实现整个系统的模块化布置，拓宽系统应用前景。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明图1是一种整体式气体加热装置的主视图。图2是一种整体式气体加热装置的俯视图。图3是图2中A-A剖视图。图4是图2中B-B剖视图。图5是图2中C-C剖视图。图6是图1中D-D剖视图。图7是加热内芯的结构示意图。图8是加热内芯气体流动方向的示意图。图9是圆垫片的结构示意图。图10是第一高温合金板的结构示意图。图11是第二高温合金板的结构示意图。图12是方形一号垫片的结构示意图。图13是第三高温合金板的结构示意图。图14是第四高温合金板的结构示意图。图15是方形二号垫片的结构示意图。图16是第一高温合金板单层装配体的仰视图。图17是第二高温合金板单层装配体的仰视图。图18是第三高温合金板单层装配体的仰视图。图19是第四高温合金板单层装配体的仰视图。图中：1、电极，2、端盖，3、加热器外壳，4、上陶瓷衬套，5、出口陶瓷衬套，6、下陶瓷衬套，7、热电偶探针，8、进口陶瓷衬套，9、U形硅碳棒，10、硅碳棒夹子，11、前陶瓷衬套，12、后陶瓷衬套，13、定位销，14、紧固夹具，15、圆垫片，16、第一高温合金板，17、第二高温合金板，18、方形一号垫片，19、第三高温合金板，20、第四高温合金板，21、方形二号垫片，22、第一高温合金板单层装配体，23、第二高温合金板单层装配体，24、第二高温合金板单层装配体，25、第二高温合金板单层装配体。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。图1、2示出了一种整体式气体加热装置主视图和俯视图；图3、4、5示出了图2中A-A处、B-B处和C-C处的剖面示意图。这种整体式气体预加热装置包括加热芯、电极1、加热器外壳3、端盖2和热电偶探针7，上陶瓷衬套4开有方形槽，U形硅碳棒9上端部伸到方形槽中并由硅碳棒夹子10夹紧，硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整体式气体加热装置，它包括加热器外壳（3）和端盖（2），端盖（2）与加热器外壳（3）固定连接，其特征在于：所述加热器外壳（3）中设有加热芯，加热器外壳（3）上的进、出气口与其内部的加热芯形成气体流动通道，气体从加热器外壳（3）的进气口进入，经过加热芯加热后，再从加热器外壳（3）的出气口出去；所述加热芯包括加热内芯，加热内芯与加热器外壳（3）和端盖（2）之间用上陶瓷衬套（4）、出口陶瓷衬套（5）、下陶瓷衬套（6）、进口陶瓷衬套（8）、前陶瓷衬套（11）和后陶瓷衬套（12）隔开，所述出口陶瓷衬套（5）和进口陶瓷衬套（8）上开有与所述加热器外壳（3）上的出、进气口相对应的气孔；U形硅碳棒（9）套于所述加热内芯中，所述上陶瓷衬套（4）开有方形槽，U形硅碳棒（9）上端部伸到所述方形槽中并由硅碳棒夹子（10）夹紧，硅碳棒夹子（10）通过铝带与插在端盖（2）上的电极（1）相连，对U形硅碳棒（9）供电。

【技术特征摘要】
1.一种整体式气体加热装置，它包括加热器外壳（3）和端盖（2），端盖（2）与加热器外壳（3）固定连接，其特征在于：所述加热器外壳（3）中设有加热芯，加热器外壳（3）上的进、出气口与其内部的加热芯形成气体流动通道，气体从加热器外壳（3）的进气口进入，经过加热芯加热后，再从加热器外壳（3）的出气口出去；所述加热芯包括加热内芯，加热内芯与加热器外壳（3）和端盖（2）之间用上陶瓷衬套（4）、出口陶瓷衬套（5）、下陶瓷衬套（6）、进口陶瓷衬套（8）、前陶瓷衬套（11）和后陶瓷衬套（12）隔开，所述出口陶瓷衬套（5）和进口陶瓷衬套（8）上开有与所述加热器外壳（3）上的出、进气口相对应的气孔；U形硅碳棒（9）套于所述加热内芯中，所述上陶瓷衬套（4）开有方形槽，U形硅碳棒（9）上端部伸到所述方形槽中并由硅碳棒夹子（10）夹紧，硅碳棒夹子（10）通过铝带与插在端盖（2）上的电极（1）相连，对U形硅碳棒（9）供电。2.根据权利要求1所述的一种整体式气体加热装置，其特征在于：所述上陶瓷衬套（4）和进口陶瓷衬套（8）上开有细圆洞，固定在端盖（2）和加热器外壳（3）上的热电偶探针（7）插入到细圆洞内，监测气体温度。3.根据权利要求2所述的一种整体式气体加热装置，其特征在于：所述加热内芯由数个圆垫片（15）、第一高温合金板（16）、第二高温合金板（17）、方形一号垫片（18）、第三高温合金板（19）、第四高温合金板（20）和方形二号垫片（21）按一定顺序叠在一起由紧固夹具（14）夹紧形成加热内芯内部气体流动通道，由定位销（13）进行定位，每两个高温合金板间均有6个圆垫片（15）及一个方形一号垫片（18）或方形二号垫片（21）。4.根据权利要求3所述的一种整体式气体加热装置，其特征在于：所述第一高温合金板（16）、第二高温合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：田江平，陈博，崔靖晨，田华，隆武强，冯立岩，崔泽川，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21