一种用于高温流场观测的视窗结构及导管装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于高温流场观测的视窗结构及导管装置。所述视窗结构包括孔基座、安装环、连接环、耐高温视窗玻璃和测试探头；所述孔基座包括基座本体和开设在基座本体内的安装孔，安装孔沿基座本体的轴向设置，耐高温视窗玻璃通过安装环安装在安装孔内，测试探头通过连接环设置在基座本体的一端；基座本体内开设有沿耐高温视窗玻璃的周向设置的冷却水通道，冷却水通道用于供冷却水流通。所述导管装置包括导管和所述视窗结构，所述导管内为高温流场，所述视窗结构设置在所述导管的一端。本实用新型专利技术中的所述视窗结构能够长时间耐受高温环境，使得可以长时间观测高温流场以及试验参数。

A Window Structure and Pipe Device for High Temperature Flow Field Observation

The utility model relates to a window structure and a conduit device for high temperature flow field observation. The window structure comprises a hole base, an installation ring, a connecting ring, a high temperature resistant window glass and a test probe; the hole base comprises a base body and an installation hole in the base body, the installation hole is arranged along the axis of the base body, the high temperature resistant window glass is installed in the installation hole through the installation ring, and the test probe is arranged at one end of the base body through the connecting ring; There is a cooling water channel arranged along the circumferential direction of the high temperature resistant window glass, and the cooling water channel is used for cooling water flow. The conduit device comprises a conduit and a window structure, in which a high temperature flow field is inside the conduit, and the window structure is arranged at one end of the conduit. The window structure in the utility model can endure high temperature environment for a long time, so that the high temperature flow field and test parameters can be observed for a long time.

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温流场观测的视窗结构及导管装置
本技术属于航天飞行器气动防热地面试验设备
，尤其涉及一种用于高温流场观测的视窗结构及导管装置。
技术介绍
电弧加热设备(电弧加热器)是利用电弧加热试验气体，产生能模拟高超声速飞行时的热环境的设备。电弧加热设备是重要的防热与热结构试验装置。电弧加热设备主要用于模拟滞止压力和温度或热流密度，评定再入飞行器的防热材料和防热系统的性能，是解决防热设计的最重要的试验工具，也可用于高温气体动力学的研究。目前，在电弧加热器地面防热试验中运用导管试验技术时，考核流场(高温流场)被导管装置所包围，使试验参数的测量变得非常困难，视窗结构对于高温流场的观测就变得非常重要。但是，目前的视窗结构不能长时间耐受高温环境，因此，需要提供一种适用于高温流场观测的视窗结构。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够长时间耐受高温环境的用于高温流场观测的视窗结构，以解决现有技术中存在的技术问题。为了实现上述目的，本技术在第一方面提供了一种用于高温流场观测的视窗结构，包括孔基座、安装环、连接环、耐高温视窗玻璃和测试探头；所述孔基座包括基座本体和开设在所述基座本体内的安装孔，所述安装孔沿所述基座本体的轴向设置，所述耐高温视窗玻璃通过所述安装环安装在所述安装孔内，所述测试探头通过所述连接环设置在所述基座本体的一端；所述基座本体内开设有沿所述耐高温视窗玻璃的周向设置的冷却水通道，所述冷却水通道用于供冷却水流通。优选地，所述连接环套设在所述测试探头上，所述连接环内开设有沿所述测试探头的周向设置的冷却气孔道，所述冷却气孔道用于供冷却气流通；所述连接环与所述安装环之间形成了冷却气腔，所述冷却气孔道与所述冷却气腔连通。优选地，所述安装孔包括连通的第一孔段和第二孔段；所述耐高温视窗玻璃的一端通过所述安装环安装在所述第一孔段内，所述耐高温视窗玻璃的另一端穿过所述第二孔段与所述基座本体远离所述测试探头的一端相平齐。优选地，所述连接环的一端套设在所述测试探头上，另一端伸入所述第一孔段内与所述安装环连接。优选地，所述基座本体内开设有进水通道和出水通道，所述进水通道和所述出水通道均与所述冷却水通道连通，使冷却水从所述进水通道进入所述冷却水通道后，并经所述出水通道流出。优选地，所述连接环内开设有进气通道和出气通道，所述进气通道和所述出气通道均与所述冷却气孔道连通，使冷却气从所述进气通道依次进入所述冷却气孔道和所述冷却气腔后，并经所述出气通道流出。优选地，所述安装环为压环。优选地，所述视窗结构还包括第一密封圈，所述安装环和所述耐高温视窗玻璃之间通过所述第一密封圈密封。优选地，所述视窗结构还包括第二密封圈，所述连接环和所述测试探头之间通过所述第二密封圈密封。本技术在第二方面提供了一种导管装置，包括导管和本技术在第一方面所述的视窗结构，所述导管内为高温流场，所述视窗结构设置在所述导管的一端。本技术具有如下的有益效果：(1)本技术中的所述视窗结构的结构简单、结构设置合理，便于安装所述耐高温视窗玻璃(耐高温玻璃)，并且通过冷却水通道能对贴近高温流场的安装孔进行有效冷却，从而可以有效保护耐高温视窗玻璃，使得所述视窗结构可以长时间用于高温流场(例如电弧加热器地面防热试验中的高温流场)的观测，使得可以长时间观测导管内的流场及试验参数，并能保证所述视窗结构的安全可靠性。(2)本技术的一些优选实施方案中，所述连接环内开设有沿所述测试探头的周向设置的冷却气孔道，所述连接环与所述安装环之间形成了冷却气腔，所述冷却气孔道的设置和所述冷却气腔的形成使得冷却气可以沿耐高温视窗玻璃的装配缝隙渗入受热端形成气膜进行保护，如此，能进一步对耐高温视窗玻璃进行冷却，能进一步保证耐高温视窗玻璃在高温流场中的使用性能，使得所述视窗结构能够更长时间地用于高温流场的观测。附图说明本技术附图仅仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。图1是本技术一个具体实施方式中的所述视窗结构的结构示意图。图2是本技术另一个具体实施方式中的所述视窗结构的结构示意图。图3是图1沿A-A的横向剖视图。图4是图1中孔基座的结构示意图。图5是本技术一个具体实施方式中的所述导管装置的结构示意图。图中：1：孔基座；1-1：基座本体；1-2：安装孔；1-3：进水通道；1-4：出水通道；1-5：进水管接头；1-6：出水管接头；2：安装环；3：连接环；3-1：进气通道；3-2：出气通道；3-3：进气管接嘴；3-4：出气管接嘴；4：测试探头；5：耐高温视窗玻璃；6：冷却水通道；7：冷却气孔道；8：冷却气腔；9：第一密封圈；10：第二密封圈；11：导管。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术在第一方面提供了一种用于高温流场观测的视窗结构，图1是本技术一个具体实施方式中的所述视窗结构的结构示意图；图2是本技术另一个具体实施方式中的所述视窗结构的结构示意图；图3是图1沿A-A的横向(水平)剖视图；图4是图1中孔基座的结构示意图。在本技术中，如图1、图2和图3所示，所述视窗结构包括孔基座1、安装环2、连接环3、耐高温视窗玻璃5和测试探头4；所述孔基座1包括基座本体1-1和开设在所述基座本体1-1内的安装孔1-2，所述安装孔1-2沿所述基座本体1-1的轴向(如图1、图2和图3所示的左右方向)设置，所述耐高温视窗玻璃5通过所述安装环2安装在所述安装孔1-2内，所述测试探头4通过所述连接环3设置在所述基座本体1-1的一端；所述基座本体1-1内开设有沿所述耐高温视窗玻璃5的周向设置的冷却水通道6，所述冷却水通道6用于供冷却水流通。在本技术中，优选为所述耐高温视窗玻璃5远离所述测试探头4的一端与所述基座本体1-1远离所述测试探头4的一端相平齐；本技术对所述测试探头4没有特别的限制，例如，所述测试探头4可以为温度测试探头(例如光学温度传感器)、压力测试探头(形变测量传感器)、热流测试探头、具有多种参数测试功能的多功能测试探头或摄像头等。在本技术中，当将所述视窗结构用于高温流场观测时，使得所述孔基座和所述耐高温视窗玻璃远离所述测试探头的一端位于高温流场中，从而使得所述视窗结构能够通过耐高温视窗玻璃的透视来实现所述测试探头4对高温流场的观察和测试。在本技术中，所述孔基座1用于装配和保护所述耐高温视窗玻璃5，所述耐高温视窗玻璃5通过所述安装环2安装固定在所述安装孔1-2内，所述孔基座1内靠近热壁侧设置有冷却水通道6(水冷结构)，所述冷却水通道6位于所述安装孔1-2的外侧，通过该冷却水通道6能对贴近高温流场的安装孔1-2进行有效冷却，有效降低耐高温视窗玻璃5附近的气流温度，从而可以有效保护耐高温视窗玻璃5，使得所述视窗结构可以长时间用于高温流场(例如电弧加热器地面防热试验中的高温流场)的观测，使得可以长时间观测导管内的流场及试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高温流场观测的视窗结构，其特征在于：包括孔基座(1)、安装环(2)、连接环(3)、耐高温视窗玻璃(5)和测试探头(4)；所述孔基座(1)包括基座本体(1‑1)和开设在所述基座本体(1‑1)内的安装孔(1‑2)，所述安装孔(1‑2)沿所述基座本体(1‑1)的轴向设置，所述耐高温视窗玻璃(5)通过所述安装环(2)安装在所述安装孔(1‑2)内，所述测试探头(4)通过所述连接环(3)设置在所述基座本体(1‑1)的一端；所述基座本体(1‑1)内开设有沿所述耐高温视窗玻璃(5)的周向设置的冷却水通道(6)，所述冷却水通道(6)用于供冷却水流通。

【技术特征摘要】
1.一种用于高温流场观测的视窗结构，其特征在于：包括孔基座(1)、安装环(2)、连接环(3)、耐高温视窗玻璃(5)和测试探头(4)；所述孔基座(1)包括基座本体(1-1)和开设在所述基座本体(1-1)内的安装孔(1-2)，所述安装孔(1-2)沿所述基座本体(1-1)的轴向设置，所述耐高温视窗玻璃(5)通过所述安装环(2)安装在所述安装孔(1-2)内，所述测试探头(4)通过所述连接环(3)设置在所述基座本体(1-1)的一端；所述基座本体(1-1)内开设有沿所述耐高温视窗玻璃(5)的周向设置的冷却水通道(6)，所述冷却水通道(6)用于供冷却水流通。2.根据权利要求1所述的视窗结构，其特征在于：所述连接环(3)套设在所述测试探头(4)上，所述连接环(3)内开设有沿所述测试探头(4)的周向设置的冷却气孔道(7)，所述冷却气孔道(7)用于供冷却气流通；所述连接环(3)与所述安装环(2)之间形成了冷却气腔(8)，所述冷却气孔道(7)与所述冷却气腔(8)连通。3.根据权利要求1所述的视窗结构，其特征在于：所述安装孔(1-2)包括连通的第一孔段和第二孔段；所述耐高温视窗玻璃(5)的一端通过所述安装环(2)安装在所述第一孔段内，所述耐高温视窗玻璃(5)的另一端穿过所述第二孔段与所述基座本体(1-1)远离所述测试探头(4)的一端相平齐。4.根据权利要求3所述的视窗结构，其特征在于：所述连接环(3)的一端套设在所述测试探...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文峰，张松贺，杨远剑，朱新新，黄祯君，李泽禹，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51