高压高温光学管式气氛炉炉管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103383189103383189B(45)授权公告日2014.09.24(21)申请号201310264363.1(22)申请日2013.06.27(73)专利权人西北核技术研究所地址710024陕西省西安市69信箱(72)发明人王晟陶波胡志云叶景峰张振荣赵新艳张立荣(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人王少文(51)Int.Cl.F27B17/02(2006.01)审查员王汇权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称高压高温光学管式气氛炉炉管(57)摘要本发明一种高压高温光学管式气氛炉炉管，其主体部分为左右对称结构，包括炉管管体、炉管左端密封单元和炉管右端密封单元；所述炉管管体的左右两端分别设置有炉管管体前端法兰；炉管左端密封单元包括炉管左端中间法兰、炉管左端外法兰、石英玻璃片和石英玻璃棒；炉管左端中间法兰和炉管左端外法兰中部均设置有通光孔；石英玻璃片设置在和炉管左端中间法兰之间且通过O型氟胶圈密封；炉管左端中间法兰和炉管管体左端的炉管管体前端法兰固定连接且通过刀口紫铜垫片密封；其在三温区炉膛加热下可产生高压、高温环境，具备光学通光窗口、可调气氛，解决了炉管内介质温度和密度不均匀问题。CN103383189BCN10389BCN103383189B权利要求书1/1页1.一种高压高温光学管式气氛炉炉管，包括炉管管体(1)、炉管左端密封单元和炉管右端密封单元；所述炉管管体(1)的左右两端分别设置有炉管管体前端法兰(10)；其特征在于：所述炉管左端密封单元包括炉管左端中间法兰(2)、炉管左端外法兰(3)、石英玻璃片(4)和石英玻璃棒(5)；所述炉管左端中间法兰(2)和炉管左端外法兰(3)中部均设置有通光孔(23)；所述石英玻璃片(4)设置在炉管左端外法兰(3)和炉管左端中间法兰(2)之间且通过O型氟胶圈(8)密封；所述炉管左端中间法兰(2)和炉管管体(1)左端的炉管管体前端法兰(10)固定连接且通过刀口紫铜垫片(7)密封；所述石英玻璃棒(5)的左端与石英玻璃片(4)接触且被炉管左端外法兰(3)固定，其右端伸入炉管管体(1)内且通过石英玻璃棒固定垫(6)固定连接在炉管管体(1)内；所述石英玻璃棒固定垫(6)上设置有通气缺口(26)；所述炉管左端中间法兰(2)上设置有两个接口，所述石英玻璃棒(5)与炉管左端中间法兰(2)之间设置有侧壁分支气路(17)，所述两个接口通过侧壁分支气路(17)与炉管管体(1)连通；所述两个接口为压力传感器预留接口或抽气预留接口(13)以及充气预留口或安全排气口(14)；所述炉管右端密封单元与炉管左端密封单元为左右对称结构。2.根据权利要求1所述的高压高温光学管式气氛炉炉管，其特征在于：还包括设置在炉管管体(1)两端的保温罩。3.根据权利要求1或2所述的高压高温光学管式气氛炉炉管，其特征在于：所述石英玻璃片的厚度l通过下式确定：其中：P是外界压力；f是安全系数，一般取f＝4；D是暴露在大气部分的直径；k是一个与边缘固定形式有关的参数，对于边缘夹紧的窗口k＝0.75；σ为材料的断裂强度，石英玻璃的值为37MPa。4.根据权利要求3所述的高压高温光学管式气氛炉炉管，其特征在于：所述炉管管体(1)的材料选择镍基特种合金钢。2CN103383189B说明书1/4页高压高温光学管式气氛炉炉管技术领域[0001]本发明创造涉及的是一种高温炉炉管，尤其是适用于光学燃烧诊断技术测量方法的标定、高压高温环境模拟、材料高压加热等领域。背景技术[0002]航空航天发动机燃烧流场参数(温度、组分浓度等)的测量对改进发动机设计、提高燃烧效率、以及数值仿真平台研发和验证等方面至关重要。发动机燃烧流场具有高压强(30个大气压)非稳态的特点，其温度场、压力场、浓度场等动态变化。为了准确测量这种高压强非稳态燃烧流场，需要研制一台可产生稳定高压高温气氛的标定源对现有光学燃烧诊断技术进行标定。另外，为了便于光学燃烧诊断技术标定，这种标定装置必须有对开的光学通光窗口，还要保证在其测量路径上工作介质的温度、压力和密度保持恒定、可调。[0003]国内尚未报道可产生高压高温气氛的光学测量装置。合肥科晶材料有限公司生产的OTF-1200X型高真空高压管式炉，该产品不具备光学窗口，但可产生高压(70个大气压)和高温(1400K)环境。西尼特(北京)电炉有限公司生产了一款真空光学测量炉，该测量炉具备光学窗口，温度可以加热到1650K，但该测量炉不能产生高压环境。[0004]高温炉主要分为箱式和管式两种类型。箱式高温炉优点是内部温度均匀、加热空间大，缺点是该装置体积大、密封较差，一般不适宜产生高压环境