[实用新型]一种电弧加热器电极

说明书

本实用新型涉及航空航天飞行器气动热地面模拟试验装置技术领域，尤其是涉及一种电弧加热器电极。电弧加热器电极包括基体、冷却水道和高压气道；基体为一体式成型的圆柱体筒型结构；基体内壁和外壁之间布置有多条筋槽；所述高压气道分为若干段，每段高压气道均包括进气孔、集气环和切向进气孔；所述集气环设置在基体内并分布在冷却水道的外围，所述进气孔沿基体的外壁向内延伸并与集气环连通；切向进气孔的一端与集气环连通，另一端沿基体内壁的切线方向与基体内腔连通。通过使用电极内壁气膜保护方法，可以减轻电弧加热器烧损状况、延长电弧加热器使用寿命、提高电弧加热器运行效率、减少电弧加热器内高温气体中的金属蒸气杂质，提高气体纯净度。

技术领域

本实用新型涉及航空航天飞行器气动热地面模拟试验装置技术领域，尤其是涉及一种电弧加热器电极。

背景技术

电弧加热器是国内外航天飞行器热防护地面模拟试验研究的核心设备，是解决导弹、返回式卫星、载人飞船返回舱等高超声速飞行器热防护地面考核的重要手段。随着我国各类航天器型号的研制工作对电弧加热器性能的需求不断提高，需要进一步提升电弧加热器的性能。

可以通过两种方式提升电弧加热器的性能：其一是提高电弧加热器的运行总功率，另一种方式是提高电弧加热器运行时的热效率。提高电弧加热器运行总功率需要对配套的高压冷却水系统、高压电整流系统等设施进行更新，工作量、费用巨大且复杂。而提升加热器运行热效率仅需对加热器中电极的结构进行改进，可行性高。

目前，大多数类型的电弧加热器的电极均采用内外套式结构，在内套与外套之间布置冷却水道，该结构使得电极的加工周期较长，安装过程复杂。此外，电极内外套之间采用橡胶密封圈对冷却水进行密封。在电弧加热器运行时，加热器内部的高温环境容易使橡胶密封圈炭化而失效，导致加热器漏水，试验失败。鉴于以上问题，需要研制一种新型电弧加热器电极，提高加热器运行热效率、简化电极加工与安装工序，并提高电极运行的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种电弧加热器电极，该电弧加热器电极能够解决现有技术中热效率低的问题；

本实用新型提供一种电弧加热器电极，其包括基体、冷却水道和高压气道；

所述基体为一体式成型的圆柱体筒型结构；

所述冷却水道包括入口、集水环、筋槽和出口；

所述基体内壁和外壁之间布置有多条筋槽，筋槽沿基体的轴线方向布置；

所述基体的两端分别设置有一个集水环，筋槽的一端与其中一个集水环连通，筋槽的另一端与另一个集水环连通；

两个所述集水环其中一个与入口连通，另一个与出口连通；

所述高压气道分为若干段，每段高压气道均包括进气孔、集气环和切向进气孔；

所述集气环设置在基体内并分布在冷却水道的外围，所述进气孔沿基体的外壁向内延伸并与集气环连通；切向进气孔的一端与集气环连通，另一端沿基体内壁的切线方向与基体内腔连通。

优选的，所述基体上设置有多个入口，多个入口沿基体的周向均匀分布；

所述入口设置在基体的外壁面上，且入口从沿基体的径向从外壁面向内延伸并与集水环连通。

优选的，所述基体上设置有多个出口，多个出口沿基体的周向均匀分布，且出口的数量多于入口的数量。

优选的，所述筋槽与基体内壁之间距离不大于1mm，冷却水道的等效通径不小于3mm。

优选的，所述进气孔沿径向方向从基体外壁向基体内侧延伸并连通集气环；

所述集气环呈圆环状，集气环与基体同心布并设置于基体内腔与外壁之间；