一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，包括：內(nèi)襯筒、金屬絹絲網(wǎng)、隔熱塊、金屬筒、金屬絲和高溫管道外殼體；金屬絹絲網(wǎng)包裹在內(nèi)襯筒的外表面，金屬筒套在內(nèi)襯筒外部，且金屬筒和金屬絹絲網(wǎng)之間填充隔熱塊，金屬絲捆扎在金屬筒的外表面，高溫管道外殼體位于所述減少高溫管道熱損失結(jié)構(gòu)的最外層。本發(fā)明結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高溫管道的熱防護(hù)，減小高溫管道的設(shè)計(jì)厚度，減少管道內(nèi)部氣流熱損失。
【專利說(shuō)明】一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)高超風(fēng)洞設(shè)計(jì)中，需要對(duì)氣流進(jìn)行加熱，增加氣體總溫，防止氣體在快速流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，加熱后的氣體溫度經(jīng)常達(dá)到800°C以上，常規(guī)管道材料在該溫度下的許用應(yīng)力不能滿足設(shè)計(jì)要求，若采取高溫合金材料，成本會(huì)大大增加，國(guó)內(nèi)高超風(fēng)洞設(shè)備現(xiàn)有所能夠參考的高溫管道結(jié)構(gòu)形式多采用外表面包覆含鋯高純耐火纖維棉或內(nèi)表面貼覆耐火纖維棉結(jié)構(gòu)，外表面包覆方案可以防止管道壁面溫度向空間擴(kuò)散，起到隔熱作用，但是高性能材料或增加管道壁厚才能滿足設(shè)計(jì)要求；內(nèi)表面貼覆方案可以降低管道材料的設(shè)計(jì)溫度，減小設(shè)計(jì)壁厚，并且能夠降低管道壁面溫度，起到隔熱作用，但該結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過(guò)程中，出現(xiàn)由于氣流沖刷及吸附效果導(dǎo)致耐火纖維棉從內(nèi)襯套平衡孔中吸出情況，進(jìn)而導(dǎo)致該隔熱結(jié)構(gòu)失效，在檢查不到位的情況下發(fā)生管道過(guò)熱，超過(guò)設(shè)計(jì)溫度，出現(xiàn)蠕變疲勞破裂等危險(xiǎn)情況，同時(shí)被氣流吸出的耐火纖維棉進(jìn)入調(diào)壓閥等風(fēng)洞核心部件，造成該部件部分功能失效。
[0003]針對(duì)常規(guī)高超風(fēng)洞設(shè)備中高溫管道的性能要求，需要設(shè)計(jì)在800°C以上能夠連續(xù)使用的高溫管道，同時(shí)高溫管道外壁面溫度不能高于60°C，以防止人員燙傷，由于國(guó)內(nèi)可參考的常規(guī)高超風(fēng)洞高溫管道熱防護(hù)效果不好，且需要短期就對(duì)高溫管道進(jìn)行熱防護(hù)結(jié)構(gòu)檢查，防止結(jié)構(gòu)破壞，給整體設(shè)備的使用、運(yùn)行帶來(lái)了極大的安全隱患，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需解決管道熱防護(hù)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足上述要求的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠減少高溫管道熱量損失的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高溫管道的熱防護(hù)，減小高溫管道的設(shè)計(jì)厚度，減少管道內(nèi)部氣流熱損失。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0006]一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，包括:內(nèi)襯筒、金屬絹絲網(wǎng)、隔熱塊、金屬筒、金屬絲和高溫管道外殼體；
[0007]金屬絹絲網(wǎng)包裹在內(nèi)襯筒的外表面，金屬筒套在內(nèi)襯筒外部，且金屬筒和金屬絹絲網(wǎng)之間填充隔熱塊，金屬絲捆扎在金屬筒的外表面，高溫管道外殼體位于所述減少高溫管道熱損失結(jié)構(gòu)的最外層。
[0008]內(nèi)襯筒的筒壁上均布通孔。
[0009]所述內(nèi)襯筒筒壁上的通孔按20?30%的開(kāi)孔率加工。
[0010]金屬絹絲網(wǎng)的網(wǎng)孔大于等于500目。
[0011 ] 隔熱塊的材料為Al2O3加SiO2的混合體。
[0012]隔熱塊內(nèi)部充滿氣孔。[0013]所述內(nèi)襯筒、金屬絹絲網(wǎng)、金屬筒和金屬絲均采用耐高溫金屬材料。
[0014]所述耐高溫金屬材料為不銹鋼或高溫合金。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0016]本發(fā)明結(jié)構(gòu)所采取的A1203加Si02混合體鑄造成型隔熱塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了異型管道隔熱結(jié)構(gòu)制作難度，解決了常規(guī)高溫高壓管道隔熱結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中出現(xiàn)的隔熱材料飛出情況，并需對(duì)高溫管道熱防護(hù)結(jié)構(gòu)定時(shí)檢修更換的問(wèn)題；該結(jié)構(gòu)由于采取多項(xiàng)措施解決了高溫管道熱量損失過(guò)大的問(wèn)題，可以保證管道外壁面溫度小于60°C，杜絕了由于各種原因造成的人員燙傷問(wèn)題；該結(jié)構(gòu)不同于采取外部進(jìn)行管道包覆的做法，該做法在管道內(nèi)部流動(dòng)氣流溫度較高時(shí)，管道壁厚經(jīng)計(jì)算會(huì)很大，結(jié)構(gòu)制造成本很高，而該結(jié)構(gòu)由于隔熱結(jié)構(gòu)作用，大大減少了熱量傳遞散失，保證管道內(nèi)壁面溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氣流總溫，減小了管道壁厚，降低了加工制造成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述。
[0020]如圖1、圖2所示，一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，包括:內(nèi)襯筒1、金屬絹絲網(wǎng)
2、隔熱塊3、金屬筒4、金屬絲5和高溫管道外殼體6 ;圖1中箭頭方向?yàn)闅饬鞣较颉?br> [0021]金屬絹絲網(wǎng)2緊密包裹在內(nèi)襯筒I的外表面，金屬絹絲網(wǎng)2相接處采取壓邊處理，防止金屬絹絲網(wǎng)2滑脫，金屬筒4套在內(nèi)襯筒I外部，且金屬筒4和金屬絹絲網(wǎng)2之間填充隔熱塊3，金屬絲5捆扎在金屬筒4的外表面，高溫管道外殼體6位于所述減少高溫管道熱損失結(jié)構(gòu)的最外層。
[0022]內(nèi)襯筒I的筒壁上均布通孔，內(nèi)襯筒I筒壁上的通孔按20?30%的開(kāi)孔率加工，孔徑大小按Imm?5mm加工。金屬絹絲網(wǎng)2的網(wǎng)孔大于等于500目。隔熱塊3的材料為Al2O3加SiO2的混合體，該混合體采取鑄造成型，能夠提供變徑、異形等各種樣式管道隔熱塊，隔熱塊3內(nèi)部充滿氣孔，氣孔具有隔熱性，降低隔熱塊3的熱傳導(dǎo)速率。內(nèi)襯筒1、金屬絹絲網(wǎng)2、金屬筒4和金屬絲5均采用耐高溫金屬材料，本發(fā)明中采用耐高溫金屬材料如不銹鋼或者高溫合金。
[0023]減少高溫管道熱損失結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼內(nèi)襯筒1、不銹鋼絹絲網(wǎng)2、成型隔熱塊3、不銹鋼薄板4、0.5_不銹鋼絲5和高溫管道外殼體6。
[0024]不銹鋼內(nèi)襯筒I位于高溫管道的最內(nèi)層，壁厚2mm，為保證壓力平衡，防止內(nèi)筒受壓，在內(nèi)筒上按20?30%開(kāi)孔率進(jìn)行氣流平衡孔加工，不銹鋼內(nèi)襯筒I作用為穩(wěn)定及隔熱，并保證不銹鋼內(nèi)襯筒I不承受氣流壓力；不銹鋼內(nèi)襯筒I外層包覆有一層不銹鋼絹絲網(wǎng)2，絲徑0.02mm，網(wǎng)孔500目，該層絹絲網(wǎng)可有效防止隔熱材料的飛出；不銹鋼絹絲網(wǎng)2外部為成型隔熱塊3，材料為Al2O3加SiO2混合體；該處成型隔熱塊3采用模具一次澆鑄成型，由于模具的隨意性，成型隔熱塊具有可以適應(yīng)變徑、異徑等管道形狀，且材料密度小，隔熱塊內(nèi)部充滿氣孔，加強(qiáng)了隔熱特性；成型隔熱塊3外部包覆有0.05mm厚不銹鋼薄板4，進(jìn)一步保護(hù)成型隔熱塊3由于氣流震動(dòng)導(dǎo)致的碎屑飛出，同時(shí)便于整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體裝配；不銹鋼薄板4外采用直徑為0.5mm不銹鋼絲5進(jìn)行捆扎，進(jìn)一步保證整體結(jié)構(gòu)的牢固性；高溫管道外殼體6位于最外層，經(jīng)成型隔熱塊3降溫后，溫度傳至高溫管道外殼體6。
[0025]本發(fā)明的工作過(guò)程描述:
[0026]高溫管道工作時(shí)，被加熱至800°C以上的高溫氣流流經(jīng)高溫管道內(nèi)壁面，首先與2mm厚的不銹鋼內(nèi)襯筒接觸，為保證壓力平衡，防止內(nèi)筒受壓，在內(nèi)筒上按20?30%開(kāi)孔率進(jìn)行氣流平衡孔加工，不銹鋼內(nèi)襯筒I的作用為穩(wěn)定及隔熱，并保證不銹鋼內(nèi)襯筒I不承受氣流壓力；氣流通過(guò)內(nèi)襯筒上的氣流平衡孔傳到不銹鋼絹絲網(wǎng)，絲徑0.02mm，網(wǎng)孔500目，該層絹絲網(wǎng)可有效防止隔熱材料的飛出；氣流再經(jīng)不銹鋼絹絲網(wǎng)傳至成型隔熱塊，材料為A1203加Si02混合體，該處成型隔熱塊3采用模具一次澆鑄成型，由于模具的隨意性，成型隔熱塊具有可以適應(yīng)變徑、異徑等管道形狀，且材料密度小，隔熱塊內(nèi)部充滿氣孔，加強(qiáng)了隔熱特性；氣流溫度經(jīng)成型隔熱塊熱傳導(dǎo)后傳至0.05_厚不銹鋼薄板，再經(jīng)0.05_厚不銹鋼薄板及0.5mm不銹鋼絲傳至位于最外層高溫管道外殼體6，此時(shí)外殼體外壁面溫度降至60°C以下。
【權(quán)利要求】
1.一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于包括:內(nèi)襯筒(I)、金屬絹絲網(wǎng)(2)、隔熱塊(3)、金屬筒(4)、金屬絲(5)和高溫管道外殼體(6)； 金屬絹絲網(wǎng)(2)包裹在內(nèi)襯筒(I)的外表面，金屬筒(4)套在內(nèi)襯筒(I)外部，且金屬筒(4)和金屬絹絲網(wǎng)(2)之間填充隔熱塊(3)，金屬絲(5)捆扎在金屬筒(4)的外表面，高溫管道外殼體(6 )位于所述減少高溫管道熱損失結(jié)構(gòu)的最外層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:內(nèi)襯筒(I)的筒壁上均布通孔，孔徑Imm?5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)襯筒(1)筒壁上的通孔按20?30%的開(kāi)孔率加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:金屬絹絲網(wǎng)(2)的網(wǎng)孔大于等于500目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:隔熱塊(3)的材料為Al2O3加SiO2的混合體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:隔熱塊(3)內(nèi)部充滿氣孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)襯筒(I)、金屬絹絲網(wǎng)(2)、金屬筒(4)和金屬絲(5)均采用耐高溫金屬材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種減少高溫管道熱損失的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述耐高溫金屬材料為不銹鋼或高溫合金。
【文檔編號(hào)】F16L59/10GK103486406SQ201310390253
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】卜俊輝, 劉懷印, 程利鋒, 王盛楠, 孫勇堂 申請(qǐng)人:北京航天益森風(fēng)洞工程技術(shù)有限公司