一種減少高溫管道熱損失的結構的制作方法
【專利摘要】一種減少高溫管道熱損失的結構，包括：內襯筒、金屬絹絲網、隔熱塊、金屬筒、金屬絲和高溫管道外殼體；金屬絹絲網包裹在內襯筒的外表面，金屬筒套在內襯筒外部，且金屬筒和金屬絹絲網之間填充隔熱塊，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構的最外層。本發(fā)明結構可以實現高溫管道的熱防護，減小高溫管道的設計厚度，減少管道內部氣流熱損失。
【專利說明】一種減少高溫管道熱損失的結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種減少高溫管道熱損失的結構。
【背景技術】
[0002]在常規(guī)高超風洞設計中，需要對氣流進行加熱，增加氣體總溫，防止氣體在快速流動過程中出現冷凝現象，加熱后的氣體溫度經常達到800°C以上，常規(guī)管道材料在該溫度下的許用應力不能滿足設計要求，若采取高溫合金材料，成本會大大增加，國內高超風洞設備現有所能夠參考的高溫管道結構形式多采用外表面包覆含鋯高純耐火纖維棉或內表面貼覆耐火纖維棉結構，外表面包覆方案可以防止管道壁面溫度向空間擴散，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計要求；內表面貼覆方案可以降低管道材料的設計溫度，減小設計壁厚，并且能夠降低管道壁面溫度，起到隔熱作用，但該結構在實際使用過程中，出現由于氣流沖刷及吸附效果導致耐火纖維棉從內襯套平衡孔中吸出情況，進而導致該隔熱結構失效，在檢查不到位的情況下發(fā)生管道過熱，超過設計溫度，出現蠕變疲勞破裂等危險情況，同時被氣流吸出的耐火纖維棉進入調壓閥等風洞核心部件，造成該部件部分功能失效。
[0003]針對常規(guī)高超風洞設備中高溫管道的性能要求，需要設計在800°C以上能夠連續(xù)使用的高溫管道，同時高溫管道外壁面溫度不能高于60°C，以防止人員燙傷，由于國內可參考的常規(guī)高超風洞高溫管道熱防護效果不好，且需要短期就對高溫管道進行熱防護結構檢查，防止結構破壞，給整體設備的使用、運行帶來了極大的安全隱患，所以在結構設計中需解決管道熱防護、結構穩(wěn)定性滿足上述要求的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題:克服現有技術的不足，提供了一種能夠減少高溫管道熱量損失的結構，該結構可以實現高溫管道的熱防護，減小高溫管道的設計厚度，減少管道內部氣流熱損失。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0006]一種減少高溫管道熱損失的結構，包括:內襯筒、金屬絹絲網、隔熱塊、金屬筒、金屬絲和高溫管道外殼體；
[0007]金屬絹絲網包裹在內襯筒的外表面，金屬筒套在內襯筒外部，且金屬筒和金屬絹絲網之間填充隔熱塊，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構的最外層。
[0008]內襯筒的筒壁上均布通孔。
[0009]所述內襯筒筒壁上的通孔按20?30%的開孔率加工。
[0010]金屬絹絲網的網孔大于等于500目。
[0011 ] 隔熱塊的材料為Al2O3加SiO2的混合體。
[0012]隔熱塊內部充滿氣孔。[0013]所述內襯筒、金屬絹絲網、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)明與現有技術相比的有益效果是:
[0016]本發(fā)明結構所采取的A1203加Si02混合體鑄造成型隔熱塊的結構設計，降低了異型管道隔熱結構制作難度，解決了常規(guī)高溫高壓管道隔熱結構在使用過程中出現的隔熱材料飛出情況，并需對高溫管道熱防護結構定時檢修更換的問題；該結構由于采取多項措施解決了高溫管道熱量損失過大的問題，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題；該結構不同于采取外部進行管道包覆的做法，該做法在管道內部流動氣流溫度較高時，管道壁厚經計算會很大，結構制造成本很高，而該結構由于隔熱結構作用，大大減少了熱量傳遞散失，保證管道內壁面溫度遠遠低于氣流總溫，減小了管道壁厚，降低了加工制造成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
[0018]圖2為局部放大圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述。
[0020]如圖1、圖2所示，一種減少高溫管道熱損失的結構，包括:內襯筒1、金屬絹絲網
2、隔熱塊3、金屬筒4、金屬絲5和高溫管道外殼體6 ;圖1中箭頭方向為氣流方向。
[0021]金屬絹絲網2緊密包裹在內襯筒I的外表面，金屬絹絲網2相接處采取壓邊處理，防止金屬絹絲網2滑脫，金屬筒4套在內襯筒I外部，且金屬筒4和金屬絹絲網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構的最外層。
[0022]內襯筒I的筒壁上均布通孔，內襯筒I筒壁上的通孔按20?30%的開孔率加工，孔徑大小按Imm?5mm加工。金屬絹絲網2的網孔大于等于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內部充滿氣孔，氣孔具有隔熱性，降低隔熱塊3的熱傳導速率。內襯筒1、金屬絹絲網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構，包括不銹鋼內襯筒1、不銹鋼絹絲網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]不銹鋼內襯筒I位于高溫管道的最內層，壁厚2mm，為保證壓力平衡，防止內筒受壓，在內筒上按20?30%開孔率進行氣流平衡孔加工，不銹鋼內襯筒I作用為穩(wěn)定及隔熱，并保證不銹鋼內襯筒I不承受氣流壓力；不銹鋼內襯筒I外層包覆有一層不銹鋼絹絲網2，絲徑0.02mm，網孔500目，該層絹絲網可有效防止隔熱材料的飛出；不銹鋼絹絲網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變徑、異徑等管道形狀，且材料密度小，隔熱塊內部充滿氣孔，加強了隔熱特性；成型隔熱塊3外部包覆有0.05mm厚不銹鋼薄板4，進一步保護成型隔熱塊3由于氣流震動導致的碎屑飛出，同時便于整個結構的整體裝配；不銹鋼薄板4外采用直徑為0.5mm不銹鋼絲5進行捆扎，進一步保證整體結構的牢固性；高溫管道外殼體6位于最外層，經成型隔熱塊3降溫后，溫度傳至高溫管道外殼體6。
[0025]本發(fā)明的工作過程描述:
[0026]高溫管道工作時，被加熱至800°C以上的高溫氣流流經高溫管道內壁面，首先與2mm厚的不銹鋼內襯筒接觸，為保證壓力平衡，防止內筒受壓，在內筒上按20?30%開孔率進行氣流平衡孔加工，不銹鋼內襯筒I的作用為穩(wěn)定及隔熱，并保證不銹鋼內襯筒I不承受氣流壓力；氣流通過內襯筒上的氣流平衡孔傳到不銹鋼絹絲網，絲徑0.02mm，網孔500目，該層絹絲網可有效防止隔熱材料的飛出；氣流再經不銹鋼絹絲網傳至成型隔熱塊，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變徑、異徑等管道形狀，且材料密度小，隔熱塊內部充滿氣孔，加強了隔熱特性；氣流溫度經成型隔熱塊熱傳導后傳至0.05_厚不銹鋼薄板，再經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，此時外殼體外壁面溫度降至60°C以下。
【權利要求】
1.一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于包括:內襯筒(I)、金屬絹絲網(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(2)包裹在內襯筒(I)的外表面，金屬筒(4)套在內襯筒(I)外部，且金屬筒(4)和金屬絹絲網(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構的最外層。
2.根據權利要求1所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于:內襯筒(I)的筒壁上均布通孔，孔徑Imm?5mm。
3.根據權利要求2所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于:所述內襯筒(1)筒壁上的通孔按20?30%的開孔率加工。
4.根據權利要求1所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于:金屬絹絲網(2)的網孔大于等于500目。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于:隔熱塊(3)的材料為Al2O3加SiO2的混合體。
6.根據權利要求5所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于:隔熱塊(3)內部充滿氣孔。
7.根據權利要求1所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，其特征在于:所述內襯筒(I)、金屬絹絲網(2)、金屬筒(4)和金屬絲(5)均采用耐高溫金屬材料。
8.根據權利要求7所述的一種減少高溫管道熱損失的結構，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】F16L59/10GK103486406SQ201310390253
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權日: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 申請人:北京航天益森風洞工程技術有限公司