一种减少高温管道热损失的结构的制作方法
【专利摘要】一种减少高温管道热损失的结构，包括：内衬筒、金属绢丝网、隔热块、金属筒、金属丝和高温管道外壳体；金属绢丝网包裹在内衬筒的外表面，金属筒套在内衬筒外部，且金属筒和金属绢丝网之间填充隔热块，金属丝捆扎在金属筒的外表面，高温管道外壳体位于所述减少高温管道热损失结构的最外层。本发明结构可以实现高温管道的热防护，减小高温管道的设计厚度，减少管道内部气流热损失。
【专利说明】一种减少高温管道热损失的结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种减少高温管道热损失的结构。
【背景技术】
[0002]在常规高超风洞设计中，需要对气流进行加热，增加气体总温，防止气体在快速流动过程中出现冷凝现象，加热后的气体温度经常达到800°C以上，常规管道材料在该温度下的许用应力不能满足设计要求，若采取高温合金材料，成本会大大增加，国内高超风洞设备现有所能够参考的高温管道结构形式多采用外表面包覆含锆高纯耐火纤维棉或内表面贴覆耐火纤维棉结构，外表面包覆方案可以防止管道壁面温度向空间扩散，起到隔热作用，但是高性能材料或增加管道壁厚才能满足设计要求；内表面贴覆方案可以降低管道材料的设计温度，减小设计壁厚，并且能够降低管道壁面温度，起到隔热作用，但该结构在实际使用过程中，出现由于气流冲刷及吸附效果导致耐火纤维棉从内衬套平衡孔中吸出情况，进而导致该隔热结构失效，在检查不到位的情况下发生管道过热，超过设计温度，出现蠕变疲劳破裂等危险情况，同时被气流吸出的耐火纤维棉进入调压阀等风洞核心部件，造成该部件部分功能失效。
[0003]针对常规高超风洞设备中高温管道的性能要求，需要设计在800°C以上能够连续使用的高温管道，同时高温管道外壁面温度不能高于60°C，以防止人员烫伤，由于国内可参考的常规高超风洞高温管道热防护效果不好，且需要短期就对高温管道进行热防护结构检查，防止结构破坏，给整体设备的使用、运行带来了极大的安全隐患，所以在结构设计中需解决管道热防护、结构稳定性满足上述要求的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:克服现有技术的不足，提供了一种能够减少高温管道热量损失的结构，该结构可以实现高温管道的热防护，减小高温管道的设计厚度，减少管道内部气流热损失。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006]一种减少高温管道热损失的结构，包括:内衬筒、金属絹丝网、隔热块、金属筒、金属丝和高温管道外壳体；
[0007]金属絹丝网包裹在内衬筒的外表面，金属筒套在内衬筒外部，且金属筒和金属絹丝网之间填充隔热块，金属丝捆扎在金属筒的外表面，高温管道外壳体位于所述减少高温管道热损失结构的最外层。
[0008]内衬筒的筒壁上均布通孔。
[0009]所述内衬筒筒壁上的通孔按20?30%的开孔率加工。
[0010]金属絹丝网的网孔大于等于500目。
[0011 ] 隔热块的材料为Al2O3加SiO2的混合体。
[0012]隔热块内部充满气孔。[0013]所述内衬筒、金属絹丝网、金属筒和金属丝均采用耐高温金属材料。
[0014]所述耐高温金属材料为不锈钢或高温合金。
[0015]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0016]本发明结构所采取的A1203加Si02混合体铸造成型隔热块的结构设计，降低了异型管道隔热结构制作难度，解决了常规高温高压管道隔热结构在使用过程中出现的隔热材料飞出情况，并需对高温管道热防护结构定时检修更换的问题；该结构由于采取多项措施解决了高温管道热量损失过大的问题，可以保证管道外壁面温度小于60°C，杜绝了由于各种原因造成的人员烫伤问题；该结构不同于采取外部进行管道包覆的做法，该做法在管道内部流动气流温度较高时，管道壁厚经计算会很大，结构制造成本很高，而该结构由于隔热结构作用，大大减少了热量传递散失，保证管道内壁面温度远远低于气流总温，减小了管道壁厚，降低了加工制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明结构示意图；
[0018]图2为局部放大图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述。
[0020]如图1、图2所示，一种减少高温管道热损失的结构，包括:内衬筒1、金属絹丝网
2、隔热块3、金属筒4、金属丝5和高温管道外壳体6 ;图1中箭头方向为气流方向。
[0021]金属絹丝网2紧密包裹在内衬筒I的外表面，金属絹丝网2相接处采取压边处理，防止金属絹丝网2滑脱，金属筒4套在内衬筒I外部，且金属筒4和金属絹丝网2之间填充隔热块3，金属丝5捆扎在金属筒4的外表面，高温管道外壳体6位于所述减少高温管道热损失结构的最外层。
[0022]内衬筒I的筒壁上均布通孔，内衬筒I筒壁上的通孔按20?30%的开孔率加工，孔径大小按Imm?5mm加工。金属絹丝网2的网孔大于等于500目。隔热块3的材料为Al2O3加SiO2的混合体，该混合体采取铸造成型，能够提供变径、异形等各种样式管道隔热块，隔热块3内部充满气孔，气孔具有隔热性，降低隔热块3的热传导速率。内衬筒1、金属絹丝网2、金属筒4和金属丝5均采用耐高温金属材料，本发明中采用耐高温金属材料如不锈钢或者高温合金。
[0023]减少高温管道热损失结构，包括不锈钢内衬筒1、不锈钢絹丝网2、成型隔热块3、不锈钢薄板4、0.5_不锈钢丝5和高温管道外壳体6。
[0024]不锈钢内衬筒I位于高温管道的最内层，壁厚2mm，为保证压力平衡，防止内筒受压，在内筒上按20?30%开孔率进行气流平衡孔加工，不锈钢内衬筒I作用为稳定及隔热，并保证不锈钢内衬筒I不承受气流压力；不锈钢内衬筒I外层包覆有一层不锈钢絹丝网2，丝径0.02mm，网孔500目，该层絹丝网可有效防止隔热材料的飞出；不锈钢絹丝网2外部为成型隔热块3，材料为Al2O3加SiO2混合体；该处成型隔热块3采用模具一次浇铸成型，由于模具的随意性，成型隔热块具有可以适应变径、异径等管道形状，且材料密度小，隔热块内部充满气孔，加强了隔热特性；成型隔热块3外部包覆有0.05mm厚不锈钢薄板4，进一步保护成型隔热块3由于气流震动导致的碎屑飞出，同时便于整个结构的整体装配；不锈钢薄板4外采用直径为0.5mm不锈钢丝5进行捆扎，进一步保证整体结构的牢固性；高温管道外壳体6位于最外层，经成型隔热块3降温后，温度传至高温管道外壳体6。
[0025]本发明的工作过程描述:
[0026]高温管道工作时，被加热至800°C以上的高温气流流经高温管道内壁面，首先与2mm厚的不锈钢内衬筒接触，为保证压力平衡，防止内筒受压，在内筒上按20?30%开孔率进行气流平衡孔加工，不锈钢内衬筒I的作用为稳定及隔热，并保证不锈钢内衬筒I不承受气流压力；气流通过内衬筒上的气流平衡孔传到不锈钢絹丝网，丝径0.02mm，网孔500目，该层絹丝网可有效防止隔热材料的飞出；气流再经不锈钢絹丝网传至成型隔热块，材料为A1203加Si02混合体，该处成型隔热块3采用模具一次浇铸成型，由于模具的随意性，成型隔热块具有可以适应变径、异径等管道形状，且材料密度小，隔热块内部充满气孔，加强了隔热特性；气流温度经成型隔热块热传导后传至0.05_厚不锈钢薄板，再经0.05_厚不锈钢薄板及0.5mm不锈钢丝传至位于最外层高温管道外壳体6，此时外壳体外壁面温度降至60°C以下。
【权利要求】
1.一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于包括:内衬筒(I)、金属絹丝网(2)、隔热块(3)、金属筒(4)、金属丝(5)和高温管道外壳体(6)； 金属絹丝网(2)包裹在内衬筒(I)的外表面，金属筒(4)套在内衬筒(I)外部，且金属筒(4)和金属絹丝网(2)之间填充隔热块(3)，金属丝(5)捆扎在金属筒(4)的外表面，高温管道外壳体(6 )位于所述减少高温管道热损失结构的最外层。
2.根据权利要求1所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:内衬筒(I)的筒壁上均布通孔，孔径Imm?5mm。
3.根据权利要求2所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:所述内衬筒(1)筒壁上的通孔按20?30%的开孔率加工。
4.根据权利要求1所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:金属絹丝网(2)的网孔大于等于500目。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:隔热块(3)的材料为Al2O3加SiO2的混合体。
6.根据权利要求5所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:隔热块(3)内部充满气孔。
7.根据权利要求1所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:所述内衬筒(I)、金属絹丝网(2)、金属筒(4)和金属丝(5)均采用耐高温金属材料。
8.根据权利要求7所述的一种减少高温管道热损失的结构，其特征在于:所述耐高温金属材料为不锈钢或高温合金。
【文档编号】F16L59/10GK103486406SQ201310390253
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】卜俊辉, 刘怀印, 程利锋, 王盛楠, 孙勇堂 申请人:北京航天益森风洞工程技术有限公司