一種新型高溫管及其製作工藝的製作方法
2023-04-28 11:39:41 1
專利名稱：一種新型高溫管及其製作工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種新型高溫管及其製作工藝，該高溫管可用於高溫燃氣流發生裝置中，溫度達到2100K、馬赫數達到0. 5的高溫高速氣流管路，相對傳統水冷結構具有更小的溫度損失及更好的溫度均勻性。
背景技術：
高超聲速飛行器氣動熱結構試驗要求熱結構試驗設備具有溫度高、試件大、工作時間長、瞬態功能強等特點。高溫燃氣流試驗裝置可利用發動機原理產生高溫燃氣流加熱方式，實現高溫、大熱流密度熱模擬的同時，滿足連續長時間試驗要求。在高溫燃氣流試驗裝置的燃氣發生器後端，需設置一段用於調整氣流狀態的高溫管道。該高溫管道內的燃氣流溫度達到2100K、馬赫數達到0. 5，採用傳統單純水冷套結構造成燃氣流溫度損失很大， 同時水冷管壁處氣流溫度低，噴口截面燃氣流溫度分布均勻性差。
發明內容
為克服現有高溫管道造成燃氣流溫度損失大及溫度分布均勻性差的不足，本發明提供一種新型高溫管道結構及製作工藝。本發明涉及一種新型高溫管道結構，其特徵在於，該高溫管道由三層組成。內層是耐高溫的陶瓷內襯；最外層是不鏽鋼的水冷外套；中間層是一層柔性高溫保溫材料。該柔性高溫保溫材料的主要成分是氧化鋯，可耐2000K高溫，填充後其硬度類似硬泡沫塑料，進而既能對陶瓷內襯起到一定的固支作用，又能避免陶瓷內襯熱脹冷縮時與不鏽鋼管道間發生硬接觸，最大程度保證了高溫陶瓷內膽的安全。本發明涉及一種新型高溫管道的製作工藝，其特徵在於1、分別設計、製作水冷外套以及內部的耐高溫的陶瓷內襯，在設計的時候注意為耐高溫陶瓷留下足夠的膨脹空間；2、針對每一段的結構設計工裝，工裝的主要用途是將耐高溫的陶瓷內襯與水冷外套同軸放置並在兩端固定；3、將陶瓷內襯套入水冷外套中，兩端分別用工裝固定並調整至陶瓷內襯與水冷外套同軸；4、該保溫材料的主要成分是氧化鋯，在未使用的狀態下類似於受潮的麵粉，在使用的時候用振蕩器充分振蕩，該材料在受到擠壓或振蕩後會變成漿糊狀的粘稠漿體；5、將該保溫材料的粘稠漿體灌入耐高溫陶瓷和水冷外套之間，並用工具將其壓實，然後取出工裝；6、將製作好的管道放置在烘箱中，保持180度的溫度12小時以上，將其烘乾；7、最後將製作好的管道安裝至相應的部段，完成整個製作過程。根據本發明的一個方面，提供了一種高溫管，其特徵在於包括耐高溫的陶瓷內襯；
最外層的不鏽鋼的水冷外套；柔性高溫保溫材料的中間層。根據本發明的一個進一步的方面，提供了一種高溫管的製作工藝，其特徵在於包括將耐高溫的陶瓷內襯套入水冷外套中，將耐高溫的陶瓷內襯與水冷外套的兩端分別用工裝固定，將陶瓷內襯與水冷外套調整至同軸。
圖1顯示了根據本發明的一個實施例的新型高溫管道結構示意圖；圖2顯示了根據本發明的一個實施例的新型高溫管道製作過程中將耐高溫的陶瓷內襯與水冷外套同軸放置並在兩端固定的示意圖。附圖標號1-陶瓷內襯；2-柔性高溫保溫材料；3-水冷外套；4-工裝。 具體實施方案如圖1和2所示，根據本發明的一個實施例的新型高溫管道由三層組成。內層是耐高溫的陶瓷內襯1 ；最外層是不鏽鋼的水冷外套3 ；中間層是一層柔性高溫保溫材料2。 該柔性高溫保溫材料2的主要成分是氧化鋯，可耐2000K高溫，填充後其硬度類似硬泡沫塑料，進而既能對陶瓷內襯1起到一定的固支作用，又能避免陶瓷內襯1熱脹冷縮時與不鏽鋼管道3間發生硬接觸，最大程度保證了高溫陶瓷內襯1的安全。根據本發明的一個實施例的一種新型高溫管道的製作工藝，其特徵在於1、分別設計、製作水冷外套3以及內部的耐高溫的陶瓷內襯1，在設計的時候注意為耐高溫陶瓷留下足夠的膨脹空間；2、針對每一段的結構設計工裝4，工裝4的主要用途是將耐高溫的陶瓷內襯1與水冷外套3同軸放置並在兩端固定。在本發明的一個具體實施例中，工裝為若干個木質楔形墊塊。3、將陶瓷內襯1套入水冷外套3中，兩端分別用工裝4固定並調整至陶瓷內襯1 與水冷外套3同軸；3、該柔性高溫保溫材料3的主要成分是氧化鋯，在未使用的狀態下類似於受潮的麵粉，在使用的時候用振蕩器充分振蕩，該材料在受到擠壓或振蕩後會變成漿糊狀的粘稠漿體；4、將該柔性高溫保溫材料2的粘稠漿體灌入耐高溫陶瓷內襯1和水冷外套3之間，並用工具將其壓實，然後取出工裝4 ；5、將製作好的管道放置在烘箱中，保持180度的溫度12小時以上，將其烘乾；6、最後製作好的管道安裝至相應的部段，完成整個製作過程。
權利要求
1.一種高溫管，其特徵在於包括 耐高溫的陶瓷內襯；最外層的不鏽鋼的水冷外套； 柔性高溫保溫材料的中間層。
2.如權利要求1所述的高溫管，其特徵在於所述柔性高溫保溫材料的主要成分是氧化,告。
3.如權利要求1所述的高溫管，其特徵在於為耐高溫陶瓷留有膨脹空間。
4.如權利要求3所述的高溫管，其特徵在於，陶瓷內襯與水冷外套同軸設置，且在所述高溫管的兩端設置有固定工裝。
5.一種高溫管的製作工藝，其特徵在於包括 將耐高溫的陶瓷內襯套入水冷外套中，將耐高溫的陶瓷內襯與水冷外套的兩端分別用工裝固定， 將陶瓷內襯與水冷外套調整至同軸。
6.如權利要求5所述的製作工藝，其特徵在於進一步包括用振蕩器充分振蕩柔性高溫保溫材料，使之變成漿糊狀的粘稠漿體。
7.如權利要求6所述的製作工藝，其特徵在於進一步包括將該柔性高溫保溫材料的粘稠漿體灌入耐高溫陶瓷和水冷外套之間，用工具將灌入耐高溫陶瓷和水冷外套之間的該柔性高溫保溫材料的粘稠漿體壓實，取出工裝的步驟。
8.如權利要求7所述的製作工藝，其特徵在於進一步包括將製作好的管道放置在烘箱中烘乾。
全文摘要
本發明涉及一種新型高溫管道結構及製作工藝。一種新型高溫管道結構，其特徵在於，該高溫管道由三層組成。內層是耐高溫的陶瓷內襯；最外層是不鏽鋼的水冷外套；中間層是一層柔性高溫保溫材料。一種新型高溫管道的製作工藝，其特徵在於，分別製作陶瓷內襯和水冷外套，然後將陶瓷內襯套入水冷外套並同軸固定，再在陶瓷內襯和水冷外套之間灌入柔性高溫保溫材料的粘稠漿體並烘乾。
文檔編號F16L59/02GK102200204SQ201110085429
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月6日 優先權日2011年4月6日
發明者楊永軍, 王毅, 荊卓寅, 董素君, 趙儉 申請人:中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所, 北京航空航天大學