[发明专利]一种新型高温管及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型高温管及其制作工艺，该高温管可用于高温燃气流发生装置中，温度达到2100K、马赫数达到0.5的高温高速气流管路，相对传统水冷结构具有更小的温度损失及更好的温度均匀性。

背景技术

高超声速飞行器气动热结构试验要求热结构试验设备具有温度高、试件大、工作时间长、瞬态功能强等特点。高温燃气流试验装置可利用发动机原理产生高温燃气流加热方式，实现高温、大热流密度热模拟的同时，满足连续长时间试验要求。在高温燃气流试验装置的燃气发生器后端，需设置一段用于调整气流状态的高温管道。该高温管道内的燃气流温度达到2100K、马赫数达到0.5，采用传统单纯水冷套结构造成燃气流温度损失很大，同时水冷管壁处气流温度低，喷口截面燃气流温度分布均匀性差。

发明内容

为克服现有高温管道造成燃气流温度损失大及温度分布均匀性差的不足，本发明提供一种新型高温管道结构及制作工艺。

本发明涉及一种新型高温管道结构，其特征在于，该高温管道由三层组成。内层是耐高温的陶瓷内衬；最外层是不锈钢的水冷外套；中间层是一层柔性高温保温材料。该柔性高温保温材料的主要成分是氧化锆，可耐2000K高温，填充后其硬度类似硬泡沫塑料，进而既能对陶瓷内衬起到一定的固支作用，又能避免陶瓷内衬热胀冷缩时与不锈钢管道间发生硬接触，最大程度保证了高温陶瓷内胆的安全。

本发明涉及一种新型高温管道的制作工艺，其特征在于：

1、分别设计、制作水冷外套以及内部的耐高温的陶瓷内衬，在设计的时候注意为耐高温陶瓷留下足够的膨胀空间；

2、针对每一段的结构设计工装，工装的主要用途是将耐高温的陶瓷内衬与水冷外套同轴放置并在两端固定；

3、将陶瓷内衬套入水冷外套中，两端分别用工装固定并调整至陶瓷内衬与水冷外套同轴；

4、该保温材料的主要成分是氧化锆，在未使用的状态下类似于受潮的面粉，在使用的时候用振荡器充分振荡，该材料在受到挤压或振荡后会变成浆糊状的粘稠浆体；

5、将该保温材料的粘稠浆体灌入耐高温陶瓷和水冷外套之间，并用工具将其压实，然后取出工装；

6、将制作好的管道放置在烘箱中，保持180度的温度12小时以上，将其烘干；

7、最后将制作好的管道安装至相应的部段，完成整个制作过程。

根据本发明的一个方面，提供了一种高温管，其特征在于包括：

耐高温的陶瓷内衬；

最外层的不锈钢的水冷外套；

柔性高温保温材料的中间层。

根据本发明的一个进一步的方面，提供了一种高温管的制作工艺，其特征在于包括：

将耐高温的陶瓷内衬套入水冷外套中，

将耐高温的陶瓷内衬与水冷外套的两端分别用工装固定，

将陶瓷内衬与水冷外套调整至同轴。

附图说明

图1显示了根据本发明的一个实施例的新型高温管道结构示意图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的新型高温管道制作过程中将耐高温的陶瓷内衬与水冷外套同轴放置并在两端固定的示意图。

附图标号：

1-陶瓷内衬；2-柔性高温保温材料；3-水冷外套；4-工装。

具体实施方案

如图1和2所示，根据本发明的一个实施例的新型高温管道由三层组成。内层是耐高温的陶瓷内衬1；最外层是不锈钢的水冷外套3；中间层是一层柔性高温保温材料2。该柔性高温保温材料2的主要成分是氧化锆，可耐2000K高温，填充后其硬度类似硬泡沫塑料，进而既能对陶瓷内衬1起到一定的固支作用，又能避免陶瓷内衬1热胀冷缩时与不锈钢管道3间发生硬接触，最大程度保证了高温陶瓷内衬1的安全。

根据本发明的一个实施例的一种新型高温管道的制作工艺，其特征在于：

1、分别设计、制作水冷外套3以及内部的耐高温的陶瓷内衬1，在设计的时候注意为耐高温陶瓷留下足够的膨胀空间；

2、针对每一段的结构设计工装4，工装4的主要用途是将耐高温的陶瓷内衬1与水冷外套3同轴放置并在两端固定。在本发明的一个具体实施例中，工装为若干个木质楔形垫块。

3、将陶瓷内衬1套入水冷外套3中，两端分别用工装4固定并调整至陶瓷内衬1与水冷外套3同轴；

3、该柔性高温保温材料3的主要成分是氧化锆，在未使用的状态下类似于受潮的面粉，在使用的时候用振荡器充分振荡，该材料在受到挤压或振荡后会变成浆糊状的粘稠浆体；

4、将该柔性高温保温材料2的粘稠浆体灌入耐高温陶瓷内衬1和水冷外套3之间，并用工具将其压实，然后取出工装4；