СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДЕТАЛИ ОТ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ Российский патент 1995 года по МПК F16L59/02 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в авиации, космонавтике, ядерной энергетике и химических аппаратах.

Известен способ тепловой защиты посредством наружного регенеративного охлаждения, который широко применяется, но имеет ряд недостатков и ограничений в использовании: сложность системы, потребность в насосе высокого давления, возможное кипение или разложение прокачиваемого в охлажденном тракте продукта.

Эти недостатки устраняются применением тугоплавких покрытий на поверхности деталей, подвергаемых воздействию высоких температур.

Недостатками этого способа являются:
большие затраты на нанесение покрытия, связанные с необходимостью обработки поверхности детали под покрытие до высоких классов чистоты, проведением обезжиривания и специальной обработки этой поверхности, особенно этот недостаток проявляется на деталях больших габаритов и сложной формы;
ограниченная тепловая эффективность тугоплавкого покрытия из-за его малой толщины и высокой теплопроводности.

Цель изобретения снижение затрат и повышение эффективности покрытия.

Цель достигается тем, что покрытие наносят на листовую оболочку, которую прикрепляют к защищаемой детали со стороны действия теплового потока.

На фиг. 1 представлен вариант реализации способа для тепловой защиты барабана; на фиг. 2 тепловая защита колосников; на фиг. 3 схема реализации способа; на фиг. 4 график изменения температуре.

П р и м е р 1. На металлическую поверхность 1 сушильного барабана (фиг. 1) прикреплены четыре металлических листа 2 с покрытием из жаростойкого материала 3.

П р и м е р 2. На верхнюю поверхность колосника (фиг. 2) при помощи сварки или винтов (фиг. 3) крепится лист 2 с покрытием 3 из жаростойкого материала. В качестве покрытия могут быть использованы тугоплавкие металлы: никель, хром, вольфрам, молибден, или керамическое покрытие с жаростойким подслоем на базе Ni Al Cr. В качестве керамической составляющей можно использовать диоксид циркония ZrO₂.

В обоих случаях листы прикрепляются на механически необработанную поверхность после литья (фиг. 3) или механически обработанную поверхность с чистотой кл.

3. 4 или .

Грубая обработка позволит получить двойной эффект, т.е. уменьшение стоимости обработки детали за счет исключения финишных операций: шлифовки, полировки и подготовки под покрытие сложных, громоздких деталей, увеличение эффективности тепловой защиты за счет контактного термического сопротивления по необработанной поверхности.

На фиг. 4 показаны 3 варианта изменения температуры стенки: без покрытий 5, с покрытием 6, с листом и покрытием 7.

Для случая нанесения покрытия непосредственно на деталь тепловое сопротивление можно подсчитать по формуле
R₁= +
В предлагаемом техническом решении
R₂= + R_покр+ +
Очевидно, что R₂>>R₁, т. е. тепловая защита эффективнее и температура поверхности детали t₄<t₃.

Применение изобретения позволит уменьшить затраты на механическую обработку и подготовку к покрытию громоздких деталей, и производить эти процессы над плоским листом о массовом производстве, что проще и дешевле, увеличить эффективность тепловой защиты за счет контактного термического сопротивления, улучшить ремонтопригодность изделий.

Использование: в теплотехнике, в авиационной и космической технике, ядерной энергетике, печах и химических аппаратах. Сущность изобретения: теплозащитное покрытие наносят на листовую оболочку, а ее прикрепляют к защищаемой детали со стороны действия теплового потока. Оболочку выполняют составной. На защищаемой поверхности детали целесообразно выполнять микронеровности. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ДЕТАЛИ ОТ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ, включающий нанесение покрытия на теплозащитные листы и закрепление теплозащитных листов на поверхности детали, причем покрытие расположено со стороны действия теплового потока, отличающийся тем, что перед закреплением листов на поверхности детали выполняют микронеровности. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что листы выполняют в виде оболочки и закрепляют на детали винтами с потайной головкой.