CN107504287A - 一种结冰风洞保冷结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结冰风洞保冷结构的制作方法，包括风洞主体，从风洞主体外表面向外依次包括填充层、保冷层、防潮层和保护层，所述填充层、保冷层和防潮层与风洞主体为一体结构，所述保护层固定在防潮层的表面；本方案就是解决风洞的保温问题，特别是结冰风洞，通过整体结构设计避免后期可能出现的各种风险，特别是在风洞运行过程中出现的风险。

Description

一种结冰风洞保冷结构的制作方法

技术领域

本发明涉及风洞应用领域，尤其是涉及一种结冰风洞保冷结构的制作方法。

背景技术

结冰风洞属于特种风洞，与常规风洞相比，它配有制冷系统，可以模拟低温结冰试验环境，风洞运行温度为常温～-40℃。风洞建造过程中，为了降低试验过程中洞内冷量的耗散，且同时保证制冷系统对试验温度的控制，需要在风洞洞体钢结构外部设计保冷系统。

在现有的风洞制造过程中，为了实现其保冷的效果，采用了在风洞主体外敷保温层，通过在保温层上设置紧固架将其保温层紧固在风洞主体上，这种结构在一定程度上能实现其保温效果。但是因为其结构与主体结构之间存在缝隙，在风洞运行过程中，强大的空气流会使得风洞振动，高频的振动会使得保温层与主体之间松动，从而有可能掉落的风险，当然因为保温层出现松动自然风洞主体的保冷效果就会下降。因此，需要对风洞结构进行改进，使得风洞保冷结构效果更好。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的风洞保冷结构的制作方法，确保风洞在运行过程中能温度有效的保证制冷效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种结冰风洞保冷结构，包括风洞主体，从风洞主体外表面向外依次包括填充层、保冷层、防潮层和保护层，所述填充层、保冷层和防潮层与风洞主体为一体结构，所述保护层固定在防潮层的表面。

在上述技术方案中，所述风洞主体由若干块钢件拼接而成，所述风洞主体外表面上设置有若干加强筋，所述加强筋、风洞主体表面相互之间构成有若干空腔结构。

在上述技术方案中，所述空腔结构内设置有填充层，所述填充层填满加强筋与风洞主体表面之间的空间，使得填充层与加强筋上沿齐平。

在上述技术方案中，所述填充层完全覆盖所有加强筋。

在上述技术方案中，所述保冷层与防潮层之间设置有过渡层。

在上述技术方案中，所述过渡层为水泥基，所述水泥基用于连接保冷层与防潮层。

在上述技术方案中，包括有若干根固定柱，所述固定柱一端与风洞主体外表面连接，所述固定柱的另一端与保护层连接。

在上述技术方案中，所述固定柱与风洞主体外表面、填充层、保冷层、防潮层为一体结构，所述固定柱与保护层的内表面铆接。

在上述技术方案中，所述固定柱不穿过保护层。

在上述技术方案中，所述保护层与防潮层非一体结构。

在上述技术方案中，整个风洞主体保冷结构的制作方法过程为：

步骤一：将若干块钢件拼接为风洞主体结构，在其外表面的横向和纵向交叉设置有若干加强筋；

步骤二：填充层为玻璃纤维，采用高压喷射的方式将液体玻璃纤维喷射在风洞主体的表面，且使得玻璃纤维填充满加强筋与风洞主体之间的空腔结构，直到玻璃纤维完全覆盖加强筋；

步骤三：在填充层表面采用高压喷射的方式将聚氨酯泡沫塑料作为保冷层喷涂在填充层表面，然后再利用高压喷射的方式将防潮层喷涂在保冷层表面；

步骤四：最后将保护层通过铆接的方式固定在保护层的表面。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：就是解决风洞的保温问题，特别是结冰风洞，通过整体结构设计避免后期可能出现的各种风险，特别是在风洞运行过程中出现的风险。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖面图；

其中：1是风洞主体，2是填充层，3是保冷层，4是防潮层，5是保护层，6是过渡层，7是固定柱。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1 所示，本发明所述的风洞保冷结构从内到外依次包括风洞主体、填充层、保冷层、防潮层和保护层，填充层、保冷层、防潮层和风洞主体采用一体结构，保护层将整个保冷结构包裹保护，并保持风洞外部的整齐美观，材料可以为彩钢薄板、铝蒙皮等。

在本方案中，因为风洞主体是属于大型设备，而且因为本发明所针对的是结冰风洞，因此风洞主体不能采用传统的钢筋混泥土结构设计。本发明中的风洞主体采用全钢结构，而整个风洞主体不可能采用一次成型的铸造工艺，因此采用若干块钢件拼接而成。因为风洞在运行过程中，高强度的风速流场会对钢结构的风洞壁带来剧烈的振动，使得风洞主体结构带来安全隐患，也会使得测试精度下降。为了规避这些弊端，在风洞主体的外壁上设置有若干加强筋，加强筋横竖交叉设置，使得加强筋与风洞主体之间形成若干个空腔结构，使得整个风洞主体的外壁上出现若干个内凹的空腔。

因此，在制作保冷结构时，首先需要将这些空腔结构填充起来，本发明采用玻璃纤维作为填充材料进行填充，因为这里的空腔结构填充后要使得风洞主体、加强筋和玻璃纤维成为一个整体，因此就不能采用成品的玻璃纤维；本方案采用液体的玻璃纤维进行填充。我们都知道，玻璃纤维如果直接倒入空腔结构内进行凝固，那么因为填充的先后顺序就可能导致玻璃纤维之间出现气泡或者缝隙，使得不能成为一个完整的整体，因此在填充的时候选择高压喷涂的方式，将液体玻璃纤维喷射在空腔结构内进行填充，知道玻璃纤维完全覆盖住加强筋，谁的整个外壁完全形成一个平面方便进一步的工作。

在填充层上设置保冷层，因为要起到保冷的效果，本方案中采用聚氨酯泡沫塑料作为保冷层的主要喷涂材料，因为要实现其施工，保冷层也只能采用喷涂的方式将液体聚氨酯泡沫塑料通过高压的方式喷涂在填充层上，因为聚氨酯泡沫塑料和玻璃纤维具有良好的粘贴性，因此两者可以牢固的粘贴为一体，使得填充层和保冷层成为一个整体。

保冷层上面需要设置防潮层，防潮层采用常规的防潮材料。但是值得注意一点，一般的防潮材料和作为保冷层的聚氨酯泡沫塑料相互间不具有良好的粘贴性，如果直接将防潮材料喷涂在保冷层上，长时间的运行风洞，可能导致防潮层从保冷层上掉落。另外，因为整个保冷结构在保冷的过程中，空气进行冷热交换时会出现冷凝现象，冷凝现象使得空气中的水变成水珠浸入保冷层和填充层，时间长了回腐蚀坏掉填充层，影响保冷效果。因此需要在保冷层的表面增加一层过渡层，本发明采用水泥基防水涂料做为过渡层，水泥基有一个非常好的特性，就是不论是和聚氨酯泡沫塑料还是和防潮材料，水泥基均具有良好的粘贴性，因此水泥基可以实现保冷层和防潮层两者完美的结合。其次，水泥基防水涂料可以防止空气中冷凝的水进入到保冷层中，将水份完全隔离到防潮中，增加保冷层和填充层的使用寿命。

保护层的作用是将整个保冷结构包裹保护，并保持风洞外部的整齐美观，材料可以是彩钢薄板、铝蒙皮等。但是保护层的固定是一个麻烦事，保护层不能直接通过粘贴的方式粘贴在防潮层上，因为前面说到，在风洞高速运行过程中，直接粘贴的后果会使得粘贴物脱落。也不能通过螺钉固定方式固定，因为不论是填充层、保冷层还是防潮层，其材料都属于泡沫材料，不具备良好的提供受力点。因此只能换一种方式，本发明采用固定柱的方式进行固定，将固定柱的一端焊接固定在风洞主体的外壁面上，固定柱的另一端穿过填充层、保冷层、防潮层后通过铆接的方式与保护层的内表面进行铆接，为了美观，固定柱不能穿过保护层，使得保护层外表面是一完整光滑表面。完成安装后的保冷结构的剖面图如图2所示。

具体的操作过程为：

首先：将若干块钢件拼接为风洞主体结构，在其外表面的横向和纵向交叉设置有若干加强筋，然后将若干根固定柱焊接在风洞主体的表面，使得固定柱与风洞表面垂直；

其次：填充层为玻璃纤维，采用高压喷射的方式将液体玻璃纤维喷射在风洞主体的表面，且使得玻璃纤维填充满加强筋与风洞主体之间的空腔结构，直到玻璃纤维完全覆盖加强筋；

接下来：在填充层表面采用高压喷射的方式将聚氨酯泡沫塑料作为保冷层喷涂在填充层表面，然后在保冷层的表面喷涂一层水泥基防水涂料，然后再利用高压喷射的方式将防潮层喷涂在水泥基防水涂料表面；

最后，因为前面在喷涂材料时，是连同固定柱一起喷涂的，等各种涂料凝固后，固定柱的高度是要大于其整个保冷结构的厚度的，超过防潮层的部分用于和保护层进行铆接。

需要提到一定，因为保护层实现的目的，所以保护层不需要和防潮层完全粘接在一起，两者之间可以存在缝隙。当然没有缝隙是最佳的。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种结冰风洞保冷结构的制作方法，所述保冷结构包括风洞主体，其特征在于从风洞主体外表面向外依次包括填充层、保冷层、防潮层和保护层，所述填充层、保冷层和防潮层与风洞主体为一体结构，所述保护层固定在防潮层的表面；

制作方法包括以下步骤：

步骤一：将若干块钢件拼接为风洞主体结构，在其外表面的横向和纵向交叉设置有若干加强筋；

步骤二：填充层为玻璃纤维，采用高压喷射的方式将液体玻璃纤维喷射在风洞主体的表面，且使得玻璃纤维填充满加强筋与风洞主体之间的空腔结构，直到玻璃纤维完全覆盖加强筋；

步骤三：在填充层表面采用高压喷射的方式将聚氨酯泡沫塑料作为保冷层喷涂在填充层表面，然后再利用高压喷射的方式将防潮层喷涂在保冷层表面；

步骤四：最后将保护层通过铆接的方式固定在保护层的表面。

2.根据权利要求1所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于所述保冷层与防潮层之间设置有过渡层。

3.根据权利要求2所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于所述过渡层为水泥基，所述水泥基用于连接保冷层与防潮层。

4.根据权利要求1或3所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于步骤三中，在喷涂防潮层之前，需要在保冷层表面预先喷涂一层水泥基防水涂料，然后将防潮层喷涂在水泥基防水涂料表面。

5.根据权利要求1所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于包括有若干根固定柱，所述固定柱一端与风洞主体外表面连接，所述固定柱的另一端与保护层连接。

6.根据权利要求5所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于所述固定柱与风洞主体外表面、填充层、保冷层、防潮层为一体结构，所述固定柱与保护层的内表面铆接。

7.根据权利要求1或5所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于在步骤一种，首先将固定柱的一端固定焊接在风洞主体外表面上，固定柱垂直于风洞表面，步骤二中的玻璃纤维、步骤三中的聚氨酯泡沫塑料和防潮层喷涂时将风洞主体与固定柱作为一个整体全部喷涂。

8.根据权利要求7所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于所述固定柱的长度要大于填充层、保冷层、防潮层的整体高度，使得固定柱与保护层进行连接。

9.根据权利要求5或8任一所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于所述固定柱与保护层之间采用铆接的方式进行连接。

10.根据权利要求9所述的一种结冰风洞保冷结构的制作方法，其特征在于所述固定柱与保护层的内表面进行铆接，且固定柱不穿过保护层。