CN103760326B - 一种陶瓷易洁性能的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种陶瓷易洁性能的检测装置。其特征在于该检测装置包括装置箱体、自动供水保温系统、冲水管路系统、自动化滴油系统、样品台系统、自动控制系统和污水处理系统；装置箱体分隔成四部分；自动供水保温系统主要包括进水电磁阀、加热棒、测温元件和循环水泵；冲水管路系统包括出水电磁阀、自动控制流量计及试验冲头；自动化滴油系统主要有注射器、自动进样装置、丝杠和注射器槽；样品台系统包括样品固定夹、载物控制装置、可移动导轨及可移动导轨槽；自动控制系统主要有电磁阀时间控制器、恒温控制器、自动流量计控制器、自动进样装置控制器、载物装置控制器以及相关电脑程序；所述污水处理系统包括出水管和下水箱体。

Description

一种陶瓷易洁性能的检测装置

技术领域

本发明涉及借助于测定材料的物理性质来测试材料功能性技术，具体地说是一种陶瓷易洁性能检测装置。

背景技术

陶瓷制品是人类日常生活和生产中所不可缺少的用品。尽管目前陶瓷制品的表面釉层已相当致密和光滑，但由于生产工艺的限制，其表面仍不可避免地存在微小的针孔和凹凸。这些微小针孔和凹凸，在使用过程中很容易接触到环境中的污染物，这些污染物在范德华力、毛细管力和氢键等多种物理或化学力的作用下，很容易积聚在陶瓷表面的凹凸处或进入微孔中，对陶瓷制品的表面造成污染。如果陶瓷制品表面上的这些污物不及时清洗，就会成为细菌滋生的土壤，变成病毒传染源，这势必会危及其使用者的身体健康。因此，随着陶瓷制品的广泛使用，陶瓷制品表面的污染和清洗问题也逐渐引起人们的重视。

为了能较好地解决陶瓷制品的清洗问题，降低清洗的劳动强度，减轻对环境的压力和人体健康的危害，人们开始尝试改变陶瓷的表面性质，使陶瓷表面不易沾污，易于清洗。为了实现这一目的，从20世纪90年代开始，日本和德国等一些科技发达国家开展了关于陶瓷自清洁技术的研究，申请了一系列专利，并有自洁型陶瓷制品问世。与此同时各种评价陶瓷易洁效果的方法也应运而生，如CN1699956公开的易洁抗菌陶瓷易洁性能的检测方法，用产品表面的油污残余量来检测陶瓷易洁性能，油污残余量越小，表明产品越易清洁，反之，油污残余量越大，表明产品越不易清洁；液体吸光度—土壤污物残留量法，则通过测试清洗液中污染物的浓度来评价陶瓷易洁性能；Kuisma等在研究中，采用测色法来评价陶瓷易洁性能，即使用L*值评价釉面去污性和清洗性。该研究表明，陶瓷釉面越粗糙，污物黏附其表面越多；Kronberg等研究了传统陶瓷抗污性，以油酸为模拟污物，采用红外光谱技术，来研究表面的易洁性。

上述现有的各种各样的陶瓷易洁性能的测试方法都没有使用专门的测试装置，操作过程繁杂，测试效率低，测试结果稳定性和重复性均差。而对于现有的油污残留量法检测陶瓷易洁性能的装置，结构过于简单，自动化程度低，使得整个测试过程繁杂，测试效率低，且人为因素造成的误差较多。同时，因为现有装置采取两路平行的冲洗管路，不能保证水对样品冲击力的恒定，因而只能对样品的易洁性做出相对的比较。此外，由于现有装置的试片托固定不动，会造成试片冲洗不充分，影响测试结果的稳定性。因此，寻求一种更好的测试装置来解决这些问题具有很重要的价值。

发明内容

针对现有技术不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种陶瓷易洁性能的检测装置，该装置克服了现有陶瓷易洁性能的检测装置的不足，具有自动化程度高，操作过程简单，测试效率高，测试结果明确等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于该检测装置包括装置箱体、自动供水保温系统、冲水管路系统、自动化滴油系统、样品台系统、自动控制系统和污水处理系统；所述装置箱体包括外箱体、上层面板、中层面板、下层面板和底座；所述装置箱体由上、中、下层面板分隔成四个部分，且上、中、下层面板分别通过焊接方式与外箱体内壁相连，所述底座通过焊接方式与外箱体的底部连接；外箱体外表面一侧设置有小箱体门、玻璃窗口、总开关、温度显示器和流量显示器；

所述自动供水保温系统包括进水管接头、进水管、进水电磁阀、上水箱体、加热棒、测温元件、引流管和循环水泵，所述上水箱体位于上层面板中心处，固定连接；所述循环水泵放置于上水箱体内部左下角，所述加热棒和测温元件通过上水箱体上盖的两个孔分别插入上水箱体中，加热棒和测温元件再分别通过导线与恒温控制器接点相连；所述上水箱体左上方刻有储水刻度线，同时在储水刻度线处开孔，所述引流管从此开孔中引出与下水箱体相连接；所述上水箱体底部内壁设有流水口，所述进水电磁阀通过导线与电磁阀时间控制器相连接；

所述冲水管路系统包括冲水管路、开关阀、出水电磁阀、自动控制流量计、试验冲头及开关阀进水口，所述开关阀进水口一端与所述流水口通过螺纹密封连接，另一端与冲水管路连接；所述开关阀、出水电磁阀、自动控制流量计和试验冲头通过冲水管路由上至下依次密封连接；所述自动控制流量计通过固定装置与外箱体的内壁相连，再通过导线与自动流量计控制器相连；所述出水电磁阀通过导线与电磁阀时间控制器相连；

所述自动化滴油系统主要由注射器、自动进样装置、丝杠、注射器槽和固定螺丝组成，所述自动进样装置上部通过螺栓与上层面板下底面相连，其右侧通过螺丝固定在外箱体上，所述丝杠上端与自动进样装置相连，下端与注射器相连，且可以上下移动；所述注射器放置于注射器槽中，通过固定螺丝固定；

所述样品台系统包括样品固定夹、载物控制装置、可移动导轨及可移动导轨槽，样品固定夹通过带有齿轮的细轴与载物控制装置相连，载物控制装置可控制样品固定夹的转动，所述样品台载物控制装置位于可移动导轨上，可移动导轨置于可移动导轨槽内，可移动导轨槽通过连接件与下层面板的上表面固定连接；

所述自动控制系统主要由自动控制器箱体、电磁阀时间控制器、恒温控制器、自动流量计控制器、自动进样装置控制器、载物装置控制器以及相关的电脑程序软件组成；

所述污水处理系统包括出水管和下水箱体，所述下水箱体位于底座上，在下水箱体底部右侧设有出水管，在其左上方设有引流孔，引流孔与引流管密封连接。

与现有技术相比，本发明陶瓷易洁性能检测装置的积极效果是：

(1)本发明装置提出了陶瓷易洁性的新概念，所谓陶瓷易洁性是指陶瓷在不借助清洗剂处理和外力强行擦洗的情况下，仅仅依靠陶瓷本身表面与水之间的相互作用即可使污渍不易粘附、油污自行脱离的性能。本发明是依据陶瓷易洁性的定义而发明的检测陶瓷易洁性的装置。

(2)本发明装置可保证每次冲洗陶瓷待测试样品的时间、力度、温度相同，并可减少环境测试误差，确保检测可比性和精度。

(3)本发明装置结构简单，无需使用其他特殊的配套仪器，检测成本低，速度快，操作简单，效果直观。

(4)本发明装置适用性强，除可测试其陶瓷易洁性外，还能够用于检测玻璃或塑料材料的易洁性。

附图说明

图1是本发明陶瓷易洁性能检测装置一种实施例的总体构成示意图。

图2是本发明陶瓷易洁性能检测装置一种实施例的外观形状结构示意图。

图3是本发明陶瓷易洁性能检测装置一种实施例的样品台的主视结构示意图。

图4是本发明陶瓷易洁性能检测装置一种实施例的样品台的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明作进一步说明

本发明设计的陶瓷易洁性能检测装置(简称装置，参见图1-4)包括装置箱体部分、自动供水保温系统、冲水管路系统、自动化滴油系统、样品台系统、自动控制系统和污水处理系统七个部分；所述装置箱体部分主要包括外箱体11、上层面板12、中层面板13、下层面板14和底座15，所述上、中、下层面板将整个装置箱体内部分成四个部分，且分别通过焊接等方式与外箱体11内壁相连，所述底座也通过焊接的方式与外箱体11的底部连接；所述外箱体11的外表面一侧设置有小箱体门111、玻璃窗口112、总开关113、温度显示器114和流量显示器115。

所述自动供水保温系统包括进水管接头21、进水管22、进水电磁阀23、上水箱体24、加热棒25、测温元件26、引流管27和循环水泵28，所述上水箱体24位于上层面板12中心处，固定连接；所述循环水泵28放置于上水箱体24内部左下角，所述加热棒25和测温元件26通过上水箱体24上盖的两个孔分别插入上水箱体24中，加热棒25和测温元件26再分别通过导线与恒温控制器接点相连。所述上水箱体24左上方刻有储水刻度线，储水刻度线的高度为整个上水箱体24高度的2/3-4/5，同时在储水刻度线此处开孔，所述引流管从此开孔中引出与下水箱体72相连接；所述上水箱体24底部内壁设有流水口，流水口距上水箱体24左侧距离为整个上水箱体24底边长度的1/3-1/5；所述进水电磁阀通过导线与电磁阀时间控制器相连接。

所述冲水管路系统包括冲水管路31、开关阀32、出水电磁阀33、自动控制流量计34以及试验冲头35及开关阀进水口36组成，所述开关阀进水口36一端与所述流水口通过螺纹密封连接，另一端与冲水管路31连接，所述开关阀32、出水电磁阀33、自动控制流量计34和试验冲头35通过冲水管路由上至下依次密封连接；所述自动控制流量计34通过固定装置与在外箱体11的内壁相连，再通过导线与自动流量计控制器相连；所述出水电磁阀33通过导线与电磁阀时间控制器相连。所述冲水管路31的内径为5-10mm，所述试验冲头35与样品固定夹53的垂直距离为120-160mm。

所述自动化滴油系统主要由注射器41、自动进样装置42、丝杠43、注射器槽44和固定螺丝45组成，所述自动进样装置42上部通过螺栓与上层面板下底面相连，其右侧通过螺丝固定在外箱体11上，所述丝杠43上端与自动进样装置42相连，下端与注射器41相连，且可以上下移动；所述注射器41放置于注射器槽44中，通过固定螺丝45固定。

所述样品台系统包括样品固定夹53、载物控制装置52、可移动导轨51及可移动导轨槽54，其中样品固定夹53设有2或4个夹片，且通过带有齿轮的细轴与载物控制装置52上相连，载物控制装置可控制样品固定夹53的转动，所述样品台载物控制装置52位于可移动导轨51上，可移动导轨51置于可移动导轨槽54内。所述可移动导轨槽54通过连接件与下层面板的上表面固定连接，其长度与下层面板长度之比为0.7-1:1。

所述自动控制系统主要由自动控制器箱体61、电磁阀时间控制器、恒温控制器、自动流量计控制器、自动进样装置控制器、载物装置控制器以及相关的电脑程序软件组成，其中电磁阀时间控制器、恒温控制器、流量计控制器、进样装置控制器、载物装置控制器均放置于自动控制器箱体61内，最后通过相关的电脑程序实现对整个装置的控制。所述电脑程序软件为现有技术。

所述污水处理系统包括出水管71和下水箱体72，所述下水箱体72位于底座15上，在下水箱体72的底部右侧设有出水管，在出水管左上方设有引流孔，引流孔与引流管27密封连接。

本发明陶瓷易洁性能检测装置所涉及的元器件均通过商购得到，未述及的零部件及其连接方法均是本技术领域技术人员所掌握的。

本发明装置的工作原理和过程是：在使用时，先触发自动控制系统的总开关，进水电磁阀23自动打开，进水管22向上水箱体24注水，1min后，注水量达到上水箱体24的储水刻度线，进水电磁阀自动关闭；随后，自动控温装置自动开启，控制水温在25℃时，自动进样装置自动开启，推进丝杠43按压注射器41使其向正下方的陶瓷样片滴油(滴油量为系统预先设定好的固定油量)，滴油完成后，静置等待10min，在此段时间内，可手动移动载物控制装置，使其沿着可移动导轨槽54慢慢置于试验冲头35正下方；10min过后，出水电磁阀和自动控制流量计打开，自动控制流量计控制水的流量恒定在50ml/s，水流速度为1m/s，从而使得水流以恒定的冲击力对陶瓷样片进行冲洗。与此同时，载物控制装置52开启，控制样品固定夹53缓慢往外旋转-45°至45°，转动速度设定为2r/min；工作1min后，出水电磁阀和自动控制流量计自动关闭，载物控制装置开关也同时关闭，即完成了陶瓷样片易洁性能检测的整个过程，然后可依据油污残留量法，即重量法来判断陶瓷样品易洁性能。

使用本发明装置同样可以用来检测其他无机非金属材料(如玻璃、氧化铝载体)或塑料材料的易洁性能。

本发明装置可保证每次冲洗陶瓷待测试样品的时间、力度、温度相同，并可减少环境测试误差，且结构简单、检测成本低、速度快、操作简单、适用性强等特点。

实施例1

下面给出一个本发明装置的具体实施例。具体实施例仅是对本发明陶瓷易洁性能检测装置的进一步详细地说明及解释，并不以此限定本发明权利要求的保护范围。

实施例的外箱体尺寸为300×210×1100mm，上层面板12距离外箱体11顶部250mm，上层面板12与中层面板13之间的距离为300mm，中层面板13与下层面板14距离300mm，下层面板与底座的距离为200mm，底座的尺寸为400×210×50mm。

所述上水箱体的尺寸为250×200×200mm。

所述上水箱体24左上方刻有储水刻度线的高度为整个上水箱体24高度的3/4，所述上水箱体24底部内壁设有的流水口距上水箱体24左侧距离为整个上水箱体24底边长度的1/4。

所述下水箱体72的尺寸为250×200×200mm。

所述冲水管路31的内径为8mm，所述试验冲头35与样品固定夹53的垂直距离为140mm。

所述丝杠43的上下移动行程为50mm，精度为0.1mm，精度非常高。所述注射器41为玻璃管气密性注射器，带不锈钢针头，量程为10ml，精度为0.01ml，注射器41与外箱体11右侧的水平距离为50mm，针头尖端与试样的垂直距离为8mm。

所述样品固定夹53的转动范围为-45°至45°，转动速度为2r/min。所述可移动导轨槽54通过连接件与下层面板14的上表面固定连接，其长度与下层面板14长度之比为0.8:1。所述样品固定夹53为4个夹片，夹片的尺寸为50×50×5mm，4个夹片向内，厚度为5mm。

Claims (6)

1.一种陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于该检测装置包括装置箱体、自动供水保温系统、冲水管路系统、自动化滴油系统、样品台系统、自动控制系统和污水处理系统；所述装置箱体包括外箱体、上层面板、中层面板、下层面板和底座；所述装置箱体由上、中、下层面板分隔成四部分，且上、中、下层面板分别通过焊接方式与外箱体内壁相连，所述底座通过焊接方式与外箱体的底部连接；外箱体外表面一侧设置有小箱体门、玻璃窗口、总开关、温度显示器和流量显示器；

所述自动供水保温系统包括进水管接头、进水管、进水电磁阀、上水箱体、加热棒、测温元件、引流管和循环水泵，所述上水箱体位于上层面板中心处，固定连接；所述循环水泵放置于上水箱体内部左下角，所述加热棒和测温元件通过上水箱体上盖的两个孔分别插入上水箱体中，加热棒和测温元件再分别通过导线与恒温控制器接点相连；所述上水箱体左上方刻有储水刻度线，同时在储水刻度线处开孔，所述引流管从此开孔中引出与下水箱体相连接；所述上水箱体底部内壁设有流水口，所述进水电磁阀通过导线与电磁阀时间控制器相连接；

所述冲水管路系统包括冲水管路、开关阀、出水电磁阀、自动控制流量计、试验冲头及开关阀进水口，所述开关阀进水口一端与所述流水口通过螺纹密封连接，另一端与冲水管路连接；所述开关阀、出水电磁阀、自动控制流量计和试验冲头通过冲水管路由上至下依次密封连接；所述自动控制流量计通过固定装置与外箱体的内壁相连，再通过导线与自动流量计控制器相连；所述出水电磁阀通过导线与电磁阀时间控制器相连；

所述自动化滴油系统主要由注射器、自动进样装置、丝杠、注射器槽和固定螺丝组成，所述自动进样装置上部通过螺栓与上层面板下底面相连，其右侧通过螺丝固定在外箱体上，所述丝杠上端与自动进样装置相连，下端与注射器相连，且可以上下移动；所述注射器放置于注射器槽中，通过固定螺丝固定；

所述样品台系统包括样品固定夹、载物控制装置、可移动导轨及可移动导轨槽，样品固定夹通过带有齿轮的细轴与载物控制装置相连，载物控制装置可控制样品固定夹的转动，所述载物控制装置位于可移动导轨上，可移动导轨置于可移动导轨槽内，可移动导轨槽通过连接件与下层面板的上表面固定连接；

所述自动控制系统主要由自动控制器箱体、电磁阀时间控制器、恒温控制器、自动流量计控制器、自动进样装置控制器、载物装置控制器以及相关的电脑程序软件组成；

所述污水处理系统包括出水管和下水箱体，所述下水箱体位于底座上，在下水箱体底部右侧设有出水管，在其左上方设有引流孔，引流孔与引流管密封连接。

2.根据权利要求1所述的陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于所述储水刻度线的高度为整个上水箱体高度的2/3-4/5；所述流水口距上水箱体左侧距离为整个上水箱体底边长度的1/3-1/5。

3.根据权利要求1所述的陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于所述冲水管路的内径为5-10mm，所述试验冲头与样品固定夹的垂直距离为120-160mm。

4.根据权利要求1所述的陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于所述可移动导轨槽的长度与下层面板长度之比为0.7-1:1。

5.根据权利要求1所述的陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于所述丝杠的上下移动行程为50mm，精度为0.1mm；所述注射器为玻璃管气密性注射器，带不锈钢针头，量程为10ml，精度为0.01ml，注射器与外箱体右侧的水平距离为50mm，针头尖端与试样的垂直距离为8mm。

6.根据权利要求1所述的陶瓷易洁性能的检测装置，其特征在于所述样品固定夹为2或4个夹片，转动范围为-45°至45°，转动速度为2r/min。