CN106370595A - 一种高压水射流试验机 - Google Patents

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李其龙
张广华
孙芳芳
章然
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Abstract

本发明公开一种高压水射流试验机,涉及复层材料测试技术领域。高压水射流试验机包括喷头、夹具体、水箱、泵组机构和电气控制柜;所述水箱上方设置排水板;夹具体固定在排水板上,喷头设置在夹具体上;水箱通过管道与泵组机构相连,泵组机构的出水口与喷头相连,电气控制柜的信号输出端与泵组机构的信号输入端连接。本发明试验机利用高压水流喷射到复层材料上,使其冲击涂层;高压泵加压的水流喷射在夹具固定的试样上,高压水喷头高度可调节,试样的角度可调节,待测试试样固定在旋转台上,可以通过调节旋转台的角度进一步调节冲击力的角度,以满足不同的试验要求。

Description

一种高压水射流试验机
技术领域
本发明涉及复层材料测试技术领域,尤其涉及一种高压水射流试验机。
背景技术
为了改善材料的性能,其方法之一就是制作复层材料(包括多层材料和涂层材料),如改善材料的减摩性、耐磨性、防锈性等;复层材料层与层之间的结合强度是影响材料性能的关键指标。一般的检测复层材料结合强度(也称附着力)的方法包括杯突试验(如GB/T 9286-1998)、划格试验(如GB/T 9753-1998),这些方法,可以定性的检测出结合强度的等级,但不能检测出具体的结合强度的数值,同一个等级的结合强度,没有办法进行对比;国家标准GB/T 12948-1991《滑动轴承 双金属结合强度 破坏性试验方法》,虽然可以检测出具体的结合强度的数值,但对试样的尺寸等要求较为严格,包括要求合金层厚度大于或等于2mm,因此极大的降低了其使用范围。
发明内容
本发明的为解决现有技术存在的问题,提供一种高压水射流试验机。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种高压水射流试验机,包括喷头、夹具体、水箱、泵组机构和电气控制柜;所述水箱上方设置排水板;夹具体固定在排水板上,喷头设置在夹具体上;水箱通过管道与泵组机构的进水口相连,泵组机构的出水口与喷头相连,电气控制柜的信号输出端与泵组机构的信号输入端连接。
优选的,所述排水板具有通孔。
优选的,所述泵组机构包括水泵、过滤器、高压泵和电机,水箱的出水口通过管道与水泵、过滤器、高压泵相连;高压泵的回水口通过管道与水箱相连,高压泵的出水口通过管道与喷头相连,高压泵的输入轴与电机输出轴相连,电气控制柜的信号输出端与水泵、电机的信号输入端连接。
优选的,所述水箱上方设置有安全盖,安全盖的一边通过铰链与水箱边相连,其平行的一边通过拉紧夹具与水箱相连,并设置有把手和玻璃窗;所述安全盖另外相平行的两边的中部位置分别连接气撑的一端,气撑的另一端连接在水箱对应位置上。
优选的,所述喷头通过滑台装置固定在排水板上,所述滑台装置包括滑台座、滑台和自锁装置,滑台座底端通过螺纹连接固定在排水板上,滑台座的一个侧面上设有凹槽,滑台侧面上设有与滑台座上的凹槽相配合的凸台,自锁装置固定在滑台上,喷头向下固定在滑台上,并位于夹具体上方。
优选的,所述夹具体包括轴承和旋转台,轴承固定在排水板上,位于旋转台对称的两侧并通过轴支撑旋转台;旋转台上设置有用来固定试样的固定装置;轴承上有锁紧装置,轴承与刻度盘相连,刻度盘上设置有指针。
优选的,所述高压泵出水口连接有溢流阀、减压阀和压力表。
一种高压水射流试验方法,包括以下步骤:
(1)通过固定装置将试样固定在夹具体上,调节旋转台和滑台,使喷头处于合适高度,自锁装置将滑台固定在滑台座上;
(2)将安全盖盖在水箱上,用拉紧夹具将安全盖固定在水箱上;
(3)通过电气控制柜打开泵组机构,使喷头喷出高压水流,射在试样上。
本发明的有益效果:本发明试验机使用高压水流喷射到复层材料上,利用高压泵加压的水流冲击复层材料,可以通过调节高压水喷头的高度、流量、流速控制水流的冲击力;待测试试样固定在旋转台上,可以通过调节旋转台的角度进一步调节冲击力的角度,以满足不同的试验要求;通过设排水板,可将试验过程中产生的水直接流入水箱内,实现水的循环利用,泵组机构的水泵可使水循环流动,高压泵对循环的水加压,产生高压水流,过滤器则将循环使用的水进行过滤,以保证设备不被杂质破坏。
本发明所述的高压水射流试验机,检测结合强度的结果,可以直接使用试验机的参数,如喷头高度、水的流速、旋转台角度等进行输出,作为定量检测的对比数据;也可以通过制作标准样块的方式,检测出不同参数(喷头高度、水的流速、旋转台角度等)下对应的结合强度,检测结果直接以MPa或KN的数值进行给出;所述的标准样块,为已知结合强度的复层材料样块。
附图说明
图1为高压水射流试验机剖视图;
图2为高压水射流试验机的安全盖立体结构示意图;
图3为高压水射流试验机的安全盖立体结构示意图;
图4为高压水射流试验机的喷头和滑台装置立体示意图;
图5为高压水射流试验机的夹具立体结构示意图;
其中:1、喷头,11、滑台座,12、滑台,13、自锁装置,2、夹具体,21、固定板,22、旋转台,23、固定装置,24、轴,25、轴承,26、指针,27、刻度盘,28、锁紧装置,3、排水板,4、水箱,5、通孔,6、泵组机构,61、水泵,62、过滤器,63、高压泵,64、电机,7、电气控制柜,8、安全盖,81、把手,82、拉紧夹具,83、铰链,84、气撑,85、玻璃窗。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、图4所示,一种高压水射流试验机,其结构为:包括喷头1、夹具体2、水箱4、泵组机构6和电气控制柜7,水箱4上方设置排水板3,排水板3为具有通孔5的钢板,夹具体2固定在排水板3上,喷头1设置在夹具体2上;泵组机构6包括水泵61、过滤器62、高压泵63和电机64,水箱4的出水口通过管道依次与水泵61、过滤器62、高压泵63相连;高压泵63的回水口通过管道与水箱4相连,高压泵63的出水口通过管道与喷头1相连,高压泵63的输入轴与电机64输出轴相连,电气控制柜7的信号输出端与水泵61、电机64的信号输入端连接,并控制水泵61、电机64。
本发明所述的高压水射流试验机,利用喷头1喷出的高压水流对材料涂层结合强度进行测试,夹具体2可固定试样,通过水箱4上方设置排水板3,可将试验过程中产生的水流回至水箱4,实现水的循环利用,泵组机构6的水泵61可使水循环流动,高压泵63对循环的水加压,产生高压水流,过滤器62则将循环使用的水进行过滤,以保证设备不被杂质破坏。
如图2、图3所示,排水板3上方设置安全盖8,安全盖8为长方体,高度高于喷头1,长度和宽度与水箱4相同,安全盖8的一边通过铰链83与水箱4边相连,其平行的一边通过拉紧夹具82与水箱4相连,并设置有把手81和玻璃窗85。安全盖8上另外相平行的两边的中部位置分别连接气撑84的一端,气撑84的另一端连接在水箱4对应位置上。排水板3上方的安全盖8可将试验密封在一个密闭空间内,避免高压水流对试验人员的伤害;通过玻璃窗85可观察试验情况。
如图4所示,夹具体2包括轴承25和旋转台22,轴承25固定在排水板3上,位于旋转台22对称的两侧并通过轴24支撑旋转台22;旋转台22上设置有固定装置23,用来固定试样;轴承25上有锁紧装置28,可将旋转台22锁紧;轴承25与刻度盘27相连,刻度盘27上设置有指针26。在排水板3上面还可以设有固定板21,轴承25固定在固定板21上。旋转台22旋转时,通过轴24传递给轴承25,轴承25转到的数值在刻度盘上表现出来;当锁紧装置28锁紧时,可以锁紧旋转台22。
如图5所示,喷头1通过滑台装置固定在排水板3上,滑台装置包括滑台座11、滑台12和自锁装置13;滑台座11为长方体,滑台座11底端通过螺纹连接固定在排水板3上,滑台座11的一个侧面上有凹槽,凹槽从滑台座11的顶端到底部,滑台12侧面上有凸台,与滑台座11上的凹槽相配合,使滑台12可在滑台座11上上下移动,自锁装置13固定在滑台12上,可将滑台12固定在滑台座11上,喷头1朝下固定在滑台12上,并位于水箱4中央上方。用滑台装置固定喷头1,可以使滑台12在滑台座11上移动,从而调节喷头1与试样之间的距离。高压泵63出水口连接有溢流阀,溢流阀的出水口连接水箱。高压泵63的出水口还连接有减压阀和压力表。
本实施例高压水射流试验机,使用时包括以下步骤:
(1)通过固定装置23将试样固定在夹具体2上,调节旋转台22和滑台12,使喷头1处于合适高度,自锁装置13将滑台12固定在滑台座11上;
(2)将安全盖8盖在水箱4上,用拉紧夹具82将安全盖固定在水箱4上;
(3)通过电气控制柜7打开泵组机构6,使喷头1喷出高压水流,射在试样上。
本发明技术方案在上面结合附图对发明内容进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,本试验机的使用范围不局限于测试涂层的结合强度。

Claims (7)

1.一种高压水射流试验机,其特征在于,包括喷头(1)、夹具体(2)、水箱(4)、泵组机构(6)和电气控制柜(7);所述水箱(4)上方设置排水板(3);夹具体(2)固定在排水板(3)上,喷头(1)设置在夹具体(2)上;水箱(4)通过管道与泵组机构(6)的进水口相连,泵组机构(6)的出水口与喷头(1)相连,电气控制柜(7)的信号输出端与泵组机构(6)的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的高压水射流试验机,其特征在于,所述排水板(3)具有通孔(5)。
3.根据权利要求1所述的高压水射流试验机,其特征在于,所述泵组机构(6)包括水泵(61)、过滤器(62)、高压泵(63)和电机(64),水箱(4)的出水口通过管道与水泵(61)、过滤器(62)、高压泵(63)相连;高压泵(63)的回水口通过管道与水箱(4)相连,高压泵(63)的出水口通过管道与喷头(1)相连,高压泵(63)的输入轴与电机(64)输出轴相连,电气控制柜(7)的信号输出端与水泵(61)、电机(64)的信号输入端连接。
4.根据权利要求1所述的高压水射流试验机,其特征在于,所述水箱(4)上方设置有安全盖(8),安全盖(8)的一边通过铰链(83)与水箱(4)边相连,其平行的一边通过拉紧夹具(82)与水箱(4)相连,并设置有把手(81)和玻璃窗(85);所述安全盖(8)另外相平行的两边的中部位置分别连接气撑(84)的一端,气撑(84)的另一端连接在水箱(4)对应位置上。
5.根据权利要求1所述的高压水射流试验机,其特征在于,所述喷头(1)通过滑台装置固定在排水板(3)上,所述滑台装置包括滑台座(11)、滑台(12)和自锁装置(13),滑台座(11)底端通过螺纹连接固定在排水板(3)上,滑台座(11)的一个侧面上设有凹槽,滑台(12)侧面上设有与滑台座(11)上的凹槽相配合的凸台,自锁装置(13)固定在滑台(12)上,喷头(1)向下固定在滑台(12)上,并位于夹具体(2)中央上方。
6.根据权利要求1所述的高压水射流试验机,其特征在于,所述夹具体(2)包括轴承(25)和旋转台(22),轴承(25)固定在排水板(3)上,位于旋转台(22)对称的两侧并通过轴(24)支撑旋转台(22);旋转台(22)上设置有用来固定试样的固定装置(23);轴承(25)上有锁紧装置(28),轴承(25)与刻度盘(27)相连,刻度盘(27)上设置有指针(26)。
7.根据权利要求1所述的高压水射流试验机,其特征在于,所述高压泵(63)出水口连接有溢流阀、减压阀和压力表。
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