CN111928549B - 一种可控密度冰雹的制备方法以及用于制作冰雹的挤压装置 - Google Patents

一种可控密度冰雹的制备方法以及用于制作冰雹的挤压装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可控密度冰雹的制备方法以及用于制作冰雹的挤压装置，包括以下步骤：S1、制冰；S2、将制好的冰块用碎冰机打碎成碎冰；S3、称取质量为M（单位：g）的上述碎冰放入挤压装置中；S4、通过所述挤压装置对上述碎冰进行挤压，使其体积被压缩至L（单位：cm3），其中M：L=0.6～0.9（单位g/cm3）；S5、取出上述碎冰，在其表面喷至少一层水雾；S6、将上述碎冰冷冻储存。本发明根据需求将碎冰挤压形成设定密度的冰雹，且通过该方法所制得的冰雹在高速飞行的过程中不会产生裂纹或者破碎，能够有效模拟自然界中冰雹，从而解决了现有技术中遇到的问题。

Description

一种可控密度冰雹的制备方法以及用于制作冰雹的挤压装置
技术领域
本发明涉及一种可控密度人造冰雹制作的装置和方法，属于空气炮领域。
背景技术
自然界中冰雹形成机理复杂，其比重一般在0.8-0.9之间。航空发动机在工作过程中经常遭遇冰雹撞击，导致部件和整机的机械损伤，为保证发动机的抗冰雹冲击性能，需要在设计阶段开展大量的冰雹冲击试验和分析工作。人造冰雹由纯净水在模具中冻制，比重约为1，不能满足自然冰雹的密度要求，目前缺乏可控密度人造冰雹的制备手段。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可控密度人造冰雹制作的装置和方法。
为解决上述问题，本发明提供了一种可控密度冰雹的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制冰；
S2、将制好的冰块用碎冰机打碎成碎冰；
S3、称取质量为M(单位：g)的上述碎冰放入挤压装置中；
S4、通过所述挤压装置对上述碎冰进行挤压，使其体积被压缩至L(单位：cm3)，其中M：L＝0.6～0.9(单位g/cm3)；
S5、取出上述碎冰，在其表面喷至少一层水雾；
S6、将上述碎冰冷冻储存。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，将冰雹模具注水后，放入科学冰箱中冷冻至少8h(小时)。
作为本发明的进一步改进，保证所述步骤S3中碎冰未发生融化。
作为本发明的进一步改进，所述挤压装置包括自上而下设置的上阴模和下阴模，所述上阴模和所述下阴模在挤压后并拢形成一封闭空间，该封闭空间的体积为L，
上述步骤S3包括以下步骤：
S3.1首先取出所述上阴模，将所述碎冰放入所述下阴模内，所述下阴模中碎冰的高度大于所述密闭空间的高度；
S3.2将所述上阴模盖在所述下阴模上。
作为本发明的进一步改进；在步骤S4中，通过对所述上阴模的挤压实现对所述碎冰的挤压，对所述上阴模的挤压为匀速挤压。
作为本发明的进一步改进；所述上阴模和所述下阴模均为空心的半球形结构，该挤压装置设置有管状腔室，所述上阴模和所述下阴模位于所述管状腔室内，所述挤压装置底部设有可开闭的开口，所述下阴模与所述开口之间设置有可插拔的限位板，所述步骤S4与所述步骤S5之间还设置有步骤
S4.1、取出所述限位销，挤压所述上阴模使所述下阴模从所述挤压装置的底部开口顶出；
S4.2从所述下阴模中取出所述碎冰。
本发明的另一个主题，一种用于制作冰雹的挤压装置，其特征在于，包括：
具有空心腔室的容器体；
自上而下设置在所述空心腔内的上阴模和下阴模，所述上阴模和下阴模均设置有空心的容腔，通过挤压所述上阴模使得所述上阴模和下阴模贴合形成一封闭空间，该封闭空间的体积为已知值，所述上阴模由设置在其上方的推动装置推动向下运动，其还设有至少一个贯通其上下表面的出气孔，所述下阴模被限位装置限位于所述容器体的设定位置上。
作为本发明的进一步改进，
所述容器体的底部设置有开口；
所述限位装置为设置在所述下阴模下方，并与所述下阴模接触的限位销，所述限位销限制所述下阴模通过。
作为本发明的进一步改进，所述推动装置包括与所述上阴模接触的压缩杆，以及用于驱动所述压缩杆升降的液压装置。
本发明的有益效果在于，本发明根据需求将碎冰挤压形成设定密度的冰雹，且通过该方法所制得的冰雹在高速飞行的过程中不会产生裂纹或者破碎，能够有效模拟自然界中冰雹，从而解决了现有技术中遇到的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：2-容器体；4-开口；6-上阴模；8-下阴模；10-限位销；14-压缩杆。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明种可控密度冰雹的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制冰；
S2、将制好的冰块用碎冰机打碎成碎冰；
S3、称取质量为M(单位：g)的上述碎冰放入挤压装置中；
S4、通过所述挤压装置对上述碎冰进行挤压，使其体积被压缩至L(单位：cm3)，其中M：L＝0.6～0.9(单位g/cm3)；
S5、取出上述碎冰，在其表面喷至少一层水雾；
S6、将上述碎冰冷冻储存。
本发明根据需求将碎冰挤压形成密度为0.6～0.9的冰雹，且通过该方法所制得的冰雹在高速飞行的过程中不会产生裂纹或者破碎，能够有效模拟自然界中冰雹，从而解决了现有技术中遇到的问题。
本发明中，压缩后的冰雹在其表面喷一层水雾，使得冰雹能够更好地凝结在一起，不易破碎。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，将冰雹模具注水后，放入科学冰箱中冷冻至少8h(小时)。
放入科学冰箱中冷冻8个小时，确保模具中的水全部结冰。
作为本发明的进一步改进，保证所述步骤S3中碎冰未发生融化。
必须在碎冰融化之前制作冰雹。碎冰开始融化之后，由于水的密度比冰的密度略大，导致称取碎冰的体积较小，压缩得到的冰雹气隙率偏小，结构中存在很多裂纹甚至不能成形。
作为本发明的进一步改进，所述挤压装置包括自上而下设置的上阴模6和下阴模8，所述上阴模6和所述下阴模8在挤压后并拢形成一封闭空间，该封闭空间的体积为L，
上述步骤S3包括以下步骤：
S3.1首先取出所述上阴模6，将所述碎冰放入所述下阴模8内，所述下阴模8中碎冰的高度大于所述密闭空间的高度；
S3.2将所述上阴模6盖在所述下阴模8上。
通过上阴模6和下阴模8贴合形成规定体积的密闭空间。
作为本发明的进一步改进；在步骤S4中，通过对所述上阴模6的挤压实现对所述碎冰的挤压，对所述上阴模6的挤压为匀速挤压。
通过匀速挤压，使得制得的冰雹密度均匀。
作为本发明的进一步改进；所述上阴模6和所述下阴模8均为空心的半球形结构，该挤压装置设置有管状腔室，所述上阴模6和所述下阴模8位于所述管状腔室内，所述挤压装置底部设有可开闭的开口4，所述下阴模8与所述开口4之间设置有可插拔的限位板，所述步骤S4与所述步骤S5之间还设置有步骤
S4.1、取出所述限位销10，挤压所述上阴模6使所述下阴模从所述挤压装置的底部开口4顶出；
S4.2从所述下阴模8中取出所述碎冰。
设置限位销10，便于取出该下阴模8。
本发明的另一个主题，一种用于制作冰雹的挤压装置，其特征在于，包括：
具有空心腔室的容器体2；
自上而下设置在所述空心腔内的上阴模6和下阴模8，所述上阴模6和下阴模8均设置有空心的容腔，通过挤压所述上阴模使得所述上阴模6和下阴模8贴合形成一封闭空间，该封闭空间的体积为已知值，所述上阴模6由设置在其上方的推动装置推动向下运动，其还设有至少一个贯通其上下表面的出气孔，所述下阴模8被限位装置限位于所述容器体2的设定位置上。
本发明通过上阴模6对下阴模8中的碎冰挤压形成密度为0.6～0.9的冰雹，通过该方法所制得的冰雹在高速飞行的过程中不会产生裂纹或者破碎，能够有效模拟自然界中冰雹，有效解决了现有技术中遇到的问题。
作为本发明的进一步改进，
所述容器体2的底部设置有开口4；
所述限位装置为设置在所述下阴模下方，并与所述下阴模接触的限位销10，所述限位销10限制所述下阴模通过。
设置限位销10，便于取出该下阴模8。
作为本发明的进一步改进，所述推动装置包括与所述上阴模接触的压缩杆14，以及用于驱动所述压缩杆升降的液压装置。
通过液压装置传动，能够均匀输出压力，使得制得的冰雹密度均匀。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可控密度冰雹的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制冰；S2、将制好的冰块用碎冰机打碎成碎冰；S3、称取质量为M(单位：g)的上述碎冰放入挤压装置中；S4、通过所述挤压装置对上述碎冰进行挤压，使其体积被压缩至L(单位：cm3)，其中M：L＝0.6～0.9(单位g/cm3)；S5、取出上述碎冰，在其表面喷至少一层水雾；S6、将上述碎冰冷冻储存；其中：
所述挤压装置包括自上而下设置的上阴模和下阴模，所述上阴模和所述下阴模在挤压后并拢形成一封闭空间，该封闭空间的体积为L，上述步骤S3包括以下步骤：S3.1首先取出所述上阴模，将所述碎冰放入所述下阴模内，所述下阴模中碎冰的高度大于所述密闭空间的高度；S3.2将所述上阴模盖在所述下阴模上；
所述上阴模和所述下阴模均为空心的半球形结构，该挤压装置设置有管状腔室，所述上阴模和所述下阴模位于所述管状腔室内，所述挤压装置底部设有可开闭的开口，所述下阴模与所述开口之间设置有可插拔的限位板，所述步骤S4与所述步骤S5之间还设置有步骤S4.1、取出所述限位销，挤压所述上阴模使所述下阴模从所述挤压装置的底部开口顶出；S4.2从所述下阴模中取出所述碎冰。
2.根据权利要求1所述的一种可控密度冰雹的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，将冰雹模具注水后，放入科学冰箱中冷冻至少8h(小时)。
3.根据权利要求1所述的一种可控密度冰雹的制备方法，其特征在于，保证所述步骤S3中碎冰未发生融化。
4.根据权利要求1所述的一种可控密度冰雹的制备方法，其特征在于；在步骤S4中，通过对所述上阴模的挤压实现对所述碎冰的挤压，对所述上阴模的挤压为匀速挤压。
5.一种用于制作冰雹的挤压装置，其特征在于，包括：具有空心腔室的容器体(2)；自上而下设置在所述空心腔内的上阴模(6)和下阴模(8)，所述上阴模(6)和下阴模(8)均设置有空心的容腔，通过挤压所述上阴模(6)使得所述上阴模(6)和下阴模(8)贴合形成一封闭空间，该封闭空间的体积为已知值，所述上阴模(6)由设置在其上方的推动装置推动向下运动，其还设有至少一个贯通其上下表面的出气孔，所述下阴模(8)被限位装置限位于所述容器体(2)的设定位置上，所述容器体(2)的底部设置有开口(4)；所述限位装置为设置在所述下阴模(8)下方，并与所述下阴模(8)接触的限位销(10)，所述限位销(10)限制所述下阴模(8)通过。
6.根据权利要求5所述的一种用于制作冰雹的挤压装置，其特征在于，所述推动装置包括与所述上阴模(6)接触的压缩杆(14)，以及用于驱动所述压缩杆(14)升降的液压装置。
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