CN112013590A - 一种可控制密度人造冰球制备装置与制备方法 - Google Patents

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张庆弘
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Abstract

本发明提供一种可控制密度人造冰球制备装置，包括液压缸、若干上内芯、位于腔体内的若干下内芯；称取按预设密度计算的碎冰末/雪来实现可控密度，制作实验需要的指定密度冰球；通过使用液压缸操纵上内芯按规定速度下压，将碎冰末/雪在上内芯与下内芯之间压实为设定密度的人造冰球。同一比重的冰球往往需要进行多次试验，而具有并联结构的多个压缩杆可以实现小批量制作人工冰球，有利于提高试验效率。

Description

一种可控制密度人造冰球制备装置与制备方法
技术领域
本发明涉及冰球冲击试验与载荷测试领域，尤其是一种不同密度冰球的制备装置与制备方法。
背景技术
自然界中冰雹形成机理复杂，自然冰雹呈分层球壳形式，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撞击性能，需要在设计阶段开展大量的冰雹冲击试验和分析工作。目前主要的研究方法是采用空气炮发射人造冰球开展冲击试验，目前，人造冰球大多由纯净水在上、下内芯之间冻制，比重约为1，不能满足自然冰雹的密度和结构要求，目前缺乏可控密度人造冰球的制备手段和设备。
故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
发明目的：发明目的：为解决上述问题，提供一种通过压紧冰屑制备不同比重冰球的设备，可以通过称取按预设密度计算的碎冰末/雪来实现可控密度，通过使用液压系统操纵压缩杆下压至规定位置，将碎冰末/雪在上、下内芯之间压实为设定密度的人造冰雹，压缩装置多个并联实现小批量制作。
为达到上述目的，本发明提供的制备装置可采用以下技术方案：
一种可控制密度人造冰球制备装置，其特征在于，包括底板、安装在底板上的腔体、位于腔体上方的液压缸、若干上内芯、位于腔体内的若干下内芯；所述腔体内设有若干开口向上的收容腔，每个收容腔内均放置一个下内芯，液压杠下方设有横杆，所述横杆下方设有若干向下延伸的竖杆，每个竖杆的底端连接一个下内芯；横杆由液压缸驱动上下移动，上内芯移动至收容腔后与上内芯对接配合；所述底板与腔体之间为可脱离连接，底板与腔体脱离后，下内芯自腔体内部脱出。
进一步的，所述下内芯内部底部为圆弧形，上内芯内部顶部也为圆弧形，上内芯的顶部设有与上内芯内部连通的出气孔。
进一步的，所述腔体具有位于底板四周的四个金属壁板围成的金属外框(包容性外框)，并通过限位销自侧壁插入底板侧面将底板与腔体连接固定。
进一步的，还设有框架，所述框架的底部与金属外框连接固定，框架的顶部与液压缸连接固定。
而本发明提供的使用上述可控制密度人造冰球制备装置的制备方法采用以下技术方案：
上内芯与下内芯合拢后体积为固定值，故可称取按预设密度计算的对应重量的碎冰末/雪，放置于下内芯中，并设定上内芯与下内芯之间的距离为上内芯应当下降的高度。；使用液压缸驱动上内芯下压至预设高度，将碎冰末/雪在上、下内芯之间压实为设定密度的人造冰球。
进一步的，将底板与腔体脱离，并通过液压缸驱动下内芯继续向下移动而顶出人造冰球与下内芯，自腔体内取出人造冰球。
有益效果：本发明提供的可控制密度人造冰球制备设备与制备方法主要应用冰雹冲击试验和分析工作。其中，可以通过称取按预设密度计算的碎冰末/雪来实现可控密度，制作实验需要的指定密度冰球；通过使用液压缸操纵上内芯按规定速度下压，将碎冰末/雪在上内芯与下内芯之间压实为设定密度的人造冰球。底板由插入腔体经端面止推后使用限位销固定，可以通过拔下限位销取下内芯以实现取用及存储冰球。同一比重的冰球往往需要进行多次试验，而具有并联结构的多个压缩杆可以实现小批量制作人工冰球，有利于提高试验效率。
附图说明
图1是本发明可控密度冰雹的制备设备主视结构示意图。
图2是本发明可控密度冰雹的制备设备侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明
请结合图1及图2所示，本发明提供一种可控制密度人造冰球制备装置，包括底板8、安装在底板上的腔体5、位于腔体上方的液压缸1、若干上内芯4、位于腔体5内的若干下内芯6、限位销7、框架9。框架9的底部与腔体5连接固定，框架9的顶部与液压缸1连接固定。上内芯4的顶部设有与上内芯4内部连通的出气孔3。所述腔体内设有若干开口向上的收容腔，每个收容腔内均放置一个下内芯6，液压杠下方设有横杆2，所述横杆2下方设有若干向下延伸的竖杆，每个竖杆的底端连接一个下内芯4。多个上、下内芯共同配合实现液压缸1的一次动作可以批量制作若干个人造冰球。横杆2由液压缸驱动上下移动，上内芯4移动至收容腔后与下内芯6对接配合。所述下内芯6内部底部为圆弧形，上内芯4内部顶部也为圆弧形。上内芯4与下内芯6对接配合时可将内部的碎冰末/雪压成球形或类球形的人造冰球。
所述腔体5具有位于底板8四周的四个金属壁板围成的金属外框，并通过限位销7自侧壁插入底板侧面将底板8与腔体5连接固定。限位销7的作用是使底板8与腔体5之间为可脱离连接，底板8与腔体5脱离后，下内芯6可自腔体5内部脱出，从而便于取出人造冰球。
通过上述的制备装置可以制作出所需要密度的人造冰球，具体的制备方法为：上内芯4与下内芯6合拢后体积为固定值，故可称取按预设密度计算的对应重量的碎冰末/雪，放置于下内芯6中，并设定上内芯4与下内芯6之间的距离为上内芯4应当下降的高度。使用液压缸1驱动上内芯4下压至预设高度，将碎冰末/雪在上、下内芯之间压实为设定密度的人造冰球，多余空气从出气孔3排出。然后将底板8与腔体5脱离，并通过液压缸1驱动下内芯6继续向下移动而顶出人造冰球与下内芯6，自腔体5内取出人造冰球。
本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种可控制密度人造冰球制备装置，其特征在于，包括底板、安装在底板上的腔体、位于腔体上方的液压缸、若干上内芯、位于腔体内的若干下内芯；所述腔体内设有若干开口向上的收容腔，每个收容腔内均放置一个下内芯，液压杠下方设有横杆，所述横杆下方设有若干向下延伸的竖杆，每个竖杆的底端连接一个上内芯；横杆由液压缸驱动上下移动，上内芯移动至收容腔后与下内芯对接配合；所述底板与腔体之间为可脱离连接，底板与腔体脱离后，下内芯自腔体内部脱出。
2.根据权利要求1所述的可控制密度人造冰球制备装置，其特征在于：所述下内芯内部底部为圆弧形，上内芯内部顶部也为圆弧形，上内芯的顶部设有与上内芯内部连通的出气孔。
3.根据权利要求2所述的可控制密度人造冰球制备装置，其特征在于：所述腔体具有位于底板四周的四个金属壁围成的金属外框，并通过限位销自侧壁插入底板侧面将底板与腔体连接固定。
4.根据权利要求3所述的可控制密度人造冰球制备装置，其特征在于：还设有框架，所述框架的底部与金属外框连接固定，框架的顶部与液压缸连接固定。
5.一种使用如权利要求1至4中任一项所述的可控制密度人造冰球制备装置的制备方法，其特征在于：上内芯与下内芯合拢后体积为固定值，故可称取按预设密度计算的对应重量的碎冰末/雪，放置于下内芯中，并设定上内芯与下内芯之间的距离为上内芯应当下降的高度；
使用液压缸驱动上内芯下压至预设高度，将碎冰末/雪在上、下内芯之间压实为设定密度的人造冰球。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：将底板与腔体脱离，并通过液压缸驱动下内芯继续向下移动而顶出人造冰球与下内芯，自腔体内取出人造冰球。
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