CN203672738U

CN203672738U - 一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机

Info

Publication number: CN203672738U
Application number: CN201420024278.8U
Authority: CN
Inventors: 李剑峰; 王光存; 刘子武; 贾秀杰; 李方义; 龚宝龙
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2024-01-15

Abstract

本实用新型公开了一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，包括高速气流单元、螺杆加料单元、冲蚀试验单元和净化除尘单元；高速气流单元、螺杆加料单元均与冲蚀试验单元的入口连通，除尘单元与冲蚀试验单元的出口连通。螺杆加料单元包括电子秤、储料室、加料漏斗、加料螺杆和螺杆电动机，电子秤上设有储料室，储料室上设有一个与其连通的加料漏斗，加料漏斗上设有一个由螺杆电动机驱动的加料螺杆，且储料室通过加料管道与吸入式喷枪连通；所述的螺杆电动机由控制器控制。本冲蚀试验设备，通过调节排气阀和流量计，能得到0m/s~200m/s的气流冲击速度。通过试样旋转转台，在0°~90°之间改变冲蚀角度。借助螺杆加料器，能保证均匀加料。

Description

一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机

技术领域

本实用新型涉及一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，是一种适用于固体颗粒冲蚀磨损试验使用的试验设备。

背景技术

固体颗粒冲蚀磨损是指高速气体携带大量尺寸小于 1000μm的固体粒子以一定的速度和角度对材料表面进行冲击，造成材料损耗的一种现象或过程，是造成航空航天、冶金、石油化工等领域许多机器设备、零部件失效报废的重要原因。因此研究如何防止仪器设备冲蚀失效及对产品耐磨抗冲蚀性能的测试已成为以上工业部门的关键技术。

为了研究不同材料（金属、陶瓷、复合材料）的冲蚀磨损机理，以提高机械零部件的抗冲蚀性能，许多研究人员设计了不同的冲蚀试验机。包括，真空中自由落体式、气流喷砂式、旋转臂式、离心加速式等试验装置。但大多都有其局限性和不足：冲蚀速度不可调节或不够准确、冲蚀角度恒定、每次只能试验一个样品、加料不稳定且不能精确控制等。

中国实用新型专利CN201666866U说明书公开了一种固体颗粒气流冲蚀装置，此冲蚀磨损试验装置包括气管、储气罐、减压阀、冲蚀室、喷枪、喂料斗、可移动试样架。此测试装置使气流通过减压阀后达到相应的冲蚀压力进入喷枪，压缩气体带动喂料斗内固体颗粒从喷嘴喷出，喷射在可移动试样架上的冲蚀试样上，完成一次冲蚀试验。但此冲蚀试验装置冲蚀速度不容易保证，加料不均匀且不能实时监控冲蚀颗粒消耗量，一次只能进行一个试样的冲蚀试验，虽然有颗粒回收抽屉但是没有对试验废气进行过滤、净化。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有冲蚀试验设备的不足，提供一种气流速度在0m/s ~ 200m/s内可调，冲击角度在0° ~ 90°之间可调，能稳定、精确加料，并带有净化除尘设备的冲蚀磨损试验机。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，包括高速气流单元、螺杆加料单元、冲蚀试验单元和净化除尘单元四部分；所述的高速气流单元、螺杆加料单元均与冲蚀试验单元的入口连通，所述的除尘单元与冲蚀试验单元的出口连通。

所述的螺杆加料单元包括电子秤、储料室、加料漏斗、加料螺杆和螺杆电动机，所述的电子秤上设有储料室，所述的储料室上设有一个与其连通的加料漏斗，所述的加料漏斗上设有一个由螺杆电动机驱动的加料螺杆，且储料室通过加料管道与吸入式喷枪连通；所述的螺杆电动机由控制器控制。

所述的储料室上安装有一个对其内压力进行调整的压力调节阀。

所述的储料室安装在工作台II上。

所述的高速气流单元包括空气压缩机、干燥器、储气罐、排气阀、玻璃转子流量计，所述的空气压缩机与储气罐相连，且在空气压缩机与储气罐的连接回路上设有干燥器和压力表，所述的储气罐通过气流管道与吸入式喷枪相连，且在气流管道上设有阀门、排气阀和玻璃转子流量计；通过调节排气阀的排空量，使试验需求流量的气体进入喷枪。

所述的冲蚀试验单元包括吸入式喷枪、试验箱、试样安装板和试样旋转台，所述的试验箱的入口连接吸入式喷枪，所述的试验箱内安装有试样安装板，所述的试样安装板通过试样旋转台驱动其旋转。

所述的试验箱侧面装有观察窗，试验箱通过排气管与除尘器相连。

所述的喷枪轴线与试样安装板轴线垂直，试样安装板安装于冲蚀试验箱内部；试样安装板上对称设有两个试样卡槽。

所述的试样旋转台由导轨、旋转把手组成，导轨设于试验箱的顶部，旋转把手沿导轨旋转，且旋转把手上面有角度观察窗。

所述的冲蚀试验单元为滤筒式除尘器。

本实用新型的工作过程如下：

试验前，打开试验箱的观察窗，将试样固定在试样安装板上，一次可以对称的固定两个试样，关闭观察窗。沿着导轨，调节旋转把手，使试样表面和喷嘴的轴线成一定的冲蚀角度。试验时，打开阀门，运行压缩机，调节排气阀，使得玻璃转子流量计达到与试验需要的气流速度所对应的流量读数。高速干燥气流沿着气管进入吸入式喷枪，并在在喷枪中形成负压区。利用电机控制器，启动螺杆加料电动机，这样加料漏斗中的颗粒在加料螺杆的带动下进入储料室，调节调压阀门，在外界大气压和喷枪内负压作用下，颗粒被吸入喷枪并和高速气流混合后，通过喷嘴喷射出来，冲击在安放在安装板的上的试样，对试样造成冲蚀磨损。

试验过程中通过试验箱上的观察窗可以及时观察试样的冲蚀情况，通过电子秤的数字显示屏可以观察颗粒消耗情况，通过调节电动机控制器改变电机转速，实现加料速度的调节和加料过程稳定。

试验过程中产生的混有粉尘和微粒的气体，经过排气管，进入滤筒式除尘器进行过滤、除尘然后排放。

当试样的冲蚀情况达到试验要求后，关闭螺杆电动机，停止加料。这时可以选择通过试样转台切换试样，或者依次关闭压缩机、阀门、除尘器，停止试验。

本实用新型的优点和有益效果：

本冲蚀试验设备，通过调节排气阀和流量计，能够在喷枪喷嘴处得到0m/s ~ 200m/s的气流冲击速度。通过试样旋转转台，在0°~90°之间改变冲蚀角度。借助螺杆加料器，能保证均匀加料。依靠数显电子秤，能实时测监测冲蚀颗粒的消耗，实现冲蚀过程有效控制。掺杂粉尘和微粒的废气经过过滤精度为1μm的滤筒式除尘器净化后再排放，保护试验现场环境和大气环境。

与现有技术相比，具有操作简单、加料稳定、安全环保等优点，能快速有效地获得材料的冲蚀特性，是研究材料冲蚀性能的理想设备。

附图说明

图1是本实用新型气流喷砂式冲蚀磨损试验机的结构示意图；

图2是冲蚀试验箱俯视图。

其中，1.空气压缩机，2.干燥器，3.压力表，4.储气罐，5.阀门a，6.阀门b，7.阀门c，8.玻璃转子流量计，9.气流管道，10.吸入式喷枪，11.试样安装板，12.试样旋转台，13.观察窗，14.试验箱，15.工作台Ⅰ，16.排气管，17.除尘器，18.工作台Ⅱ，19.电子秤，20.储料室，21.加料漏斗，22.加料管道，23.螺杆电动机，24.支架，25.加料螺杆，26.调压阀门，27.电子秤显示屏，28，电机控制器，29.导轨，30.角度观察窗，31.旋转把手。

具体实施方式

为了更好得理解与实施，下面结合附图给出具体实施实例来详细说明本实用新型。

如图1所示，气流喷砂式冲蚀磨损试验机，主要有四部分组成：高速气流单元、螺杆加料单元、冲蚀试验单元和净化除尘单元。

高速气流单元主要由空气压缩机1、干燥器2、压力表3、储气罐4、阀门a5、阀门b6、阀门c7、玻璃转子流量计8组成。所述的空气压缩机1与储气罐4相连，且在空气压缩机与储气罐4的连接回路上设有干燥器和压力表，所述的储气罐4通过气流管道与吸入式喷枪10相连，且在气流管道9上设有阀门a5、阀门b6、阀门c7和玻璃转子流量计8。

冲蚀试验单元安置在工作台Ⅰ15上，由吸入式喷枪10、试验箱14、试样安装板11、试样旋转台12、观察窗13组成。试验箱14的入口连接吸入式喷枪10，喷枪通过气流管道9和在高速气流单元相连。所述的试验箱14内安装有试样安装板11，试样安装板11通过试样旋转台12驱动其旋转。所述的喷枪轴线与试样安装板轴线垂直；在冲蚀试验箱侧面装有观察窗13。所述的试样安装板上对称设有两个试样卡槽。所述的试样旋转台12由导轨29和旋转把手31组成且安置于试验箱的顶部，旋转把手30沿导轨29旋转。

螺杆加料单元安置与工作台Ⅱ18上，由支架24、数显电子秤19、安装在支架24上的储料室20、加料漏斗21、加料螺杆25、螺杆电动机23、压力调节阀29、电动机控制器28组成。所述的数显电子秤19上设有储料室20，所述的储料室20上设有一个与其连通的加料漏斗21，所述的加料漏斗21上设有一个由螺杆电动机驱动的加料螺杆25，且储料室20通过加料管道22与吸入式喷枪连通；所述的螺杆电动机23由电动机控制器28控制。

净化除尘单元为一台滤筒式除尘器17，除尘器的入口通过排气管16与试验箱14相连，排气口置于室外。

试验前，将2个试样对称固定在试样安装板11上，本气流喷砂式冲蚀磨损试验机设计时，要求试样大小为60×70×5mm，这样可以保证冲蚀颗粒能全部冲击到试样。调节装有角度标尺的试样转台12，使试样表面和喷嘴的轴线成一定的冲击角度。试验时，打开阀门a5、阀门c7，运行空气压缩机1，调节阀门b6，使得玻璃转子流量计8的读书显示到所需要的气流量，所需要的高速干燥气流进入喷枪。启动螺杆加料电动机28，使加料漏斗21中的颗粒进入储料室20，调节调压阀门29，靠外界大气正压和喷枪内负压作用下，颗粒被吸入喷枪，和高速气流混合后，通过喷嘴喷射出来，冲击在安放在安装板的上的试样，对试样造成冲蚀磨损。通过观察窗13可以观察试样的冲蚀情况，通过电子秤的数字显示屏27可以观察颗粒使用情况，通过调节电动机控制器28可以调节加料速度。试验过程中产生的混有微粒和粉尘的气体，经过排气管16，进入滤筒式除尘器17，净化除尘后再排放。当试样的冲蚀情况达到试验要求后，关闭电机控制器，停止加料。这时可以选择通过试样转台12切换试样，或者停止试验。

经实际操作验证，本气流喷砂式冲蚀磨损试验机可以在常温下对不同材料的试样，在5μm -100μm的颗粒，冲击速度0 m/s ~ 200m/s之间，冲击角度0°~90°之间的工况下进行冲蚀磨损试验。与现有技术相比，具有操作简单、加料稳定、安全环保等优点，能快速有效地获得材料的冲蚀特性，是研究材料冲蚀性能的理想设备。

Claims

1. 一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：包括高速气流单元、螺杆加料单元、冲蚀试验单元和净化除尘单元四部分；所述的高速气流单元、螺杆加料单元均与冲蚀试验单元的入口连通，所述的净化除尘单元与冲蚀试验单元的出口连通；所述的螺杆加料单元包括储料室、加料漏斗、加料螺杆和螺杆电动机，所述的储料室上设有一个与其连通的加料漏斗，所述的加料漏斗上设有一个由螺杆电动机驱动的加料螺杆，且储料室通过加料管道与吸入式喷枪连通。

2. 如权利要求1所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：螺杆加料单元还包括电子秤，所述的储料室设于电子秤上，所述的螺杆电动机由控制器控制。

3. 如权利要求2所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的储料室上安装有一个对其内压力进行调整的压力调节阀。

4. 如权利要求1所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的高速气流单元包括空气压缩机、干燥器、储气罐、排气阀和玻璃转子流量计，所述的空气压缩机与储气罐相连，且在空气压缩机与储气罐的连接回路上设有干燥器和压力表，所述的储气罐通过气流管道与吸入式喷枪相连，且在气流管道上设有排气阀和玻璃转子流量计。

5. 如权利要求1所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的冲蚀试验单元包括吸入式喷枪、试验箱、试样安装板和试样旋转台，所述的试验箱的入口连接吸入式喷枪，所述的试验箱上安装有试样安装板，所述的试样安装板通过试样旋转台驱动其旋转，在冲蚀试验箱侧面装有观察窗。

6. 如权利要求5所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的喷枪轴线与试样安装板轴线垂直，试样安装板安装于冲蚀试验箱内部；试样安装板上对称设有两个试样卡槽。

7. 如权利要求5所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的试样旋转台由导轨、旋转把手组成，所述的导轨设于试验箱的顶部，且旋转把手沿导轨旋转，且旋转把手上面有角度观察窗。

8. 如权利要求5所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的试验箱通过排气管与除尘器相连。

9. 如权利要求5所述的一种气流喷砂式冲蚀磨损试验机，其特征在于：所述的冲蚀试验单元为滤筒式除尘器。