CN207114347U - 一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，包括：集砂除尘系统(2)设于机柜(1)底部，排气系统(4)设于机柜(1)顶部，试验台(5)设于机柜(1)内部；旋转盘(6)设于试验台(5)上左侧；试样夹具(7)固定在旋转盘(6)上，试样(8)被夹持在试样夹具(7)正面；试样背面冷却喷嘴(9)设于旋转盘(6)上，并向试样(8)背面喷出冷却气体(18)；滑轨(11)设于试验台(5)上右侧；喷枪载台(12)在滑轨(11)上滑动；红外测温仪(13)、喷砂枪(14)和火焰喷枪(15)均设于喷枪载台(12)上。本实用新型不仅能够有效可靠地对材料的高温环境下抗砂砾冲蚀性能进行考核试验，而且结构简单、容易操作、试验控制安全可靠。

Description

一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机

技术领域

本实用新型涉及材料抗高温抗砂砾冲蚀性能考核技术领域，尤其涉及一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机。

背景技术

随着对电机耐高温需求的不断增长，航空发动机、地面燃气机等电机的内部部件大都在表面覆盖了耐高温涂层。在高温环境中，这些电机的内部部件不仅要承受高温氧化与腐蚀，而且需要抵抗硬质砂砾的冲刷，因此有必要对这些内部部件表面覆盖的耐高温涂层的抗高温和抗砂砾冲蚀性能进行考核。

目前，对这类耐高温涂层的耐高温性能进行考核的常见方法是利用高温火焰对耐高温涂层的表面进行加热，并在该耐高温涂层的背面采用压缩空气进行冷却，从而在该耐高温涂层的内部形成温度梯度，这符合电机内部很多高温部件内部冷却的工况，也符合这类耐高温涂层的实际工况环境。对这类耐高温涂层的抗砂砾冲蚀性能进行考核的常见方法是采用砂砾冲蚀枪在室温下进行砂砾冲蚀考核，使砂砾在一定的流量和流速下以一定角度冲刷这类耐高温涂层的表面。但是现有技术中没有对材料的高温环境下抗砂砾冲蚀性能进行有效可靠考核的设备。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本实用新型提供了一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，不仅能够有效可靠地对材料的高温环境下抗砂砾冲蚀性能进行考核试验，而且结构简单、容易操作、试验控制安全可靠。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，用于对试样8进行高温砂砾冲蚀试验，包括：机柜1、集砂除尘系统2、排气系统4、试验台5、试样夹持装置和滑轨式喷枪装置；集砂除尘系统2设于机柜1的底部，用于收集机柜1内的砂尘；而排气系统4设于机柜1的顶部，用于排出机柜1内的热空气；试验台5设于机柜1的内部，试样夹持装置和滑轨式喷枪装置均设于试验台5上；所述试样夹持装置包括旋转盘6、试样夹具7和试样背面冷却喷嘴9；旋转盘6设于试验台5上的左侧；试样夹具7的底部固定在旋转盘6上，而试样8被夹持在试样夹具7的正面；试样背面冷却喷嘴9设于旋转盘6上，并向试样8的背面喷出冷却气体18；所述滑轨式喷枪装置包括滑轨11、喷枪载台12、红外测温仪13、喷砂枪14和火焰喷枪15；滑轨11设于试验台5上的右侧；喷枪载台12在滑轨11上滑动；红外测温仪13、喷砂枪14和火焰喷枪15均设于喷枪载台12上，并且红外测温仪13的检测头、喷砂枪14的喷砂口、火焰喷枪15的喷射口均对准试样8的正面。

优选地，所述试样夹持装置还包括试样正面冷却喷嘴10；试样正面冷却喷嘴10设于旋转盘6上，并向试样8的正面喷出冷却气体19。

优选地，试样夹持装置为多个，并且多个试样夹持装置排成与滑轨11平行的一排。

优选地，所述旋转盘6进行180°的水平旋转。

优选地，机柜1的侧面设有控制系统3；所述控制系统3包括中央处理电路、存储电路、设备驱动电路和显示屏；中央处理电路分别与存储电路、设备驱动电路和显示屏电连接，并通过设备驱动电路控制旋转盘6、喷枪载台12、红外测温仪13、喷砂枪14和火焰喷枪15的工作。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机将试样8设于底部有旋转盘6的试样夹具7上，并且设于旋转盘6上的试样背面冷却喷嘴9可对试样8背面进行气流冷却，而火焰喷枪15和喷砂枪14分离设计于喷枪载台12上，从而火焰喷枪15可向试样8正面喷射高温火焰、试样背面冷却喷嘴9可向试样8背面喷出冷却气体、喷砂枪14可向试样8正面喷射砂砾，这不仅符合电机内部很多高温部件的实际工况条件，而且有利于对火焰温度和砂砾流速进行精确控制，因此本实用新型实施例提供的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机不仅能够有效可靠地对材料的高温环境下抗砂砾冲蚀性能进行考核试验，而且结构简单、容易操作、试验控制安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型实施例1提供多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机的结构示意图一。

图2为本实用新型实施例1提供多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机的结构示意图二。

图3为本实用新型实施例1提供多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机的结构示意图三。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面对本实用新型所提供的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机进行详细描述。

实施例1

如图1、图2和图3所示，一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，用于对试样8进行高温砂砾冲蚀试验，其结构可以包括：机柜1、集砂除尘系统2、排气系统4、试验台5、试样夹持装置和滑轨式喷枪装置；集砂除尘系统2设于机柜1的底部，用于收集机柜1内的砂尘；而排气系统4设于机柜1的顶部，用于排出机柜1内的热空气；试验台5设于机柜1的内部，试样夹持装置和滑轨式喷枪装置均设于试验台5上；试样夹持装置包括旋转盘6、试样夹具7和试样背面冷却喷嘴9；旋转盘6设于试验台5上的左侧；试样夹具7的底部固定在旋转盘6上，而试样8被夹持在试样夹具7的正面；试样背面冷却喷嘴9设于旋转盘6上，并向试样8的背面喷出冷却气体18；滑轨式喷枪装置包括滑轨11、喷枪载台12、红外测温仪13、喷砂枪14和火焰喷枪15；滑轨11设于试验台5上的右侧；喷枪载台12在滑轨11上滑动；红外测温仪13、喷砂枪14和火焰喷枪15均设于喷枪载台12上，并且红外测温仪13的检测头、喷砂枪14的喷砂口、火焰喷枪15的喷射口均对准试样8的正面。

其中，该多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机的各部件可以包括以下实施方案：

(1)所述机柜1可以呈现立方体结构，并且该机柜1的正面柜壁和左侧面柜壁均可采用可抽拉式玻璃窗结构，该机柜1的右侧面柜壁可采用固定式钢板结构，该机柜1的背面柜壁可采用可开启式钢板结构。

(2)所述旋转盘6上刻有0～180°的刻度，并可以进行180°的自轴水平旋转，从而通过调整旋转盘6的旋转角度可以控制喷砂枪14向试样8正面喷射砂砾的角度(即冲蚀角度)。

(3)所述试样夹具7最好固定于所述旋转盘6的中心。试样背面冷却喷嘴9的喷口最好正对试样8的背面，并向试样8的背面喷出冷却气体18，用于对试样8背面进行冷却。在实际应用中，所述试样夹具7可以采用中间设有通孔的固定板，而试样8被夹持在该通孔的位置，并且位于试样夹具7的正面，从而试样背面冷却喷嘴9的喷口可以正对该通孔，并通过该通孔向试样8的背面喷出冷却气体18。进入试样背面冷却喷嘴9的冷却气体18最好为压缩空气，并且其气体流量可以调节。

(4)所述试样夹持装置还包括试样正面冷却喷嘴10；试样正面冷却喷嘴10设于旋转盘6上，并且试样正面冷却喷嘴10的喷口由下向上斜对着试样8的正面，向试样8的正面喷出冷却气体19，从而不仅可以对试样8的正面进行冷却，而且可以避免对试样8的正面造成遮挡。在实际应用中，进入试样正面冷却喷嘴10的冷却气体19最好为压缩空气，并且其气体流量可以调节。

(5)所述试样夹持装置为多个，并且多个试样夹持装置可以排成与滑轨11平行的一排，从而所述滑轨式喷枪装置的喷枪载台12可以通过在滑轨11上滑动，对不同的试样夹持装置上的试样8进行加工处理。当前一个试样夹持装置上的试样8处理完成后，喷枪载台12可在滑轨11上移动至下一工位，对下一个试样夹持装置上的试样8进行处理，同时试样正面冷却喷嘴10可以对刚处理完成的试样8的正面进行冷却。

(6)所述红外测温仪13设于喷枪载台12上，并且红外测温仪13的检测头对准试样8的正面，以检测试样8正面的温度。当喷枪载台12在滑轨11上移动至一个工位时，红外测温仪13的检测头对准试样8的正面，以检测试样8正面的温度。在实际应用中，所述红外测温仪13可以采用现有技术中测量范围在700～1600℃的红外测温仪13。

(7)所述的喷砂枪14设于喷枪载台12上，并且喷砂枪14的喷砂口对准试样8的正面，以向试样8的正面喷射砂砾。当喷枪载台12在滑轨11上移动至一个工位时，喷砂枪14的喷砂口对准试样8的正面，以向试样8的正面喷射砂砾。所述喷砂枪14在运行时需通入砂砾16和气流，并且通过控制气流大小可以调整砂砾16喷出后的飞行速度。在实际应用中，所述喷砂枪14可以采用现有技术中的喷砂枪14。

(8)所述火焰喷枪15设于喷枪载台12上，并且火焰喷枪15的喷射口对准试样8的正面，以向试样8的正面喷射火焰。当喷枪载台12在滑轨11上移动至一个工位时，火焰喷枪15的喷射口对准试样8的正面，以向试样8的正面喷射火焰。所述火焰喷枪15在运行时需通入燃气17，并且通过控制燃气通入气流大小可以调整火焰的大小。在实际应用中，所述火焰喷枪15可以采用现有技术中的火焰喷枪15。

(9)该多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机的上述各部件可以采用手动控制，也可以采用控制系统3进行智能化控制。所述控制系统3可以设于所述机柜1上，并且其具体结构可以包括中央处理电路、存储电路、设备驱动电路和显示屏；中央处理电路与设备驱动电路电连接，并通过设备驱动电路控制旋转盘6、喷枪载台12、红外测温仪13、喷砂枪14和火焰喷枪15的工作，例如：控制旋转盘6的旋转角度、控制喷枪载台12在滑轨11上的移动位置、读取红外测温仪13的温度检测数据、控制喷砂枪14的喷砂速度、控制火焰喷枪15的火焰大小等；中央处理电路与存储电路电连接，用于对读取的温度检测数据、旋转盘6的控制参数、喷枪载台12的控制参数、喷砂枪14的控制参数、火焰喷枪15的控制参数等数据进行存储；中央处理电路与显示屏电连接，用于对读取的温度检测数据、旋转盘6的控制参数、喷枪载台12的控制参数、喷砂枪14的控制参数、火焰喷枪15的控制参数等数据进行显示。在实际应用中，所述中央处理电路、存储电路和设备驱动电路可以采用安装有旋转盘驱动机构、喷枪载台驱动机构、红外测温仪驱动机构、喷砂枪驱动机构、火焰喷枪驱动机构的计算机。

具体地，该多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机可以包括如下工作过程：

(1)火焰高温冲击试验：试验时，燃气17通入火焰喷枪15中并被点燃形成高温火焰；该高温火焰冲击在试样8正面进行加热，同时设于旋转盘6上的试样背面冷却喷嘴9中喷出冷却气体18对试样8背面的冷却；红外测温仪13对试样8正面的温度进行检测，并将检测的温度数据传输给所述控制系统3，所述控制系统3可对火焰喷枪15内的燃气流量进行调节，从而可以实现对试样8正面温度的精确可控。

(2)室温砂砾冲蚀试验：试验时，旋转盘6可自轴旋转，并与喷砂枪14形成一定的冲蚀角度；喷砂枪14将砂砾16高速喷出并撞击试样8正面，所述控制系统3可通过改变喷砂枪14的载气流量和送粉速率来调节所喷出砂砾16的速度与流量。

(3)高温砂砾冲蚀试验：试验时，旋转盘6可自轴旋转，并与喷砂枪14形成一定的冲蚀角度；火焰喷枪15喷出高温火焰冲击在试样8正面进行加热，同时设于旋转盘6上的试样背面冷却喷嘴9中喷出冷却气体18对试样8背面的冷却；当试样8正面温度达到设定值时，喷砂枪14将砂砾16喷出并撞击试样8正面，所述控制系统3可对火焰喷枪15内的燃气流量、喷砂枪14所喷出砂砾16的速度与流量进行统一控制。

(4)多个试样夹持装置连续运行模式：当前一个试样夹持装置上的试样8进行处理(即火焰冲击和/或砂砾冲蚀)完成后，试样正面冷却喷嘴10可以对刚处理完成的试样8的正面进行冷却，同时喷枪载台12可在滑轨11上移动至下一工位，对下一个试样夹持装置上的试样8进行处理(即火焰冲击和/或砂砾冲蚀)。所述控制系统3可以对试验数据自动保存，完成试验后，停止冷却空气、燃气和砂砾的输送。

与现有技术相比，该多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机至少具有以下优点：

(1)本实用新型实施例所提供的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机采用火焰加热试样8正面、气流冷却试样8背面的方式，这符合发动机机匣、叶片等工件的实际工况条件。

(2)本实用新型实施例所提供的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机采用火焰喷枪15和喷砂枪14分离设计的方式，这有利于对火焰温度和砂砾流速的分工精确控制，从而实现对试样8抗火焰高温冲击及砂砾冲蚀性能测试。

(3)本实用新型实施例所提供的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机可采用自动化程度高的控制系统进行控制，可直接在触摸显示屏上设定加热温度、砂砾流量及流速、时间、数据存储等试验条件，不仅操作简单，而且试验控制安全可靠。

综上可见，本实用新型实施例不仅能够有效可靠地对材料的高温环境下抗砂砾冲蚀性能进行考核试验，而且结构简单、容易操作、试验控制安全可靠。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，用于对试样(8)进行高温砂砾冲蚀试验，其特征在于，包括：机柜(1)、集砂除尘系统(2)、排气系统(4)、试验台(5)、试样夹持装置和滑轨式喷枪装置；

集砂除尘系统(2)设于机柜(1)的底部，用于收集机柜(1)内的砂尘；而排气系统(4)设于机柜(1)的顶部，用于排出机柜(1)内的热空气；试验台(5)设于机柜(1)的内部，试样夹持装置和滑轨式喷枪装置均设于试验台(5)上；

所述试样夹持装置包括旋转盘(6)、试样夹具(7)和试样背面冷却喷嘴(9)；旋转盘(6)设于试验台(5)上的左侧；试样夹具(7)的底部固定在旋转盘(6)上，而试样(8)被夹持在试样夹具(7)的正面；试样背面冷却喷嘴(9)设于旋转盘(6)上，并向试样(8)的背面喷出冷却气体(18)；

所述滑轨式喷枪装置包括滑轨(11)、喷枪载台(12)、红外测温仪(13)、喷砂枪(14)和火焰喷枪(15)；滑轨(11)设于试验台(5)上的右侧；喷枪载台(12)在滑轨(11)上滑动；红外测温仪(13)、喷砂枪(14)和火焰喷枪(15)均设于喷枪载台(12)上，并且红外测温仪(13)的检测头、喷砂枪(14)的喷砂口、火焰喷枪(15)的喷射口均对准试样(8)的正面。

2.根据权利要求1所述的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，其特征在于，所述试样夹持装置还包括试样正面冷却喷嘴(10)；试样正面冷却喷嘴(10)设于旋转盘(6)上，并向试样(8)的正面喷出冷却气体(19)。

3.根据权利要求1或2所述的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，其特征在于，所述试样夹持装置为多个，并且多个试样夹持装置排成与滑轨(11)平行的一排。

4.根据权利要求1或2所述的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，其特征在于，所述旋转盘(6)进行180°的水平旋转。

5.根据权利要求1或2所述的多功能火焰高温砂砾冲蚀试验机，其特征在于，还包括：控制系统(3)；所述的控制系统(3)包括中央处理电路、存储电路、设备驱动电路和显示屏；中央处理电路分别与存储电路、设备驱动电路和显示屏电连接，并通过设备驱动电路控制旋转盘(6)、喷枪载台(12)、红外测温仪(13)、喷砂枪(14)和火焰喷枪(15)的工作。