CN215812129U

CN215812129U - 一种耐火纤维制品压缩变形试验装置

Info

Publication number: CN215812129U
Application number: CN202122171220.9U
Authority: CN
Inventors: 傅新鑫; 翟晓东; 刘志云; 卢一国
Original assignee: Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Current assignee: Acre Coking and Refractory Engineering Consulting Corp MCC
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-09-09

Abstract

本实用新型涉及一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，包括固定机架、移动机架、油压机、上球座、测力传感器、支撑柱、下球座、载样平台及位移测量装置；固定机架设固定顶板和固定底板，移动机架设移动顶板及移动底板；固定顶板与移动顶板之间由下到上依次设有油压机、上球座及测力传感器；移动底板与固定顶板之间，在移动底板的顶部由下到上依次设有支撑柱、下球座及载样平台；固定机架内在移动机架的两侧分别设位移测量装置，位移测量装置为2个或4个，并且以试样加荷中心线为对称轴设置。采用本实用新型所述装置能够准确测试耐火纤维制品等具有较大压缩变形特性的隔热耐火制品的压缩变形特性，为工业炉窑的炉体设计提供可靠的技术参数。

Description

一种耐火纤维制品压缩变形试验装置

技术领域

本实用新型涉及耐火纤维制品性能测试技术领域，尤其涉及一种耐火纤维制品压缩变形试验装置。

背景技术

耐火纤维制品和某些具有较大压缩变形特性的隔热耐火制品，经常被用作工业炉炉体膨胀缝填充材料和炉体的保温层，这些材料的压缩特性会影响炉体的密封性、整体热膨胀性、热应力等，但这些材料的压缩变形特性目前尚未有准确的试验方法，因此也没有相应的试验数据可以作为炉体设计时的依据。

实用新型内容

本实用新型提供了一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，能够准确测试耐火纤维制品等具有较大压缩变形特性的隔热耐火制品的压缩变形特性，为工业炉窑的炉体设计提供可靠的技术参数。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，包括固定机架、移动机架、油压机、上球座、测力传感器、支撑柱、下球座、载样平台及位移测量装置；所述固定机架与移动机架交叉设置，移动机架能够沿竖直方向移动；所述固定机架设固定顶板和固定底板，所述移动机架设移动顶板及移动底板；所述固定顶板与移动顶板之间由下到上依次设有油压机、上球座及测力传感器；所述移动底板与固定顶板之间，在移动底板的顶部由下到上依次设有支撑柱、下球座及载样平台；所述固定机架内在移动机架的两侧分别设位移测量装置，位移测量装置为2个或4个，并且以试样加荷中心线为对称轴设置。

所述固定机架由固定顶板、固定底板及设于两者之间的4根固定立柱组成；固定顶板、固定底板由大小相同的矩形板一制成，4根固定立柱分别设于矩形板一的四角；所述移动机架由移动顶板、移动底板及设于两者之间的4根移动立柱组成；移动顶板、移动底板由大小相同的矩形板二制成，4根移动立柱分别设于矩形板二的四角；矩形板二与矩形板一的尺寸相同，两者水平交错90°设置；移动立柱设于矩形板一的外侧，固定立柱设于矩形板二的外侧。

所述位移测量装置为数显光栅尺，测量精度为1μm；数显光栅尺的游码与移动底板的顶面接触，并且游码上加设重锤。

所述支撑柱设有多种高度规格。

所述测力传感器为数显测力传感器，测量精度为0.01kN。

所述油压机为手动油压机或伺服油压机，伺服油压机与位移测量装置联动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)采用上球座和下球座的双球座机构，对于耐火纤维制品这类质地不均匀、在受压容易发生不均匀变形的试样，通过双球座机构的自调节作用，能够给试样施加相对均匀的压力；

2)采用2个位移测量装置并且以试样加荷中心线为对称轴布置，能够实时测量质地不均匀试样受压时的平均压缩变形量，如需要进一步提高测量精度，还可以采用4个位移测量装置；

3)采用数显光栅尺作为测量试样压缩变形的测量装置，其测量精度(分度值)可以达到1μm，完全能够满足耐火纤维制品压缩变形试验中微小力值变化带来的压缩变形的测量需要，且测量结果稳定，价格便宜；

4)在数显光栅尺的游码上加设重锤，使游码能够始终同步跟随移动机架上下移动，避免试样不同部位压缩变形不一致导致的移动机架扭动对位移计测量准确度的干扰，实时跟踪测量试样的压缩尺寸变化；

5)通过替换不同高度的支撑柱可以方便地调整装样空间高度，从而适应各种厚度试样进行压缩试验的需要；

6)测力传感器可以根据试样压缩时所需测力范围选用量程和精度，测量精度可达0.01kN；

7)油压机可选手动油压机，也可配置与位移测量装置联动的伺服油压机，根据试验需要可将试样的平均加荷速度控制在1mm/min～30mm/min或更大范围。

附图说明

图1是本实用新型所述一种耐火纤维制品压缩变形试验装置的主视图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本实用新型所述绳状耐火纤维制器的试样在载样平台上的安放位置示意图。

图5是本实用新型所述根状耐火纤维制器的试样在载样平台上的安放位置示意图。

图中：1.移动机架 2.固定机架 3.载样平台 4.下球座 5.1#数显光栅尺 6.支撑柱 7.重锤 8.2#数显光栅尺 9.油压机 10.上球座 11.测力传感器 12.试样 13.预压板

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图3所示，本实用新型所述一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，包括固定机架2、移动机架1、油压机9、上球座10、测力传感器11、支撑柱6、下球座4、载样平台3及位移测量装置；所述固定机架2与移动机架1交叉设置，移动机架1能够沿竖直方向移动；所述固定机架2设固定顶板和固定底板，所述移动机架1设移动顶板及移动底板；所述固定顶板与移动顶板之间由下到上依次设有油压机9、上球座10及测力传感器11；所述移动底板与固定顶板之间，在移动底板的顶部由下到上依次设有支撑柱6、下球座4及载样平台3；所述固定机架2内在移动机架1的两侧分别设位移测量装置，位移测量装置为2个或4个，并且以试样加荷中心线为对称轴设置。

所述固定机架2由固定顶板、固定底板及设于两者之间的4根固定立柱组成；固定顶板、固定底板由大小相同的矩形板一制成，4根固定立柱分别设于矩形板一的四角；所述移动机架1由移动顶板、移动底板及设于两者之间的4根移动立柱组成；移动顶板、移动底板由大小相同的矩形板二制成，4根移动立柱分别设于矩形板二的四角；矩形板二与矩形板一的尺寸相同，两者水平交错90°设置；移动立柱设于矩形板一的外侧，固定立柱设于矩形板二的外侧。

所述位移测量装置为数显光栅尺(如图1所示，设有2个数显光栅尺，5为1#数显光栅尺，8为2#数显光栅尺)，测量精度为1μm；数显光栅尺的游码与移动底板的顶面接触，并且游码上加设重锤7。

所述支撑柱6设有多种高度规格。

所述测力传感器11为数显测力传感器，测量精度为0.01kN。

所述油压机9为手动油压机或伺服油压机，伺服油压机与位移测量装置联动。

采用本实用新型所述一种耐火纤维制品压缩变形试验装置进行试验的过程如下：

1)制备试样并将试样放置到载样平台3上；根据耐火纤维制品不同分为以下2种情况：

耐火纤维制品为毯状、毡状或板状时，将耐火纤维制品切割为方形的试样，干燥后置于载样平台3的中心位置，根据试样的体积密度选择对应质量及大小的预压板压放在试样上面，预压板的中心与试样中心重合，预压板的四周不超出试样的对应边界；

如图4、图5所示，耐火纤维制品为绳状或根状时，将耐火纤维制品切割为固定长度的试样，干燥后取2条试样放置在一刚性平台上，整理试样使其变直；将2条整理后的试样12平行放置在载样平台3上，根据试样12的体积密度选择对应质量及大小的预压板13压放在试样12上面，预压板13的中心与载样平台3的中心重合，2条试样12沿预压板13的中心线对称放置，试样12两端露出预压板13的长度相等；

2)启动油压机9使移动机架1带动载样平台3缓慢上升，直至预压板与固定顶板接触，通过下球座4的自调节作用保证两者之间为平面接触；

3)当预压板与固定顶板刚好完全接触时，载样平台3停止上升，位移测量装置将此时的位移值设为零点；

4)再次启动油压机9，以0.1d/min±25％的平均速率对试样实施压缩；对于毯状、毡状或板状的耐火纤维制品，d为试样的原始厚度；对于绳状或根状的耐火纤维制品，d为试样的直径或边长；测力传感器11和位移测量装置连续显示和记录压力及位移的测量值；当试样的压缩率达到设定值时，记取测力传感器11的瞬时读数；试样的压缩率为2个或4个位移测量装置的读数平均值；

5)操控油压机9，使试样的压缩率保持不变，并开始计时；当试样的抗压强度在2min内的变化小于1KPa时，读取测力传感器11的读数和相应的保持时间；

6)操控油压机9，使载样平台3按0.1d/min±25％的速率缓慢下降，卸去施加给试样的压力；当预压板脱离固定顶板一段距离、并确保试样回弹后预压板不能与固定顶板接触时，载样平台3停止下降并保持至少5min；

7)操控油压机9，使载样平台3缓慢上升，当试样上的预压板与固定顶板刚好完全接触时，载样平台3停止上升并保持不动，然后读取此时的位移测量装置的读数平均值；

8)根据测试数据计算耐火纤维制品的压缩率、永久压缩率、回弹率、最大抗压强度、持续抗压强度，进而评价该耐火纤维制品的压缩特性。

本实用新型所述一种耐火纤维制品压缩变形试验装置及方法，是将耐火纤维制品按规定的方向制成规定形状、尺寸的试样，采用可以精确测量压力值和压力方向上位移的试验装置，按规定的压缩速度对试样实施加荷压缩，同时测量试样的压缩率、永久压缩率、最大抗压强度、持续抗压强度，并测量压缩试验后试样回弹率等，依据这些测量的数据评价该耐火纤维制品的压缩变形特性。

为了提高测试的准确性和精确度，可根据不同样品所需的压力值和精确度，安装与之匹配的对应规格的油压机、测力传感器及位移测量装置。

当试样上的预压板与试验装置的固定顶板之间的间隙较小时，应放缓载样台的上升速度，用手扶着载样平台的一角，使预压板与固定顶板之间尽可能保持平行，以便二者接触良好，通过下球座使二者完全吻合，不发生偏载。

当需要维持试样状态时，期间不得卸下试样上面的预压板，也不要扰动试样和位移测量装置。

采用本实用新型所述方法可连续测得多项指标，且移动机架的平均位移速度可控，根据试样特性匹配对应的油压机、测力传感器及位移测量装置，可测得精确的压力值及位移值，填补了耐火纤维制品压缩特性检测手段的空白。

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揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，其特征在于，包括固定机架、移动机架、油压机、上球座、测力传感器、支撑柱、下球座、载样平台及位移测量装置；所述固定机架与移动机架交叉设置，移动机架能够沿竖直方向移动；所述固定机架设固定顶板和固定底板，所述移动机架设移动顶板及移动底板；所述固定顶板与移动顶板之间由下到上依次设有油压机、上球座及测力传感器；所述移动底板与固定顶板之间，在移动底板的顶部由下到上依次设有支撑柱、下球座及载样平台；所述固定机架内在移动机架的两侧分别设位移测量装置，位移测量装置为2个或4个，并且以试样加荷中心线为对称轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，其特征在于，所述固定机架由固定顶板、固定底板及设于两者之间的4根固定立柱组成；固定顶板、固定底板由大小相同的矩形板一制成，4根固定立柱分别设于矩形板一的四角；所述移动机架由移动顶板、移动底板及设于两者之间的4根移动立柱组成；移动顶板、移动底板由大小相同的矩形板二制成，4根移动立柱分别设于矩形板二的四角；矩形板二与矩形板一的尺寸相同，两者水平交错90°设置；移动立柱设于矩形板一的外侧，固定立柱设于矩形板二的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，其特征在于，所述位移测量装置为数显光栅尺，测量精度为1μm；数显光栅尺的游码与移动底板的顶面接触，并且游码上加设重锤。

4.根据权利要求1所述的一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，其特征在于，所述支撑柱设有多种高度规格。

5.根据权利要求1所述的一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，其特征在于，所述测力传感器为数显测力传感器，测量精度为0.01kN。

6.根据权利要求1所述的一种耐火纤维制品压缩变形试验装置，其特征在于，所述油压机为手动油压机或伺服油压机，伺服油压机与位移测量装置联动。