一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，包括高速氣流單元、螺桿加料單元、沖蝕試驗單元和凈化除塵單元；高速氣流單元、螺桿加料單元均與沖蝕試驗單元的入口連通，除塵單元與沖蝕試驗單元的出口連通。螺桿加料單元包括電子秤、儲料室、加料漏斗、加料螺桿和螺桿電動機，電子秤上設有儲料室，儲料室上設有一個與其連通的加料漏斗，加料漏斗上設有一個由螺桿電動機驅動的加料螺桿，且儲料室通過加料管道與吸入式噴槍連通；所述的螺桿電動機由控制器控制。本沖蝕試驗設備，通過調節排氣閥和流量計，能得到0m/s~200m/s的氣流沖擊速度。通過試樣旋轉轉臺，在0°~90°之間改變沖蝕角度。借助螺桿加料器，能保證均勻加料。
【專利說明】一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，是一種適用于固體顆粒沖蝕磨損試驗使用的試驗設備。
【背景技術】
[0002]固體顆粒沖蝕磨損是指高速氣體攜帶大量尺寸小于1000 μ m的固體粒子以一定的速度和角度對材料表面進行沖擊，造成材料損耗的一種現象或過程，是造成航空航天、冶金、石油化工等領域許多機器設備、零部件失效報廢的重要原因。因此研究如何防止儀器設備沖蝕失效及對產品耐磨抗沖蝕性能的測試已成為以上工業部門的關鍵技術。
[0003]為了研究不同材料(金屬、陶瓷、復合材料)的沖蝕磨損機理，以提高機械零部件的抗沖蝕性能,許多研究人員設計了不同的沖蝕試驗機。包括,真空中自由落體式、氣流噴砂式、旋轉臂式、離心加速式等試驗裝置。但大多都有其局限性和不足:沖蝕速度不可調節或不夠準確、沖蝕角度恒定、每次只能試驗一個樣品、加料不穩定且不能精確控制等。
[0004]中國實用新型專利CN201666866U說明書公開了一種固體顆粒氣流沖蝕裝置，此沖蝕磨損試驗裝置包括氣管、儲氣罐、減壓閥、沖蝕室、噴槍、喂料斗、可移動試樣架。此測試裝置使氣流通過減壓閥后達到相應的沖蝕壓力進入噴槍，壓縮氣體帶動喂料斗內固體顆粒從噴嘴噴出，噴射在可移動試樣架上的沖蝕試樣上，完成一次沖蝕試驗。但此沖蝕試驗裝置沖蝕速度不容易保證，加料不均勻且不能實時監控沖蝕顆粒消耗量，一次只能進行一個試樣的沖蝕試驗，雖然有顆粒回收抽屜但是沒有對試驗廢氣進行過濾、凈化。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是為克服上述現有沖蝕試驗設備的不足，提供一種氣流速度在Om/s?200m/s內可調，沖擊角度在0°?90°之間可調，能穩定、精確加料，并帶有凈化除塵設備的沖蝕磨損試驗機。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案:
[0007]一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，包括高速氣流單元、螺桿加料單元、沖蝕試驗單元和凈化除塵單元四部分；所述的高速氣流單元、螺桿加料單元均與沖蝕試驗單元的入口連通，所述的除塵單元與沖蝕試驗單元的出口連通。
[0008]所述的螺桿加料單元包括電子秤、儲料室、加料漏斗、加料螺桿和螺桿電動機，所述的電子秤上設有儲料室，所述的儲料室上設有一個與其連通的加料漏斗，所述的加料漏斗上設有一個由螺桿電動機驅動的加料螺桿，且儲料室通過加料管道與吸入式噴槍連通；所述的螺桿電動機由控制器控制。
[0009]所述的儲料室上安裝有一個對其內壓力進行調整的壓力調節閥。
[0010]所述的儲料室安裝在工作臺II上。
[0011]所述的高速氣流單元包括空氣壓縮機、干燥器、儲氣罐、排氣閥、玻璃轉子流量計，所述的空氣壓縮機與儲氣罐相連，且在空氣壓縮機與儲氣罐的連接回路上設有干燥器和壓力表，所述的儲氣罐通過氣流管道與吸入式噴槍相連，且在氣流管道上設有閥門、排氣閥和玻璃轉子流量計；通過調節排氣閥的排空量，使試驗需求流量的氣體進入噴槍。
[0012]所述的沖蝕試驗單元包括吸入式噴槍、試驗箱、試樣安裝板和試樣旋轉臺，所述的試驗箱的入口連接吸入式噴槍，所述的試驗箱內安裝有試樣安裝板，所述的試樣安裝板通過試樣旋轉臺驅動其旋轉。
[0013]所述的試驗箱側面裝有觀察窗，試驗箱通過排氣管與除塵器相連。
[0014]所述的噴槍軸線與試樣安裝板軸線垂直，試樣安裝板安裝于沖蝕試驗箱內部；試樣安裝板上對稱設有兩個試樣卡槽。
[0015]所述的試樣旋轉臺由導軌、旋轉把手組成，導軌設于試驗箱的頂部，旋轉把手沿導軌旋轉，且旋轉把手上面有角度觀察窗。
[0016]所述的沖蝕試驗單元為濾筒式除塵器。
[0017]本實用新型的工作過程如下:
[0018]試驗前，打開試驗箱的觀察窗，將試樣固定在試樣安裝板上，一次可以對稱的固定兩個試樣，關閉觀察窗。沿著導軌，調節旋轉把手，使試樣表面和噴嘴的軸線成一定的沖蝕角度。試驗時，打開閥門，運行壓縮機，調節排氣閥，使得玻璃轉子流量計達到與試驗需要的氣流速度所對應的流量讀數。高速干燥氣流沿著氣管進入吸入式噴槍，并在在噴槍中形成負壓區。利用電機控制器，啟動螺桿加料電動機，這樣加料漏斗中的顆粒在加料螺桿的帶動下進入儲料室，調節調壓閥門，在外界大氣壓和噴槍內負壓作用下，顆粒被吸入噴槍并和高速氣流混合后，通過噴嘴噴射出來，沖擊在安放在安裝板的上的試樣，對試樣造成沖蝕磨損。
[0019]試驗過程中通過試驗箱上的觀察窗可以及時觀察試樣的沖蝕情況，通過電子秤的數字顯示屏可以觀察顆粒消耗情況，通過調節電動機控制器改變電機轉速，實現加料速度的調節和加料過程穩定。
[0020]試驗過程中產生的混有粉塵和微粒的氣體，經過排氣管，進入濾筒式除塵器進行過濾、除塵然后排放。
[0021]當試樣的沖蝕情況達到試驗要求后，關閉螺桿電動機，停止加料。這時可以選擇通過試樣轉臺切換試樣，或者依次關閉壓縮機、閥門、除塵器，停止試驗。
[0022]本實用新型的優點和有益效果:
[0023]本沖蝕試驗設備，通過調節排氣閥和流量計，能夠在噴槍噴嘴處得到Om/s?200m/s的氣流沖擊速度。通過試樣旋轉轉臺，在0°、0°之間改變沖蝕角度。借助螺桿加料器，能保證均勻加料。依靠數顯電子秤，能實時測監測沖蝕顆粒的消耗，實現沖蝕過程有效控制。摻雜粉塵和微粒的廢氣經過過濾精度為Iym的濾筒式除塵器凈化后再排放，保護試驗現場環境和大氣環境。
[0024]與現有技術相比，具有操作簡單、加料穩定、安全環保等優點，能快速有效地獲得材料的沖蝕特性，是研究材料沖蝕性能的理想設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機的結構示意圖；
[0026]圖2是沖蝕試驗箱俯視圖。[0027]其中，1.空氣壓縮機，2.干燥器，3.壓力表，4.儲氣罐，5.閥門a，6.閥門b，7.閥門c，8.玻璃轉子流量計，9.氣流管道，10.吸入式噴槍，11.試樣安裝板，12.試樣旋轉臺，13.觀察窗，14.試驗箱，15.工作臺I，16.排氣管，17.除塵器，18.工作臺II，19.電子秤，20.儲料室，21.加料漏斗，22.加料管道，23.螺桿電動機，24.支架，25.加料螺桿，26.調壓閥門，27.電子秤顯示屏，28，電機控制器，29.導軌，30.角度觀察窗，31.旋轉把手。
【具體實施方式】
[0028]為了更好得理解與實施，下面結合附圖給出具體實施實例來詳細說明本實用新型。
[0029]如圖1所示，氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，主要有四部分組成:高速氣流單元、螺桿加料單元、沖蝕試驗單元和凈化除塵單元。
[0030]高速氣流單元主要由空氣壓縮機1、干燥器2、壓力表3、儲氣罐4、閥門a5、閥門b6、閥門c7、玻璃轉子流量計8組成。所述的空氣壓縮機I與儲氣罐4相連，且在空氣壓縮機與儲氣罐4的連接回路上設有干燥器和壓力表，所述的儲氣罐4通過氣流管道與吸入式噴槍10相連，且在氣流管道9上設有閥門a5、閥門b6、閥門c7和玻璃轉子流量計8。
[0031]沖蝕試驗單元安置在工作臺I 15上，由吸入式噴槍10、試驗箱14、試樣安裝板11、試樣旋轉臺12、觀察窗13組成。試驗箱14的入口連接吸入式噴槍10，噴槍通過氣流管道9和在高速氣流單元相連。所述的試驗箱14內安裝有試樣安裝板11，試樣安裝板11通過試樣旋轉臺12驅動其旋轉。所述的噴槍軸線與試樣安裝板軸線垂直；在沖蝕試驗箱側面裝有觀察窗13。所述的試樣安裝板上對稱設有兩個試樣卡槽。所述的試樣旋轉臺12由導軌29和旋轉把手31組成且安置于試驗箱的頂部，旋轉把手30沿導軌29旋轉。
[0032]螺桿加料單元安置與工作臺II 18上，由支架24、數顯電子秤19、安裝在支架24上的儲料室20、加料漏斗21、加料螺桿25、螺桿電動機23、壓力調節閥29、電動機控制器28組成。所述的數顯電子秤19上設有儲料室20，所述的儲料室20上設有一個與其連通的加料漏斗21，所述的加料漏斗21上設有一個由螺桿電動機驅動的加料螺桿25，且儲料室20通過加料管道22與吸入式噴槍連通；所述的螺桿電動機23由電動機控制器28控制。
[0033]凈化除塵單元為一臺濾筒式除塵器17，除塵器的入口通過排氣管16與試驗箱14相連，排氣口置于室外。
[0034]試驗前，將2個試樣對稱固定在試樣安裝板11上，本氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機設計時，要求試樣大小為60 X 70 X 5mm,這樣可以保證沖蝕顆粒能全部沖擊到試樣。調節裝有角度標尺的試樣轉臺12，使試樣表面和噴嘴的軸線成一定的沖擊角度。試驗時，打開閥門a5、閥門c7，運行空氣壓縮機1，調節閥門b6，使得玻璃轉子流量計8的讀書顯示到所需要的氣流量，所需要的高速干燥氣流進入噴槍。啟動螺桿加料電動機28，使加料漏斗21中的顆粒進入儲料室20，調節調壓閥門29，靠外界大氣正壓和噴槍內負壓作用下，顆粒被吸入噴槍，和高速氣流混合后，通過噴嘴噴射出來，沖擊在安放在安裝板的上的試樣，對試樣造成沖蝕磨損。通過觀察窗13可以觀察試樣的沖蝕情況，通過電子秤的數字顯示屏27可以觀察顆粒使用情況，通過調節電動機控制器28可以調節加料速度。試驗過程中產生的混有微粒和粉塵的氣體，經過排氣管16，進入濾筒式除塵器17，凈化除塵后再排放。當試樣的沖蝕情況達到試驗要求后，關閉電機控制器，停止加料。這時可以選擇通過試樣轉臺12切換試樣，或者停止試驗。
[0035]經實際操作驗證，本氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機可以在常溫下對不同材料的試樣，在5μπι -100 μ m的顆粒，沖擊速度O m/s?200m/s之間，沖擊角度0°?90°之間的工況下進行沖蝕磨損試驗。與現有技術相比，具有操作簡單、加料穩定、安全環保等優點，能快速有效地獲得材料的沖蝕特性，是研究材料沖蝕性能的理想設備。
【權利要求】
1.一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:包括高速氣流單元、螺桿加料單元、沖蝕試驗單元和凈化除塵單元四部分；所述的高速氣流單元、螺桿加料單元均與沖蝕試驗單元的入口連通，所述的凈化除塵單元與沖蝕試驗單元的出口連通；所述的螺桿加料單元包括儲料室、加料漏斗、加料螺桿和螺桿電動機，所述的儲料室上設有一個與其連通的加料漏斗，所述的加料漏斗上設有一個由螺桿電動機驅動的加料螺桿，且儲料室通過加料管道與吸入式噴槍連通。
2.如權利要求1所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:螺桿加料單元還包括電子秤，所述的儲料室設于電子秤上，所述的螺桿電動機由控制器控制。
3.如權利要求2所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:所述的儲料室上安裝有一個對其內壓力進行調整的壓力調節閥。
4.如權利要求1所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:所述的高速氣流單元包括空氣壓縮機、干燥器、儲氣罐、排氣閥和玻璃轉子流量計，所述的空氣壓縮機與儲氣罐相連，且在空氣壓縮機與儲氣罐的連接回路上設有干燥器和壓力表，所述的儲氣罐通過氣流管道與吸入式噴槍相連，且在氣流管道上設有排氣閥和玻璃轉子流量計。
5.如權利要求1所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機,其特征在于:所述的沖蝕試驗單元包括吸入式噴槍、試驗箱、試樣安裝板和試樣旋轉臺，所述的試驗箱的入口連接吸入式噴槍，所述的試驗箱上安裝有試樣安裝板，所述的試樣安裝板通過試樣旋轉臺驅動其旋轉，在沖蝕試驗箱側面裝有觀察窗。
6.如權利要求5所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:所述的噴槍軸線與試樣安裝板軸線垂直，試樣安裝板安裝于沖蝕試驗箱內部；試樣安裝板上對稱設有兩個試樣卡槽。
7.如權利要求5所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:所述的試樣旋轉臺由導軌、旋轉把手組成，所述的導軌設于試驗箱的頂部，且旋轉把手沿導軌旋轉，且旋轉把手上面有角度觀察窗。
8.如權利要求5所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:所述的試驗箱通過排氣管與除塵器相連。
9.如權利要求5所述的一種氣流噴砂式沖蝕磨損試驗機，其特征在于:所述的沖蝕試驗單元為濾筒式除塵器。
【文檔編號】G01N3/56GK203672738SQ201420024278
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月15日 優先權日:2014年1月15日
【發明者】李劍峰, 王光存, 劉子武, 賈秀杰, 李方義, 龔寶龍 申請人:山東大學