專利名稱：一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種地面模擬試驗(yàn)裝置，具體地說是一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
防/隔熱材料的表征和評(píng)價(jià)需要一系列的地面模擬和檢測(cè)分析方法，主要的地面模擬設(shè)備有氧乙炔燒蝕、等離子火炬、風(fēng)洞、電弧加熱器以及火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬鲗?shí)驗(yàn)裝置寸。風(fēng)洞有許多類，例如常規(guī)高超速風(fēng)洞，其特點(diǎn)是工作時(shí)間長(zhǎng)，可達(dá)幾分鐘，但其溫度較低，只能做低溫材料的燒蝕實(shí)驗(yàn)。激波風(fēng)洞是脈沖式的，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，為毫秒級(jí)。電弧加熱器是利用大電流在電極間形成電弧，使高壓氣體電離，形成高速等離子射流，可以提供高壓、高溫氣動(dòng)熱環(huán)境?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬鲗?shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行大尺寸模型實(shí)驗(yàn)，但焓值較低，與真實(shí)飛行條件差別較大。等離子火炬是利用高壓震蕩激發(fā)氣體形成電弧，經(jīng)機(jī)械壓縮和電磁收縮效應(yīng)壓縮后形成穩(wěn)定等離子電弧，可提供高壓、高溫氣動(dòng)環(huán)境，最高溫度達(dá)7000°C，比真實(shí)飛行條件惡劣。氧乙炔燒蝕是利用氧氣、乙炔燃燒產(chǎn)生低壓高溫火焰，火焰溫度、熱流密度可調(diào)節(jié)范圍寬，可用于考核防熱材料燒蝕性能、熱沖擊性能以及隔熱材料隔熱性能。目前，氧乙炔已用于防熱材料燒蝕性能標(biāo)準(zhǔn)化考核手段之一。因此以氧乙炔燒蝕裝置核心，輔以多向可調(diào)式裝配平臺(tái)和多種在線檢測(cè)和監(jiān)控設(shè)備，建立一個(gè)廉價(jià)、適用結(jié)構(gòu)廣、模擬范圍寬的防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)防熱材料進(jìn)行表征和評(píng)價(jià)，已被普遍接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)不同結(jié)構(gòu)防/隔熱材料，提供一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由橫向旋轉(zhuǎn)軸柄1、橫向軸2、縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄3、 旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄4、裝夾臺(tái)5、石墨夾具6、被測(cè)試件7、縱向平臺(tái)8、噴槍9、噴槍支架10、限流閥11、調(diào)節(jié)閥12、流量計(jì)13、壓力表14、減壓閥15、乙炔瓶16、氧氣瓶17、軸向旋轉(zhuǎn)軸18、 操作臺(tái)支架19、軸向旋轉(zhuǎn)軸柄20、軸向進(jìn)動(dòng)桿21、操作臺(tái)22和平臺(tái)23組成；操作臺(tái)22固定在操作臺(tái)支架19的上方，平臺(tái)23和噴槍支架10固定在操作臺(tái)22上，橫向軸2連接平臺(tái) ^3，橫向旋轉(zhuǎn)軸柄1連接橫向軸2，軸向旋轉(zhuǎn)軸柄20連接軸向旋轉(zhuǎn)軸18，軸向旋轉(zhuǎn)軸18連接軸向進(jìn)動(dòng)桿21，軸向進(jìn)動(dòng)桿21連接平臺(tái)23，縱向平臺(tái)8與平臺(tái)23連接，縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄3連接縱向平臺(tái)8，裝夾臺(tái)5在縱向平臺(tái)8上方，旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄4與裝夾臺(tái)5連接， 石墨夾具6夾在裝夾臺(tái)5中，被測(cè)試件7夾在石墨夾具6中，噴槍支架10支撐噴槍9，噴槍 9連接限流閥11，限流閥11通過管道連接調(diào)節(jié)閥12，調(diào)節(jié)閥12通過管道連接流量計(jì)13，流量計(jì)13通過管道連接壓力表14，壓力表14通過管道連接減壓閥15，減壓閥15通過管道連接氧氣瓶17和乙炔瓶16。
本發(fā)明還具有以下結(jié)構(gòu)特征由平臺(tái)23、縱向平臺(tái)8和裝夾臺(tái)5互成90°分布組成三向可調(diào)式燒蝕平臺(tái)。縱向平臺(tái)8通過齒輪和螺桿等傳動(dòng)裝置固定于支架上，可繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。裝夾臺(tái)5固定于縱向平臺(tái)8上，隨著縱向平臺(tái)8和平臺(tái)23可沿軸向、橫向和縱向移動(dòng)；試樣固定于裝夾臺(tái)5上，可繞縱向轉(zhuǎn)動(dòng)。噴槍9固定于噴槍支架10上，通過管道與限流閥11、調(diào)節(jié)閥12、流量計(jì)13、壓力表14和減壓閥15連接到氧氣瓶17和乙炔瓶16上。本發(fā)明通過控制三維移動(dòng)平臺(tái)的工作距離及氧乙炔進(jìn)氣流量，可調(diào)節(jié)試驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)，該方法操作簡(jiǎn)單，效率高，成本低。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，由橫向旋轉(zhuǎn)軸柄1、橫向軸2、縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄3、旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄4、裝夾臺(tái)5、石墨夾具6、被測(cè)試件7、縱向平臺(tái)8、噴槍9、噴槍支架10、限流閥11、調(diào)節(jié)閥12、流量計(jì)13、壓力表14、減壓閥15、乙炔瓶16、氧氣瓶17、軸向旋轉(zhuǎn)軸18、操作臺(tái)支架19、軸向旋轉(zhuǎn)軸柄20、軸向進(jìn)動(dòng)桿21、操作臺(tái)22和平臺(tái) 23組成；操作臺(tái)22固定在操作臺(tái)支架19的上方，平臺(tái)23和噴槍支架10固定在操作臺(tái)22 上，橫向軸2連接平臺(tái)^，橫向旋轉(zhuǎn)軸柄1連接橫向軸2，軸向旋轉(zhuǎn)軸柄20連接軸向旋轉(zhuǎn)軸 18，軸向旋轉(zhuǎn)軸18連接軸向進(jìn)動(dòng)桿21，軸向進(jìn)動(dòng)桿21連接平臺(tái)23，縱向平臺(tái)8與平臺(tái)23連接，縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄3連接縱向平臺(tái)8，裝夾臺(tái)5在縱向平臺(tái)8上方，旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄4 與裝夾臺(tái)5連接，石墨夾具6夾在裝夾臺(tái)5中，被測(cè)試件7夾在石墨夾具6中，噴槍支架10 支撐噴槍9，噴槍9連接限流閥11，限流閥11通過管道連接調(diào)節(jié)閥12，調(diào)節(jié)閥12通過管道連接流量計(jì)13，流量計(jì)13通過管道連接壓力表14，壓力表14通過管道連接減壓閥15，減壓閥15通過管道連接氧氣瓶17和乙炔瓶16。由平臺(tái)23、縱向平臺(tái)8和裝夾臺(tái)5互成90°分布組成三向可調(diào)式燒蝕平臺(tái)?？v向平臺(tái)8通過齒輪和螺桿等傳動(dòng)裝置固定于支架上，可繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。裝夾臺(tái)5固定于縱向平臺(tái)8上，隨著縱向平臺(tái)8和平臺(tái)23可沿軸向、橫向和縱向移動(dòng)；試樣固定于裝夾臺(tái)5上，可繞縱向轉(zhuǎn)動(dòng)。噴槍9固定于噴槍支架10上，通過管道與限流閥11、調(diào)節(jié)閥12、流量計(jì)13、壓力表14和減壓閥15連接到氧氣瓶17和乙炔瓶16上。使用時(shí)，被測(cè)試樣固定于石墨夾具中，用隔熱氈密封；根據(jù)被測(cè)試樣的結(jié)構(gòu)形狀和試驗(yàn)狀態(tài)需求，可設(shè)計(jì)不同的石墨夾具。本發(fā)明可依據(jù)《GJB323-A1996》標(biāo)準(zhǔn)，分別針對(duì)原理性試驗(yàn)試件和小尺度結(jié)構(gòu)試件 (縮比件)，通過測(cè)量計(jì)算質(zhì)量燒蝕率和線燒蝕率，評(píng)價(jià)防熱材料燒蝕性能；通過可調(diào)整試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行熱沖擊性能評(píng)價(jià)；針對(duì)窗口、大面積隔熱材料，通過選配在線溫度測(cè)量子系統(tǒng)可進(jìn)行隔熱性能評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求
1.一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，由橫向旋轉(zhuǎn)軸柄(1)、橫向軸(2)、 縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄⑶、旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄⑷、裝夾臺(tái)(5)、石墨夾具(6)、被測(cè)試件(7)、縱向平臺(tái)(8)、噴槍(9)、噴槍支架(10)、限流閥(11)、調(diào)節(jié)閥(12)、流量計(jì)(13)、壓力表(14)、 減壓閥(15)、乙炔瓶(16)、氧氣瓶(17)、軸向旋轉(zhuǎn)軸(18)、操作臺(tái)支架(19)、軸向旋轉(zhuǎn)軸柄 (20)、軸向進(jìn)動(dòng)桿(21)、操作臺(tái)02)和平臺(tái)03)組成，其特征在于操作臺(tái)02)固定在操作臺(tái)支架(19)的上方，平臺(tái)03)和噴槍支架(10)固定在操作臺(tái)02)上，橫向軸(2)連接平臺(tái)(23)，橫向旋轉(zhuǎn)軸柄(1)連接橫向軸O)，軸向旋轉(zhuǎn)軸柄OO)連接軸向旋轉(zhuǎn)軸(18)，軸向旋轉(zhuǎn)軸(18)連接軸向進(jìn)動(dòng)桿01)，軸向進(jìn)動(dòng)桿連接平臺(tái)03)，縱向平臺(tái)(8)與平臺(tái)03)連接，縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄(3)連接縱向平臺(tái)(8)，裝夾臺(tái)(5)在縱向平臺(tái)⑶上方， 旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄(4)與裝夾臺(tái)( 連接，石墨夾具(6)夾在裝夾臺(tái)(5)中，被測(cè)試件(7) 夾在石墨夾具(6)中，噴槍支架(10)支撐噴槍(9)，噴槍(9)連接限流閥(11)，限流閥(11) 通過管道連接調(diào)節(jié)閥(12)，調(diào)節(jié)閥(1 通過管道連接流量計(jì)(13)，流量計(jì)(1 通過管道連接壓力表(14)，壓力表(14)通過管道連接減壓閥(15)，減壓閥(1 通過管道連接氧氣瓶(17)和乙炔瓶(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于由平臺(tái)(23)、縱向平臺(tái)(8)和裝夾臺(tái)(5)互成90°分布組成三向可調(diào)式燒蝕平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于縱向平臺(tái)(8)通過齒輪和螺桿等傳動(dòng)裝置固定于支架上，可繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于裝夾臺(tái)(5)固定于縱向平臺(tái)⑶上，隨著縱向平臺(tái)⑶和平臺(tái)03)可沿軸向、橫向和縱向移動(dòng)；試樣固定于裝夾臺(tái)( 上，可繞縱向轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于噴槍(9)固定于噴槍支架(10)上，通過管道與限流閥(11)、調(diào)節(jié)閥(12)、流量計(jì)(13)、 壓力表(14)和減壓閥(15)連接到氧氣瓶(17)和乙炔瓶(16)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三維可調(diào)式防/隔熱材料地面模擬試驗(yàn)裝置，由橫向旋轉(zhuǎn)軸柄、橫向軸、縱向平臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸柄、旋轉(zhuǎn)石墨夾具軸柄、裝夾臺(tái)、石墨夾具、被測(cè)試件、縱向平臺(tái)、噴槍、噴槍支架、限流閥、調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)、壓力表、減壓閥、乙炔瓶、氧氣瓶、軸向旋轉(zhuǎn)軸、操作臺(tái)支架、軸向旋轉(zhuǎn)軸柄、軸向進(jìn)動(dòng)桿、操作臺(tái)和平臺(tái)組成，本發(fā)明通過控制三維移動(dòng)平臺(tái)的工作距離及氧乙炔進(jìn)氣流量，可調(diào)節(jié)試驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)，該方法操作簡(jiǎn)單，效率高，成本低。
文檔編號(hào)G01N25/02GK102156143SQ201110061210
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者丁小恒, 孟松鶴, 張禹, 白光輝, 解維華, 金華 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)