非金属材料高温钻孔试验的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种非金属材料高温钻孔试验机，包括机架、加热装置、钻孔装置和自动取样装置，所述机架一端安装有所述加热装置，另一端对应安装有所述钻孔装置，所述钻孔装置的下方与加热装置的加热炉炉口对应处安装固定有取样装置，本实用新型试样在加热装置中模拟试样在实际使用工况下经受的高温温度并保温一定时间，然后通过取样机构立即自动将试样和试样夹具取出，冲击钻开始工作并在一定荷载下对试样进行钻孔，并通过数据记录器自动记录钻孔深度及所用时间，钻孔深度与时间的比值和修正系数的积便是试样高温钻孔强度的度量；可以对试样高温钻孔强度的判断做出数据化定量分析，能准确反映试样高温钻孔强度的特性。
【专利说明】非金属材料高温钻孔试验机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种非金属材料高温物理性质测试仪，特别涉及一种用于冶炼炉放出高温液体的堵口材料的开孔强度测试的非金属材料高温钻孔试验机。
【背景技术】
[0002]冶炼炉如炼铁高炉、铁合金冶炼炉，都需要用不定形耐火材料来封堵放出高温液体金属和炉渣的孔口，在放出高温液体金属和炉渣的时候用钻孔机钻孔打开封堵材料。封堵材料既要满足开口机的开孔能力要求，又要满足放出高温液体金属和炉渣对封堵材料的物理冲刷与化学侵蚀的要求。这种易钻孔性能与耐高温液体冲刷侵蚀性能是一对很大的矛盾。在封堵材料生产中，往往容易造成满足了耐高温液体冲刷侵蚀性能，但是满足不了容易钻孔的性能，这时就需要花费大量的人力和物力来开通封堵孔口 ；满足了容易钻孔的性能，但是又很容易满足不了耐高温液体冲刷侵蚀性能，这时就容易造成炉内高温液体喷出而形成安全事故，同时严重影响生产。因此，需要花费大量的时间和费用，通过大量的实验室试验和冶炼炉上的使用试验来找到这对矛盾的解决方案。目前，国内外还没有一种有效的装置和方法来精确测量封堵材料在不同的高温下的开孔强度，经过高温处理后冷却下来的封堵材料进行耐压强度和抗折强度测试，或者在高温状态下的抗折强度测试，或者经高温处理后冷却下来再用电钻进行试探性的钻孔试验，都不能体现出封堵材料实际工况下的钻孔强度。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的为了解决封堵材料经历高温环境后钻孔强度性能的测试问题，本实用新型提出一种非金属材料高温钻孔试验机，用于冶炼炉放出高温液体的堵口材料的开孔强度测试。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种非金属材料高温钻孔试验机，包括机架、加热装置、钻孔装置和自动取样装置，所述机架一端安装有所述加热装置，另一端对应安装有所述钻孔装置，所述钻孔装置的下方与加热装置的加热炉炉口对应处安装固定有取样装置。
[0005]在上述结构中，所述的加热装置包括加热炉、炉门和炉门升降机构，所述加热炉的一侧设有炉口，炉口上匹配安装有炉门，所述炉门通过所述炉门升降机构实现开闭；所述加热炉的炉膛内设有测温热电偶和发热体。
[0006]进一步地，所述的加热炉炉体内设有炉衬，所述炉衬由耐火材料制成。
[0007]进一步地，所述的炉门升降机构包括炉门升降推杆和连接杆，所述炉门和炉门升降推杆通过连接杆连接。
[0008]进一步地，所述的炉门升降推杆为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆。
[0009]在上述结构中，所述的钻孔装置包括竖向设置的冲击钻、加荷机构、冷却套、钻头、T形支架、导向筒和数据记录器，所述冲击钻下端固定连接所述钻头，其上端外侧套装有导向筒，且该冲击钻上安装有行程开关，所述冷却套套装在钻头上端，所述数据记录器与冲击钻固定连接，所述T形支架固定在机架上；所述加荷机构含有加荷砝码、拉紧绳、滑轮和拉紧杆，所述拉紧绳一端连接加荷砝码，另一端绕过滑轮固定在拉杆上，所述加荷砝码通过拉紧绳和拉杆拉紧悬吊在冲击钻上方，所述滑轮固定在T形支架的上端，拉杆固定在T形支架下部，所述拉杆为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆。
[0010]在上述结构中，所述的钻孔装置包括水平设置的冲击钻、加荷机构、冷却套、钻头、导向筒和数据记录器，所述导向筒固定在机架上，所述导向筒内匹配安装所述冲击钻底座，所述冲击钻底座上表面上固定有所述冲击钻，该冲击钻上安装有行程开关，其钻头夹头处安装有钻头，所述冷却套套装在钻头靠近冲击钻的一端，所述数据记录器与冲击钻固定连接；所述加荷机构含有加荷砝码、拉紧绳和滑轮，所述拉紧绳一端连接加荷砝码另一端绕过滑轮固定在冲击钻底座上。
[0011]在上述所述的钻孔装置中，所述的钻头为中空钻头。
[0012]在上述结构中，所述的取样装置包括驱动机构和取样托板，所述取样托板上与冲击钻对应处安装有试样夹具，所述加热装置的加热炉的炉膛的试样通过驱动机构驱动该取样托板和试样夹具取出；所述驱动机构包括驱动器和滑块，所述滑块固定在取样托板底部一端，且设在与之匹配的滑槽内，所述驱动器一端固定在机架上，另一端固定连接所述滑块；所述驱动器为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆，或为与滑块配合的丝杠。
[0013]在上述结构中，非金属材料高温钻孔试验机还包括除尘装置，所述除尘装置包括抽风机和除尘管，所述除尘管一端设置在钻头一侧，另一端与抽风机的抽风口连通。
[0014]本实用新型的有益效是果:
[0015]1、本实用新型非金属材料高温钻孔试验机，试样在加热装置中模拟试样在实际使用工况下经受的高温温度并保温一定时间，然后通过取样机构立即自动将试样和试样夹具取出，然后冲击钻开始工作并在一定荷载下对试样进行钻孔，并通过数据记录器自动记录钻孔深度及所用时间，钻孔深度与时间的比值和修正系数的积便是试样高温钻孔强度的度量，可以对试样高温钻孔强度的判断做出数据化定量分析，能准确反映试样高温钻孔强度的特性。
[0016]2、本实用新型非金属材料高温钻孔试验机，结构简单，使用方便，易于制造实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的主视结构示意图；
[0018]图2为图的左视结构示意图；
[0019]图3为本实用新型的冲击钻水平放置结构示意图。
[0020]图中，1、机架，2、炉门升降机构，3、加热炉，4、炉衬，5、炉膛，6、发热体，7、测温热电偶，8、炉门，9、试样，10、匣体，11、取样托板，12、驱动器，13、钻孔装置，14、钻头，15、加荷机构，16、冲击钻，17、试样夹具，18、导向筒，19、数据记录器，20、冷却套，21、滑轮，22、拉紧杆，23、拉紧绳，24、T形支架，25、加荷砝码，26、滑块，27、冲击钻底座。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图机【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0022]实施例1:参见图1、图2包括机架1、加热装置、钻孔装置13和自动取样装置，所述机架I 一端安装有所述加热装置，另一端对应安装有所述钻孔装置(13)，所述钻孔装置13的下方与加热装置的加热炉3炉口对应处安装固定有取样装置。
[0023]所述的加热装置包括加热炉3、炉门8和炉门升降机构2，所述加热炉3的一侧设有炉口，炉口上匹配安装有炉门8，所述炉门8通过所述炉门升降机构2实现开闭；所述加热炉3的炉膛5内设有测温热电偶7和发热体6。
[0024]所述的加热炉3炉体内设有炉衬4，所述炉衬4由耐火材料制成。
[0025]所述的炉门升降机构2包括炉门升降推杆和连接杆，所述炉门8和炉门升降推杆2通过连接杆连接，所述炉门8通过该升级机构2实现打开和闭合。
[0026]所述的炉门升降推杆为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆。
[0027]所述的钻孔装置13包括竖向设置的冲击钻16、加荷机构15、冷却套20、T形支架24、钻头14、导向筒18和数据记录器19，所述冲击钻16下端固定连接所述钻头14，其上端外侧套装有导向筒18，且该冲击钻16上安装有行程开关，所述冷却套20套装在钻头14上端，所述数据记录器19与冲击钻16固定连接，所述书籍记录器19可以准确记录冲击钻16的钻孔深度机所用的时间，能准确反映试样高温钻孔强度的特性；所述加荷机构15含有加荷砝码25、拉紧绳23、滑轮21和拉紧杆22，所述拉紧绳23 —端连接加荷砝码25，另一端绕过滑轮21固定在拉杆22上，所述加荷砝码25通过拉紧绳23和拉杆22拉紧悬吊在冲击钻16上方，所述滑轮21固定在T形支架24上端，拉杆22固定在T形支架24下端，所述拉杆22为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆；所述加荷机构可以对冲击钻16施加压力，加大冲击钻冲孔的能力。
[0028]为了方便冷却套20通气对钻头14冷却，所述的钻头14为中空钻头。
[0029]所述的取样装置包括驱动机构和取样托板11，所述取样托板11上与冲击钻14对应处安装有试样夹具17，所述加热装置的加热炉3的炉膛5的试样9通过驱动机构驱动该取样托板11和试样夹具17取出；所述驱动机构包括驱动器12和滑块26，所述滑块26固定在取样托板11底部一端，且设在与之匹配的滑槽内，所述驱动器12 —端固定在机架I上，另一端固定连接所述滑块26 ;所述驱动器26为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆，或为与滑块26配合的丝杠。
[0030]实施例2:参见图3,实施例二与实施例一基本相同，图中相同标号代表的意义相同，相同之处不重述，不同之处在于:本实用新型非金属材料高温钻孔试验机的钻孔装置13包括水平设置的冲击钻16、加荷机构15、冷却套20、钻头14、导向筒18和数据记录器19，所述导向筒18固定在机架I上，所述导向筒18内匹配安装所述冲击钻底座27，所述冲击钻底座27上表面上固定有所述冲击钻16，该冲击钻16上安装有行程开关，其钻头夹头处安装有钻头14，所述冷却套20套装在钻头14靠近冲击钻16的一端，所述数据记录器19与冲击钻16固定连接；所述加荷机构15含有加荷砝码25、拉紧绳23和滑轮21，所述拉紧绳23一端连接加荷砝码25另一端绕过滑轮21固定在冲击钻底座27上。
[0031]实施例3:图未画出，实施例三与实施例一基本相同，图中相同标号代表的意义相同，相同之处不重述，不同之处在于:本实用新型非金属材料高温钻孔试验机还包括除尘装置，所述除尘装置包括抽风机和除尘管，所述除尘管一端设置在钻头一侧，另一端与抽风机的抽风口连通。
[0032]本实用新型的工作过程:首先将一定形状的非金属材料试样9放入对应形状的匣体10中，试样连同匣体10 —起放入加热炉3的炉膛5中加热至一定温度并保温一定时间后，通过取样机构迅速取出装有试样9的匣体10，并将其固定在试样夹具17中，使用装有钻头14的冲击钻16沿直线移动对试样9进行钻孔，冲击钻16工作时具有一定冲击力及转速，同时与钻孔装置相连有自动记录钻孔深度与时间的数据记录器19，钻孔产生的扬尘由除尘装置抽风净化。
【权利要求】
1.一种非金属材料高温钻孔试验机，包括机架(I )、加热装置、钻孔装置(13)和自动取样装置，其特征是:所述机架(1) 一端安装有所述加热装置，另一端对应安装有所述钻孔装置(13)，所述钻孔装置(13)的下方与加热装置的加热炉(3)炉口对应处安装固定有取样装置。
2.根据权利要求1所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的加热装置包括加热炉(3)、炉门(8)和炉门升降机构(2)，所述加热炉(3)的一侧设有炉口，炉口上匹配安装有炉门(8)，所述炉门(8)通过所述炉门升降机构(2)实现开闭；所述加热炉(3)的炉膛(5 )内设有测温热电偶(7 )和发热体(6 )。
3.根据权利要求2所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的加热炉(3)炉体内设有炉衬(4 )，所述炉衬(4 )由耐火材料制成。
4.根据权利要求2所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的炉门升降机构(2 )包括炉门升降推杆和连接杆，所述炉门(8 )和炉门升降推杆(2 )通过连接杆连接。
5.根据权利要求4所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的炉门升降推杆为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆。
6.根据权利要求1所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的钻孔装置(13)包括竖向设置的冲击钻(16)、加荷机构(15)、冷却套(20)、钻头(14)、T形支架(24)、导向筒(18)和数据记录器(19)，所述冲击钻(16)下端固定连接所述钻头(14)，其上端外侧套装有导向筒(18),且该冲击钻(16)上安装有行程开关，所述冷却套(20)套装在钻头(14)上端，所述数据记录器(19)与冲击钻(16)固定连接，所述T形支架(24)固定在机架(1)上；所述加荷机构(15)含有加荷砝码(25)、拉紧绳(23)、滑轮(21)和拉紧杆(22)，所述拉紧绳(23)一端连接加荷砝码(25)另一端绕过滑轮(21)固定在拉杆(22)上，所述加荷砝码(25)通过拉紧绳(23)和拉杆(22)拉紧悬`吊在冲击钻(16)上方，所述滑轮(21)固定在T形支架(24)的上端，拉杆(22)固定在T形支架(24)下部，所述拉杆(22)为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆。
7.根据权利要求1所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的钻孔装置(13)包括水平设置的冲击钻(16)、加荷机构(15)、冷却套(20)、钻头(14)、导向筒(18)和数据记录器(19)，所述导向筒(18)固定在机架(1)上，所述导向筒(18)内匹配安装所述冲击钻底座(27 )，所述冲击钻底座(27 )上表面上固定有所述冲击钻(16 )，该冲击钻(16 )上安装有行程开关，其钻头夹头处安装有钻头(14)，所述冷却套(20)套装在钻头(14)靠近冲击钻(16)的一端，所述数据记录器(19)与冲击钻(16)固定连接；所述加荷机构(15)含有加荷砝码(25)、拉紧绳(23)和滑轮(21)，所述拉紧绳(23)—端连接加荷砝码(25)，另一端绕过滑轮(21)固定在冲击钻底座(27)上。
8.根据权利要求6或7所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的钻头(14)为中空钻头。
9.根据权利要求1所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:所述的取样装置包括驱动机构和取样托板(11)，所述取样托板(11)上与冲击钻(14)对应处安装有试样夹具(17)，所述加热装置的加热炉(3)的炉膛(5)的试样(9)通过驱动机构驱动该取样托板(11)和试样夹具(17)取出；所述驱动机构包括驱动器(12)和滑块(26)，所述滑块(26)固定在取样托板(11)底部一端，且设在与之匹配的滑槽内，所述驱动器(12) —端固定在机架(1)上，另一端固定连接所述滑块(26 );所述驱动器(26 )为液压缸或气压缸的活塞杆，或为电推杆，或为与滑块(26)配合的丝杠。
10.根据权利要求1所述的非金属材料高温钻孔试验机，其特征是:非金属材料高温钻孔试验机还包括除尘装置，所述除尘装置包括抽风机和除尘管，所述除尘管一端设置在钻头一侧，另一端 与抽风机的抽风口连通。
【文档编号】G01N3/00GK203502287SQ201320601968
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日
【发明者】伍积明, 李献明, 黄少平, 杨红伟, 张德义, 王劲松, 张灿 申请人:郑州赛沃科技有限公司