专利名称：一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种地面模拟试验装置，具体地说是一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置。
背景技术：
防/隔热材料的表征和评价需要一系列的地面模拟和检测分析方法，主要的地面模拟设备有氧乙炔烧蚀、等离子火炬、风洞、电弧加热器以及火箭发动机燃气流实验装置寸。风洞有许多类，例如常规高超速风洞，其特点是工作时间长，可达几分钟，但其温度较低，只能做低温材料的烧蚀实验。激波风洞是脉冲式的，实验时间短，为毫秒级。电弧加热器是利用大电流在电极间形成电弧，使高压气体电离，形成高速等离子射流，可以提供高压、高温气动热环境。火箭发动机燃气流实验装置的优点是可以进行大尺寸模型实验，但焓值较低，与真实飞行条件差别较大。等离子火炬是利用高压震荡激发气体形成电弧，经机械压缩和电磁收缩效应压缩后形成稳定等离子电弧，可提供高压、高温气动环境，最高温度达7000°C，比真实飞行条件恶劣。氧乙炔烧蚀是利用氧气、乙炔燃烧产生低压高温火焰，火焰温度、热流密度可调节范围宽，可用于考核防热材料烧蚀性能、热冲击性能以及隔热材料隔热性能。目前，氧乙炔已用于防热材料烧蚀性能标准化考核手段之一。因此以氧乙炔烧蚀装置核心，辅以多向可调式装配平台和多种在线检测和监控设备，建立一个廉价、适用结构广、模拟范围宽的防/隔热材料地面模拟试验系统，对防热材料进行表征和评价，已被普遍接受。
发明内容
本发明的目的是针对不同结构防/隔热材料，提供一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置。本发明的目的是这样实现的由横向旋转轴柄1、横向轴2、纵向平台旋转轴柄3、 旋转石墨夹具轴柄4、装夹台5、石墨夹具6、被测试件7、纵向平台8、喷枪9、喷枪支架10、限流阀11、调节阀12、流量计13、压力表14、减压阀15、乙炔瓶16、氧气瓶17、轴向旋转轴18、 操作台支架19、轴向旋转轴柄20、轴向进动杆21、操作台22和平台23组成；操作台22固定在操作台支架19的上方，平台23和喷枪支架10固定在操作台22上，横向轴2连接平台 ^3，横向旋转轴柄1连接横向轴2，轴向旋转轴柄20连接轴向旋转轴18，轴向旋转轴18连接轴向进动杆21，轴向进动杆21连接平台23，纵向平台8与平台23连接，纵向平台旋转轴柄3连接纵向平台8，装夹台5在纵向平台8上方，旋转石墨夹具轴柄4与装夹台5连接， 石墨夹具6夹在装夹台5中，被测试件7夹在石墨夹具6中，喷枪支架10支撑喷枪9，喷枪 9连接限流阀11，限流阀11通过管道连接调节阀12，调节阀12通过管道连接流量计13，流量计13通过管道连接压力表14，压力表14通过管道连接减压阀15，减压阀15通过管道连接氧气瓶17和乙炔瓶16。
本发明还具有以下结构特征由平台23、纵向平台8和装夹台5互成90°分布组成三向可调式烧蚀平台。纵向平台8通过齿轮和螺杆等传动装置固定于支架上，可绕轴向转动。装夹台5固定于纵向平台8上，随着纵向平台8和平台23可沿轴向、横向和纵向移动；试样固定于装夹台5上，可绕纵向转动。喷枪9固定于喷枪支架10上，通过管道与限流阀11、调节阀12、流量计13、压力表14和减压阀15连接到氧气瓶17和乙炔瓶16上。本发明通过控制三维移动平台的工作距离及氧乙炔进气流量，可调节试验状态参数，该方法操作简单，效率高，成本低。
图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，由横向旋转轴柄1、横向轴2、纵向平台旋转轴柄3、旋转石墨夹具轴柄4、装夹台5、石墨夹具6、被测试件7、纵向平台8、喷枪9、喷枪支架10、限流阀11、调节阀12、流量计13、压力表14、减压阀15、乙炔瓶16、氧气瓶17、轴向旋转轴18、操作台支架19、轴向旋转轴柄20、轴向进动杆21、操作台22和平台 23组成；操作台22固定在操作台支架19的上方，平台23和喷枪支架10固定在操作台22 上，横向轴2连接平台^，横向旋转轴柄1连接横向轴2，轴向旋转轴柄20连接轴向旋转轴 18，轴向旋转轴18连接轴向进动杆21，轴向进动杆21连接平台23，纵向平台8与平台23连接，纵向平台旋转轴柄3连接纵向平台8，装夹台5在纵向平台8上方，旋转石墨夹具轴柄4 与装夹台5连接，石墨夹具6夹在装夹台5中，被测试件7夹在石墨夹具6中，喷枪支架10 支撑喷枪9，喷枪9连接限流阀11，限流阀11通过管道连接调节阀12，调节阀12通过管道连接流量计13，流量计13通过管道连接压力表14，压力表14通过管道连接减压阀15，减压阀15通过管道连接氧气瓶17和乙炔瓶16。由平台23、纵向平台8和装夹台5互成90°分布组成三向可调式烧蚀平台。纵向平台8通过齿轮和螺杆等传动装置固定于支架上，可绕轴向转动。装夹台5固定于纵向平台8上，随着纵向平台8和平台23可沿轴向、横向和纵向移动；试样固定于装夹台5上，可绕纵向转动。喷枪9固定于喷枪支架10上，通过管道与限流阀11、调节阀12、流量计13、压力表14和减压阀15连接到氧气瓶17和乙炔瓶16上。使用时，被测试样固定于石墨夹具中，用隔热毡密封；根据被测试样的结构形状和试验状态需求，可设计不同的石墨夹具。本发明可依据《GJB323-A1996》标准，分别针对原理性试验试件和小尺度结构试件 (缩比件)，通过测量计算质量烧蚀率和线烧蚀率，评价防热材料烧蚀性能；通过可调整试验参数进行热冲击性能评价；针对窗口、大面积隔热材料，通过选配在线温度测量子系统可进行隔热性能评价。
权利要求
1.一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，由横向旋转轴柄(1)、横向轴(2)、 纵向平台旋转轴柄⑶、旋转石墨夹具轴柄⑷、装夹台(5)、石墨夹具(6)、被测试件(7)、纵向平台(8)、喷枪(9)、喷枪支架(10)、限流阀(11)、调节阀(12)、流量计(13)、压力表(14)、 减压阀(15)、乙炔瓶(16)、氧气瓶(17)、轴向旋转轴(18)、操作台支架(19)、轴向旋转轴柄 (20)、轴向进动杆(21)、操作台02)和平台03)组成，其特征在于操作台02)固定在操作台支架(19)的上方，平台03)和喷枪支架(10)固定在操作台02)上，横向轴(2)连接平台(23)，横向旋转轴柄(1)连接横向轴O)，轴向旋转轴柄OO)连接轴向旋转轴(18)，轴向旋转轴(18)连接轴向进动杆01)，轴向进动杆连接平台03)，纵向平台(8)与平台03)连接，纵向平台旋转轴柄(3)连接纵向平台(8)，装夹台(5)在纵向平台⑶上方， 旋转石墨夹具轴柄(4)与装夹台( 连接，石墨夹具(6)夹在装夹台(5)中，被测试件(7) 夹在石墨夹具(6)中，喷枪支架(10)支撑喷枪(9)，喷枪(9)连接限流阀(11)，限流阀(11) 通过管道连接调节阀(12)，调节阀(1 通过管道连接流量计(13)，流量计(1 通过管道连接压力表(14)，压力表(14)通过管道连接减压阀(15)，减压阀(1 通过管道连接氧气瓶(17)和乙炔瓶(16)。
2.根据权利要求1所述的一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，其特征在于由平台(23)、纵向平台(8)和装夹台(5)互成90°分布组成三向可调式烧蚀平台。
3.根据权利要求1所述的一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，其特征在于纵向平台(8)通过齿轮和螺杆等传动装置固定于支架上，可绕轴向转动。
4.根据权利要求1所述的一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，其特征在于装夹台(5)固定于纵向平台⑶上，随着纵向平台⑶和平台03)可沿轴向、横向和纵向移动；试样固定于装夹台( 上，可绕纵向转动。
5.根据权利要求1所述的一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，其特征在于喷枪(9)固定于喷枪支架(10)上，通过管道与限流阀(11)、调节阀(12)、流量计(13)、 压力表(14)和减压阀(15)连接到氧气瓶(17)和乙炔瓶(16)上。
全文摘要
本发明提供了一种三维可调式防/隔热材料地面模拟试验装置，由横向旋转轴柄、横向轴、纵向平台旋转轴柄、旋转石墨夹具轴柄、装夹台、石墨夹具、被测试件、纵向平台、喷枪、喷枪支架、限流阀、调节阀、流量计、压力表、减压阀、乙炔瓶、氧气瓶、轴向旋转轴、操作台支架、轴向旋转轴柄、轴向进动杆、操作台和平台组成，本发明通过控制三维移动平台的工作距离及氧乙炔进气流量，可调节试验状态参数，该方法操作简单，效率高，成本低。
文档编号G01N25/02GK102156143SQ201110061210
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者丁小恒, 孟松鹤, 张禹, 白光辉, 解维华, 金华 申请人:哈尔滨工业大学