專(zhuān)利名稱(chēng)：砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種能夠?qū)崟r(shí)精確
地調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
砂/塵環(huán)境試驗(yàn)是檢驗(yàn)車(chē)輛、飛行器、電器設(shè)備、軍用裝備等在沙漠、干旱地區(qū)和 風(fēng)砂天氣條件下的環(huán)境適應(yīng)性和環(huán)境可靠性的重要手段。目前，模擬飛散干砂或充滿塵埃 的砂/塵環(huán)境的試驗(yàn)裝置系統(tǒng)主要包括三種類(lèi)型吹砂試驗(yàn)系統(tǒng)、吹塵試驗(yàn)系統(tǒng)以及比較 先進(jìn)的既可用于吹砂試驗(yàn)也可用于吹塵試驗(yàn)的砂/塵合一試驗(yàn)系統(tǒng)。 砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)一般包括模擬風(fēng)速環(huán)境的循環(huán)風(fēng)道、加砂/塵系統(tǒng)、砂/ 塵循環(huán)回收系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，其中，加砂/塵系統(tǒng)用于向試驗(yàn)裝置系統(tǒng)中添加砂/塵 試驗(yàn)用料以在循環(huán)風(fēng)道的試驗(yàn)段處形成符合試驗(yàn)要求的砂/塵顆粒濃度，待檢驗(yàn)對(duì)象被置 于循環(huán)風(fēng)道的試驗(yàn)段，砂/塵回收循環(huán)系統(tǒng)用于使砂/塵料在試驗(yàn)裝置系統(tǒng)中進(jìn)行閉循環(huán)， 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)試驗(yàn)裝置系統(tǒng)內(nèi)的濕度和溫度。
圖1示出傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意圖。 如圖1中所示，該砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括模擬風(fēng)速環(huán)境的循環(huán)風(fēng)道101，主 風(fēng)機(jī)102設(shè)置在循環(huán)風(fēng)道101中。在主風(fēng)機(jī)102的驅(qū)動(dòng)下，試驗(yàn)用空氣按照順時(shí)針?lè)较蛟?循環(huán)風(fēng)道101中循環(huán)流動(dòng)，并在循環(huán)風(fēng)道101的試驗(yàn)段111處形成滿足試驗(yàn)要求的試驗(yàn)風(fēng) 速。 傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的加料系統(tǒng)主要包括進(jìn)料倉(cāng)108、真空泵105等。在 試驗(yàn)開(kāi)始前，換向閥109切換至加料位置以與進(jìn)料倉(cāng)108連接。在真空泵105的抽吸作用 下，進(jìn)料倉(cāng)108中的砂/塵料以氣力輸送方式經(jīng)換向閥109進(jìn)入分離器104，經(jīng)分離器104 分離后落入加料倉(cāng)106中。加料倉(cāng)106中的砂/塵料將在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)作為試驗(yàn)用料。
加料倉(cāng)106設(shè)有兩路輸出通道，分別用于吹砂試驗(yàn)和吹塵試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，換 向閥109切換到回料位置。加料倉(cāng)106中的砂/塵料進(jìn)入相應(yīng)的吹砂混合器107a或吹塵 混合器107b中，與壓縮空氣均勻混合后以氣力輸送方式經(jīng)送料通道115噴入循環(huán)風(fēng)道的試 驗(yàn)段111的上游，以在試驗(yàn)段111處形成滿足試驗(yàn)要求的砂/塵顆粒濃度。
在循環(huán)風(fēng)道101中，離開(kāi)試驗(yàn)段111的氣固兩相流在經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓段112時(shí)減速，在分 離段113處發(fā)生氣固分離。分離出的砂/塵顆粒落入布置在分離段113下方的回收料斗 103中。同時(shí)，在真空泵105的抽吸作用下，回收料斗103中的砂/塵料經(jīng)換向閥109進(jìn)入 分離器104，經(jīng)分離器104分離后返回加料倉(cāng)106中，從而實(shí)現(xiàn)砂/塵料的循環(huán)利用。此外， 在圖1所示的系統(tǒng)的各個(gè)通道上設(shè)置有多個(gè)用于控制流量、流速、壓力的閥門(mén)。
如上所述，在傳統(tǒng)的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)中，加料系統(tǒng)主要由真空泵105、進(jìn) 料倉(cāng)108、換向閥109和加料倉(cāng)106構(gòu)成，砂/塵循環(huán)回收系統(tǒng)主要由加料倉(cāng)106、混合器 107a和107b、送料通道115、試驗(yàn)段111、分離段113、回料通道114、回收料斗103、換向閥 109、加料倉(cāng)106和真空泵105構(gòu)成，通過(guò)換向閥109在兩個(gè)系統(tǒng)之間切換。
傳統(tǒng)的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題 首先，傳統(tǒng)的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的砂/塵循環(huán)回路(加料倉(cāng)106-混合器 107-送料通道115-試驗(yàn)段111-分離段113-回料通道114-回收料斗103-換向閥109-分 離器104-加料倉(cāng)106)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件較多，增加了成本。 其次，傳統(tǒng)的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)主要通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)位于試驗(yàn)段上游的砂/
塵料噴頭的射流流量大小以及安裝在加料倉(cāng)106處的閥門(mén)的轉(zhuǎn)流速來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)道中的
砂/塵濃度，因此無(wú)法對(duì)循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度進(jìn)行自動(dòng)精確地調(diào)節(jié)。 另外，在傳統(tǒng)的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)中，一般采用兩種方法監(jiān)測(cè)循環(huán)風(fēng)道中
的砂/塵濃度一種為"取樣稱(chēng)重法"，另一種為光電法。"取樣稱(chēng)重法"的測(cè)量手段比較原
始，雖所測(cè)數(shù)據(jù)精度較高，但其測(cè)量用時(shí)較長(zhǎng)，又無(wú)電信號(hào)輸出，因此實(shí)際上只能定時(shí)取樣
而不能用于實(shí)時(shí)的連續(xù)測(cè)量，更無(wú)法與智能控制系統(tǒng)配合進(jìn)行粉塵濃度的實(shí)時(shí)測(cè)控。而利
用光電技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，只能監(jiān)測(cè)空氣中體積較大的粉塵顆粒，同時(shí)光學(xué)鏡面的安裝維護(hù)比
較困難，其使用范圍較窄。 因此，需要一種能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)砂/塵濃度的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崟r(shí)精確地調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度的砂/ 塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括模擬風(fēng)速環(huán)境的循環(huán) 風(fēng)道、回料裝置、進(jìn)料裝置和除料裝置。沿氣流方向，循環(huán)風(fēng)道依次包括試驗(yàn)段、砂/塵分離 段和回氣段，并且進(jìn)料裝置和除料裝置與循環(huán)風(fēng)道的砂/塵分離段相連接。砂/塵分離段 的截面寬度大于試驗(yàn)段的截面寬度，并且砂/塵分離段的底部形成為漏斗形狀，漏斗底端 的回料口與回料裝置相連接。從砂/塵分離段進(jìn)入回料裝置中的砂/塵料在回料裝置的回 料風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)試驗(yàn)段頂部所設(shè)置的加料口被輸送回循環(huán)風(fēng)道中。在試驗(yàn)段中還設(shè)置有 用于監(jiān)測(cè)砂/塵濃度的傳感器，根據(jù)傳感器所監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度，控制進(jìn)料裝置有選擇地 開(kāi)啟以向循環(huán)風(fēng)道中補(bǔ)充砂/塵料，控制除料裝置有選擇地開(kāi)啟以從循環(huán)風(fēng)道中去除多余 的砂/塵料，從而能夠?qū)崟r(shí)精確地調(diào)節(jié)砂/塵濃度。 依據(jù)本發(fā)明，當(dāng)傳感器所監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度小于設(shè)定值時(shí)，進(jìn)料裝置被控制開(kāi) 啟，以向循環(huán)風(fēng)道中補(bǔ)充砂/塵料；當(dāng)傳感器所監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度大于設(shè)定值時(shí)，除料裝 置被控制開(kāi)啟，以從循環(huán)風(fēng)道中去除多余的砂/塵料。 依據(jù)本發(fā)明，還可在試驗(yàn)段中設(shè)置用于放置試件的試驗(yàn)臺(tái)，在試驗(yàn)段與回氣段連 接的一端可設(shè)置有主風(fēng)機(jī)。在這種情況下，所述加料口位于主風(fēng)機(jī)與試驗(yàn)臺(tái)之間，所述傳感 器位于加料口與試驗(yàn)臺(tái)之間。 依據(jù)本發(fā)明，所述傳感器可以是靜電感應(yīng)式砂/塵濃度傳感器。在這種情況下，可 在所述傳感器的探頭上設(shè)置金屬防護(hù)罩，以防止砂/塵顆粒對(duì)傳感器探頭的磨損。另外，為 了提高測(cè)量精度，可以將傳感器安裝成從循環(huán)風(fēng)道頂部向下延伸，以使得傳感器的探頭與 循環(huán)風(fēng)道頂部之間的距離為整個(gè)循環(huán)風(fēng)道高度的三分之二。 依據(jù)本發(fā)明，可以在所述砂/塵分離段上設(shè)置使砂/塵分離段振動(dòng)的振動(dòng)裝置，以 避免砂/塵顆粒粘附到砂/塵分離段的壁面上。
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另外，可將進(jìn)料裝置設(shè)置為與砂/塵分離段的中部連接，將除料裝置設(shè)置為與砂/ 塵分離段的上部連接。 進(jìn)料裝置可包括分別用于輸送砂料和塵料的兩個(gè)通路，分別包括用于容納砂/塵 料的料倉(cāng)、進(jìn)料風(fēng)機(jī)和與循環(huán)風(fēng)道的砂/塵分離段連接的進(jìn)料通道。


圖1示出傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的回料裝置、進(jìn)料裝置和除料
裝置與循環(huán)風(fēng)道的連接的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照?qǐng)D2和圖3來(lái)詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系 統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 圖2是本發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，本 發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括模擬風(fēng)速環(huán)境的循環(huán)風(fēng)道1、回料裝置3、進(jìn)料裝置4 和除料裝置5。另外，盡管圖2和圖3中沒(méi)有示出，但是依據(jù)本發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置 系統(tǒng)可包括用于控制包括在系統(tǒng)中的各個(gè)部件的操作的控制器。 圖2中箭頭所指示的方向表示循環(huán)風(fēng)道中的氣流方向。如圖2所示，循環(huán)風(fēng)道1 為閉環(huán)通道，按照氣流方向依次包括試驗(yàn)段11、砂/塵分離段12和回氣段13。
循環(huán)風(fēng)道1的試驗(yàn)段11基本上是直線通道，在試驗(yàn)段11中設(shè)置有用于放置試件 的試驗(yàn)臺(tái)71，待試驗(yàn)的試件被放置在試驗(yàn)臺(tái)71上進(jìn)行砂/塵環(huán)境試驗(yàn)。另外，還可設(shè)置使 試驗(yàn)臺(tái)71旋轉(zhuǎn)的電機(jī)72 (見(jiàn)圖3)。 主風(fēng)機(jī)2設(shè)置在試驗(yàn)段11的上游。更具體地講，如圖2所示，主風(fēng)機(jī)2可設(shè)置在 試驗(yàn)段11與回氣段13相連接的一端。在試驗(yàn)段11上游，在循環(huán)風(fēng)道的頂部還設(shè)置有加料 口 14，該加料口 14位于主風(fēng)機(jī)2和放置試件的試驗(yàn)臺(tái)71之間。在主風(fēng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)下，試驗(yàn) 用空氣流經(jīng)試驗(yàn)段ll，攜裹從加料口 14噴射出的砂/塵料，以在試驗(yàn)段11中形成符合試驗(yàn) 要求的含砂/塵氣固兩相流。 另外，在加料口 14的下游可安裝砂/塵濃度傳感器6。如圖3所示，砂/塵濃度傳 感器6可位于加料口 14與試驗(yàn)臺(tái)71之間。砂/塵濃度傳感器6用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)風(fēng)道1 的試驗(yàn)段ll中的砂/塵濃度。 與傳統(tǒng)的砂/塵濃度測(cè)量方法不同，在本發(fā)明中，采用靜電感應(yīng)式砂/塵濃度傳感 器。靜電感應(yīng)式砂/塵濃度傳感器通過(guò)檢測(cè)在氣流中的砂/塵顆粒流經(jīng)探頭附近時(shí)產(chǎn)生的 靜電感應(yīng)電荷量的多少來(lái)確定循環(huán)風(fēng)道內(nèi)氣流中的砂/塵濃度，并可對(duì)應(yīng)輸出4 20mA模 擬電流信號(hào)。此外，為了對(duì)傳感器6的監(jiān)測(cè)探頭進(jìn)行防護(hù)，可在傳感器6的探頭上配備金屬 防護(hù)罩，防止循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵顆粒對(duì)探頭的腐蝕磨損。 可將砂/塵濃度傳感器6與加料口 14隔開(kāi)預(yù)定距離(例如，2.5m)安裝在循環(huán)風(fēng) 道頂部的中心線上。此外，為了測(cè)量準(zhǔn)確，提高測(cè)量精度，傳感器6從循環(huán)風(fēng)道頂部向下延 伸，使得傳感器6的探頭與循環(huán)風(fēng)道頂部之間的距離為整個(gè)循環(huán)風(fēng)道高度的三分之二。
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由砂/塵濃度傳感器6監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度數(shù)據(jù)可被發(fā)送給砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置 系統(tǒng)的控制器(未示出)，以便于控制器基于該砂/塵濃度數(shù)據(jù)來(lái)控制裝置系統(tǒng)的各個(gè)部件 的操作。 此外，還可在試驗(yàn)臺(tái)71附近，在試驗(yàn)段11的側(cè)壁上設(shè)置箱門(mén)15以便于加/卸載 試件。另外，還可在箱門(mén)15上形成觀察窗口。 砂/塵分離段12位于試驗(yàn)段11的下游。如圖2中所示，砂/塵分離段12的循環(huán) 風(fēng)道寬度被設(shè)置為大于試驗(yàn)段11的循環(huán)風(fēng)道寬度。因此，當(dāng)離開(kāi)試驗(yàn)段11的含砂/塵氣 固兩相流進(jìn)入砂/塵分離段12時(shí)，由于砂/塵分離段12入口截面增大，所以風(fēng)速減小，氣 流中攜帶的砂/塵顆粒由于其自身重力而沉降到砂/塵分離段12的底部，從而實(shí)現(xiàn)氣固分 離。此外，如圖3中所示，砂/塵分離段12的底部形成為截面逐漸減小的漏斗形狀，因此， 沉降到砂/塵分離段12底部的砂/塵顆粒將滑落到漏斗底端的回料口 17。回料口 17與回 料裝置3的回料通道32相連通，因此在砂/塵分離段12分離出的砂/塵顆粒通過(guò)回料口 17進(jìn)入回料裝置3，以實(shí)現(xiàn)砂/塵料的循環(huán)。 另外，為了防止砂/塵顆粒粘附在砂/塵分離段12的壁上，使砂/塵顆粒順暢地從 砂/塵分離段12落入回料裝置3中，可以在砂/塵分離段12上設(shè)置振動(dòng)裝置(未示出)， 以使砂/塵分離段12振動(dòng)?？梢愿鶕?jù)需要控制振動(dòng)裝置的開(kāi)啟，以使沉降在砂/塵分離段 12底部的砂/塵顆粒更順利地滑落到漏斗底端從而落入回料裝置中，以不間斷地進(jìn)行回料 循環(huán)。 因此，與傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)中的分離段(圖l中的標(biāo)號(hào)113)不同，本發(fā)明的 循環(huán)風(fēng)道1的砂/塵分離段12的底部被設(shè)計(jì)為漏斗形狀，并且漏斗的下料口 (回料口 17) 與回料裝置3相連，因此在砂/塵分離段12分離的砂/塵料可以直接通過(guò)回料裝置3輸送 回循環(huán)風(fēng)道1的試驗(yàn)段11中。因此，與傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)相比，本發(fā)明的砂/塵環(huán) 境試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，稍后將參照?qǐng)D3對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。 循環(huán)風(fēng)道1的回氣段13連接砂/塵分離段12和試驗(yàn)段11。更具體地講，在砂/ 塵分離段12中實(shí)現(xiàn)氣固分離的氣流經(jīng)回氣段13返回到設(shè)置在試驗(yàn)段11上游的主風(fēng)機(jī)2 中，從而實(shí)現(xiàn)空氣的循環(huán)利用。這里需要指出的是，雖然圖2中沒(méi)有示出，但是在砂/塵分 離段12與回氣段13的連接處還可設(shè)置過(guò)濾裝置(例如過(guò)濾網(wǎng))，用于從離開(kāi)砂/塵分離段 12的氣流中濾除殘存的砂/塵顆粒，以防止砂/塵顆粒對(duì)主風(fēng)機(jī)2的損壞。
砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的回料裝置3與砂/塵分離段12的漏斗形底部的回料 口 17相連接。如圖3所示，回料裝置3包括回料風(fēng)機(jī)31和回料通道32。回料通道32與 砂/塵分離段12底端的回料口 17相連通，并且其一端與回料風(fēng)機(jī)31連接，另一端通過(guò)試 驗(yàn)段11頂部的加料口 14插入循環(huán)風(fēng)道1中。當(dāng)試驗(yàn)啟動(dòng)時(shí)，回料風(fēng)機(jī)31開(kāi)啟，以將從砂 /塵分離段12的回料口 17落入回料通道32中的砂/塵料通過(guò)回料通道32輸送到循環(huán)風(fēng) 道l的試驗(yàn)段ll內(nèi)。 進(jìn)料裝置4用于向循環(huán)風(fēng)道1供應(yīng)砂/塵料，并且與循環(huán)風(fēng)道1的砂/塵分離段 12相連接。如圖3所示，進(jìn)料裝置4包括兩條通路，分別用于輸送砂料和輸送塵料。輸送 砂料的通路包括進(jìn)砂風(fēng)機(jī)41a、砂料倉(cāng)42a和進(jìn)砂通道43a，輸送塵料的通路包括進(jìn)塵風(fēng)機(jī) 41b、塵料倉(cāng)43b和進(jìn)砂通道43b。當(dāng)進(jìn)行吹砂試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)砂風(fēng)機(jī)41a開(kāi)啟，以通過(guò)進(jìn)砂通道 43a將砂料倉(cāng)42a中的砂料輸送到砂/塵分離段12中；當(dāng)進(jìn)行吹塵試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)塵風(fēng)機(jī)41b開(kāi)啟，以通過(guò)進(jìn)塵通道43b將塵料倉(cāng)42b中的塵料輸送到砂/塵分離段12中。然而，本發(fā)明 不限于此，進(jìn)料裝置4可僅包括用于輸送砂料的通路或僅包括用于輸送塵料的通路。
在試驗(yàn)啟動(dòng)階段，進(jìn)料裝置4可通過(guò)砂/塵分離段12向循環(huán)風(fēng)道中添加試驗(yàn)用砂 /塵料。此外，在試驗(yàn)穩(wěn)定階段中，當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度低于設(shè)定值時(shí)，可 控制進(jìn)料裝置4實(shí)時(shí)地通過(guò)砂/塵分離段12向循環(huán)風(fēng)道中補(bǔ)充砂/塵料，以調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)道 中的砂/塵濃度。也就是說(shuō)，與傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)中的進(jìn)料系統(tǒng)(圖1中的進(jìn)料倉(cāng) 108、換向閥109、加料倉(cāng)106和真空泵105)不同，本發(fā)明的進(jìn)料裝置4既可在試驗(yàn)啟動(dòng)階段 用于向循環(huán)風(fēng)道添加砂/塵料，也可以在試驗(yàn)穩(wěn)定階段用于向循環(huán)風(fēng)道實(shí)時(shí)補(bǔ)充砂/塵料。 稍后將參照?qǐng)D3更詳細(xì)地描述進(jìn)料裝置4的操作。 除料裝置5用于從循環(huán)風(fēng)道1中抽除砂/塵料，包括與循環(huán)風(fēng)道1的砂/塵分離 段12相連接的除料通道51和除料器52。在試驗(yàn)穩(wěn)定階段，當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的循環(huán)風(fēng)道中的砂 /塵濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，可控制除料裝置5實(shí)時(shí)地從砂/塵分離段12中吸除砂/塵料，以調(diào) 節(jié)循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度?？刹捎帽绢I(lǐng)域常用的吸塵/吸砂設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)除料裝置5。
由于在砂/塵分離段中，下部的砂/塵濃度較高，因此為了使進(jìn)料/除料更順暢， 防止出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，可避免將進(jìn)料裝置4和除料裝置5連接到砂/塵分離段12的下部。例 如，可將進(jìn)料裝置4與砂/塵分離段12的連接通道設(shè)置在砂/塵分離段12的中部，并將除 料裝置5與砂/塵分離段11的上部連接。然而，本發(fā)明不限于此，進(jìn)料裝置4或除料裝置 5與砂/塵分離段12的連接通道可根據(jù)需要設(shè)置在砂/塵分離段12的其它適當(dāng)位置。
下面將參照?qǐng)D3描述本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)的工作過(guò)程。 首先，在試驗(yàn)啟動(dòng)階段，開(kāi)啟主風(fēng)機(jī)2，在主風(fēng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)下，試驗(yàn)用空氣在循環(huán)風(fēng) 道1中循環(huán)流動(dòng)并在試驗(yàn)段11形成滿足試驗(yàn)要求的風(fēng)速。 隨后，控制進(jìn)料裝置4開(kāi)啟，以向循環(huán)風(fēng)道1的砂/塵分離段12中添加試驗(yàn)用砂/ 塵料。更詳細(xì)地講，如果是吹砂試驗(yàn)，則進(jìn)砂風(fēng)機(jī)41a開(kāi)啟，以通過(guò)進(jìn)砂通道43a將砂料倉(cāng) 42a中的砂料輸送到砂/塵分離段12中；如果是吹塵試驗(yàn)，則進(jìn)塵風(fēng)機(jī)41b開(kāi)啟，以通過(guò)進(jìn) 塵通道43b將塵料倉(cāng)42b中的塵料輸送到砂/塵分離段12中。同時(shí)，回料裝置3的回料風(fēng) 機(jī)31也開(kāi)啟，以將經(jīng)砂/塵分離段12底端的回料口 17落入回料通道32中的砂/塵料經(jīng) 加砂口 14噴射入循環(huán)風(fēng)道1的試驗(yàn)段11上游。 進(jìn)入試驗(yàn)段11上游的砂/塵料與循環(huán)風(fēng)道中的空氣相混合，從而形成含砂/塵氣 固兩相流。該氣固兩相流流經(jīng)試驗(yàn)段11，然后進(jìn)入砂/塵分離段12中實(shí)現(xiàn)氣固分離。分離 出的砂/塵料沉降到砂/塵分離段12的漏斗形底部，經(jīng)漏斗底端的回料口 17進(jìn)入回料裝 置3中，從而被輸送回循環(huán)風(fēng)道1的試驗(yàn)段11上游，以實(shí)現(xiàn)砂/塵料循環(huán)。
安裝在試驗(yàn)段11中的砂/塵濃度傳感器6實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)砂/塵濃度。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的試 驗(yàn)段11中的砂/塵濃度滿足試驗(yàn)要求時(shí)，進(jìn)入試驗(yàn)穩(wěn)定階段。此時(shí)，可控制進(jìn)料裝置4的 風(fēng)機(jī)(41a或41b)關(guān)閉，進(jìn)料裝置4停止工作。另外，主風(fēng)機(jī)2和回砂裝置4的回砂風(fēng)機(jī)31 繼續(xù)工作，以維持空氣循環(huán)和物料循環(huán)。 在試驗(yàn)穩(wěn)定階段，砂/塵濃度傳感器6也實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)段11中的砂/塵濃度。當(dāng) 監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度低于設(shè)定值范圍下限時(shí)，可控制進(jìn)料裝置4再次啟動(dòng)，以通過(guò)砂/塵分 離段12向循環(huán)風(fēng)道中自動(dòng)補(bǔ)充砂/塵料，以提高循環(huán)風(fēng)道內(nèi)氣固兩相流中砂/塵粒子的濃 度；待砂/塵濃度升至設(shè)定值范圍時(shí)即控制進(jìn)料裝置4自動(dòng)關(guān)閉以停止補(bǔ)充砂/塵。當(dāng)砂/塵濃度超出設(shè)定值范圍上限時(shí)，可控制除料裝置5啟動(dòng)，以通過(guò)砂/塵分離段12自動(dòng)抽去 循環(huán)風(fēng)道內(nèi)多余的砂/塵粒子；待砂/塵濃度降到設(shè)定值范圍之內(nèi)時(shí)即控制除料裝置5關(guān) 閉以停止除砂/塵。 因此，在試驗(yàn)穩(wěn)定階段，在本發(fā)明試驗(yàn)系統(tǒng)中大致可包括兩個(gè)循環(huán)回路空 回路和砂/塵循環(huán)回路。空氣循環(huán)回路為主風(fēng)機(jī)2-試驗(yàn)段11-砂/塵分離段12_ 13-主風(fēng)機(jī)2。砂/塵循環(huán)回路為砂/塵分離段12-回料裝置3-試驗(yàn)段11-砂/ 段12。同時(shí)，分別通過(guò)進(jìn)料裝置4和除料裝置5對(duì)砂/塵分離段12進(jìn)行補(bǔ)料和除料操作。
盡管圖2和圖3中沒(méi)有示出，但是本發(fā)明的試驗(yàn)裝置系統(tǒng)可以包括用于控制各個(gè) 部件的操作的控制器。例如，所述控制器可以實(shí)時(shí)地控制主風(fēng)機(jī)2、回料裝置3、進(jìn)料裝置4 以及除料裝置5的打開(kāi)和關(guān)閉，并根據(jù)傳感器6所監(jiān)測(cè)的砂/塵濃度數(shù)據(jù)，控制進(jìn)料裝置4 以及除料裝置5的操作，以實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度。 此外，盡管圖2和圖3中沒(méi)有示出，但是與主風(fēng)機(jī)2類(lèi)似，回料裝置3和進(jìn)料裝置 4的入口氣流可以取自循環(huán)風(fēng)道，以保持循環(huán)風(fēng)道內(nèi)溫度和濕度的恒定。更詳細(xì)地講，回料 裝置3的回料風(fēng)機(jī)以及進(jìn)料裝置4的進(jìn)料風(fēng)機(jī)可通過(guò)通道與循環(huán)風(fēng)道連接。同樣，除料裝 置5的進(jìn)口氣流也只能取自循環(huán)風(fēng)道，經(jīng)除料裝置5濾除砂/塵后再回送進(jìn)循環(huán)風(fēng)道。
與傳統(tǒng)的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置相比，依據(jù)本發(fā)明的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)具有 以下優(yōu)點(diǎn)。 首先，砂/塵分離段12的底部形成為漏斗形，并且漏斗底端的下料口 (回料口 17) 與回料裝置3相連。在回料裝置3的風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，可將在砂/塵分離段12分離的砂/塵 料直接通過(guò)通道輸送回循環(huán)風(fēng)道l的試驗(yàn)段ll中。因此，與傳統(tǒng)砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置相比， 本發(fā)明的砂/塵循環(huán)回路(砂/塵分離段12-回料通道32-試驗(yàn)段11-砂/塵分離段12) 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。 其次，本發(fā)明采用靜電感應(yīng)式砂/塵濃度傳感器來(lái)更精確地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)風(fēng)道的 試驗(yàn)段中的砂/塵濃度。 另外，本發(fā)明試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的進(jìn)料裝置和除料裝置與循環(huán)風(fēng)道的砂/塵分離段 (而非試驗(yàn)段)連接。因此，根據(jù)傳感器實(shí)時(shí)輸出的砂/塵濃度信號(hào)，可以容易地控制進(jìn)料 裝置4和除料裝置5向循環(huán)風(fēng)道中補(bǔ)料/除料，以方便地對(duì)循環(huán)風(fēng)道中的砂/塵濃度進(jìn)行 精確調(diào)節(jié)。
環(huán)段離
循氣八刀
氣回塵
8
權(quán)利要求
一種砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，包括模擬風(fēng)速環(huán)境的循環(huán)風(fēng)道(1)、回料裝置(3)、進(jìn)料裝置(4)和除料裝置(5)，所述循環(huán)風(fēng)道(1)包括依次首尾相連的試驗(yàn)段(11)、砂/塵分離段(12)和回氣段(13)，在試驗(yàn)段(11)上游的循環(huán)風(fēng)道頂部設(shè)置有加料口(14)，其特征在于用于向循環(huán)風(fēng)道中添加砂/塵料的進(jìn)料裝置(4)和用于從循環(huán)風(fēng)道中去除多余砂/塵料的除料裝置(5)與循環(huán)風(fēng)道(1)的砂/塵分離段(12)相連接，砂/塵分離段(12)的截面寬度大于試驗(yàn)段(11)的截面寬度，并且砂/塵分離段(12)的底部形成為漏斗形狀，漏斗底端的回料口(17)與回料裝置(3)相連接，回料裝置(3)包括回料風(fēng)機(jī)(31)和回料通道(32)，回料通道(32)與砂/塵分離段(12)的回料口(17)連通，并且回料通道(32)的一端與回料風(fēng)機(jī)(31)連接，另一端與加料口(14)連接，從砂/塵分離段(12)進(jìn)入回料通道(32)中的砂/塵料在回料風(fēng)機(jī)(31)的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)加料口(14)被輸送回循環(huán)風(fēng)道(1)中，在試驗(yàn)段(11)中，在加料口(14)下游的循環(huán)風(fēng)道頂部設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)砂/塵濃度的傳感器(6)，當(dāng)傳感器(6)所監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度小于設(shè)定值時(shí)，進(jìn)料裝置(4)被控制開(kāi)啟，以向循環(huán)風(fēng)道(1)中補(bǔ)充砂/塵料；當(dāng)傳感器(6)所監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度大于設(shè)定值時(shí)，除料裝置(5)被控制開(kāi)啟，以從循環(huán)風(fēng)道(1)中去除多余的砂/塵料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于在試驗(yàn)段(11)中設(shè)置有用于放置試件的試驗(yàn)臺(tái)(71)，在試驗(yàn)段(11)與回氣段(13)連接的一端設(shè)置有主風(fēng)機(jī)(2)，所述加料口 (14)位于主風(fēng)機(jī)(2)與試驗(yàn)臺(tái)(71)之間，所述傳感器(6)位于加料口 (14)與試驗(yàn)臺(tái)(71)之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器(6)為靜電感應(yīng)式砂/塵濃度傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于在所述傳感器(6)的探頭上設(shè)置有金屬防護(hù)罩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于傳感器(6)從循環(huán)風(fēng)道頂部向下延伸，使得傳感器(6)的探頭與循環(huán)風(fēng)道頂部之間的距離為整個(gè)循環(huán)風(fēng)道高度的三分之二。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于在所述砂/塵分離段(12)上設(shè)置有使砂/塵分離段(12)振動(dòng)的振動(dòng)裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)料裝置(4)與砂/塵分離段(12)的中部連接，除料裝置(5)與砂/塵分離段(12)的上部連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)料裝置(4)包括用于容納砂/塵料的料倉(cāng)、進(jìn)料風(fēng)機(jī)和與循環(huán)風(fēng)道(1)的砂/塵分離段(12)連接的進(jìn)料通道。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種砂/塵環(huán)境試驗(yàn)裝置系統(tǒng)，包括循環(huán)風(fēng)道、回料裝置、進(jìn)料裝置和除料裝置。循環(huán)風(fēng)道依次包括試驗(yàn)段、砂/塵分離段和回氣段，并且進(jìn)料裝置和除料裝置與循環(huán)風(fēng)道的砂/塵分離段相連接。砂/塵分離段的截面寬度大于試驗(yàn)段的截面寬度，并且砂/塵分離段的底部形成為漏斗形狀，漏斗底端的回料口與回料裝置相連接。從砂/塵分離段進(jìn)入回料裝置中的砂/塵料在回料風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)加料口被輸送回循環(huán)風(fēng)道中。在試驗(yàn)段中還設(shè)置有用于監(jiān)測(cè)砂/塵濃度的傳感器，根據(jù)傳感器所監(jiān)測(cè)到的砂/塵濃度，控制進(jìn)料裝置有選擇地開(kāi)啟以向循環(huán)風(fēng)道中補(bǔ)充砂/塵料，控制除料裝置有選擇地開(kāi)啟以從循環(huán)風(fēng)道中去除多余的砂/塵料，從而能夠?qū)崟r(shí)精確地調(diào)節(jié)砂/塵濃度。
文檔編號(hào)G01M99/00GK101706358SQ20091022088
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日
發(fā)明者任敏, 劉永堅(jiān), 張緒光, 張雷, 李金國(guó), 王肖鳴, 祝東明, 羊軍, 蘇興榮, 談貞榮, 趙書(shū)平, 辛文波, 馬志宏, 馬杰 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍空軍裝備研究院雷達(dá)與電子對(duì)抗研究所