專利名稱：防護材料耐接觸熱性能試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防護材料熱防護性能試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，具體說是一種能夠模擬防護材料在焊接、冶金、消防等高溫作業(yè)狀態(tài)下耐接觸熱性能指標-臨界時間測試的裝置。
背景技術(shù)：
熱防護織物作為一種特種產(chǎn)業(yè)用紡織品，近年來日益受到人們的重視和關(guān)注。目前，熱防護材料發(fā)展十分迅速，應用領(lǐng)域也在不斷擴大。熱防護織物的特點是能夠屏蔽、反射高溫熱源發(fā)出的熱量，使其背面仍然保持較低的溫度，從而保護了人體或其它物體不受傷害，因而它是一種抗熱、隔熱、阻擋熱量傳播的特種織物。在制作防護服、建筑材料、航空航天材料、軍事材料等方面有廣闊的前景。目前，國內(nèi)外常用的防護材料的隔熱性能測試方 法主要有以下幾種垂直燃燒法和極限氧指數(shù)法、動態(tài)燃燒測試、熱防護性能測試(TPP測試)、銅人(Thermo-man)耐熱防護服裝評價系統(tǒng)。而上述測試方法無論從測試機理、還是測試結(jié)構(gòu)上均無法滿足防護材料耐接觸熱的測試需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其提供一種全新的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其包括熱量計傳動及控制總成、熱量計總成、隔熱擋板總成、加熱體總成、測試控制系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)，熱量計傳動及控制總成與熱量計總成連接，隔熱擋板總成位于熱量計總成的上方，加熱體總成設置在隔熱擋板總成的上方且正對熱量計總成，加熱體總成與測試控制系統(tǒng)電氣連接，熱量計傳動及控制總成與測試控制系統(tǒng)電氣連接并分別與計算機控制系統(tǒng)電氣連接。本發(fā)明研究設計了一種防護材料耐接觸熱性能試驗裝置的整體結(jié)構(gòu)以及速度可調(diào)且具有自鎖性能的熱量計傳動系統(tǒng)和能夠承受超過500°C的高溫的加熱體特殊結(jié)構(gòu)，這種新設計的速度可調(diào)且具有自鎖性能的熱量計傳動系統(tǒng)能夠保證熱量計在試驗過程中與加熱體之間的相對運動速度可調(diào)，并且可以在任意相對位置處停穩(wěn)，確保了熱量計與加熱體之間相對速度和相對位置的精確要求。熱量計傳動及控制總成包括調(diào)速電機、傳動齒輪、導套I、上限位行程開關(guān)、下限位行程開關(guān)、行程開關(guān)碰片、齒條軸、導向軸承組合、電機座，調(diào)速電機設置在電機座上，調(diào)速電機帶動傳動齒輪轉(zhuǎn)動，傳動齒輪與齒條軸嚙合，齒條軸的頂端固定連接熱量計總成，齒條軸的外側(cè)設有導套I，導向軸承組合設置在電機座上，導向軸承組合位于齒條軸的中間，齒條軸的底端設有行程開關(guān)碰片，靠近行程開關(guān)碰片的位置由上到下依次設置上限位行程開關(guān)、下限位行程開關(guān)。導向軸承組合包括導向槽、安裝長孔、軸承支撐軸、導向軸承，齒條軸與導套I之間為間隙配合，齒條軸上對應齒條的背面開有導向槽，導向軸承沿導向槽滾動，導向軸承安裝在軸承支撐軸上，軸承支撐軸通過安裝長孔安裝在電機座上。熱量計總成包括純鋁圓盤、測溫傳感器、支撐架，純鋁圓盤設置在支撐架的頂端，測溫傳感器設置在純鋁圓盤的底端，支撐架與齒條軸之間螺紋連接。隔熱擋板總成包括支柱、旋轉(zhuǎn)擋板架、蓋帽、擋板、打開指示干簧管，支柱的底端固定在熱量計傳動與控制總成頂蓋板上，支柱的上端設有旋轉(zhuǎn)擋板架，旋轉(zhuǎn)擋板架上設有擋板，擋板上設有打開指示干簧管，支柱的最頂端設有蓋帽。加熱體總成包括加熱體、定位導向蛭石套、測溫熱電偶、不銹鋼外套、玻璃纖維填充料、定位蛭石板、不銹鋼蓋、導向連接軸、導套II、配重砝碼、加熱環(huán)，加熱體設置在不銹鋼外套內(nèi)，加熱體與不銹鋼外套內(nèi)壁之間填充玻璃纖維填充料，加熱體與玻璃纖維填充料之間設有加熱環(huán)，不銹鋼外套內(nèi)部底端設有定位導向蛭石套，不銹鋼外套內(nèi)部頂端設有定位蛭石板，加熱體設置在定位導向蛭石套與定位蛭石板之間，不銹鋼外套的頂端設有不銹鋼蓋，不銹鋼蓋通過導向連接軸與配重砝碼連接，導向連接軸外設有導套II，導向連接軸與導套II之間有間隙，測溫熱電偶從下到上依次貫穿加熱體、定位蛭石板、導向連接軸、導套II、 配重砝碼。本發(fā)明的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置能夠承受超過500°C的高溫的加熱體特殊結(jié)構(gòu)設計實現(xiàn)了加熱體本身的高溫防護及與熱量計之間(49±0. 5)N的接觸力的功能。該裝置結(jié)構(gòu)設計簡單、成本低、制作方便、運行安全。


圖I為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)正面示意圖；圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖；圖3為本發(fā)明的熱量計傳動及控制總成正向結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的熱量計傳動及控制總成俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的導向軸承組合正向結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的導向軸承組合俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明的熱量計總成結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明的隔熱擋板總成結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明的加熱體總成結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1熱量計傳動及控制總成；2熱量計總成；3隔熱擋板總成；4加熱體總成；5測試控制系統(tǒng)；6計算機控制系統(tǒng)；11調(diào)速電機；12傳動齒輪；13導套I ;14上限位行程開關(guān)；15下限位行程開關(guān)；16行程開關(guān)碰片；17齒條軸；18導向軸承組合；19電機座；181導向槽；182安裝長孔；183軸承支撐軸；184導向軸承；21純鋁圓盤；22測溫傳感器；23支撐架；31支柱；32旋轉(zhuǎn)擋板架；33蓋帽；34擋板；35打開指示干簧管；41加熱體；42定位導向蛭石套；43測溫熱電偶；44不銹鋼外套；45玻璃纖維填充料；46定位蛭石板；47不銹鋼蓋；48導向連接軸；49導套II ；410配重砝碼；411加熱環(huán)。
具體實施方式
本發(fā)明的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，包括熱量計傳動及控制總成I、熱量計總成2、隔熱擋板總成3、加熱體總成4、測試控制系統(tǒng)5、計算機控制系統(tǒng)6，熱量計傳動及控制總成I與熱量計總成2連接，隔熱擋板總成3位于熱量計總成2的上方，加熱體總成4設置在隔熱擋板總成3的上方且正對熱量計總成2，加熱體總成4與測試控制系統(tǒng)5電氣連接，熱量計傳動及控制總成I與測試控制系統(tǒng)5電氣連接并分別與計算機控制系統(tǒng)6電氣連接。所述的熱量計總成2包括純鋁圓盤21、測溫傳感器22、支撐架23，純鋁圓盤21設置在支撐架23的頂端，測溫傳感器22設置在純鋁圓盤21的底端，支撐架23與齒條軸17之間螺紋連接。測溫傳感器22采用高精度的測溫傳感器，可精確測量試樣背面溫升。所述的加熱體總成4包括加熱體41、定位導向蛭石套42、測溫熱電偶43、不銹鋼外套44、玻璃纖維填充料45、定位蛭石板46、不銹鋼蓋47、導向連接軸48、導套II 49、配重砝碼410、加熱環(huán)411，加熱體41設置在不銹鋼外套44內(nèi)，加熱體41與不銹鋼外套44內(nèi)壁之間填充玻璃纖維填充料45，加熱體41與玻璃纖維填充料45之間設有加熱環(huán)411，不銹鋼外套44內(nèi)部底端設有定位導向蛭石套42，不銹鋼外套44內(nèi)部頂端設有定位蛭石板46，力口·熱體41設置在定位導向蛭石套42與定位蛭石板46之間，不銹鋼外套44的頂端設有不銹鋼蓋47，不銹鋼蓋47通過導向連接軸48與配重砝碼410連接，導向連接軸48外設有導套
II49，導向連接軸48與導套II 49之間有間隙，測溫熱電偶43從下到上依次貫穿加熱體41、定位蛭石板46、導向連接軸48、導套II 49、配重砝碼410。為實現(xiàn)(49±0. 5)N的接觸力，將導向連接軸48與四氟的導套II 49間設計成間隙配合，這樣在試驗過程中加熱體及配重以自由落體的狀態(tài)落在熱量計上，可保證接觸力上下限誤差在±0. 5N范圍內(nèi)。黃銅材質(zhì)的加熱體41靠定位導向蛭石套42及定位蛭石板46在不銹鋼外套44內(nèi)，以保證直徑025mm的接觸面豎向精確定位。另外為確保接觸面接觸良好，將加熱體41及量熱計直徑025mra的圓柱面設計為拋光處理，盡量減少兩接觸面間的微觀縫隙，以減少兩者間的接觸熱阻。所述的隔熱擋板總成3包括支柱31、旋轉(zhuǎn)擋板架32、蓋帽33、擋板34、打開指示干簧管35，支柱31的底端固定在熱量計傳動與控制總成I頂蓋板上，支柱31的上端設有旋轉(zhuǎn)擋板架32，旋轉(zhuǎn)擋板架32上設有擋板34，擋板34上設有打開指示干簧管35，支柱31的最頂端設有蓋帽33。通過擋板34的打開與合攏實現(xiàn)加熱體41與熱量計總成2之間隔熱防護。打開指示干簧管35給計算機控制系統(tǒng)6提供擋板已打開到位信號，熱量計總成2傳動調(diào)速電機11解鎖，熱量計總成2即可上下運動。所述的測試控制系統(tǒng)5用來安裝加熱體控溫測溫系統(tǒng)、臨界時間測試控制系統(tǒng)。所述的熱量計傳動及控制總成I包括調(diào)速電機11、傳動齒輪12、導套I 13、上限位行程開關(guān)14、下限位行程開關(guān)15、行程開關(guān)碰片16、齒條軸17、導向軸承組合18、電機座19，調(diào)速電機11設置在電機座19上，調(diào)速電機11帶動傳動齒輪12轉(zhuǎn)動，傳動齒輪12與齒條軸17嚙合，齒條軸17的頂端固定連接熱量計總成2，齒條軸17的外側(cè)設有導套I 13，導向軸承組合18設置在電機座19上，導向軸承組合18位于齒條軸17的中間，齒條軸17的底端設有行程開關(guān)碰片16，靠近行程開關(guān)碰片16的位置由上到下依次設置上限位行程開關(guān)14、下限位行程開關(guān)15。傳動系統(tǒng)采用了齒輪齒條傳動模式，調(diào)速電機11帶動傳動齒輪12轉(zhuǎn)動，通過傳動齒輪12與齒條軸17之間的嚙合，將傳動齒輪12的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成齒條軸17的上下運動，從而實現(xiàn)了熱量計與加熱體之間的垂直相對運動。為了保證齒輪齒條傳動中，齒條軸帶動熱量計總成2及試樣上下運動靈活，且導向精確，因此為齒條軸17設計了具有耐磨和自潤滑性能的聚四氟乙烯導套I 13。并且在整個齒條長度的中心位置，設計了導向軸承組合18，齒條軸17上設計有與軸承外圈寬度方向間隙配合的導向槽181，這樣當齒輪齒條嚙合上下運動時，導向軸承184在導槽181內(nèi)滾動，為齒條軸17上下運動提供導向。導向軸承組合18，安裝在電機座19上，其安裝孔為橫向的安裝長孔182，可以左右調(diào)整導向軸承組合18與齒條軸17之間的間隙，使得軸承既能靈活轉(zhuǎn)動，而且又能起到給齒條軸17精準導向的作用。采用行程開關(guān)實現(xiàn)了試樣安裝位和試驗位兩個位置的上下限精確定位控制。所述的計算機控制系統(tǒng)6能夠?qū)崿F(xiàn)加熱系統(tǒng)的穩(wěn)定控溫、熱量計升降傳動系統(tǒng)控 制、臨界時間實時監(jiān)測。將試樣耐接觸熱臨界時間單次值、平均值記錄下來，并判定試樣是否合格。
權(quán)利要求
1.一種防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其特征在于，包括熱量計傳動及控制總成(1)、熱量計總成(2)、隔熱擋板總成(3)、加熱體總成(4)、測試控制系統(tǒng)(5)、計算機控制系統(tǒng)(6)，熱量計傳動及控制總成(I)與熱量計總成(2)連接，隔熱擋板總成(3)位于熱量計總成(2)的上方，加熱體總成(4)設置在隔熱擋板總成(3)的上方且正對熱量計總成(2)，加熱體總成⑷與測試控制系統(tǒng)(5)電氣連接，熱量計傳動及控制總成⑴與測試控制系統(tǒng)(5)電氣連接并分別與計算機控制系統(tǒng)(6)電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其特征在于，熱量計傳動及控制總成⑴包括調(diào)速電機(11)、傳動齒輪(12)、導套I (13)、上限位行程開關(guān)(14)、下限位行程開關(guān)(15)、行程開關(guān)碰片(16)、齒條軸(17)、導向軸承組合(18)、電機座(19)，調(diào)速電機(11)設置在電機座(19)上，調(diào)速電機(11)帶動傳動齒輪(12)轉(zhuǎn)動，傳動齒輪(12)與齒條軸(17)嚙合，齒條軸(17)的頂端固定連接熱量計總成(2)，齒條軸(17)的外側(cè)設有導套I (13)，導向軸承組合(18)設置在電機座(19)上，導向軸承組合(18)位于齒條軸(17)的中間，齒條軸(17)的底端設有行程開關(guān)碰片(16)，靠近行程開關(guān)碰片(16)的位置由上到下依次設置上限位行程開關(guān)(14)、下限位行程開關(guān)(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其特征在于，導向軸承組合(18)包括導向槽(181)、安裝長孔(182)、軸承支撐軸(183)、導向軸承(184)，齒條軸(17)與導套I (13)之間為間隙配合，齒條軸上對應齒條的背面開有導向槽(181)，導向軸承(184)沿導向槽(181)滾動，導向軸承(184)安裝在軸承支撐軸(183)上，軸承支撐軸(183)通過安裝長孔(182)安裝在電機座(19)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其特征在于，熱量計總成(2)包括純鋁圓盤(21)、測溫傳感器(22)、支撐架(23)，純鋁圓盤(21)設置在支撐架(23)的頂端，測溫傳感器(22)設置在純鋁圓盤(21)的底端，支撐架(23)與齒條軸(17)之間螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其特征在于，隔熱擋板總成(3)包括支柱(31)、旋轉(zhuǎn)擋板架(32)、蓋帽(33)、擋板(34)、打開指示干簧管(35)，支柱(31)的底端固定在熱量計傳動與控制總成(I)頂蓋板上，支柱(31)的上端設有旋轉(zhuǎn)擋板架(32)，旋轉(zhuǎn)擋板架(32)上設有擋板(34)，擋板(34)上設有打開指示干簧管(35)，支柱(31)的最頂端設有蓋帽(33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，其特征在于，加熱體總成(4)包括加熱體(41)、定位導向蛭石套(42)、測溫熱電偶(43)、不銹鋼外套(44)、玻璃纖維填充料(45)、定位蛭石板(46)、不銹鋼蓋(47)、導向連接軸(48)、導套II (49)、配重砝碼(410)、加熱環(huán)(411)，加熱體(41)設置在不銹鋼外套(44)內(nèi)，加熱體(41)與不銹鋼外套(44)內(nèi)壁之間填充玻璃纖維填充料(45)，加熱體(41)與玻璃纖維填充料(45)之間設有加熱環(huán)(411)，不銹鋼外套(44)內(nèi)部底端設有定位導向蛭石套(42)，不銹鋼外套(44)內(nèi)部頂端設有定位蛭石板(46)，加熱體(41)設置在定位導向蛭石套(42)與定位蛭石板(46)之間，不銹鋼外套(44)的頂端設有不銹鋼蓋(47)，不銹鋼蓋(47)通過導向連接軸(48)與配重砝碼(410)連接，導向連接軸(48)外設有導套II (49)，導向連接軸(48)與導套II (49)之間有間隙，測溫熱電偶(43)從下到上依次貫穿加熱體(41)、定位蛭石板(46)、導向連接軸(48)、導套II (49)、配重砝碼(410)。
全文摘要
本發(fā)明屬于防護材料熱防護性能試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的防護材料耐接觸熱性能試驗裝置，包括熱量計傳動及控制總成、熱量計總成、隔熱擋板總成、加熱體總成、測試控制系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)，熱量計傳動及控制總成與熱量計總成連接，隔熱擋板總成位于熱量計總成的上方，加熱體總成設置在隔熱擋板總成的上方且正對熱量計總成，加熱體總成與測試控制系統(tǒng)電氣連接，熱量計傳動及控制總成與測試控制系統(tǒng)電氣連接并分別與計算機控制系統(tǒng)電氣連接。本發(fā)明裝置能夠承受超過500℃的高溫的加熱體特，實現(xiàn)了加熱體本身的高溫防護及與熱量計之間(49±0.5)N的接觸力的功能。該裝置結(jié)構(gòu)設計簡單、成本低、制作方便、運行安全。
文檔編號G01N25/20GK102944572SQ20121033112
公開日2013年2月27日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者楊成麗, 林旭, 劉壯, 李娟娟, 馮洪成, 許曙亮, 李政, 付偉, 焦亮 申請人:山東省紡織科學研究院