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专利名称：防护材料耐接触热性能试验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于防护材料热防护性能试验装置技术领域，涉及一种防护材料耐接触热性能试验装置，具体说是一种能够模拟防护材料在焊接、冶金、消防等高温作业状态下耐接触热性能指标-临界时间测试的装置。
背景技术：
热防护织物作为一种特种产业用纺织品，近年来日益受到人们的重视和关注。目前，热防护材料发展十分迅速，应用领域也在不断扩大。热防护织物的特点是能够屏蔽、反射高温热源发出的热量，使其背面仍然保持较低的温度，从而保护了人体或其它物体不受伤害，因而它是一种抗热、隔热、阻挡热量传播的特种织物。在制作防护服、建筑材料、航空航天材料、军事材料等方面有广阔的前景。目前，国内外常用的防护材料的隔热性能测试方 法主要有以下几种垂直燃烧法和极限氧指数法、动态燃烧测试、热防护性能测试(TPP测试)、铜人(Thermo-man)耐热防护服装评价系统。而上述测试方法无论从测试机理、还是测试结构上均无法满足防护材料耐接触热的测试需求。

发明内容
本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种防护材料耐接触热性能试验装置，其提供一种全新的防护材料耐接触热性能试验装置。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案其包括热量计传动及控制总成、热量计总成、隔热挡板总成、加热体总成、测试控制系统、计算机控制系统，热量计传动及控制总成与热量计总成连接，隔热挡板总成位于热量计总成的上方，加热体总成设置在隔热挡板总成的上方且正对热量计总成，加热体总成与测试控制系统电气连接，热量计传动及控制总成与测试控制系统电气连接并分别与计算机控制系统电气连接。本发明研究设计了一种防护材料耐接触热性能试验装置的整体结构以及速度可调且具有自锁性能的热量计传动系统和能够承受超过500°C的高温的加热体特殊结构，这种新设计的速度可调且具有自锁性能的热量计传动系统能够保证热量计在试验过程中与加热体之间的相对运动速度可调，并且可以在任意相对位置处停稳，确保了热量计与加热体之间相对速度和相对位置的精确要求。热量计传动及控制总成包括调速电机、传动齿轮、导套I、上限位行程开关、下限位行程开关、行程开关碰片、齿条轴、导向轴承组合、电机座，调速电机设置在电机座上，调速电机带动传动齿轮转动，传动齿轮与齿条轴啮合，齿条轴的顶端固定连接热量计总成，齿条轴的外侧设有导套I，导向轴承组合设置在电机座上，导向轴承组合位于齿条轴的中间，齿条轴的底端设有行程开关碰片，靠近行程开关碰片的位置由上到下依次设置上限位行程开关、下限位行程开关。导向轴承组合包括导向槽、安装长孔、轴承支撑轴、导向轴承，齿条轴与导套I之间为间隙配合，齿条轴上对应齿条的背面开有导向槽，导向轴承沿导向槽滚动，导向轴承安装在轴承支撑轴上，轴承支撑轴通过安装长孔安装在电机座上。热量计总成包括纯铝圆盘、测温传感器、支撑架，纯铝圆盘设置在支撑架的顶端，测温传感器设置在纯铝圆盘的底端，支撑架与齿条轴之间螺纹连接。隔热挡板总成包括支柱、旋转挡板架、盖帽、挡板、打开指示干簧管，支柱的底端固定在热量计传动与控制总成顶盖板上，支柱的上端设有旋转挡板架，旋转挡板架上设有挡板，挡板上设有打开指示干簧管，支柱的最顶端设有盖帽。加热体总成包括加热体、定位导向蛭石套、测温热电偶、不锈钢外套、玻璃纤维填充料、定位蛭石板、不锈钢盖、导向连接轴、导套II、配重砝码、加热环，加热体设置在不锈钢外套内，加热体与不锈钢外套内壁之间填充玻璃纤维填充料，加热体与玻璃纤维填充料之间设有加热环，不锈钢外套内部底端设有定位导向蛭石套，不锈钢外套内部顶端设有定位蛭石板，加热体设置在定位导向蛭石套与定位蛭石板之间，不锈钢外套的顶端设有不锈钢盖，不锈钢盖通过导向连接轴与配重砝码连接，导向连接轴外设有导套II，导向连接轴与导套II之间有间隙，测温热电偶从下到上依次贯穿加热体、定位蛭石板、导向连接轴、导套II、 配重砝码。本发明的防护材料耐接触热性能试验装置能够承受超过500°C的高温的加热体特殊结构设计实现了加热体本身的高温防护及与热量计之间(49±0. 5)N的接触力的功能。该装置结构设计简单、成本低、制作方便、运行安全。


图I为本发明的整体结构正面示意图；图2为本发明的整体结构侧面示意图；图3为本发明的热量计传动及控制总成正向结构示意图；图4为本发明的热量计传动及控制总成俯视结构示意图；图5为本发明的导向轴承组合正向结构示意图；图6为本发明的导向轴承组合俯视结构示意图；图7为本发明的热量计总成结构示意图；图8为本发明的隔热挡板总成结构示意图；图9为本发明的加热体总成结构示意图。图中1热量计传动及控制总成；2热量计总成；3隔热挡板总成；4加热体总成；5测试控制系统；6计算机控制系统；11调速电机；12传动齿轮；13导套I ;14上限位行程开关；15下限位行程开关；16行程开关碰片；17齿条轴；18导向轴承组合；19电机座；181导向槽；182安装长孔；183轴承支撑轴；184导向轴承；21纯铝圆盘；22测温传感器；23支撑架；31支柱；32旋转挡板架；33盖帽；34挡板；35打开指示干簧管；41加热体；42定位导向蛭石套；43测温热电偶；44不锈钢外套；45玻璃纤维填充料；46定位蛭石板；47不锈钢盖；48导向连接轴；49导套II ；410配重砝码；411加热环。
具体实施方式
本发明的防护材料耐接触热性能试验装置，包括热量计传动及控制总成I、热量计总成2、隔热挡板总成3、加热体总成4、测试控制系统5、计算机控制系统6，热量计传动及控制总成I与热量计总成2连接，隔热挡板总成3位于热量计总成2的上方，加热体总成4设置在隔热挡板总成3的上方且正对热量计总成2，加热体总成4与测试控制系统5电气连接，热量计传动及控制总成I与测试控制系统5电气连接并分别与计算机控制系统6电气连接。所述的热量计总成2包括纯铝圆盘21、测温传感器22、支撑架23，纯铝圆盘21设置在支撑架23的顶端，测温传感器22设置在纯铝圆盘21的底端，支撑架23与齿条轴17之间螺纹连接。测温传感器22采用高精度的测温传感器，可精确测量试样背面温升。所述的加热体总成4包括加热体41、定位导向蛭石套42、测温热电偶43、不锈钢外套44、玻璃纤维填充料45、定位蛭石板46、不锈钢盖47、导向连接轴48、导套II 49、配重砝码410、加热环411，加热体41设置在不锈钢外套44内，加热体41与不锈钢外套44内壁之间填充玻璃纤维填充料45，加热体41与玻璃纤维填充料45之间设有加热环411，不锈钢外套44内部底端设有定位导向蛭石套42，不锈钢外套44内部顶端设有定位蛭石板46，力口·热体41设置在定位导向蛭石套42与定位蛭石板46之间，不锈钢外套44的顶端设有不锈钢盖47，不锈钢盖47通过导向连接轴48与配重砝码410连接，导向连接轴48外设有导套
II49，导向连接轴48与导套II 49之间有间隙，测温热电偶43从下到上依次贯穿加热体41、定位蛭石板46、导向连接轴48、导套II 49、配重砝码410。为实现(49±0. 5)N的接触力，将导向连接轴48与四氟的导套II 49间设计成间隙配合，这样在试验过程中加热体及配重以自由落体的状态落在热量计上，可保证接触力上下限误差在±0. 5N范围内。黄铜材质的加热体41靠定位导向蛭石套42及定位蛭石板46在不锈钢外套44内，以保证直径025mm的接触面竖向精确定位。另外为确保接触面接触良好，将加热体41及量热计直径025mra的圆柱面设计为抛光处理，尽量减少两接触面间的微观缝隙，以减少两者间的接触热阻。所述的隔热挡板总成3包括支柱31、旋转挡板架32、盖帽33、挡板34、打开指示干簧管35，支柱31的底端固定在热量计传动与控制总成I顶盖板上，支柱31的上端设有旋转挡板架32，旋转挡板架32上设有挡板34，挡板34上设有打开指示干簧管35，支柱31的最顶端设有盖帽33。通过挡板34的打开与合拢实现加热体41与热量计总成2之间隔热防护。打开指示干簧管35给计算机控制系统6提供挡板已打开到位信号，热量计总成2传动调速电机11解锁，热量计总成2即可上下运动。所述的测试控制系统5用来安装加热体控温测温系统、临界时间测试控制系统。所述的热量计传动及控制总成I包括调速电机11、传动齿轮12、导套I 13、上限位行程开关14、下限位行程开关15、行程开关碰片16、齿条轴17、导向轴承组合18、电机座19，调速电机11设置在电机座19上，调速电机11带动传动齿轮12转动，传动齿轮12与齿条轴17啮合，齿条轴17的顶端固定连接热量计总成2，齿条轴17的外侧设有导套I 13，导向轴承组合18设置在电机座19上，导向轴承组合18位于齿条轴17的中间，齿条轴17的底端设有行程开关碰片16，靠近行程开关碰片16的位置由上到下依次设置上限位行程开关14、下限位行程开关15。传动系统采用了齿轮齿条传动模式，调速电机11带动传动齿轮12转动，通过传动齿轮12与齿条轴17之间的啮合，将传动齿轮12的旋转运动转变成齿条轴17的上下运动，从而实现了热量计与加热体之间的垂直相对运动。为了保证齿轮齿条传动中，齿条轴带动热量计总成2及试样上下运动灵活，且导向精确，因此为齿条轴17设计了具有耐磨和自润滑性能的聚四氟乙烯导套I 13。并且在整个齿条长度的中心位置，设计了导向轴承组合18，齿条轴17上设计有与轴承外圈宽度方向间隙配合的导向槽181，这样当齿轮齿条啮合上下运动时，导向轴承184在导槽181内滚动，为齿条轴17上下运动提供导向。导向轴承组合18，安装在电机座19上，其安装孔为横向的安装长孔182，可以左右调整导向轴承组合18与齿条轴17之间的间隙，使得轴承既能灵活转动，而且又能起到给齿条轴17精准导向的作用。采用行程开关实现了试样安装位和试验位两个位置的上下限精确定位控制。所述的计算机控制系统6能够实现加热系统的稳定控温、热量计升降传动系统控 制、临界时间实时监测。将试样耐接触热临界时间单次值、平均值记录下来，并判定试样是否合格。
权利要求
1.一种防护材料耐接触热性能试验装置，其特征在于，包括热量计传动及控制总成(1)、热量计总成(2)、隔热挡板总成(3)、加热体总成(4)、测试控制系统(5)、计算机控制系统(6)，热量计传动及控制总成(I)与热量计总成(2)连接，隔热挡板总成(3)位于热量计总成(2)的上方，加热体总成(4)设置在隔热挡板总成(3)的上方且正对热量计总成(2)，加热体总成⑷与测试控制系统(5)电气连接，热量计传动及控制总成⑴与测试控制系统(5)电气连接并分别与计算机控制系统(6)电气连接。
2.根据权利要求I所述的防护材料耐接触热性能试验装置，其特征在于，热量计传动及控制总成⑴包括调速电机(11)、传动齿轮(12)、导套I (13)、上限位行程开关(14)、下限位行程开关(15)、行程开关碰片(16)、齿条轴(17)、导向轴承组合(18)、电机座(19)，调速电机(11)设置在电机座(19)上，调速电机(11)带动传动齿轮(12)转动，传动齿轮(12)与齿条轴(17)啮合，齿条轴(17)的顶端固定连接热量计总成(2)，齿条轴(17)的外侧设有导套I (13)，导向轴承组合(18)设置在电机座(19)上，导向轴承组合(18)位于齿条轴(17)的中间，齿条轴(17)的底端设有行程开关碰片(16)，靠近行程开关碰片(16)的位置由上到下依次设置上限位行程开关(14)、下限位行程开关(15)。
3.根据权利要求2所述的防护材料耐接触热性能试验装置，其特征在于，导向轴承组合(18)包括导向槽(181)、安装长孔(182)、轴承支撑轴(183)、导向轴承(184)，齿条轴(17)与导套I (13)之间为间隙配合，齿条轴上对应齿条的背面开有导向槽(181)，导向轴承(184)沿导向槽(181)滚动，导向轴承(184)安装在轴承支撑轴(183)上，轴承支撑轴(183)通过安装长孔(182)安装在电机座(19)上。
4.根据权利要求2所述的防护材料耐接触热性能试验装置，其特征在于，热量计总成(2)包括纯铝圆盘(21)、测温传感器(22)、支撑架(23)，纯铝圆盘(21)设置在支撑架(23)的顶端，测温传感器(22)设置在纯铝圆盘(21)的底端，支撑架(23)与齿条轴(17)之间螺纹连接。
5.根据权利要求2所述的防护材料耐接触热性能试验装置，其特征在于，隔热挡板总成(3)包括支柱(31)、旋转挡板架(32)、盖帽(33)、挡板(34)、打开指示干簧管(35)，支柱(31)的底端固定在热量计传动与控制总成(I)顶盖板上，支柱(31)的上端设有旋转挡板架(32)，旋转挡板架(32)上设有挡板(34)，挡板(34)上设有打开指示干簧管(35)，支柱(31)的最顶端设有盖帽(33)。
6.根据权利要求2所述的防护材料耐接触热性能试验装置，其特征在于，加热体总成(4)包括加热体(41)、定位导向蛭石套(42)、测温热电偶(43)、不锈钢外套(44)、玻璃纤维填充料(45)、定位蛭石板(46)、不锈钢盖(47)、导向连接轴(48)、导套II (49)、配重砝码(410)、加热环(411)，加热体(41)设置在不锈钢外套(44)内，加热体(41)与不锈钢外套(44)内壁之间填充玻璃纤维填充料(45)，加热体(41)与玻璃纤维填充料(45)之间设有加热环(411)，不锈钢外套(44)内部底端设有定位导向蛭石套(42)，不锈钢外套(44)内部顶端设有定位蛭石板(46)，加热体(41)设置在定位导向蛭石套(42)与定位蛭石板(46)之间，不锈钢外套(44)的顶端设有不锈钢盖(47)，不锈钢盖(47)通过导向连接轴(48)与配重砝码(410)连接，导向连接轴(48)外设有导套II (49)，导向连接轴(48)与导套II (49)之间有间隙，测温热电偶(43)从下到上依次贯穿加热体(41)、定位蛭石板(46)、导向连接轴(48)、导套II (49)、配重砝码(410)。
全文摘要
本发明属于防护材料热防护性能试验装置技术领域，本发明的防护材料耐接触热性能试验装置，包括热量计传动及控制总成、热量计总成、隔热挡板总成、加热体总成、测试控制系统、计算机控制系统，热量计传动及控制总成与热量计总成连接，隔热挡板总成位于热量计总成的上方，加热体总成设置在隔热挡板总成的上方且正对热量计总成，加热体总成与测试控制系统电气连接，热量计传动及控制总成与测试控制系统电气连接并分别与计算机控制系统电气连接。本发明装置能够承受超过500℃的高温的加热体特，实现了加热体本身的高温防护及与热量计之间(49±0.5)N的接触力的功能。该装置结构设计简单、成本低、制作方便、运行安全。
文档编号G01N25/20GK102944572SQ20121033112
公开日2013年2月27日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者杨成丽, 林旭, 刘壮, 李娟娟, 冯洪成, 许曙亮, 李政, 付伟, 焦亮 申请人:山东省纺织科学研究院