一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，包括水冷箱、固定于所述水冷箱的支撑杆和安置于所述水冷箱顶面的水回收部分，所述水回收部分呈圆筒状且其内部与所述水冷箱内部连通，一支架一端与所述支撑杆连接，其另一端伸入所述水回收部分的内部且与一环形喷头连接，所述环形喷头包括环形主体和向内凸设出所述环形主体内侧面的若干喷嘴，若干所述喷嘴分布成上下两层，位于上层的所述喷嘴和位于下层的所述喷嘴数量相等且在水平方向上相互错开，固定于试验机振动棒上的试样伸入所述水回收部分并穿入所述环形主体中，所述水冷箱包括设于其下端的且与循环水泵连接的出水口和设于其顶面的注水口，一软管连接所述循环水泵和所述环形主体。

An improved spraying system for cooling ultrasonic fatigue specimens

The utility model provides an improved spraying system for cooling ultrasonic fatigue specimens, which comprises a water cooler, a support rod fixed to the water cooler and a water recovery part placed on the top surface of the water cooler. The water recovery part is cylindrical in shape and is internally connected with the water cooler, one end of a support rod is connected with the support rod, and the other end is extended into the water recovery part. The annular nozzle comprises an annular body and a number of nozzles projecting inward from the inner surface of the annular body. A number of the nozzles are distributed in two layers. The number of the nozzles in the upper layer and the nozzles in the lower layer are equal and staggered in the horizontal direction, and the samples fixed on the vibrating rod of the testing machine are extended into the water recovery. The water cooler comprises an outlet arranged at its lower end and connected with the circulating water pump and a water injection port on its top surface, and a hose connects the circulating water pump and the annular body.

【技术实现步骤摘要】
一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统
本技术涉及超声疲劳试验
，尤其涉及一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统。
技术介绍
超声疲劳试验是一种测试材料疲劳性能的新技术，其采用压电陶瓷换能器将高频电源供给的电信号转换成相同频率的机械振动，然后经振动位移放大器放大。试样一端与位移放大器相相连，另外一端自由。在位移放大器的激励下发生谐振，在试样中生成谐振波，沿试样轴向形成拉—压对称循环载荷，建立纵向位移、应力(应变)场。超声疲劳的测试频率(20kHz)远远超过了常规疲劳测试频率(小于200Hz)。超声疲劳试验研究表明某些钢种直到1010个应力循环后仍会发生疲劳断裂，并不存在常规疲劳试验曲线所示的“疲劳极限”，因此用107周次的疲劳试验数据进行疲劳强度设计并不安全。液压伺服的常规疲劳试验机频率都低于200Hz，难以提供超过107以上的循环周次，而超声疲劳试验机的频率范围是15～30kHz。以日本岛津公司生产的USF-2000超声疲劳试验机为例，工作频率可以达到2.0×104Hz，测试一根疲劳寿命为1×109周次的试样，传统的高频疲劳需要进行100天左右不间断的试验，而超声疲劳试验仅需要一天左右的时间即可完成。超声疲劳试验机一般配备的是圆弧形试样，试验过程中在高频率的拉—压应力作用下，圆弧形试样的中心段会产生极高的温度，如果不对其降温试样在短时间内就会烧坏。目前超声疲劳试验机都配备有空气冷却装置，主要有压缩机、储气罐等组成。空气冷却试样是利用高压气流吹扫圆弧形试样的中心段，冷却试样效率较低，不适用于一些试验过程中发热量较大的试样。空气冷却装置，占用空间大，使用、维护、更换成本高，而且试验过程中压缩机和气流吹扫会产生较大的噪声，影响操作人员长时间工作。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的实施例提供了一种结构简单、使用方便且经济实惠的改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统。本技术的实施例提供一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，包括水冷箱、竖直的固定于所述水冷箱的支撑杆和竖直的安置于所述水冷箱顶面的水回收部分，所述水回收部分呈圆筒状且其内部与所述水冷箱内部连通，一支架其一端与所述支撑杆连接，其另一端弯折后伸入所述水回收部分的内部且与一环形喷头连接，所述环形喷头包括环形主体和向内凸设出所述环形主体内侧面的若干喷嘴，若干所述喷嘴分布成上下两层，位于上层的所述喷嘴和位于下层的所述喷嘴数量相等且在水平方向上相互错开，固定于试验机振动棒上的试样伸入所述水回收部分并穿入所述环形主体中，所述水冷箱包括设于其下端的且与循环水泵连接的出水口和设于其顶面的注水口，一软管连接所述循环水泵和所述环形主体。进一步地，所述支架与所述支撑杆可拆卸连接。进一步地，所述支架与所述支撑杆连接的一端具有两个弧形弹片，两个所述弹片环绕在所述支撑杆的外侧面，一锁紧螺栓穿过两个所述弹片的自由端，拧紧所述锁紧螺栓时，两个所述弹片的自由端抱紧所述支撑杆从而将所述支架固定于所述支撑杆上。进一步地，所述水回收部分包括在竖直方向上堆摞设置的第二套筒和第一套筒，所述环形喷头位于所述第二套筒内，所述第二套筒的下端可拆卸的安装于所述水冷箱的顶面。进一步地，所述支架弯折成L型。进一步地，所述试样包括两个样头和位于两个所述样头之间的连接段，所述连接段的相对两端与两个所述样头均弧形连接，所述试样伸入所述环形主体时，所述连接段的中心位置位于下层所述喷嘴的下方。进一步地，上层所述喷嘴和下层所述喷嘴均排列成环形且均匀的分布于所述环形主体内侧面。进一步地，任一上层所述喷嘴和与之相邻的下层两所述喷嘴之间的夹角相等。本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术所述的改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，采用由所述水冷箱、所述软管和所述环形喷头构成的淋喷系统来淋喷穿过所述环形喷头的试样，使试样冷却，结构简单，便于维护，且占地面积小。所述水回收部分一方面能够使淋喷试样的冷却液回流至所述水冷箱，从而使冷却水能够重复使用，有利于节省资源、降低成本；另一方面，能够防止淋喷时冷却液外溅，从而不会影响操作人员工作，且噪音小，能够有效的控制声污染。使用冷却液直接淋喷在试样外壁，利用低温冷却液与高温试样直接的热交换来对试样进行冷却，冷却的效率高。若干所述喷嘴分布成上下两层，且均匀的分布于所述环形主体内侧面，从而能够360度无死角的喷淋，提高冷却效率。附图说明图1是本技术改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统的主视图；图2是图1的俯视图；图3是图2中的A-A截面的示意图；图4是本技术改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统的环形喷头的俯视图；图5是图4中B-B截面的示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。请参考图1至图5，本技术的实施例提供了一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，包括水冷箱1、竖直的固定于所述水冷箱1的支撑杆8和竖直的安置于所述水冷箱1顶面的水回收部分，还包括固定于所述支撑杆8上的环形喷头12和通过循环水泵10连接所述水冷箱1和所述环形喷头12的软管9。请参考图1和图3，所述水回收部分包括在竖直方向上堆摞设置的第二套筒4和第一套筒3，所述第二套筒4和所述第一套筒3均呈圆筒状，所述第一套筒3的下端可拆卸的安装于所述水冷箱1的顶面，且所述第二套筒4和所述第一套筒1的内部相互连通，同时所述第一套筒3的内部与所述水冷箱1内部的连通。请参考图1至图3，一支架6其一端与所述支撑杆8连接，所述支架6与所述支撑杆8可拆卸连接。优选，所述支架6与所述支撑杆8连接的一端具有两个弧形弹片，两个所述弹片环绕在所述支撑杆8的外侧面，一锁紧螺栓7穿过两个所述弹片的自由端。拧紧所述锁紧螺栓7时，两个所述弹片的自由端抱紧所述支撑杆8从而将所述支架6固定于所述支撑杆8上；拧松所述锁紧螺栓7时，两个所述弹片的自由端松开所述支撑杆8从而所述支架6可相对所述支撑杆8上下移动，从而可以调整所述支架6固定在所述支撑杆8上的高度，以适应不同试样13的长度。请参考图1和图3，所述支架6弯折成L型，其一端与所述支撑杆8连接，其另一端弯折后伸入所述水回收部分的内部且与所述环形喷头12连接。所述环形喷头12位于所述第二套筒4内，所述第二套筒4能够防止从所述环形喷头12喷出的冷却液溅出，从而使所述环形喷头12工作时不影响操作人员在其附近的工作；且所述第二套筒4能够使从所述环形喷头12喷出的冷却液回流至所述第一套筒3，然后所述第一套筒3将冷却液导入所述水冷箱1中，使冷却液能够重复利用。请参考图3至图5，所述环形喷头12包括环形主体和向内凸设出所述环形主体内侧面的若干喷嘴14，若干所述喷嘴14呈环形的均匀的分布于所述环形主体内侧面。若所述喷嘴14分布成上下两层，位于上层的所述喷嘴14和位于下层的所述喷嘴14数量相等且在水平方向上相互错开。任一上层所述喷嘴14和与之相邻的下层两所述喷嘴14之间的夹角相等。试样13包括两个样头和位于两个所述样头之间的连接段，所述连接段的相对两端与两个所述样头均弧形连接，所述试样13伸入所述环形主体时，所述连接段的中心位置位于下层所述喷嘴14的下方。本实施例中，所述喷嘴14的数量总共有8个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，其特征在于：包括水冷箱、竖直的固定于所述水冷箱的支撑杆和竖直的安置于所述水冷箱顶面的水回收部分，所述水回收部分呈圆筒状且其内部与所述水冷箱内部连通，一支架其一端与所述支撑杆连接，其另一端弯折后伸入所述水回收部分的内部且与一环形喷头连接，所述环形喷头包括环形主体和向内凸设出所述环形主体内侧面的若干喷嘴，若干所述喷嘴分布成上下两层，位于上层的所述喷嘴和位于下层的所述喷嘴数量相等且在水平方向上相互错开，固定于试验机振动棒上的试样伸入所述水回收部分并穿入所述环形主体中，所述水冷箱包括设于其下端的且与循环水泵连接的出水口和设于其顶面的注水口，一软管连接所述循环水泵和所述环形主体。

【技术特征摘要】
1.一种改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，其特征在于：包括水冷箱、竖直的固定于所述水冷箱的支撑杆和竖直的安置于所述水冷箱顶面的水回收部分，所述水回收部分呈圆筒状且其内部与所述水冷箱内部连通，一支架其一端与所述支撑杆连接，其另一端弯折后伸入所述水回收部分的内部且与一环形喷头连接，所述环形喷头包括环形主体和向内凸设出所述环形主体内侧面的若干喷嘴，若干所述喷嘴分布成上下两层，位于上层的所述喷嘴和位于下层的所述喷嘴数量相等且在水平方向上相互错开，固定于试验机振动棒上的试样伸入所述水回收部分并穿入所述环形主体中，所述水冷箱包括设于其下端的且与循环水泵连接的出水口和设于其顶面的注水口，一软管连接所述循环水泵和所述环形主体。2.如权利要求1所述的改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，其特征在于：所述支架与所述支撑杆可拆卸连接。3.如权利要求2所述的改进的用于冷却超声疲劳试样的喷淋系统，其特征在于：所述支架与所述支撑杆连接的一端具有两个弧形弹片，两个所述弹片环绕在所述支撑杆的外侧面，一锁紧螺栓穿过两个所述弹片的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迪，李锐，李淦，李小峰，
申请(专利权)人：武汉华拓量测科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42