本发明专利技术涉及一种宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置及方法，磨料储存器中的磨料，在磨料流量控制器的控制下进入磨料管道，经磨料管道进入喷枪；高压气体由控制气路进入喷枪，冲蚀气体调控器调整高压气体的压力；喷枪内的磨料在虹吸作用下与高压气体一起喷出，对宇航服头盔面窗产生冲蚀摩擦。本发明专利技术实现了对大弧度、变曲率、薄壁、透明的异型宇航服头盔面窗表面任意区域、任意摩擦角度的耐磨性能测试，对我国宇航服的试验研究及产品质量保障具有不可或缺的作用。本发明专利技术通过定量加注，精确控制了加注量，保证了宇航服头盔面窗耐磨性能测试的准确性。喷枪高压气体压力及磨料加注量均可调整，使用便捷，可用来模拟火星尘暴等恶劣情况。尘暴等恶劣情况。尘暴等恶劣情况。
【技术实现步骤摘要】
宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置及方法
[0001]本专利技术涉及载人航天
，尤其涉及一种宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置及方法。
技术介绍
[0002]宇航服，包括空间站用舱外航天服、载人登月用月球服以及未来的火星服等，均是航天员进行空间出舱、月面行走、火星探测等任务的必备装备，而服装上的头盔面窗则是航天员直接观察了解外界的唯一窗口，在空间极端高低温、真空、辐照、月尘、火星尘暴等恶劣环境下，对航天员起压力防护、热防护、视觉防护、视觉工效保障等多种防护功能，其中，视觉防护和视觉工效保障是宇航服头盔独有的特殊防护功能。
[0003]宇航服头盔用滤光面窗、防护面窗等面窗外表面均涂覆有耐磨涂层，以增加其抗耐磨损能力、提高产品寿命，从而确保航天员视觉工效。滤光面窗内表面镀制有以金膜为主的复合膜层，在空间环境下对航天员起热防护和视觉防护功能。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置及方法，实现了了大弧度、变曲率半径、薄壁透明的异型曲面面窗耐磨性能试验过程中，磨料加注及流量控制。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置，包括磨料储存器、磨料流量控制器、磨料管道、冲蚀气体调控器、气路以及喷枪；
[0006]所述磨料储存器中的磨料，在所述磨料流量控制器的控制下进入所述磨料管道，经所述磨料管道进入所述喷枪；
[0007]高压气体由控制气路进入所述喷枪，所述冲蚀气体调控器调整高压气体的压力；
[0008]所述喷枪内的磨料在虹吸作用下与高压气体一起喷出，对宇航服头盔面窗产生冲蚀摩擦。
[0009]进一步地，所述磨料流量控制器，包括缸体、漏料孔、出料孔、计量转子以及驱动组件；
[0010]所述缸体壁上端设有漏料孔，下端设有出料口，所述磨料储存器中的磨料下沉进入所述漏料孔；所述出料口连接至所述磨料管道；
[0011]所述计量转子设置在所述缸体内部，所述计量转子表面设置多条凹槽作为定量取料槽；所述计量转子在所述驱动组件的驱动下绕水平轴转动，使得定量取料槽在所述漏料孔下承接磨料后，向下旋转，由所述出料口出料；所述驱动组件控制所述计量转子的转速以控制所述磨料的流量。
[0012]进一步地，所述磨料每分钟的流量为：k*V*ρ*n，其中k为定量取料槽的数量，V为定量取料槽的体积，ρ为物料密度，n为所述计量转子每分钟转动圈数。
[0013]进一步地，所述缸体主体为内径的圆筒结构；
[0014]所述计量转子为圆柱轴结构，其直径的轴表面沿周向均布有10个长24mm
×
宽4mm
×
深2mm取料槽，所述取料槽槽长方向与圆筒长度方向一致；所述计量转子的轴心相对于缸体轴心向上偏移(4.5
±
0.04)mm，计量转子的轴表面与缸体的内径壁之间的间隙，使得取料槽取料的顺畅且可控。
[0015]进一步地，所述磨料流量控制器，漏料孔两侧各配有一个覆盖所述缸体长度方向的橡胶刷，避免磨料由缸体上端与所述计量转子之间的缝隙进入所述出料口，在计量转子取料槽内料的填满后清除堆积多余料。
[0016]进一步地，所述冲蚀气体调控器外接高压气源，输出的高压气体压力为1.0MPa～20Mpa，压力可调。
[0017]进一步地，所述喷枪包括相同轴心的内枪管和外枪管构成，内枪管处于外枪管内部，内枪管尾端与磨料管道相连，外枪管尾端与气路相连，外枪管嘴为空心圆锥嘴结构，使得途径外管与内管之间圆环管路的高压气体在外管圆锥嘴处汇集，导致磨料管路末端出口处的周边区域形成负压区，从而在虹吸作用下抽吸磨料并经随高压气流经外枪管圆锥嘴喷出。
[0018]进一步地，所述喷枪枪嘴材质为具有高强度、高硬度、高耐磨抗冲蚀的氮化硼。
[0019]进一步地，所述磨料为人造月尘或模拟人造月尘物理大小及形状的SiC、长石、玻璃、橄榄石或长铁矿。
[0020]另一方面提供一种利用所述的宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置进行耐磨性能测试的方法，包括：
[0021]加注控流装置性能检测；
[0022]调节冲蚀气体调控器，使得喷枪输出高压气体的压力满足要求；
[0023]打开磨料储存器添加磨料，调节磨料流量控制器的驱动伺服电机转速，对喷枪喷出磨料进行收集，标定转速对应的磨料流量控制器的流量值；
[0024]将被测宇航服头盔面窗放入头盔面窗耐磨性能测试设备操作舱，调整被测宇航服头盔面窗姿态及冲蚀时间，完成对面窗表面耐磨性能的试验测试。
[0025]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0026](1)本专利技术实现了对宇航服头盔面窗表面全区域、任意摩擦角度的耐磨性能测试，对我国宇航服的试验研究及产品质量保障具有不可或缺的作用。
[0027](2)本专利技术通过定量加注，准确控制了加注量，保证了耐磨性能测试的准确性。
[0028](3)本专利技术的喷枪高压气体压力及磨料加注量均可调整，使用便捷，可用来模拟火星尘暴等恶略情况。
附图说明
[0029]图1为本专利技术磨料加注控流装置的工作原理图。
[0030]图2(a)为本专利技术磨料流量控制器主视图，图2(b)为本专利技术磨料流量控制器右视图。
[0031]图3为本专利技术磨料流量控制器截面图。
[0032]图4(a)本专利技术磨料流量控制器缸体结构尺寸图，图4(b)为缸体后向视图，图4(c)
为图4(a)的C向视图，图4(d)为图4(a)的E向视图。
[0033]图5为本专利技术磨料流量控制器计量转子结构尺寸图；
[0034]图6为喷枪内部结构示意图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0036]本专利技术所述的宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置的核心部件，包括磨料储存器1、磨料流量控制器2、磨料管道3、冲蚀气体调控器4、气路5以及喷枪6。参见图1，其工作原理如下：
[0037]磨料储存器1添加磨料后，磨料下沉进入磨料分离器2缸体2a壁上的漏料孔，当缸体2a内计量转子2b在伺服电机2e带动下转动时，计量转子2b上的取料槽就会按照输入值从漏料孔中定量取走磨料，并经磨料管道3在喷枪6内气体虹吸作用下由喷枪6枪嘴喷出，从而对面窗表面产生冲蚀摩擦，参见图2～3。
[0038]所述磨料控制器2由缸体2a、计量转子2b、橡胶刷2c、轴承组件2d、伺服电机2e、传动机构2f、漏料孔2h、出料口2j组成，计量转子2b与缸体2a之间在竖直轴面上偏心配置，计量转子2b轴心相对于缸体2a轴心向上偏移，这样既本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置，其特征在于，包括磨料储存器(1)、磨料流量控制器(2)、磨料管道(3)、冲蚀气体调控器(4)、气路(5)以及喷枪(6)；所述磨料储存器(1)中的磨料，在所述磨料流量控制器(2)的控制下进入所述磨料管道(3)，经所述磨料管道(3)进入所述喷枪(6)；高压气体由控制气路(5)进入所述喷枪(6)，所述冲蚀气体调控器(4)调整高压气体的压力；所述喷枪(6)内的磨料在虹吸作用下与高压气体一起喷出，对宇航服头盔面窗产生冲蚀摩擦。2.根据权利要求1所述的宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置，其特征在于，所述磨料流量控制器(2)，包括缸体(2a)、漏料孔、出料孔、计量转子(2b)以及驱动组件；所述缸体(2a)壁上端设有漏料孔(2h)，下端设有出料口(2i)，所述磨料储存器(1)中的磨料下沉进入所述漏料孔(2h)；所述出料口连接至所述磨料管道(3)；所述计量转子(2b)设置在所述缸体(2a)内部，所述计量转子(2b)表面设置多条凹槽作为定量取料槽；所述计量转子(2b)在所述驱动组件的驱动下绕水平轴转动，使得定量取料槽在所述漏料孔(2h)下承接磨料后，向下旋转，由所述出料口(2i)出料；所述驱动组件控制所述计量转子(2b)的转速以控制所述磨料的流量。3.根据权利要求2所述的宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置，其特征在于，所述磨料每分钟的流量为：k*V*ρ*n，其中k为定量取料槽的数量，V为定量取料槽的体积，ρ为物料密度，n为所述计量转子(2b)每分钟转动圈数。4.根据权利要求2所述的宇航服头盔面窗耐磨性能测试的磨料加注控流装置，其特征在于，所述缸体(2a)主体为内径的圆筒结构；所述计量转子(2b)为圆柱轴结构，其直径的轴表面沿周向均布有10个长24mm
×
宽4mm
×
深2mm取料槽，所述取料槽槽长方向与圆筒长度方向一致；所述计量转子(2b)的轴心相对于缸体(2a)轴心向上偏移(4.5
±
0.04)mm，计量转子(2b)的轴表面与缸体(2a...
【专利技术属性】
技术研发人员：马加炉，李庆涛，黄庆伟，李健，宋高伟，王怡灵，朱登洁，陈书赢，刘保真，张莉，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。