【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料抗热冲击性能试验装置，尤其涉及一种大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置。
技术介绍
1、陶瓷材料因其熔点高，且在高温下具有很好的化学及物理稳定性等优异性能而被广泛应用于高温结构领域，如高超音速飞行器的热防护材料及发动机的热端等。但是，陶瓷材料因为本身的脆性，其抗热冲击性能较差。对于应用于高温结构的陶瓷材料，尤其是在航空航天领域，其在使役历程中往往因遭受剧烈的热冲击而发生破坏。因此，研究陶瓷材料的抗热冲击性能就显得十分必要和重要。
2、在专利文件201510018489.x公开了一种用于陶瓷材料升温热冲击的试验箱，该试验箱包括密封炉和加热炉，加热炉由加热炉底座支撑在密封炉内底面上，密封炉顶部装有气缸，与气缸活塞连接的气缸活动杆伸入密封炉顶部中心孔内连接试件夹持机构，密封炉内顶面装有竖直向下的导向丝，导向丝下端穿过加热炉顶孔系在加热炉内的支架上，支架上面安放有缓冲垫，加热炉顶孔中塞有隔热的碳毯片。该试验箱在陶瓷材料的抗热冲击性能的测试中，试件的表面加热均匀，能精确地控制热冲击的目标温度，测试数据能够准确表征陶瓷材料的抗热冲击性能。但是，该试验箱进行陶瓷材料的升温热冲击时会存在如下问题：
3、1、该装置将试件安装到夹持机构和导向丝上所占的时间比较多，而且一次实验只能夹持一个试件，试验效率比较低；
4、2、试件进入加热炉内是采用自由落体的方式直接掉到缓冲垫上，不能避免微小的机械冲击，会影响试验数据的准确性；
5、在前述问题中，会使试验过程中会出现较大误差，导致实
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种试验效率更高、实验过程对试件保护性更好、试验数据更加准确的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置。
2、为达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、提供一种大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，包括密封的三温式加热仓，三温式加热仓内部由下往上依次设置有第一加热段、第二加热段和第三加热段，第一加热段、第二加热段和第三加热段内均设置有轴向隔热套，若干轴向隔热套连接形成竖向加热通道，竖向加热通道内设置有内推杆机构，内推杆机构的底部连接有托载工装；三温式加热仓的底部设置有下管道，下管道上设置有轴向送料机构；三温式加热仓的顶部还设置有试件管道，试件管道的顶部通过法兰盖密封。
4、进一步地，第一加热段、第二加热段和第三加热段的结构相同，第一加热段包括电感加热线圈和电感加热炉。
5、进一步地，内推杆机构包括内推杆，内推杆外部设置有推杆隔热套，推杆隔热套与竖向加热通道间隙配合；内推杆和推杆隔热套均为多段结构，多段内推杆通过推杆连接套螺纹连接。
6、进一步地，轴向送料机构包括轴向推杆、轴向推块、轴向滑轨轴向丝杆和轴向电机，轴向推杆位于下管道内，轴向推杆底部与轴向推块固定连接，轴向推块与轴向滑轨滑动连接，轴向推块与轴向丝杆螺纹连接，轴向丝杆的底部与轴向电机的输出轴固定连接。
7、进一步地，托载工装包括有托载柱和两处托载盘，两处托载盘通过托载柱固定连接。
8、进一步地，第一加热段、第二加热段、第三加热段上均设置有热电偶测温机构和红外测温机构；热电偶测温机构包括有热电偶传感器、热电偶滑块、热电偶丝杆和热电偶电机，热电偶传感器贯穿设置在三温式加热仓上，热电偶传感器的检测端位于竖向加热通道的边侧，热电偶传感器的伸出端与热电偶滑块连接，热电偶滑块与电偶丝杆螺纹连接，电偶丝杆与热电偶电机的输出轴连接；红外测温机构包括测温管、红外测温传感器和测温支架，测温管贯穿设置在三温式加热仓上，测温管的检测末端位于竖向加热通道的边侧，红外测温传感器通过测温支架安装在三温式加热仓上。
9、进一步地，还包括有加热工装，加热工装包括下马蹄座和上马蹄座，下马蹄座和上马蹄座通过若干连接柱连接，下马蹄座和上马蹄座上设置有对应的若干组工件安装孔；下马蹄座的两处边侧还设置有边侧平推部，下马蹄座的封闭端还设置有开口推出部。
10、进一步地，三温式加热仓上还设置有内陷观察窗，三温式加热仓的顶部设置有上进气管，三温式加热仓的底部设置有下出气管，下出气管与下管道连接。
11、本专利技术的有益效果为：
12、本专利技术的试件和加热工装安装在内推杆机构上，通过轴向送料机构带动内推杆机构实现上下移动，从而将试件瞬间送至所需的加热段，加热段包括有第一加热段、第二加热段和第三加热段，将各个加热段加热至预设温度，使试件进入该加热段后，能迅速达到热冲击温度，实现精确控制试件热冲击温度的同时，保证测试试件抗热冲击性能的准确性。
13、本专利技术的三温式加热仓内设置有第一加热段、第二加热段和第三加热段，第一加热段、第二加热段和第三加热段可以分别进行加热，从而实现试件在不同温度下的热冲击加载试验，第一加热段、第二加热段和第三加热段可以将该加热段加热至设定的不同温度梯度，使试件进入该加热段，就能将试件快速加热至预设温度，使得试件的加热效率更高，配合三温式加热仓内通入不同压强的实验介质气体，实现试件的热冲击加载试验；配合试件管道和内推杆机构可以方便将加热工装和试件取出。
14、本专利技术的第一加热段、第二加热段和第三加热段可以预先升温至热冲击的目标温度，并通过轴向送料机构将试件瞬间送入至达到预设温度的高温环境中，能保持试件各表面加热均匀，且各加热段的温度为预先设定，能够精确控制试件的热冲击温度，测试数据能够准确表征试件材料的抗热冲击性能。
15、本专利技术的加热工装上设置有多个工件安装孔，可以实现对多个试件进行热冲击加载试验，加热工装上设置有u形的开口，可以配合托载工装进行限位夹持，从而方便加热工装移动，方便实现加热工装搭载若干试件实现流水式的热冲击加载试验。
16、本专利技术的第一加热段、第二加热段和第三加热段均设置有热电偶测温机构和红外测温机构，热电偶测温机构用于较低温度的检测，当需要检测的加热段温度较高时，可以将热电偶传感器推出该加热段，使热电偶传感器得到保护；同时通过红外测温机构的红外测温传感器可以实现对该加热段较高温度的监测。
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1.一种大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，包括密封的三温式加热仓(1)，所述三温式加热仓(1)内部由下往上依次设置有第一加热段(11)、第二加热段(12)和第三加热段(13)，所述第一加热段(11)、第二加热段(12)和第三加热段(13)内均设置有轴向隔热套(113)，若干所述轴向隔热套(113)连接形成竖向加热通道，所述竖向加热通道内设置有内推杆机构(10)，所述内推杆机构(10)的底部连接有托载工装(100)；
2.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述第一加热段(11)、第二加热段(12)和第三加热段(13)的结构相同，所述第一加热段(11)包括电感加热线圈(11)和电感加热炉(12)。
3.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述内推杆机构(10)包括内推杆(101)，所述内推杆(101)外部设置有推杆隔热套(102)，所述推杆隔热套(102)与竖向加热通道间隙配合；所述内推杆(101)和推杆隔热套(102)均为多段结构，多段所述内推杆(101)
4.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述轴向送料机构(17)包括轴向推杆(171)、轴向推块(172)、轴向滑轨(173)、轴向丝杆(174)和轴向电机(175)，所述轴向推杆(171)位于下管道(18)内，所述轴向推杆(171)底部与轴向推块(172)固定连接，所述轴向推块(172)与轴向滑轨(173)滑动连接，所述轴向推块(172)与轴向丝杆(174)螺纹连接，所述轴向丝杆(174)的底部与轴向电机(175)的输出轴固定连接，所述轴向推杆(171)顶部与托载工装(100)连接。
5.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述托载工装(100)包括有托载柱(1002)和两处托载盘(1001)，两处所述托载盘(1001)通过托载柱(1002)固定连接。
6.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述第一加热段(11)、第二加热段(12)、第三加热段(13)上均设置有热电偶测温机构(3)和红外测温机构(4)；所述热电偶测温机构(3)包括有热电偶传感器(31)、热电偶滑块(32)、热电偶丝杆(33)和热电偶电机(34)，所述热电偶传感器(31)贯穿设置在三温式加热仓(1)上，所述热电偶传感器(31)的检测端位于竖向加热通道的边侧，所述热电偶传感器(31)的伸出端与热电偶滑块(32)连接，所述热电偶滑块(32)与电偶丝杆(33)螺纹连接，所述电偶丝杆(33)与热电偶电机(34)的输出轴连接；所述红外测温机构(4)包括测温管(41)、红外测温传感器(42)和测温支架(43)，所述测温管(41)贯穿设置在三温式加热仓(1)上，所述测温管(41)的检测末端位于竖向加热通道的边侧，所述红外测温传感器(42)通过测温支架(43)安装在三温式加热仓(1)上。
7.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，还包括有加热工装(8)，所述加热工装(8)包括下马蹄座(81)和上马蹄座(82)，所述下马蹄座(81)和上马蹄座(82)通过若干连接柱(83)连接，所述下马蹄座(81)和上马蹄座(82)上设置有对应的若干组工件安装孔(84)；所述下马蹄座(82)的两处边侧还设置有边侧平推部(811)，所述下马蹄座(82)的封闭端还设置有开口推出部(812)。
8.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述三温式加热仓(1)上还设置有内陷观察窗(2)，所述三温式加热仓(1)的顶部设置有上进气管(6)，所述三温式加热仓(1)的底部设置有下出气管(7)。
...【技术特征摘要】
1.一种大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，包括密封的三温式加热仓(1)，所述三温式加热仓(1)内部由下往上依次设置有第一加热段(11)、第二加热段(12)和第三加热段(13)，所述第一加热段(11)、第二加热段(12)和第三加热段(13)内均设置有轴向隔热套(113)，若干所述轴向隔热套(113)连接形成竖向加热通道，所述竖向加热通道内设置有内推杆机构(10)，所述内推杆机构(10)的底部连接有托载工装(100)；
2.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述第一加热段(11)、第二加热段(12)和第三加热段(13)的结构相同，所述第一加热段(11)包括电感加热线圈(11)和电感加热炉(12)。
3.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述内推杆机构(10)包括内推杆(101)，所述内推杆(101)外部设置有推杆隔热套(102)，所述推杆隔热套(102)与竖向加热通道间隙配合；所述内推杆(101)和推杆隔热套(102)均为多段结构，多段所述内推杆(101)通过推杆连接套(103)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，所述轴向送料机构(17)包括轴向推杆(171)、轴向推块(172)、轴向滑轨(173)、轴向丝杆(174)和轴向电机(175)，所述轴向推杆(171)位于下管道(18)内，所述轴向推杆(171)底部与轴向推块(172)固定连接，所述轴向推块(172)与轴向滑轨(173)滑动连接，所述轴向推块(172)与轴向丝杆(174)螺纹连接，所述轴向丝杆(174)的底部与轴向电机(175)的输出轴固定连接，所述轴向推杆(171)顶部与托载工装(100)连接。
5.根据权利要求1所述的大跨度初始及目标温度瞬时热冲击加载试验装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李卫国，赵柏森，董攀，麻建坐，魏天琦，张飞龙，郑世风，杨嘉斌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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