一種高性能氣蝕試驗機

《一種高性能氣蝕試驗機》是南京先歐儀器製造有限公司於2014年9月1日申請的專利，該專利的公布號為CN204154616U，授權公布日為2015年2月11日，發明人是高文華、謝孝民、周春華、尹青堂、楊娟、王雷、章小傑、方潤生。該發明涉及一種材料試驗裝置。

《一種高性能氣蝕試驗機》其包含有氣蝕試驗機殼體，其採用密閉結構；所述殼體內部設定有超音波產生裝置，以及試件安放裝置；所述超音波產生裝置安置在試驗機殼體上端面；所述試件安放裝置安置在試驗機殼體內壁的下端面；所述試件安放裝置包括有試件安放平台；所述試件安放平台通過多根連線桿件與試驗機殼體連線，試件安放平台可沿連線桿件在豎直方向上進行運動；採用上述技術方案的高性能氣蝕試驗機，其可在密閉的氣蝕試驗環境中，通過實時調節試件與超音波探頭之間的高度，從而使得其可更為真實的反應材料與液體接觸的氣蝕現象，從而對試件的抗氣蝕性可進行更為精密的測量。

2017年12月11日，《一種高性能氣蝕試驗機》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種高性能氣蝕試驗機》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種高性能氣蝕試驗機
• 申請人：南京先歐儀器製造有限公司
• 申請日：2014年9月1日
• 申請號：2014204986195
• 公布號：CN204154616U
• 公布日：2015年2月11日
• 發明人：高文華、謝孝民、周春華、尹青堂、楊娟、王雷、章小傑、方潤生
• 地址：江蘇省南京市棲霞區邁越路28號薪加德科技園9幢
• Int.Cl.：G01N17/00(2006.01)I、G01N29/34(2006.01)I、G01N29/04(2006.01)I
• 代理機構：南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人：顧進
• 類別：發明專利

專利背景

隨著製造業的發展，許多工業產品的零部件，如水泵零件、水輪機葉片和船舶螺旋槳等，其對於對結構材料的耐磨性、潤滑材料的潤滑性能等要求越來越高，因而，對於上述材料的性能進行精確、快速、成熟的試驗方法也隨之急待開發。氣蝕試驗是近幾年興起的一種材料損傷的新方法，它通過大功率超音波等介質作用於樣品，可快速模擬樣品與液體接觸面的氣蝕現象，從而分析材料的抗氣蝕性。而在2014年9月之前的多種氣蝕試驗中，超音波氣蝕由於其結構簡單、操作方便、不涉及運動部件，並不會產生電磁輻射，因而得以廣泛的運用。

2014年前，超音波氣蝕試驗主要是工作人員通過購買相關零部件自己組裝，搭建簡單的實驗裝置；由於加工和組裝均不專業，裝置簡陋、兼容性差，導致實驗可靠性差。部分企業根據市場需求，生產了相對系統化的氣蝕試驗機，但因缺少實際的試驗經驗，現在市面上出售的氣蝕試驗機，其結構相對簡單，只能完成簡易實驗，且自動化程度和控制精度都不高。此外，2014年9月之前的氣蝕試驗機中，其材料的反應器皿通常置於大氣當中，其不利於反應液恆溫和降低噪音。中國實用新型CN201653872U公開了一種超音波氣蝕試驗機，其可實現超音波對試件進行氣蝕試驗，但其存在以下三方面的缺陷：其一，由於該實用新型中實驗器皿無隔離裝置，導致其試驗結果受環境影響較大，如溫度變化、微小氣流等，這些環境因素均會降低實驗精度；其二，上述實用新型中內置的升降裝置採用單根絲桿進行升降，其工作過程中難以確保其平穩性，進而使得升降過程中超音波探頭晃動，嚴重影響實驗效果；其三，上述實用新型中超音波裝置裸露於體外，其會導致實驗過程中產生尖銳的噪音，進而對實驗人員的健康造成極大危害。

發明內容

專利目的

《一種高性能氣蝕試驗機》要解決的技術問題是提供一種新型氣蝕試驗機，其可模擬不同環境下的材料損傷，並且有效提高試驗精度，同時亦可改善實驗環境。

技術方案

《一種高性能氣蝕試驗機》其包含有氣蝕試驗機殼體，其採用密閉結構；所述殼體內部設定有超音波產生裝置，以及試件安放裝置；所述超音波產生裝置包括有超音波產生器、超音波換能器以及超音波探頭，其均安置在試驗機殼體上端面；所述試件安放裝置安置在試驗機殼體內壁的下端面；所述試件安放裝置包括有試件安放平台，所述超音波探頭正對試件安放平台；所述試件安放平台通過多根連線桿件與試驗機殼體連線，連線桿件由試件安放平台的下端面延伸至其上端面，試件安放平台可沿連線桿件在豎直方向上進行運動。

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放裝置包含有至少一根主動桿，以及至少一根從動桿；所述主動桿包含有採用絲桿結構的絲桿桿件，以及設定在絲桿桿件之上的絲桿升降機構成；所述試件安放平台固定在絲桿桿件之上。採用上述設計，其可通過絲桿升降機驅動絲桿旋轉，從而使得設定絲桿之上的試件安放平台實現在豎直方向上的移動，從而使得試件與超音波探頭之間的距離可實時進行調整。

作為該實用新型的一種改進，所述主動桿中，絲桿桿件由絲桿升降機的下端面延伸至其上端面之外；所述絲桿升降機於氣蝕試驗機殼體內部的高度，高於超音波探頭的所處高度，絲桿升降機上設定有延伸至氣蝕試驗機殼體外部的旋轉手柄。採用上述設計，絲桿升降機的設定高度高於超音波探頭，其可確保固定於絲桿桿件之上的試件安放平台可在超音波探頭與氣蝕試驗機殼底端面之間自由運動，而不受絲桿升降機影響；同時，其可通過手動的方式調控絲桿升降機控制試件安放平台升降的高度，從而便於工作人員可根據需要進行實時、精確的調節。

作為該實用新型的一種改進，所述氣蝕試驗機內部設定有PLC模組；所述絲桿升降機中設定有升降電機；所述超音波產生裝置中的超音波產生器、升降電機，其與PLC模組之間均採用電性連線。採用上述設計，其可通過PLC自動調控絲桿升降機控制絲桿的旋轉，從而使得試件安放平台可實現快速、自動升降，從而使得其在氣蝕試驗過程中，試件可快速到達指定位置附近，並可繼續通過手動調節對其進行精調，從而使得操作更為便捷，試驗的效率得以顯著提升。

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放裝置中包含有一根主動桿，以及兩根從動桿；所述主動桿設定於試件安放平台的一側端面之上，兩根從動桿件分別設定於試件安放平台中，主動桿所在位置的相對側端面的兩個頂角之上。根據三點定面的原理，採用上述設計即可通過三根桿件對試件安放平台形成有效的固定；並且上述設計通過兩根從動桿與主動桿對稱設計，避免當試件較重時試件安放平台在運動過程中傾斜甚至翻轉，進而有效提高了氣蝕試驗的精度。

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放平台中，當試件的上端面與超音波探頭的端部彼此接觸時，試件安放平台的上端面與從動桿的端部處於同一平面。採用上述設計，其可使得試件與超音波探頭相接觸時，試件安放平台達到從動桿的極限位置，從而避免試件與超音波探頭彼此進一步擠壓，導致其相互損壞。

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放裝置中，兩根從動桿的頂部，以及主動桿中，其與從動桿頂端處於同一高度的位置設定有在水平方向上延伸的限位盤；所述從動桿頂端的限位盤的直徑至少為從動桿直徑的1.5倍，主動桿上的限位盤固定在氣蝕試驗機殼體之上，其在主動桿的投影位置上設定有直徑大於主動桿直徑的通孔。採用上述設計，其可通過限位盤避免試件安放平台在升降過程中脫離主動桿與從動桿，從而使得試件安放平台在升降過程中可實時保持穩定，避免其可能出現的傾斜或翻轉現象，進而提高氣蝕試驗的精度。

作為該實用新型的一種改進，所述氣蝕試驗機殼體上設定有拉門；所述拉門邊部，以及旋轉手柄與氣蝕試驗機殼體的交匯位置均設定有橡膠密封圈。採用上述設計，其在便於工作人員對試件進行轉移的同時，通過橡膠密封圈有效提高氣蝕試驗機的密閉性，從而使得試件外反應液的恆溫效果得以提高，並能使得整機的噪音有所降低。

作為該實用新型的一種改進，所述氣蝕試驗機殼體內壁中，其各個端面均設定有隔音棉，其可有效隔絕氣蝕試驗機在試驗過程中產生的噪音，從而改善實驗的操作環境。

改善效果

《一種高性能氣蝕試驗機》其可在氣蝕試驗過程中，通過實時調節試件與超音波探頭之間的高度，從而使得其可更為真實的反應材料與液體接觸的氣蝕現象，並且其在調節過程中保持超音波裝置固定，從而避免其因超音波裝置振動導致模擬效果出現錯誤；同時，氣蝕試驗機在試驗過程中採用密封設計，其一方面可保持試件安放平台中的反應液恆溫、減少外界不可控因素對實驗過程的影響，並保持超音波在客體內部進行傳播，從而顯著提高實驗精度，另一方面，其可有效降低試驗過程中產生的噪音，進而保護試驗環境與人體健康。

附圖說明

圖1為《一種高性能氣蝕試驗機》示意圖；

圖2為該實用新型中試件安放平台俯視圖；

圖3為該實用新型中氣蝕試驗機後視圖；

圖4為該實用新型中實施例4示意圖；

附圖示記列表：1—氣蝕試驗機殼體、2—超音波探頭、3—試件安放平台、4—主動桿、5—從動桿、6—絲桿升降機、7—旋轉手柄、8—移拉門、9—橡膠密封圈、10—限位塊、11—隔音棉。

權利要求

1.《一種高性能氣蝕試驗機》其特徵在於，所述高性能氣蝕試驗機包含有氣蝕試驗機殼體，其採用密閉結構；所述殼體內部設定有超音波產生裝置，以及試件安放裝置；所述超音波產生裝置包括有超音波產生器、超音波換能器以及超音波探頭，其均安置在試驗機殼體上端面；所述試件安放裝置安置在試驗機殼體內壁的下端面；所述試件安放裝置包括有試件安放平台，所述超音波探頭正對試件安放平台；所述試件安放平台通過多根連線桿件與試驗機殼體連線，連線桿件由試件安放平台的下端面延伸至其上端面，試件安放平台可沿連線桿件在豎直方向上進行運動。

2.按照權利要求1所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述試件安放裝置包含有至少一根主動桿，以及至少一根從動桿；所述主動桿包含有採用絲桿結構的絲桿桿件，以及設定在絲桿桿件之上的絲桿升降機構成；所述試件安放平台固定在絲桿桿件之上。

3.按照權利要求2所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述主動桿中，絲桿桿件由絲桿升降機的下端面延伸至其上端面之外；所述絲桿升降機於氣蝕試驗機殼體內部的高度，高於超音波探頭的所處高度，絲桿升降機上設定有延伸至氣蝕試驗機殼體外部的旋轉手柄。

4.按照權利要求2所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述氣蝕試驗機內部設定有PLC模組；所述絲桿升降機中設定有升降電機；所述超音波產生裝置中的超音波產生器、升降電機，其與PLC模組之間均採用電性連線。

5.按照權利要求3或4所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述試件安放裝置中包含有一根主動桿，以及兩根從動桿；所述主動桿設定於試件安放平台的一側端面之上，兩根從動桿件分別設定於試件安放平台中，主動桿所在位置的相對側端面的兩個頂角之上。

6.按照權利要求5所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述試件安放平台中，當試件的上端面與超音波探頭的端部彼此接觸時，試件安放平台的上端面與從動桿的端部處於同一平面。

7.按照權利要求5所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述試件安放裝置中，兩根從動桿的頂部，以及主動桿中，其與從動桿頂端處於同一高度的位置設定有在水平方向上延伸的限位盤；所述從動桿頂端的限位盤的直徑至少為從動桿直徑的1.5倍，主動桿上的限位盤固定在氣蝕試驗機殼體之上，其在主動桿的投影位置上設定有直徑大於主動桿直徑的通孔。

8.按照權利要求7所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述氣蝕試驗機殼體上設定有拉門；所述拉門邊部，以及旋轉手柄與氣蝕試驗機殼體的交匯位置均設定有橡膠密封圈。

9.按照權利要求8所述的高性能氣蝕試驗機，其特徵在於，所述氣蝕試驗機殼體內壁中，其各個端面均設定有隔音棉。

實施方式

實施例1

如圖1所示的《一種高性能氣蝕試驗機》其包含有氣蝕試驗機殼體1，其採用密閉結構；所述殼體內部設定有超音波產生裝置，以及試件安放裝置；所述超音波產生裝置包括有超音波產生器、超音波換能器以及超音波探頭2，其均安置在試驗機殼體1上端面，且彼此之間採用電性連線。所述試件安放裝置安置在試驗機殼體1內壁的下端面；所述試件安放裝置包括有試件安放平台3，試件安放平台3採用矩形結構，其中心位置設定有用於安放試件的試件安放槽，所述超音波探頭2正對試件安放平台3；所述試件安放平台3通過多根連線桿件與試驗機殼體1連線，連線桿件由試件安放平台3的下端面延伸至其上端面，試件安放平台3可沿連線桿件在豎直方向上進行運動。

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放裝置包含有一根主動桿4與兩根從動桿5；所述主動桿4包含有採用絲桿結構的絲桿桿件，以及設定在絲桿桿件之上的絲桿升降機6構成；所述試件安放平台3固定在絲桿桿件之上。採用上述設計，其可通過絲桿升降機驅動絲桿旋轉，從而使得設定絲桿之上的試件安放平台實現在豎直方向上的移動，從而使得試件與超音波探頭之間的距離可實時進行調整。

作為該實用新型的一種改進，如圖1與圖2所示，所述主動桿4中，絲桿桿件由絲桿升降機的下端面延伸至其上端面之外；所述絲桿升降機6於氣蝕試驗機殼體1內部的高度，高於超音波探頭2的所處高度，絲桿升降機6上設定有延伸至氣蝕試驗機殼體外部的旋轉手柄7。採用上述設計，絲桿升降機的設定高度高於超音波探頭，其可確保固定於絲桿桿件之上的試件安放平台可在超音波探頭與氣蝕試驗機殼底端面之間自由運動，而不受絲桿升降機影響；同時，其可通過手動的方式調控絲桿升降機控制試件安放平台升降的高度，從而便於工作人員可根據需要進行實時、精確的調節。

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放裝置中，主動桿4設定於試件安放平台3的一側端面之上，兩根從動桿件5分別設定於試件安放平台3中，主動桿4所在位置的相對側端面的兩個頂角之上。根據三點定面的原理，採用上述設計即可通過三根桿件對試件安放平台形成有效的固定；並且上述設計通過兩根從動桿與主動桿對稱設計，避免當試件較重時試件安放平台在運動過程中傾斜甚至翻轉，進而有效提高了氣蝕試驗的精度。

作為該實用新型的一種改進，如圖3所示，所述氣蝕試驗機殼體1上設定有拉門8；所述拉門8邊部，以及旋轉手柄7與氣蝕試驗機殼體1的交匯位置均設定有橡膠密封圈9。採用上述設計，其在便於工作人員對試件進行轉移的同時，通過橡膠密封圈有效提高氣蝕試驗機的密閉性，從而使得試件外反應液的恆溫效果得以提高，並能使得整機的噪音有所降低。

採用上述技術方案的高性能氣蝕試驗機，其可在氣蝕試驗過程中，通過實時調節試件與超音波探頭之間的高度，從而使得其可更為真實的反應材料與液體接觸的氣蝕現象，並且其在調節過程中保持超音波裝置固定，從而避免其因超音波裝置振動導致模擬效果出現錯誤；同時，氣蝕試驗機在試驗過程中採用密封設計，其一方面可保持試件安放平台中的反應液恆溫、減少外界不可控因素對實驗過程的影響，並保持超音波在客體內部進行傳播，從而顯著提高實驗精度，另一方面，其可有效降低試驗過程中產生的噪音，進而保護試驗環境與人體健康。

實施例2

作為該實用新型的一種改進，所述氣蝕試驗機內部設定有PLC模組；所述絲桿升降機6中設定有升降電機；所述超音波產生裝置中的超音波產生器、升降電機6，其與PLC模組之間均採用電性連線。採用上述設計，其可通過PLC自動調控絲桿升降機控制絲桿的旋轉，從而使得試件安放平台可實現快速、自動升降，從而使得其在氣蝕試驗過程中，試件可快速到達指定位置附近，並可繼續通過手動調節對其進行精調，從而使得操作更為便捷，試驗的效率得以顯著提升。該實施例其餘特徵與優點同實施例1相同。

實施例3

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放平台3中，當試件的上端面與超音波探頭2的端部彼此接觸時，試件安放平台3的上端面與從動桿5的端部處於同一平面。採用上述設計，其可使得試件與超音波探頭相接觸時，試件安放平台達到從動桿的極限位置，從而避免試件與超音波探頭彼此進一步擠壓，導致其相互損壞。該實施例其餘特徵與優點同實施例2相同。

實施例4

作為該實用新型的一種改進，所述試件安放裝置中，兩根從動桿5的頂部，以及主動桿4中，其與從動桿頂端處於同一高度的位置設定有在水平方向上延伸的限位盤10；所述從動桿5頂端的限位盤10的直徑為從動桿5直徑的1.5倍，主動桿4上的限位盤10固定在氣蝕試驗機殼體1之上，其在主動桿4的投影位置上設定有直徑大於主動桿4直徑的通孔。採用上述設計，其可通過限位盤避免試件安放平台在升降過程中脫離主動桿與從動桿，從而使得試件安放平台在升降過程中可實時保持穩定，避免其可能出現的傾斜或翻轉現象，進而提高氣蝕試驗的精度。該實施例其餘特徵與優點同實施例2相同。

實施例5

作為該實用新型的一種改進，所述氣蝕試驗機殼體1內壁中，其各個端面均設定有隔音棉11，其可有效隔絕氣蝕試驗機在試驗過程中產生的噪音。該實施例其餘特徵與優點同實施例4相同。

榮譽表彰

2017年12月11日，《一種高性能氣蝕試驗機》獲得第十九屆中國專利優秀獎。