CN104863875B - 一种配合高温炉使用的调温风扇装置 - Google Patents

Abstract

一种配合高温炉使用的调温风扇装置，属于实验装置及方法技术领域。该调温风扇装置通过调动风扇叶片的运转来加速高温炉内空气的流动，不仅可避免因高温炉内加热电阻丝分布不均匀而引起的炉内温度分布不均匀现象而且可加快高温炉升温及散热进程，提高试验效率。本发明提供了一种配合高温炉使用的调温风扇装置，可应用于材料高温性能测试试验过程中，可有效保障高温试验环境温度的准确性要求，具有操作简单，准确度高、效率提高等优点。

Description

一种配合高温炉使用的调温风扇装置

技术领域

本发明涉及一种调温风扇装置，特别是涉及配合高温炉进行高温性能测试试验时使用的调温风扇装置，属于高温实验装置及方法技术领域。

背景技术

许多材料由于其高性能，经常工作于不同的环境中，而不同的环境温度对材料的性能有一定影响。因此，研究高温下材料的力学性能具有重要意义。测试材料的高温性能首先需要保证可靠的温度环境，而以往多直接采用高温炉装置为高温试验提供要求温度，此方式加热温度不均匀，且升温降温速度较慢，效率较低。本发明的技术背景如下。

第一、常规的高温实验中高温环境实现方式为直接利用高温炉炉壁的电阻丝加热，由于电阻丝不可能布满整个高温炉炉壁，且高温炉内空气流动缓慢，因此会造成高温炉内温度分布不均匀的现象，温度分布不均使试件不同位置材料性能变化不同，这将严重影响试验的测试结果。

第二、高温实验本身有试验周期长的特点，因此实验时，应尽量缩短加热升温时间及散热时间，从而缩短试验周期。而仅仅依靠高温炉内的电阻丝进行加热，炉内空气流动较慢，因此加热和散热速度都相对缓慢，试验效率较低。高温炉散热过程中虽然可以使用电风扇在炉外向炉内吹冷空气，加快换热速度，但是该种方式容易使高温炉内产生局部应力，缩短高温炉的使用寿命。

发明内容

本发明是为了高温实验时尽量获得稳定可靠均匀的指定温度而完成的。本发明的目的是提供一种可配合高温炉作用在高温性能测试实验中的调温风扇装置；尽量使试验环境温度均匀，保证高温实验测量结果的准确性；加快高温炉升温及散热速度，缩短高温试验周期，提高实验效率。

为实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种配合高温炉使用的调温风扇装置，包括叶片1、叶片轴2、传动轴3、联轴器4、电机5、风扇托盘6、水箱上盖8、水箱7、轴承座9和丝杠10；电机5一端通过电源适配器与电源连接，另一端通过联轴器4与传动轴3连接；传动轴3两端分别固定在两轴承座9上，轴承座9安装在风扇托盘6上；两轴承座9中间的传动轴3浸在水箱7中，水箱7固定在风扇托盘6上；传动轴3通过平头螺钉与叶片轴2连接，同时带动叶片轴2转动，叶片1通过螺栓固定在叶片轴2上，进而带动叶片1运转。叶片1工作在高温炉内部，叶片1转动加速高温炉内空气流动，使高温炉内温度循环加快，温差减小。

所述传动轴3均匀对称设置有尺寸相同的轴段3.1，各轴段3.1用于增加传动轴3的浸水面积，加快冷却传动轴3，减小传递给电机5的热量，保证电机5的正常运转；传动轴3上的内孔3.2用于与叶片轴2配合，叶片轴2伸入内孔3.2中，避免使叶片轴2运转时的摆动。

所述风扇托盘6通过丝杠10与试验机底座连接。风扇托盘6上开有一个较大尺寸的方形孔、四个小圆孔、四个较大尺寸键槽6.1、两个较小尺寸键槽 6.2；其中，较大尺寸的方形孔用来放置水箱7；四个小圆孔，两两一组用于固定安装两轴承座9，轴承座9通过螺栓与风扇托盘6连接；四个较大尺寸键槽 6.1用于限制四个丝杠10的位置，丝杠配合螺母可固定风扇托盘；两个较小尺寸键槽6.2配合螺栓用来定位电机5；键槽除了用于部件与风扇托盘6的连接外，还便于在装配过程中微调部件装配位置。

所述水箱7置于风扇托盘6上，水箱7中装入适量水，用于冷却传动轴3；水箱上的对称开孔7.1用于通过传动轴3，其直径要大于传动轴3对应位置直径，避免传动轴3运转产生摩擦。

所述水箱上盖8盖在水箱7顶部，使浸在水中的传动轴3高速运转时，避免飞溅；水箱上盖8上开有与对称开孔7.1对应的两个对称半圆孔 8.1 ；水箱上盖 8上开有长方形槽8.2，用于整套装置开始工作后观测水箱7中水位情况。

所述叶片1共有两个，形状为L形，与叶片轴2安装连接时，可自行调节叶片安装角度，从而实现不同的调温效果。

所述叶片1工作在高温炉内部，叶片轴2介于高温炉内外环境间，其余部件均工作在高温炉外部环境中。

叶片1及叶片轴2为不锈钢材料，其余部件为普通低碳钢材料。

所述电机5与调速器连接，用来控制电机5的转速及正反转的更换。

所述丝杠10实现调节调温风扇整体工作高度的功能。

材料高温性能测试实验时，首先开启调温风扇电源，调节电机5正反转及转速，然后开启高温炉开关对待测试件进行加热。到达要求试验温度后，利用试验机开始试验。

本发明可以取得如下有益效果：

1、本发明可配合高温炉适用于不同材料的不同高温性能测试试验中。

2、本发明可加速空气流动，可减小高温炉内上下温差，使炉内温度尽量均匀，使测试结果更加准确。

3、本发明可以保证实验的高效性，可提高高温炉升温及散热速率，缩短试验周期。

附图说明

图1调温风扇装置的装配示意图。

图2调温风扇装置的叶片轴示意图。

图3调温风扇装置的传动轴示意图。

图4调温风扇装置的风扇托盘示意图。

图5调温风扇装置的水箱示意图。

图6调温风扇装置的水箱上盖示意图。

图7不同高度位置温度-保温时间曲线比较图。

图中：1、叶片，2、叶片轴，3、传动轴，3.1、轴段，3.2、内孔，4、联轴器，5、电机，6、风扇托盘，6.1、较大尺寸键槽，6.2、较小尺寸键槽，7、水箱，7.1、对称开孔，8、水箱上盖，8.1、对称半圆孔，8.2、长方形槽，9、轴承座，10、丝杠。

具体实施方式

下面结合附图对配合高温炉使用的调温风扇装置及其使用方法进行介绍。

如图1-6所示，一种配合高温炉使用的调温风扇装置，包括叶片1、叶片轴2、传动轴3、联轴器4、电机5、风扇托盘6、水箱上盖8、水箱7、轴承座9和丝杠10；电机5一端通过电源适配器与电源连接，另一端通过联轴器 4与传动轴3连接；传动轴3两端分别固定在两轴承座9上，轴承座9安装在风扇托盘6上；两轴承座9中间的传动轴3浸在水箱7中，水箱7固定在风扇托盘6上；传动轴3通过平头螺钉与叶片轴2连接，同时带动叶片轴2转动，叶片1通过螺栓固定在叶片轴2上，进而带动叶片1运转。叶片1工作在高温炉内部，叶片1转动加速高温炉内空气流动，使高温炉内温度循环加快，温差减小。

所述传动轴3均匀对称设置有尺寸相同的轴段3.1，各轴段3.1用于增加传动轴3的浸水面积，加快冷却传动轴3，减小传递给电机5的热量，保证电机5的正常运转；传动轴3上的内孔3.2用于与叶片轴2配合，叶片轴2伸入内孔3.2中，避免使叶片轴2运转时的摆动。

所述风扇托盘6通过丝杠10与试验机底座连接。风扇托盘6上开有一个较大尺寸的方形孔、四个小圆孔、四个较大尺寸键槽6.1、两个较小尺寸键槽 6.2；其中，较大尺寸的方形孔用来放置水箱7；四个小圆孔，两两一组用于固定安装两轴承座9，轴承座9通过螺栓与风扇托盘6连接；四个较大尺寸键槽 6.1用于限制四个丝杠10的位置，丝杠配合螺母可固定风扇托盘；两个较小尺寸键槽6.2配合螺栓用来定位电机5；键槽除了用于部件与风扇托盘6的连接外，还便于在装配过程中微调部件装配位置。

所述水箱7置于风扇托盘6上，水箱7中装入适量水，用于冷却传动轴3；水箱上的对称开孔7.1用于通过传动轴3，其直径要大于传动轴3对应位置直径，避免传动轴3运转产生摩擦。

所述水箱上盖8盖在水箱7顶部，使浸在水中的传动轴3高速运转时，避免飞溅；水箱上盖8上开有与对称开孔7.1对应的两个对称半圆孔8.1；水箱上盖8上开有长方形槽8.2，用于整套装置开始工作后观测水箱7中水位情况。

所述叶片1共有两个，形状为L形，与叶片轴2安装连接时，可自行调节叶片安装角度，从而实现不同的调温效果。

所述叶片1工作在高温炉内部，叶片轴2介于高温炉内外环境间，其余部件均工作在高温炉外部环境中。

叶片1及叶片轴2为不锈钢材料，其余部件为普通低碳钢材料。

所述电机5与调速器连接，用来控制电机5的转速及正反转的更换。

所述丝杠10实现调节调温风扇整体工作高度的功能。

材料高温性能测试实验时，首先开启调温风扇电源，调节电机5正反转及转速，然后开启高温炉开关对待测试件进行加热。到达要求试验温度后，利用试验机开始试验。

实施例

利用调温风扇配合高温炉和温度控制箱进行测温实验。试验开始前，调整好风扇叶片角度，选择电机的正反转，使风扇叶片工作时最大程度的扰动空气流动，试用电机的最大转速为150r/min。实验时，利用温度控制箱控制高温炉内电阻丝的加热保温，利用热电偶测试高温炉内某点处的空气温度，该热电偶与数字显示仪连接从而使测点温度可视化。首先，将热电偶测温点置于高温炉内中心偏上高度位置，开启调温风扇和温度控制箱，待高温炉达到要求温度开始保温时，开始计时并记录对应测点温度。同样操作测试热电偶测温点置于高温炉内中心偏下高度位置处的温度，与上次实验测温点高度差约为140mm。得到高温炉内不同高度位置温度-保温时间曲线比较图，如图7所示。

上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：该装置包括叶片(1)、叶片轴(2)、传动轴(3)、联轴器(4)、电机(5)、风扇托盘(6)、水箱上盖(8)、水箱(7)、轴承座(9)和丝杠(10)；电机(5)一端通过电源适配器与电源连接，另一端通过联轴器(4)与传动轴(3)连接；传动轴(3)两端分别固定在两轴承座(9)上，轴承座(9)安装在风扇托盘(6)上；两轴承座(9)中间的传动轴(3)浸在水箱(7)中，水箱(7)固定在风扇托盘(6)上；传动轴(3)通过平头螺钉与叶片轴(2)连接，同时带动叶片轴(2)转动，叶片(1)通过螺栓固定在叶片轴(2)上，进而带动叶片(1)运转；叶片(1)工作在高温炉内部，叶片(1)转动加速高温炉内空气流动，使高温炉内温度循环加快，温差减小；

所述传动轴(3)均匀对称设置有尺寸相同的轴段(3.1)，各轴段(3.1)用于增加传动轴(3)的浸水面积，加快冷却传动轴(3)，减小传递给电机(5)的热量，保证电机(5)的正常运转；传动轴(3)上的内孔(3.2)用于与叶片轴(2)配合，叶片轴(2)伸入内孔(3.2)中，避免叶片轴(2)运转时的摆动；

所述风扇托盘(6)通过丝杠(10)与试验机底座连接；风扇托盘(6)上开有一个大尺寸的方形孔、四个小圆孔、四个较大尺寸键槽(6.1)、两个较小尺寸键槽(6.2)；其中，大尺寸的方形孔用来放置水箱(7)；四个小圆孔，两两一组用于固定安装两轴承座(9)，轴承座(9)通过螺栓与风扇托盘(6)连接；四个较大尺寸键槽(6.1)用于限制四个丝杠(10)的位置，丝杠配合螺母可固定风扇托盘；两个较小尺寸键槽(6.2)配合螺栓用来定位电机(5)；键槽除了用于部件与风扇托盘(6)的连接外，还便于在装配过程中微调部件装配位置；

所述水箱(7)置于风扇托盘(6)上，水箱(7)中装入适量水，用于冷却传动轴(3)；水箱上的对称开孔(7.1)用于通过传动轴(3)，其直径要大于传动轴(3)对应位置直径，避免传动轴(3)运转产生摩擦；

所述水箱上盖(8)盖在水箱(7)顶部，使浸在水中的传动轴(3)高速运转时，避免飞溅；水箱上盖(8)上开有与对称开孔(7.1)对应的两个对称半圆孔(8.1)；水箱上盖(8)上开有长方形槽(8.2)，用于整套装置开始工作后观测水箱(7)中水位情况。

2.根据权利要求1所述的一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：所述叶片(1)共有两个，形状为L形，与叶片轴(2)安装连接时，可自行调节叶片安装角度，从而实现不同的调温效果。

3.根据权利要求1所述的一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：所述叶片(1)工作在高温炉内部，叶片轴(2)介于高温炉内外环境间，其余部件均工作在高温炉外部环境中。

4.根据权利要求1所述的一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：叶片(1)及叶片轴(2)为不锈钢材料，其余部件为普通低碳钢材料。

5.根据权利要求1所述的一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：所述电机(5)与调速器连接，用来控制电机(5)的转速及正反转的更换。

6.根据权利要求1所述的一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：所述丝杠(10)实现调节调温风扇整体工作高度的功能。

7.根据权利要求1所述的一种配合高温炉使用的调温风扇装置，其特征在于：材料高温性能测试实验时，首先开启调温风扇电源，调节电机(5)正反转及转速，然后开启高温炉开关对待测试件进行加热；到达要求试验温度后，利用试验机开始试验。