CN106501117B - 陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备 - Google Patents
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Abstract
一种陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，框架的下底板水平放在支座上面，工作台面装在框架内，支撑丝杠装框架内，框架围有外挡板，外挡板中有玻璃旋转门；提篮上部有盖，盖子上嵌一铁块,磁力吸盘装在气缸前端，气缸吊于摇臂下端，摇臂与同步电机相连；加热筒放在辅助加热器和磁力搅拌器的正上方；冷却筒底部在磁力搅拌器正上方，冷却筒圆周上有铜管，冷却筒与磁力搅拌器接触；温度传感器在加热筒、冷却筒内；液位传感器在加热筒内。本发明实现致密性和热震损伤试验之间的转化；实现不同标准不同陶瓷制品的试验要求；通过温度传感器、液位传感器、工业控制计算机实现温度及运动的精密控制，试验的自动化，减少了人的工作量及人对试验的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷致密性及热震损伤的试验机，尤其是能适用于建筑陶瓷、日用陶瓷、卫生陶瓷等各类陶瓷的国内外相关标准，同时实现致密性及热震损伤检测。
背景技术
陶瓷产品的致密性是衡量其液体吸附渗透能力的一项关键指标；陶瓷抗热震损伤性指标可有力验证瓷胎各相体之间的热膨胀系数差异、坯釉适应性、机械强度和变形程度等性 能优劣。目前，各类检测机构普遍使用厨用钢精锅或恒温水浴箱等简易装置实施卫浴陶瓷 致密性及热震损伤测试，整个测试过程完全依靠人工操作，测量数据的准确性和规范性以及人员操作的安全性形成障碍。
另外，各国与此相关的检测方法标准互不相同，现有的设备对于日用陶瓷、卫生陶 瓷和建筑陶瓷等各类陶瓷制品理化性能检测功能不能同时适用，如果不同瓷种使用的致密性及热震损伤测试设备各异，无疑将大幅度增加设备购置成本。
发明内容
为了克服现有设备对于不同国家标准，不同种类陶瓷制品不能同时进行致密性及热震损伤测试的问题，本发明提供一种陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验机，该试验机实现了连续自动检测和无人值守，适用于不同国家标准，不同陶瓷制品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，该设备包含框架、机械执行***、加热 ***、制冷***、控制***，其特征在于：
a .所述的框架包括支座、下底板、支撑丝杠，工作面、上底板、外挡板、玻璃旋转门，下底板水平放置在高度可调的支座上面，工作台面安装在框架内，位于下底板上面，支撑丝杠安装框架内，贯穿于工作台面与上底板之间，工作台面、上、下底板和支撑丝杠共同支撑起整个框架，框架围装有外挡板，外挡板的中部设有玻璃旋转门；
b．所述的机械执行***包括，提篮、提篮隔板、磁力吸盘、气缸、摇臂、同步电机,试验样品按照要求纵向放在提篮中，提篮用镂空的镍合金焊接制成，并用提篮隔板隔开，提篮上部有盖，盖子上镶嵌一铁块 ,磁力吸盘安装在气缸的前端，磁力吸盘的通断电可实现气缸与提篮的吸合与释放，气缸吊装于摇臂的下端，摇臂与同步电机相连，同步电机控制摇臂转动的位置，实现摇臂的精确定位，气缸的上下运动及磁力吸盘与提篮盖子上的铁块接触或分离实现提篮的上下运动及位置的变换；
c.所述加热***包括镍合金加热筒、不锈钢加热筒、磁力搅拌器、辅助加热器，所述的镍合金加热筒、不锈钢加热筒，为焊接一体部件成为加热筒，加热筒放在辅助加热器和磁力搅拌器的正上方，底部与磁力搅拌器紧密接触，周围包裹有保温材料，通过更换加热筒实现致密性与热震损伤试验的交替；
d.所述制冷***包括冷却筒、磁力搅拌器，所述冷却筒为不锈钢焊接通，冷却筒的底部放在磁力搅拌器的正上方，冷却筒的圆周上围盘有铜管，铜管的外部包裹有保温材料，冷却筒与磁力搅拌器紧密接触，且冷却筒下部开有排水孔，上部留有溢流口；
e. 加热筒、冷却筒、墨水筒相互之间成度角分布于工作台面的同心圆下,冷却筒位于加热筒和墨水筒的中间位置。
f.所述控制***包括温度传感器、液位传感器、工业控制计算机，温度传感器、液位传感器用工业控制计算机控制，温度传感器分别设置在加热筒、冷却筒内，采集两筒内的实时温度；液位传感器设置在加热筒内，采集加热筒内的实时液位。
作为优选方案，工作台面及支架的下底板水平放置在八个高度可调的支座上面。
作为优选方案，上底板上固定同步电机和控制箱。
作为优选方案，位于工作台面及支架内的工作台面为耐腐蚀的理化板。
作为优选方案，所述的工作面按照要求开三个圆孔，冷却筒与加热筒、冷却筒与墨水筒相互之间为90度角位置分布于工作台面的同心圆下，冷却筒位于加热筒和墨水筒的中间位置，丝杠设置为四个，四个丝杠贯穿上、下底板。
作为优选方案，工作台面与上底板之间为玻璃旋转门，玻璃旋转门360°开合，方便各个工位的操作。
作为优选方案，所述机械执行***的磁力吸盘选用电磁铁，通电时与铁块接触，实现对提篮的提拉。
作为优选方案，所述加热***的镍合金加热筒和不锈钢加热筒，为焊接一体部件。
作为优选方案，工业控制计算机选用研华ARK-3403，由工业控制计算机分别控制同步电机、磁力搅拌器、制冷机、磁力搅拌器、气缸、磁力吸盘、温度传感器、液位传感器。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过更换加热筒、设置摇臂运动及温度控制、实现致密性和热震损伤试验之间的转化。
2、通过提篮及提篮隔板的设计，可实现不同标准不同陶瓷制品的试验要求。
3、通过温度传感器、液位传感器、工业控制计算机实现温度及运动的精密控制，试验的自动化，减少了人的工作量及人对试验的影响。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明总结构示意图。
图2是本发明温控结构原理图。
图3是本发明电器控制连接图。
图中：控制箱1、计算机摇臂2、上底板3、支撑丝杠4、工业控制计算机5、旋转玻璃门6、初始位置7、工作面8、墨水筒9、外挡板10、制冷筒11、磁力搅拌器12、支座13、下底板14、温度传感器15，制冷盘管16、液位传感器17、磁力搅拌器18、辅助加热器19、温度传感器20、液位传感器21、加热筒22、提篮隔板23、提篮24、磁力吸盘25、气缸26、摇臂27、同步电机28、制冷机29。
具体实施方式
下面结合附图对板发明作进一步的描述。
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，未说明的条件为常规实验中的条件。
本实施例公开的是一种陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，该设备包含加热***、制冷***、控制***、机械执行***，工作台面及支架。通过操作工业计算机控制程序选择热震损伤模式或者吸水率模式，更换相应的加热筒和溶液进行实施。
设备的结构及原理见图1-3，
见图1，框架包括支座、下底板、支撑丝杠，工作台面、上底板、外挡板、玻璃旋转门，支座 13用八个支撑螺栓支撑高度可调，下底板14直接放在支座13上，通过调节八个支座螺栓的 高度，来调节整个框架的水平。工作台面8安装在框架内，位于下底板14的上面。四个支撑丝 杠4位于工作台面8与上底板3之间，分别穿过下底板14、工作台面8、上底板3，起到支撑整个 框架的作用。工作台面8、上、下底板3、14支撑起整个框架，框架围装有外挡板10，外挡板10 用合金铝制成，保护框架内设备。在上底板2与工作台面8之间外挡板的中部设有玻璃旋转门6；下底板水平放置在高度可调的支座上面，支撑丝杠安装框架内。
见图1，机械执行***包括提篮24、提篮隔板23、磁力吸盘25、气缸26、摇臂27、同步电机 28。同步电机28固定在上底板3圆的正中心位置。摇臂27一端与同步电机28连接，一端与气 缸26连接。气缸26后端垂直与摇臂27连接，其活动端固定磁力吸盘25。提篮24用镂空的镍合金焊接制成，上端固定提篮盖板，提篮隔板23中间镶嵌一块铁板，位置与磁力吸盘25正对。 同步电机28可控制提篮24沿圆周方向运动，气缸26可以实现提篮24的垂直方向运动。磁力 吸盘25可以实现对提篮的提取和释放。
见图1，加热筒22与冷却筒11、冷却筒与墨水筒9相互之间成90度角分布于工作台面8的同心圆下。冷却筒11位于加热筒22和墨水筒9的中间位置。
见图2，加热***由镍合金加热筒22、辅助加热器19、磁力搅拌器18组成。镍合金加 热筒22，为焊接一体部件，底部放在磁力搅拌器18的正上方，圆周围辅助加热器19。镍合金 加热筒22与磁力搅拌器18紧密接触，但不固定，可方便更换，实现致密性与热震损伤试验的交替。
见图2中制冷***由冷却筒11、磁力搅拌器12、冷却器29、铜管16组成。冷却筒11底 部放在磁力搅拌器12的正上方，冷却筒11周围盘绕铜管16，铜管16外再包裹保温棉。磁力搅 拌速率及冷却效率可调。冷却筒11与磁力搅拌器12紧密接触，不可随意拆装更换，且冷却筒 11下部开排水孔，上部留溢流口。
见图3，工业计算机采用研华ARK-3403型号，外部总电源接入后，由工业计算机分别控制同步电机28、磁力搅拌器12、制冷机29、磁力搅拌器18、气缸26、磁力吸盘25、温度传感器15、温度传感器20、液位传感器17、液位传感器21。
本发明通过操作工业计算机设置选择致密性试验或者热震损伤试验。
本发明的工作原理：
选择热震损伤试验模式，放置镍合金加热筒，首先设置时间，温度。点击开始试验，摇臂27由同步电机28驱动从起始空位7旋转到加热筒22上方，气缸26伸出，将磁力吸盘25送下，使磁力吸盘25与提篮24上的铁块接触，接通磁力吸盘25，吸盘25紧密吸住提篮24。气缸26收缩，将已经紧密吸合的提篮24从加热筒22中提升出来，并提示放入样品。将样品按要求放入提篮24并用隔板23隔开，并将配置好的溶液倒入加热筒22中。点击确认，气缸26伸出，提篮24回到加热筒22中。磁力吸盘25释放，气缸26收缩，摇臂27回到起始位置7待命。此时磁力搅拌器18和辅助加热器19开始工作，溶液温度迅速升高，磁力搅拌器18主要功能是使溶液温度均匀。与此同时，制冷机29及冷却筒11下面的磁力搅拌器12开始工作，将冷却筒11中的水冷却至设定温度，停止制冷并保温。
待加热筒22内溶液达到设定温度后，开始计时，当达到设置时间时，加热结束。摇臂27旋转到冷却筒11上方，气缸26伸出，磁力吸盘25吸合冷却筒上的盖板，气缸26收缩提起冷却筒上盖板，并将盖板放到起始空位7。摇臂26再次运动到加热筒22上方，气缸26伸出，磁力吸盘25吸提篮24，气缸26收缩提出提篮24。摇臂27在同步电机28的驱动下，旋转至冷却筒11上方，气缸26伸出，放下提篮24，开始计时。摇臂27旋转至墨水筒9上方，将墨水筒9上方盖板取出，盖于加热筒22上，然后摇臂27回初始位置7待命。当冷却筒11内温度超出设定温度0.5℃时，制冷机29再次开始工作，继续保持冷却筒11内溶液的低温温度，计时结束。摇臂27旋转至冷却筒11上方，提出提篮24，摇臂27旋转至墨水筒9上方，放下提篮24，开始计时。摇臂27回到初始位置提起盖板，盖于冷却筒11上，摇臂27回初始位置7待命。计时结束，摇臂27旋转至加热筒22上方，将盖板取出并放置于初始空位7。摇臂27继续旋转至到墨水筒9位置提起提篮24，提示试验结束。取出试样，擦干观察。确认取出样品后，摇臂27将提篮24放回热水筒22中。将初始空位7的盖板放回至墨水筒9上。摇臂27回到初始位置，试验结束，提示关机。
选择致密性试验模式，更换不锈钢加热筒，首先设置加热时间和温度，保留时间或温度。点击开始试验，摇臂27由同步电机28驱动从起始空位7旋转到加热筒22上方，气缸26 伸出，将磁力吸盘25送下，使磁力吸盘25与提篮24上的铁块接触，接通磁力吸盘25，磁力吸 盘25紧密吸住提篮24。气缸26收缩，将已经紧密吸合的提篮24从加热筒22中提升出来，并提示放入样品。将样品按要求放入提篮24并用隔板23隔开，并将蒸馏水溶液倒入加热筒22中。 点击确认，气缸26伸出，提篮24回到加热筒22中。磁力吸盘25释放，气缸26收缩，摇臂27回到 起始位置7待命。此时磁力搅拌器18、辅助加热器19开始工作，溶液温度迅速升高，磁力搅拌器18主要功能是使蒸馏水温度均匀。待加热筒22内蒸馏水达到设定温度后，开始计时，当达到设置的加热时间时，加热结束。然后进行停留试验阶段，待停留的时间或温度达到设置值 时，摇臂27旋转到加热筒22上方，气缸26伸出，磁力吸盘25吸合提篮24，气缸26收缩提起提篮24，提示试验完成。待取下样品后，点击确认按钮，气缸26伸出，提篮24回到加热筒22中。 磁力吸盘25释放，气缸26收缩，摇臂27回到起始位置7，试验结束。
上述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，该设备包含框架、机械执行***、加热***、制冷***、控制***，其特征在于：
a .所述的框架包括支座、下底板、支撑丝杠，工作面、上底板、外挡板、玻璃旋转门，下底板水平放置在高度可调的支座上面，工作台面安装在框架内，位于下底板上面，支撑丝杠安装框架内，贯穿于工作台面与上底板之间，工作台面、上、下底板和支撑丝杠共同支撑起整个框架，框架围装有外挡板，外挡板的中部设有玻璃旋转门；
b．所述的机械执行***包括，提篮、提篮隔板、磁力吸盘、气缸、摇臂、同步电机,试验样品按照要求纵向放在提篮中，提篮用镂空的镍合金焊接制成，并用提篮隔板隔开，提篮上部有盖，盖子上镶嵌一铁块 ,磁力吸盘安装在气缸的前端，磁力吸盘的通断电可实现气缸与提篮的吸合与释放，气缸吊装于摇臂的下端，摇臂与同步电机相连，同步电机控制摇臂转动的位置，实现摇臂的精确定位，气缸的上下运动及磁力吸盘与提篮盖子上的铁块接触或分离实现提篮的上下运动及位置的变换；
c.所述加热***包括镍合金加热筒、不锈钢加热筒、磁力搅拌器、辅助加热器，所述的镍合金加热筒、不锈钢加热筒，为焊接一体部件成为加热筒，加热筒放在辅助加热器和磁力搅拌器的正上方，底部与磁力搅拌器紧密接触，周围包裹有保温材料，通过更换加热筒实现致密性与热震损伤试验的交替；
d.所述制冷***包括冷却筒、磁力搅拌器，所述冷却筒为不锈钢焊接筒，冷却筒的底部放在磁力搅拌器的正上方，冷却筒的圆周上围盘有铜管，铜管的外部包裹有保温材料，冷却筒与磁力搅拌器紧密接触，且冷却筒下部开有排水孔，上部留有溢流口；
e .加热筒、冷却筒、墨水筒相互之间成度角分布于工作台面的同心圆下,冷却筒位于加热筒和墨水筒的中间位置；
f .所述控制***包括温度传感器、液位传感器、工业控制计算机，温度传感器、液位传感器用工业控制计算机控制，温度传感器分别设置在加热筒、冷却筒内，采集两筒内的实时温度；液位传感器设置在加热筒内，采集加热筒内的实时液位。
2.根据权利要求1所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，工作台面及支架的下底板水平放置在八个高度可调的支座上面。
3.根据权利要求1所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，上底板上固定同步电机和控制箱。
4.根据权利要求1所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，位于工作台面及支架内的工作台面为耐腐蚀的理化板。
5.根据权利要求1所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，所述的工作面按照要求开三个圆孔，冷却筒与加热筒、冷却筒与墨水筒相互之间为90度角位置分布于工作台面的同心圆下，冷却筒位于加热筒和墨水筒的中间位置，丝杠设置为四个，四个丝杠贯穿上、下底板。
6.根据权利要求1所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，工作台面与上底板之间为玻璃旋转门，玻璃旋转门360°开合，方便各个工位的操作。
7.根据权利要求1所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，所述机械执行***的磁力吸盘选用电磁铁，通电时与铁块接触，实现对提篮的提拉。
8.根据权利要求1-7任一项所述的陶瓷致密性及热震损伤综合一体试验设备，其特征在于，工业控制计算机选用研华ARK-3403，由工业控制计算机分别控制同步电机、磁力搅拌器、制冷机、磁力搅拌器、气缸、磁力吸盘、温度传感器、液位传感器。
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2016
- 2016-12-12 CN CN201611137024.7A patent/CN106501117B/zh active Active
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