[发明专利]一种用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置

权利要求书

1.一种用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，包括感应线圈加热系统、温度测试采集系统、冷却系统、试验控制平台；

所述感应线圈加热系统采用对称结构的双向环绕加热方式，包括特制的感应线圈(2)、交流电源，感应线圈(2)加热范围为25℃～1200℃，每秒加热温度可达50℃～100℃，感应线圈(2)可以根据加热对象的不同尺寸，制作成不同的形状，交流电源连接感应线圈(2)，感应线圈冷却水通道(5)连接冷却系统的冷却水箱；

所述温度测试采集系统包括热电偶、温度显示仪(18)、温度采集软件，所述热电偶与温度显示仪(18)、计算机(11)连接；

所述冷却系统包括空气压缩机、冷却水箱、电磁阀、第一冷却通道(19)、第二冷却通道(20)，冷却气体先经过冷却气体入口(10)，由试样(1)四周表面的喷气口(6)进入后分布到试样(1)表面及端部，另一股冷却气体以一定的流动速率经第一冷却气体通道(19)的气管、第二冷却气体通道(20)的气管进入试样(1)内部；

所述第一冷却通道(19)、第二冷却通道(20)均呈十字架状，第一冷却通、第二冷却通道(20)为上下分布，第一冷却通道(19)左侧、右侧、顶端各设有冷却气体入口(10)，第二冷却通道(20)左侧、右侧、底端各设有冷却气体入口(10)，第一冷却通道(19)下表面的左侧、右侧各设有一个喷气口(6)，第二冷却通道(20)上表面的左侧、右侧各设有一个喷气口(6)，第一冷却通道(19)底端左右两侧面各固定安装有一个定位板(2)，第一冷却通道(19)上的定位板(2)呈并排分布，第二冷却通道(20)顶端左右两侧面各固定安装有一个定位板(2)，第二冷却通道(20)上的定位板(2)呈并排分布，上下分布的定位板(2)之间均设有热电偶固定装置(8)，热电偶固定装置(8)内侧置于试样(1)内，试样(1)连接在第一冷却通道(19)、第二冷却通道(20)之间的间隙内，上端的定位板(2)下表面与热电偶固定装置(8)之间的间隙内均设有感应线圈(3)，感应线圈(3)内环设有感应线圈冷却水通道(5)；

所述试验控制平台包括计算机(11)、冷却系统控制开关(14)、急停开关(15)、冷却系统工作指示灯(17)、温度显示仪(18)，冷却系统控制开关(14)通过电磁阀与冷却系统连接，冷却系统工作指示灯(17)与冷却系统内部连接。

2.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，所述上端的定位板(2)下表面外侧与热电偶固定装置(8)之间的间隙内均设有一个密封橡胶塞(4)，下端的定位板(2)上表面外侧与热电偶固定装置(8)之间的间隙内均设有一个密封橡胶塞(4)。

3.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，所述试样(1)内部设有夹具(7)，夹具(7)上端与第一冷却通道(19)相连，夹具(7)下端与第二冷却通道(20)相连。

4.根据权利要求3所述的用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，所述第一冷却通道(19)竖直中心线、第二冷却通道(20)竖直中心线均设有通孔，通孔内设有气管，且第一冷却通道(19)底端的气管与夹具(7)上端固定连接，第二冷却通道(20)顶端的气管与夹具(7)下端固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，所述热电偶采用B型铂铑热电偶，分别在试样的表面半径R为3.5mm、6.5mm、8.5mm、试样(1)内环处各设置一支热电偶。

6.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，所述热电偶固定装置(8)固定安装热电偶，且热电偶固定装置(8)靠近夹具(7)一侧外围包裹绝缘层。

7.根据权利要求1所述的用于涡轮叶片材料热疲劳的实验装置，其特征在于，所述下端的定位板(2)下表面设有支架，支架下表面与地面接触。