用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置的制作方法

本发明涉及无火花材料防爆性能检测设备技术领域，具体涉及一种用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置。

背景技术：

目前，应用于石油、化工、制药、涂料、金属加工、木材加工等领域的产品，其所在环境都不可避免的存在爆炸性气体。对于甲烷类气体等爆炸性气体，它们只要碰到星星之火，就可能引发爆炸。

为了确保处于爆炸性气体中的产品状态安全，以及探究该产品是否会在摩擦、撞击中将爆炸性气体引爆，需要进行爆炸性气体试验。按gb/t13813-2008的标准，规定测试罐体容积为1m³，旋转撞击总次数应≥16000次，在指定撞击次数内气体不能发生点燃，如撞击次数未达到规定次数发生点燃气体，则重新试验。按gbt23163-2008、gb10686-2013的标准，规定测试罐体容积为0.5m³。针对不同的测试标准，需要不同容积的试验腔体，现有的试验装置其罐体容积固定不能改变，为了配合不同的测试标准，需要配置不同容积的试验装置，这在一定程度上增加了测试成本。因此，需要研发出容积可以变化的旋转摩擦火花试验装置，满足不同标准的测试要求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置，以解决现有技术中试验装置容积固定不变，不能满足不同测试标准的问题。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置，包括罐体，所述罐体包括固定部、套筒部和移动部，所述固定部的开口端与套筒部的第一开口端连接，所述移动部滑动设置于套筒部中；当移动部的第一连接端与套筒部的第一开口端密封连接时，罐体的容积最小，当移动部的第二连接端与套筒部的第二开口端密封连接时，罐体的容积最大。

进一步地，还包括门锁组件和密封件；所述移动部的第一连接端通过门锁组件和密封件与套筒部的第一开口端密封连接，所述移动部的第二连接端通过门锁组件和密封件与套筒部的第二开口端密封连接。

进一步地，所述门锁组件包括门锁主件和门锁副件，所述密封件包括第一密封圈和第二密封圈；所述套筒部的第一开口端和第二开口端均转动安装有门锁主件，所述移动部的第一连接端和第二连接端均安装有门锁副件，所述固定部的开口端或移动部第一连接端的门锁副件上安装有第一密封圈，所述套筒部的第二开口端或移动部的第二连接端安装有第二密封圈；当位于移动部的第一连接端的门锁副件嵌入套筒部的第一开口端的门锁主件中，第一密封圈封住二者之间的缝隙时，移动部的第一连接端与套筒部的第一开口端实现密封连接；当位于移动部的第二连接端的门锁副件嵌入套筒部的第二开口端的门锁主件中，第二密封圈封住二者之间的缝隙时，移动部的第二连接端与套筒部的第二开口端实现密封连接。

进一步地，所述门锁主件包括第一主体部、挡块和配合齿，所述套筒部的第一开口端和第二开口端均转动安装有第一主体部，所述配合齿设置于第一主体部的外端，所述第一主体部的内周开有锁紧槽，所述挡块均匀分布于锁紧槽的外端；所述门锁副件包括第二主体部和凸起块，所述移动部的第一连接端和第二连接端均固定安装有第二主体部，所述凸起块均匀分布于第二主体部的外周，所述凸起块与锁紧槽相对应。

进一步地，还包括第一凸环和第二凸环；所述套筒部的第二开口端的内周安装有第一凸环，所述门锁主件转动安装于第一凸环，所述移动部的第二连接端的外周固定安装有第二凸环，所述门锁副件固定安装于第二凸环，所述第二密封圈安装于第一凸环或第二凸环；当移动部的第二连接端与套筒部的第二开口端密封连接时，第一凸环与第二凸环抵接。

进一步地，还包括门锁驱动组件，所述套筒部的第一开口端和第二开口端均安装有门锁驱动组件；所述门锁驱动组件包括摇手、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第一传动轴；所述摇手与第一齿轮连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮通过第一传动轴带动第三齿轮转动，所述第三齿轮带动门锁主件转动。

进一步地，还包括相对应的滑轨和滑动件，所述滑轨安装于套筒部的内壁或移动部的外壁，所述滑动件安装于移动部的外壁或套筒部的内壁。

进一步地，还包括驱动单元和测试单元，所述驱动单元和测试单元的动作端均穿过固定部的外壁后位于固定部的内腔中，所述测试单元的动作端分别位于驱动单元动作端的上方和相对侧。

进一步地，所述测试单元包括第一测试机构和第二测试机构；所述第一测试机构包括第一动力驱动源、第一压力传感器、第一支杆和第一试验件，所述第一压力传感器安装于第一动力驱动源的活塞杆，所述第一动力驱动源的活塞杆与第一支杆的一端连接，所述第一支杆的另一端穿过固定部的上侧壁后位于固定部的内腔中，所述第一试验件固定安装于第一支杆的另一端面，所述第一试验件位于驱动单元动作端的上方；所述第二测试机构包括第二动力驱动源、第二压力传感器、第二支杆和第二试验件；所述第二压力传感器安装于第二动力驱动源的活塞杆，所述第二动力驱动源的活塞杆与第二支杆的一端连接，所述第二支杆的另一端穿过固定部的侧壁后位于固定部的内腔中，所述第二试验件固定于第二支杆的另一端面，所述第二试验件与驱动单元的动作端相对设置。

进一步地，所述驱动单元包括驱动电机、第二传动轴、转矩转速传感器和用于固定测试工件的安装座；所述驱动电机的输出轴与第二传动轴的一端连接，所述第二传动轴的另一端穿过固定部的侧壁后位于固定部的内腔中，所述转矩转速传感器安装于驱动电机的输出轴，所述安装座固定安装于第二传动轴的另一端面，所述驱动单元的动作端分别位于安装座的上方和相对侧。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本发明的用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置，其罐体容积可调，将罐体设置成相互连通的固定部、套筒部和移动部，通过改变移动部的位置模拟出不同体积的可燃气体环境，以满足不同标准的测试要求，为企业节约设备、人工成本。

2、本发明在移动部的第一连接端与套筒部的第一开口端和移动部的第二连接端与套筒部的第二开口端之间设置有门锁主件和门锁副件，通过改变移动部的位置，使门锁副件嵌入门锁主件中，提高二者之间连接的稳固性，确保试验的安全。本发明中还设计有门锁驱动组件，通过转动摇手，即可带动门锁主件转动，设计合理，便于操作。

3、本发明中设置第一测试机构和第二测试机构，第一测试机构可对测试工件的外圆周进行摩擦测试，第二测试机构可对测试工件的端面进行摩擦或撞击，第一测试机构与第二测试机构相互独立，互不干扰。本装置不但可模拟出不同体积可燃气体环境还将旋转摩擦测试和撞击测试结合，可满足不同标准的测试要求，为企业节约设备、人工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置的罐体的结构示意图；

图2示出了根据本发明的套筒部与固定部连接的结构示意图；

图3示出了图1中a处的放大图；

图4示出了根据本发明的门锁主件与门锁副件相配合的结构示意图；

图5示出了本发明的驱动单元和测试单元的结构示意图；

图中，1为罐体；2为固定部；3为套筒部；4为移动部；5为第一开口端；6为第二开口端；7为门锁主件；8为门锁副件；9为第一密封圈；10为第二密封圈；11为第一主体部；12为配合齿；13为锁紧槽；14为第二主体部；15为凸起块；16为第一凸环；17为第二凸环；18为摇手；19为第一齿轮；20为第二齿轮；21为第三齿轮；22为第一传动轴；23为滑轨；24为滑动件；25为第一动力驱动源；26为第一压力传感器；27为第一支杆；28为第一试验件；29为第二动力驱动源；30为第二压力传感器；31为第二支杆；32为第二试验件；33为驱动电机；34为第二传动轴；35为转矩转速传感器；36为安装座；37为挡块；38为火花塞；39为搅拌风扇；40为进气管道；41为出气管道；42为进气阀；43为出气阀；44为动态压力传感器；45为观察口；46为测试工件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示的一种用于无火花材料防爆性能检测的旋转摩擦火花试验装置，包括容积大小可调节的罐体1，所述罐体1包括固定部2、套筒部3和移动部4，所述固定部2的开口端与套筒部3的第一开口端5连接，所述移动部4滑动设置于套筒部3中；当移动部4的第一连接端与套筒部3的第一开口端5密封连接时，固定部2与移动部4直接连通，罐体1的容积最小，此时罐体的容积为0.5m³；当移动部4的第二连接端与套筒部3的第二开口端6密封连接时，固定部2通过套筒部3与移动部4连通，罐体的容积最大，此时罐体的容积为1m³。采用此设计，可变换罐体的容积，以满足不同标准的测试要求，为企业节约设备、人工成本。

还包括门锁组件和密封件；所述移动部4的第一连接端通过门锁组件和密封件与套筒部3的第一开口端5密封连接，所述移动部4的第二连接端通过门锁组件和密封件与套筒部3的第二开口端6密封连接。通过此设置，提高移动部4与套筒部3第一开口端5和移动部4与套筒部3第二开口端6之间的密封性能，确保测试的准确性和安全性。

所述门锁组件包括门锁主件7和门锁副件8，所述密封件包括第一密封圈9和第二密封圈10；所述套筒部3的第一开口端5和第二开口端6均转动安装有门锁主件7，所述移动部4的第一连接端和第二连接端均安装有门锁副件8，所述固定部2的开口端或移动部4第一连接端的门锁副件8上安装有第一密封圈9，所述套筒部3的第二开口端6或移动部4的第二连接端安装有第二密封圈10；当位于移动部4的第一连接端的门锁副件8嵌入套筒部3的第一开口端5的门锁主件7中，移动部4第一连接端的外壁与固定部2开口端的外壁抵接，第一密封圈9封住第一连接端与固定部2之间的缝隙，从而实现密封连接；当位于移动部4的第二连接端的门锁副件8嵌入套筒部3的第二开口端6的门锁主件7中，第二密封圈10封住移动部4第二连接端与套筒部3第二开口端6之间的缝隙，从而实现密封连接。

如图3所示，所述门锁主件7包括第一主体部11、挡块37和配合齿12，所述套筒部3的第一开口端5和第二开口端6均转动安装有第一主体部11，所述配合齿12设置于第一主体部11的外端，所述第一主体部11的内周开有锁紧槽13，所述挡块37均匀分布于锁紧槽13的外端；所述门锁副件8包括第二主体部14和凸起块15，所述移动部4的第一连接端和第二连接端均固定安装有第二主体部14，所述凸起块15均匀分布于第二主体部14的外周，所述凸起块15与锁紧槽13相对应。为简化门锁主件7的结构，配合齿12仅占第一主体部11外圆周的1/3或1/4。门锁主件7和门锁副件8设计合理，结构简单，门锁主件7的挡块37可将门锁副件8的凸起块15卡入锁紧槽13中，从而使门锁主件7与门锁副件8连为一体，防止测试过程中由于气体的压力作用使移动部4脱离套筒部3，提高本装置的安全性。

还包括门锁驱动组件，所述套筒部3的第一开口端5和第二开口端6均安装有门锁驱动组件；所述门锁驱动组件包括摇手18、第一齿轮19、第二齿轮20、第三齿轮21和第一传动轴22；所述摇手18与第一齿轮19连接，所述第一齿轮19与第二齿轮20啮合连接，所述第二齿轮20通过第一传动轴22带动第三齿轮21转动，所述第三齿轮21与配合齿12啮合连接，从而带动第一主体部11转动。通过此设置，转动摇手18即可带动门锁主件7转动，设计合理，操作方便。第一齿轮19和第二齿轮20均为锥形齿。

还包括第一凸环16和第二凸环17；所述套筒部3的第二开口端6的内周安装有第一凸环16，所述门锁主件7转动安装于第一凸环16，所述移动部4的第二连接端的外周固定安装有第二凸环17，所述门锁副件8安装于第二凸环17，所述第二密封圈10安装于第一凸环16或第二凸环17；当移动部4第二连接端的门锁副件8嵌入套筒部3第二开口端6的门锁主件7时，第一凸环16与第二凸环17抵接，以挤压第二密封圈10，提高密封性。第一凸环16和第二凸环17均呈环形。因移动部4的外径小于套筒部3的内径，所以在移动部4第二连接端的外周固定安装第二凸环17，在套筒部3第二开口端6的内周固定安装第一凸环16，当第一凸环16和第二凸环抵接时，挤压第二密封圈10，以使移动部4的第二连接端与套筒部3的第二开口端6密封连接。

如图1-图3所示，移动部4向套筒部3的第一开口端5靠近，转动位于第一开口端5的摇手18，以带动第一主体部11转动，使第二主体部14外周的凸起块15经挡块37之间的空隙进入锁紧槽13中，继续转动摇手18，挡块37将凸起块15卡在锁紧槽13中，以使门锁副件8的外端面与固定部2的开口端的外壁抵接，从而挤压第一密封圈9实现移动部4的第一开口端5与套筒部3的第一开口端5的密封连接，此时，罐体1的容积最小。

移动部4向套筒部3的第二开口端6靠近，转动位于第二开口端6的摇手18，以带动第一主体部11转动，使第二主体部14外周的凸起块15经挡块37之间的空隙进入锁紧槽13中，继续转动摇手18，挡块37将凸起块15卡在锁紧槽13中，以使第一凸环16与第二凸环17抵接，从而挤压第二密封圈10实现移动部4的第二开口端6与套筒部3的第二开口端6密封连接，此时，罐体1的容积最大。

还包括相对应的滑轨23和滑动件24，所述滑轨23安装于套筒部3的内壁或移动部4的外壁，所述滑动件24安装于移动部4的外壁或套筒部3的内壁。采用此设置，使移动部4与套筒部3滑动连接。滑动件24为轴承滑块。采用气缸或电机推动移动部4在套筒部3中往复运动。

还包括驱动单元和测试单元，所述驱动单元和测试单元的动作端均穿过固定部2的外壁后位于固定部2的内腔中，所述测试单元的动作端分别位于驱动单元动作端的上方和相对侧。

所述测试单元包括第一测试机构和第二测试机构；所述第一测试机构包括第一动力驱动源25、第一压力传感器26、第一支杆27和第一试验件28，所述第一压力传感器26安装于第一动力驱动源25的活塞杆，所述第一动力驱动源25的活塞杆与第一支杆27的一端连接，所述第一支杆27的另一端穿过固定部2的上侧壁后位于固定部2的内腔中，所述第一试验件28固定安装于第一支杆27的另一端面，所述第一试验件28位于驱动单元动作端的上方；所述第二测试机构包括第二动力驱动源29、第二压力传感器30、第二支杆31和第二试验件32；所述第二压力传感器30安装于第二动力驱动源29的活塞杆，所述第二动力驱动源29的活塞杆与第二支杆31的一端连接，所述第二支杆31的另一端穿过固定部2的侧壁后位于固定部2的内腔中，所述第二试验件32固定于第二支杆31的另一端面，所述第二试验件32与驱动单元的动作端相对设置。动力驱动源为气缸或液压缸。动力驱动源的输出压力在0～1000n的范围内连续可调。第一支杆27和第二支杆31分别通过常用的密封防漏装置穿过固定部2。压力传感器用于检测试验件与测试工件46之间的压紧力，并将数据传输至计算机(计算机中安装有测试软件)。

所述驱动单元包括驱动电机33、第二传动轴34、转矩转速传感器35和用于固定测试工件46的安装座36；所述驱动电机33的输出轴与第二传动轴34的一端连接，所述第二传动轴34的另一端穿过固定部2的侧壁后位于固定部2的内腔中，所述转矩转速传感器35安装于驱动电机33的输出轴，所述安装座36固定安装于第二传动轴34的另一端面，测试工件46固定于安装座36，所述第一试验件28位于测试工件46的上方，第二试验件32与测试工件46相对设置。第二传动轴34通过常用的密封防漏装置穿过固定部。转矩转速传感器35用于检测驱动电机33输出轴的转速，并将数据传输至计算机。

驱动电机33带动安装座36上的测试工件46旋转，第一测试机构对测试工件46的外圆周进行摩擦测试，第二测试机构对测试工件46的端面进行摩擦或撞击。第一测试机构与第二测试机构相互独立，互不干扰。通过设置第一测试机构和第二测试机构，可满足不同标准的测试需求，为企业节约设备、人工成本。

固定部2还设置有点火装置、搅拌风扇39、通入可燃气体的进气管道40和排出可燃气体的出气管道41，进气管道40上设置有进气阀42，出气管道41上设置有出气阀43，固定部2还设置有能打开的罐门，罐门上安装有感应开关，感应开关与点火装置和进气阀42联动互锁，在进气阀42和罐门没有关闭的情况下，点火装置无法启动。固定部2的下端面开有500*500mm的泄爆口，此泄爆口连通至释放空间。该泄爆口用于泄掉罐体内气体发生爆炸时产生的压力。固定部2预留一个用于观察摩擦时的情况和摩擦撞击时是否发生爆炸的观察口45。其中点火装置由火花塞38、高压线和高压发生器组成，搅拌风扇39为防爆风扇，点火装置和搅拌风扇39均为本领域常用仪器。

罐体1上还预留一个数据采集口，方便后续数据采集。罐体1配置氧气和氢气分析仪，确保三元配气的精度。氧气和氢气分析仪设有氧浓度传感器和氢浓度传感器。罐体1中还设置有检测罐体内压力的动态压力传感器44，氧浓度传感器、氢浓度传感器和动态压力传感器44均将数据传输至计算机。

本发明不但可模拟出不同体积可燃气体环境还将旋转摩擦测试和撞击测试结合为一体，为企业节省设备、人工成本的同时，还有效提高了测试效率。

本发明的设计重点在于：现有技术中针对不同的测试标准，需要不同容积的测试罐体，本装置设计出一种可调节容积大小的罐体，以满足不同标准的测试需求；现有的测试装置只能满足工件的外圆周测试或端面测试中的一项，当测试工件的外圆周和端面均需要测试时，则需更换不同的测试装置，本装置将两种测试机构设计在同一测试装置中，简化测试流程。本装置可满足不同的测试需求，为企业节约成本，提高测试效率。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。