專利名稱：磨蝕試驗機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種磨蝕試驗機。
背景技術(shù)：
我國大多數(shù)河流都是高含沙河流，含沙量高的水流對水輪機葉片的磨損伴隨高水頭帶來的空蝕問題嚴重影響電站的有效運行，并帶來巨大的經(jīng)濟損失，這一問題隨著高水頭、大流量水利水電工程的增加而日益突出，所以水輪機過流部件的磨蝕與防護研究引起了廣泛的關(guān)注，目前常用的磨蝕試驗裝置有磁致伸縮儀、轉(zhuǎn)動型空蝕儀、旋轉(zhuǎn)噴射裝置、水洞空蝕裝置及現(xiàn)場模擬高速含沙水流磨蝕試驗法，這些設備在磨蝕試驗研究領域發(fā)揮著很大的作用，同時仍存在著一些限制和缺陷，如試驗條件穩(wěn)定性較差，對實際水流流態(tài)的模擬存在問題，參數(shù)值調(diào)節(jié)范圍小，且數(shù)值較低，試驗效率低，無法對高水頭磨蝕試驗進行研究，而且對于每一種磨蝕實驗裝置，其控制參數(shù)較為單一，因此有必要進一步完善和研發(fā)更佳的試驗設計及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種新型磨蝕試驗機，可對含沙水對多種水頭的水輪機過流部件的磨蝕與沖蝕行為進行模擬，模擬水輪機過流部件材料的應用環(huán)境，對含沙水對材料表面磨蝕行為及過程進行研究，同時可以對材料抗磨蝕性能進行分析研究。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種磨蝕試驗機，高壓變頻泵的進水口通過進水管與水箱相連，出水口通過高壓水管與置于磨蝕試驗艙頂部的磨蝕噴槍的進水端相連接；磨蝕試驗樣品部分被置于位于磨蝕試驗艙中下部的樣品平臺上；磨蝕試驗艙的下部通過尾水管接入尾水箱；沙箱通過供沙管與磨蝕噴槍的噴槍座相連接；控制柜通過水流量控制線和沙流量控制線分別與高壓變頻泵和沙箱相連接。本發(fā)明包括的磨蝕噴槍的噴槍體將水噴嘴壓入噴槍座內(nèi)，并通過螺紋接到噴槍座上；進水端將密封環(huán)壓入噴槍體內(nèi)，并通過螺紋連接到噴槍體上；噴管將沙漿噴嘴壓入噴槍座，并通過螺紋連接到噴槍座上，進入進水端的水流經(jīng)過噴槍體和水噴嘴的壓縮，在噴槍座內(nèi)形成高壓射流，從而在噴槍座內(nèi)形成真空，其自吸作用將沙吸入噴槍座，并在其中混合形成沙漿，沙漿經(jīng)沙漿噴嘴壓縮形成高壓沙漿射流經(jīng)噴管噴出磨蝕噴槍。本發(fā)明控制柜通過水流量控制線和沙流量控制線分別與高壓變頻泵和沙箱相連接，分別控制水流量和沙流量，進而控制磨蝕噴槍的噴管噴射出的沙漿的噴射速度及含沙量，從而實現(xiàn)對水輪機過流部件材料的應用環(huán)境模擬。本發(fā)明包括的樣品平臺的承臺框焊接在磨蝕試驗艙上，承臺軸從其中穿過，將磨蝕試樣置于固定在試樣承臺上的試樣座上，扣上試樣壓蓋，試樣承臺通過承臺軸與定位盤連接，通過將定位盤上的定位螺母擰入承臺框的定位孔內(nèi)來設定攻角，從而實現(xiàn)了對沙漿攻角的調(diào)控，攻角調(diào)控范圍為0、0°每隔5°分布。本發(fā)明的優(yōu)點在于，在磨蝕試驗過程中沙粒與水的混合過程在磨蝕噴槍內(nèi)完成，沙粒的供應由高速水流在磨蝕噴槍內(nèi)形成的真空自吸作用來實現(xiàn)，泵系統(tǒng)不與含沙水接觸，在避免沙粒與泵系統(tǒng)的相互破壞的同時，又使得試驗過程中沙粒與水電機組過流部件相互作用情況更加吻合，試驗機可以同時對對含沙水流速、含沙量、含沙種類、含沙水對材料攻角等重要參數(shù)進行控制與調(diào)節(jié)，可以更加真實有效的模擬水力發(fā)電設備過流部件的實際運行工況環(huán)境，對其磨蝕行為進行系統(tǒng)分析與研究。


圖I是本發(fā)明磨蝕試驗機系統(tǒng)示意2是磨蝕噴槍示意3是試樣平臺及調(diào)節(jié)機構(gòu)示意4是承臺框定位孔分布示意圖
具體實施例方式如圖I所示的一種磨蝕試驗機，高壓變頻泵I的進水口通過進水管2與水箱3相連，出水口通過高壓水管4與置于磨蝕試驗艙5頂部的磨蝕噴槍6的進水端16相連接；磨蝕試驗樣品部分7被置于位于磨蝕試驗艙5中下部的樣品平臺8上；磨蝕試驗艙5的下部通過尾水管9接入尾水箱10 ;沙箱11通過供沙管12與磨蝕噴槍6的噴槍座20相連接；控 制柜13通過水流量控制線14和沙流量控制線15分別與高壓變頻泵I和沙箱11相連接，分別控制水流量和沙流量，進而控制磨蝕噴槍6的噴管22噴射出的沙漿的噴射速度及含沙量，從而實現(xiàn)對水輪機過流部件材料的應用環(huán)境模擬。如圖2所75,磨蝕噴槍6的噴槍體18將水噴嘴19壓入噴槍座20內(nèi)，并與噴槍座20相連接；進水端16將密封環(huán)17壓入噴槍體18內(nèi)，并與噴槍體18相連接；噴管22將沙漿噴嘴21壓入噴槍座20，并與噴槍座20相連接。進入進水端16的水流經(jīng)過噴槍體18和水噴嘴19的壓縮，在噴槍座20內(nèi)形成高壓射流，從而在噴槍座20內(nèi)形成真空，其自吸作用將沙吸入噴槍座20，并在其中混合形成沙漿，沙漿經(jīng)沙漿噴嘴21壓縮形成高壓沙漿射流經(jīng)噴管22噴出磨蝕噴槍6。如圖3和圖4所示，樣品平臺8的承臺框25焊接在磨蝕試驗艙5上，承臺軸26從其中穿過；磨蝕試樣29被試樣壓蓋30固定在位于試樣承臺27上的試樣座28上；試樣承臺27通過承臺軸26與定位盤24相連接，通過將定位盤24上的定位螺母23擰入承臺框25的定位孔內(nèi)來設定攻角，從而實現(xiàn)了對沙漿攻角的調(diào)控，攻角調(diào)控范圍為(Γ90°每隔5°分布。
權(quán)利要求
1.一種磨蝕試驗機，其特征是高壓變頻泵(I)的進水口通過進水管(2)與水箱(3)相連，出水口通過高壓水管(4)與置于磨蝕試驗艙(5)頂部的磨蝕噴槍(6)的進水端(16)相連接；磨蝕試驗樣品部分(7)被置于位于磨蝕試驗艙(5)中下部的樣品平臺(8)上；磨蝕試驗艙(5)的下部通過尾水管(9)接入尾水箱(10);沙箱(11)通過供沙管(12)與磨蝕噴槍(6)的噴槍座(20)相連接；控制柜(13)通過水流量控制線(14)和沙流量控制線(15)分別與高壓變頻泵(I)和沙箱(11)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磨蝕試驗機,其特征是磨蝕噴槍(6)的噴槍體(18)將水噴嘴(19)壓入噴槍座(20)內(nèi)，并與噴槍座(20)相連接；進水端(16)將密封環(huán)(17)壓入噴槍體(18)內(nèi)，并與噴槍體(18)相連接；噴管(22)將沙漿噴嘴(21)壓入噴槍座(20)，并與噴槍座(20)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磨蝕試驗機，其特征是樣品平臺(8)的承臺框(25)焊接在磨蝕試驗艙(5 )上，承臺軸(26 )從其中穿過；磨蝕試樣(29 )被試樣壓蓋(30 )固定在位于試樣承臺(27)上的試樣座(28)上；試樣承臺(27)通過承臺軸(26)與定位盤(24)相連接，通過將定位盤(24)上的定位螺母(23)擰入承臺框(25)的定位孔內(nèi)來設定攻角，攻角調(diào)控范圍為0 90°每隔5°分布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型磨蝕試驗機，高壓變頻泵的進水口通過進水管與水箱相連，出水口通過高壓水管與置于磨蝕試驗艙頂部的磨蝕噴槍的進水端相連接；磨蝕試驗樣品部分被置于位于磨蝕試驗艙中下部的樣品平臺上。本發(fā)明其核心部分為磨蝕試驗艙，試驗機運行過程中，沙粒與水的混合過程在磨蝕噴槍內(nèi)完成，沙粒的供應由高速水流在磨蝕噴槍內(nèi)形成的真空自吸作用來實現(xiàn)，泵系統(tǒng)不與含沙水接觸，在避免沙粒與泵系統(tǒng)的相互破壞的同時，又使得試驗過程中沙粒與水電機組過流部件相互作用情況更加吻合，試驗機可以對含沙水流速、含沙量、含沙種類、含沙水對材料攻角等重要參數(shù)進行控制與調(diào)節(jié)。
文檔編號G01N3/56GK102854078SQ201210345189
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者程廣福, 王輝亭, 李景, 李長虹, 趙鵬, 侯世璞, 魏松, 過潔 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司