風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺的制作方法
【專利摘要】一種風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，包括沙箱、分沙裝置、集沙小車、沖蝕管，空氣壓縮機、流量計、減壓器、空氣閥門、沖蝕箱和實驗臺架，沙箱的下端口與分沙裝置的上端連接，在連接處沙量調(diào)節(jié)板；分沙裝置的下端出口與沖蝕管前部的入沙口連接，該沖蝕管的前端通過相互串聯(lián)的流量計、減壓器和空氣閥門與空氣壓縮機的出風(fēng)口連接，該沖蝕管的后端與沖蝕箱一側(cè)的入口連接；除空氣壓縮機外的所述各個裝置均安裝在實驗臺架上，在該實驗臺架的下面設(shè)有集沙小車。本發(fā)明的優(yōu)點是：該試驗臺配套性好，結(jié)構(gòu)牢固，造型美觀，制動可靠，使用安全，平穩(wěn)，包養(yǎng)維護方便，經(jīng)久耐用等特點。
【專利說明】風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，用于模擬在不同的沖蝕速度、挾沙量及沖蝕角度等參數(shù)下挾沙風(fēng)對風(fēng)力機葉片涂層的沖蝕及磨損過程，為風(fēng)力機葉片的沖蝕及磨損研究提供真實、可靠的模擬環(huán)境，屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。
[0002]

【背景技術(shù)】
隨著化石資源的逐漸枯竭，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在近年來得到了大力發(fā)展。葉片是大型風(fēng)機的關(guān)鍵部位，其成本約占風(fēng)機的20%左右。內(nèi)蒙古的中西部擁有得天獨厚的風(fēng)力資源，但由于周邊環(huán)境的惡化，風(fēng)中挾帶著大量的沙粒對高速旋轉(zhuǎn)下的風(fēng)機葉片涂層沖蝕磨損嚴重，導(dǎo)致葉片運行中阻力及噪聲增大，風(fēng)能利用率降低，風(fēng)機葉片涂層的維護也大大增加了風(fēng)電運營的成本。因為風(fēng)電場的環(huán)境因素?zé)o法對沖蝕葉片的參數(shù)進行準確設(shè)定，對開展風(fēng)力機葉片涂層沖蝕磨損的研究具有極大的難度，所以需要一臺可靠、準確的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕磨損的實驗臺，為開發(fā)適合風(fēng)沙環(huán)境下風(fēng)力機葉片涂層提供基礎(chǔ)。目前還沒有這樣的裝置，不能滿足風(fēng)力機葉片涂層的沖蝕磨損研究的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為開展風(fēng)力機葉片涂層的沖蝕磨損研究提供設(shè)備，本發(fā)明是一種風(fēng)力機葉片涂層的沖蝕磨損實驗臺，可以模擬挾沙風(fēng)在不同的風(fēng)速、沖蝕角度以及挾沙量等參數(shù)下對風(fēng)力機葉片涂層的沖蝕磨損過程。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，包括沙箱、分沙裝置、集沙小車、沖蝕管，空氣壓縮機、流量計、減壓器、空氣閥門、沖蝕箱和實驗臺架，沙箱的下端口與分沙裝置的上端連接，在連接處沙量調(diào)節(jié)板；分沙裝置的下端出口與沖蝕管前部的入沙口連接，該沖蝕管的前端通過相互串聯(lián)的流量計、減壓器和空氣閥門與空氣壓縮機的出風(fēng)口連接，該沖蝕管的后端與沖蝕箱一側(cè)的入口連接；除空氣壓縮機外的所述各個裝置均安裝在實驗臺架上，在該實驗臺架的下面設(shè)有集沙小車。
[0005]在所述的沙箱上裝有振動器。
[0006]所述的分沙裝置包括上部箱體、移動分沙板、分沙板移動機構(gòu)、前出口和后出口，在上部箱體的下面分別連接錐形的前出口和后出口，在該上部箱體內(nèi)的底部安裝移動分沙板，移動分沙板的兩端能夠滑動地穿出上部箱體的前后兩側(cè)，移動分沙板的一端裝有分沙板移動機構(gòu)。
[0007]所述的移動分沙板由倒V形的分沙板和連接在其兩端的連接板組成，連接板能夠滑動地穿出上部箱體的前后兩側(cè)。
[0008]所述的分沙板移動機構(gòu)包括L支架、螺母、螺桿和手柄，L支架的一端與上部箱體連接，在L支架的另一端安裝螺母，螺桿旋入螺母，螺桿的一端與移動分沙板的一端轉(zhuǎn)動連接，螺桿的另一端連接手柄。
[0009]所述的沖蝕管包括同軸依次連接的前段、中段和后段，中段的直徑略小于前段和后段，所述的入沙口設(shè)在該中段上。
[0010]所述的沖蝕箱包括箱體、葉片安裝機構(gòu)和角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，葉片安裝機構(gòu)的兩端轉(zhuǎn)動地安裝在箱體內(nèi)，葉片安裝機構(gòu)的一端與安裝在箱體外側(cè)的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接；在該箱體的一側(cè)設(shè)有與所述的沖蝕管后端連接的入口，在該箱體底端設(shè)有錐形的出沙口。
[0011]所述的葉片安裝機構(gòu)包括底板、固定板和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端轉(zhuǎn)動連接在該箱體的前后兩側(cè)之間，底板的底面連接在轉(zhuǎn)軸上，在底板的上面至少裝有一對相對設(shè)置的Γ形的固定板，在固定板上設(shè)有螺孔和緊固螺釘；該轉(zhuǎn)軸的一端與所述的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。
[0012]所述的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括定位板、轉(zhuǎn)動臂、把手和定位機構(gòu)，定位板通過螺桿連接在箱體上，在圓形的定位板上設(shè)有中心孔，在該定位板上設(shè)有沿四分之一圓周的多個間隔分布的定位孔；所述的轉(zhuǎn)軸的一端穿出該中心孔，并與轉(zhuǎn)動臂的中部固定連接，該轉(zhuǎn)動臂的兩端分別與把手和定位機構(gòu)連接。9、
該定位機構(gòu)包括套管、定位軸、彈簧、拉手和彈簧座，套管的外端連接在所述的轉(zhuǎn)動臂上，定位軸設(shè)在套管內(nèi)，定位軸的外端滑動穿出套管的外端，并與拉手連接，在靠近定位軸的另一端處設(shè)有彈簧座，彈簧套在彈簧座與套管的外端之間的定位軸上，在定位軸的內(nèi)端設(shè)有與所述的定位孔配合的定位端。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:該試驗臺配套性好，結(jié)構(gòu)牢固，造型美觀，制動可靠，使用安全，平穩(wěn)，包養(yǎng)維護方便，經(jīng)久耐用等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是圖1的左視圖；
圖4是本發(fā)明的沙箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是圖4的左視圖；
圖6是圖4的俯視圖；
圖7是本發(fā)明的分沙裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖7的左視圖；
圖9是圖7的俯視圖；
圖10是圖9中P處的放大圖；
圖11是本發(fā)明移動分沙板的剖視圖；
圖12是圖11的俯視圖；
圖13是本發(fā)明沖蝕箱的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖14是圖13的左視圖；
圖15是圖13的俯視圖；
圖16是圖13的右視圖；
圖17是圖15中N處(角度調(diào)節(jié)機構(gòu))的放大圖。

【具體實施方式】
[0015]參見圖1?圖17，本發(fā)明一種風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，包括沙箱5、分沙裝置4、集沙小車2、沖蝕管3，空氣壓縮機(未圖示)、流量計9、減壓器10、空氣閥門11、沖蝕箱8和實驗臺架，沙箱的下端口與分沙裝置的上端連接，在連接處沙量調(diào)節(jié)板；分沙裝置的下端出口與沖蝕管前部的入沙口連接，該沖蝕管的前端通過相互串聯(lián)的流量計、減壓器和空氣閥門與空氣壓縮機的出風(fēng)口連接，該沖蝕管的后端與沖蝕箱一側(cè)的入口連接；除空氣壓縮機外的所述各個裝置均安裝在實驗臺架上，在該實驗臺架的下面設(shè)有集沙小車。該實施例的實驗臺架由支撐沙箱5、分沙裝置4的支架I和支撐沖蝕管3、流量計9、減壓器10、空氣閥門11、沖蝕箱8的支架13兩部分組成。實驗臺架也可以為一體結(jié)構(gòu)。
[0016]參見圖4-圖6，沙箱5的上部為圓柱形或矩形箱體51，箱體51下端通過錐形體過渡到較小直徑的出口，在出口設(shè)有閘板53。在箱體51上端的兩邊設(shè)有提手52。在沙箱5的一側(cè)外面裝有振動器14，該振動器14為氣動渦輪振動器K08，氣源套管氣管6與空氣壓縮機連接。振動器14的作用是保證下沙順利，不阻塞。
[0017]參見圖7-圖12，所述的分沙裝置4包括上部箱體41、移動分沙板50、分沙板移動機構(gòu)A、前出口 42和后出口 43，在上部箱體41的下面分別連接錐形的前出口 42和后出口43 (由于沙箱中的沙量多，前出口 42將沙箱中實驗多余的沙粒流入集沙小車中)，在該上部箱體41內(nèi)的底部安裝移動分沙板50，移動分沙板50的兩端能夠滑動地穿出上部箱體41的前后兩側(cè)，移動分沙板50的一端裝有分沙板移動機構(gòu)A。
[0018]所述的移動分沙板50由倒V形的分沙板501 (大約為直角)和連接在其兩端的連接板502組成，連接板502能夠滑動地穿出上部箱體41的前后兩側(cè)。
[0019]所述的分沙板移動機構(gòu)A包括L支架45、螺母46、螺桿56和手柄44，橫向設(shè)置的L支架45的一端與上部箱體41連接，在L支架45的另一端安裝螺母46，螺桿56旋入螺母46,螺桿56的一端與移動分沙板50的一端轉(zhuǎn)動連接,螺桿56的另一端連接手柄44。通過手柄44轉(zhuǎn)動螺桿56，帶動移動分沙板50前后移動，達到調(diào)節(jié)流入的沙量的目的。
[0020]所述的沖蝕管3包括同軸依次連接的前段31 (也稱為進氣管)、中段32 (也稱為進沙管)和后段33 (也稱為混合加速管)，中段32的直徑略小于前段31和后段33，所述的(與分沙裝置4的后出口 43連接的)入沙口設(shè)在該中段32上(參見圖1)。本發(fā)明的沖蝕管3的前段31的內(nèi)徑Φ25，長度為300臟。中段32為Φ 13mm的內(nèi)徑，長度為250臟，這段是向管道內(nèi)部注沙段，由于管道變細了，增加流速，使得沙子與風(fēng)的混合更加好，吹動管道的沙子。后段33的內(nèi)徑Φ20mm，是加速管道，長度為1200mm，這個長度作為加速管道長度比較合適，可以發(fā)揮加速管道的加速能力，使沙子的速度充分得到加大。獲得較好的實驗風(fēng)沙沖蝕速度，為實驗的順利進行創(chuàng)造有利條件。
[0021]參見圖13-圖17，所述的沖蝕箱8包括箱體81、葉片安裝機構(gòu)B和角度調(diào)節(jié)機構(gòu)C，葉片安裝機構(gòu)B的兩端轉(zhuǎn)動地安裝在箱體81內(nèi)，葉片安裝機構(gòu)B的一端與安裝在箱體81外側(cè)的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)C連接。在該箱體81的一側(cè)設(shè)有與所述的沖蝕管3后端連接的入口95，在該箱體91底端設(shè)有錐形的出沙口 90。
[0022]所述的葉片安裝機構(gòu)B包括底板85、固定板84和轉(zhuǎn)軸83，轉(zhuǎn)軸83的兩端轉(zhuǎn)動連接在該箱體81的前后兩側(cè)之間，底板85的底面連接在轉(zhuǎn)軸83上，在底板85的上面至少裝有一對相對設(shè)置的r形固定板84，在固定板84上設(shè)有螺孔和緊固螺釘96，用于固定葉片樣品。該轉(zhuǎn)軸83的一端與所述的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)C連接。
[0023]所述的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)C包括定位板87、轉(zhuǎn)動臂88、把手89和定位機構(gòu)93，圓形的定位板87通過四根螺桿和螺母等連接件86連接在箱體81上，在定位板87上設(shè)有中心孔，在該定位板87上設(shè)有沿四分之一圓周的多個間隔分布的定位孔94。所述的轉(zhuǎn)軸83的一端穿出定位板87的中心孔，并與轉(zhuǎn)動臂88的中部固定連接，該轉(zhuǎn)動臂88的兩端分別與把手89和定位機構(gòu)93連接。
所述的定位機構(gòu)93包括套管933、定位軸(桿)932、彈簧934、拉手931和彈簧座935，套管933的外端連接在所述的轉(zhuǎn)動臂88上，定位軸932設(shè)在套管933內(nèi)，定位軸932的外端滑動穿出套管933的外端，并與拉手931連接，在靠近定位軸932的內(nèi)端處設(shè)有彈簧座935，彈簧934套在彈簧座935與套管933的外端之間的定位軸932上，在定位軸932的內(nèi)端設(shè)有與所述的定位孔94配合的定位端96。在需要調(diào)節(jié)底板85的角度時，向外拉動拉手931，并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動臂88，轉(zhuǎn)動到位后，松開拉手931，使得定位端96插入對應(yīng)的定位孔94內(nèi)，即完成樣品角度的調(diào)節(jié)，非常方便。實現(xiàn)試驗葉片O?90°的任意調(diào)節(jié)。
[0024]本發(fā)明的工作原理是:利用空氣壓縮機產(chǎn)生的氣流將進入沖蝕管3內(nèi)的沙粒吹到?jīng)_蝕箱8內(nèi)，對固定在葉片安裝機構(gòu)B的底板85上的試驗樣品進行沖蝕磨損。磨損的氣流噴射設(shè)備，沖蝕速度、沖蝕角度及挾沙量都可以精確控制或調(diào)整。該試驗臺經(jīng)過進沙裝置精確控制沙子流入量，經(jīng)過氣壓的加速，從加速管口流入沖蝕箱沖蝕葉片，沖蝕箱可以精確調(diào)節(jié)沖蝕角度，從而達到各個角度的沖蝕，使沖蝕的實驗數(shù)據(jù)更加有助于磨損的評價。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，包括沙箱、分沙裝置、集沙小車、沖蝕管，空氣壓縮機、流量計、減壓器、空氣閥門、沖蝕箱和實驗臺架，沙箱的下端口與分沙裝置的上端連接，在連接處沙量調(diào)節(jié)板；分沙裝置的下端出口與沖蝕管前部的入沙口連接，該沖蝕管的前端通過相互串聯(lián)的流量計、減壓器和空氣閥門與空氣壓縮機的出風(fēng)口連接，該沖蝕管的后端與沖蝕箱一側(cè)的入口連接；除空氣壓縮機外的所述各個裝置均安裝在實驗臺架上，在該實驗臺架的下面設(shè)有集沙小車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，在所述的沙箱上裝有振動器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，所述的分沙裝置包括上部箱體、移動分沙板、分沙板移動機構(gòu)、前出口和后出口，在上部箱體的下面分別連接錐形的前出口和后出口，在該上部箱體內(nèi)的底部安裝移動分沙板，移動分沙板的兩端能夠滑動地穿出上部箱體的前后兩側(cè)，移動分沙板的一端裝有分沙板移動機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于， 所述的移動分沙板由倒V形的分沙板和連接在其兩端的連接板組成，連接板能夠滑動地穿出上部箱體的前后兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于， 所述的分沙板移動機構(gòu)包括L支架、螺母、螺桿和手柄，L支架的一端與上部箱體連接，在L支架的另一端安裝螺母，螺桿旋入螺母，螺桿的一端與移動分沙板的一端轉(zhuǎn)動連接，螺桿的另一端連接手柄。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于， 所述的沖蝕管包括同軸依次連接的前段、中段和后段，中段的直徑略小于前段和后段，所述的入沙口設(shè)在該中段上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于， 所述的沖蝕箱包括箱體、葉片安裝機構(gòu)和角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，葉片安裝機構(gòu)的兩端轉(zhuǎn)動地安裝在箱體內(nèi)，葉片安裝機構(gòu)的一端與安裝在箱體外側(cè)的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接；在該箱體的一側(cè)設(shè)有與所述的沖蝕管后端連接的入口，在該箱體底端設(shè)有錐形的出沙口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于， 所述的葉片安裝機構(gòu)包括底板、固定板和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的兩端轉(zhuǎn)動連接在該箱體的前后兩側(cè)之間，底板的底面連接在轉(zhuǎn)軸上，在底板的上面至少裝有一對相對設(shè)置的r形的固定板，在固定板上設(shè)有螺孔和緊固螺釘；該轉(zhuǎn)軸的一端與所述的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，所述的角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括定位板、轉(zhuǎn)動臂、把手和定位機構(gòu)，定位板通過螺桿連接在箱體上，在圓形的定位板上設(shè)有中心孔，在該定位板上設(shè)有沿四分之一圓周的多個間隔分布的定位孔；所述的轉(zhuǎn)軸的一端穿出該中心孔，并與轉(zhuǎn)動臂的中部固定連接，該轉(zhuǎn)動臂的兩端分別與把手和定位機構(gòu)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力機葉片涂層沖蝕及磨損實驗臺，其特征在于，該定位機構(gòu)包括套管、定位軸、彈簧、拉手和彈簧座，套管的外端連接在所述的轉(zhuǎn)動臂上，定位軸設(shè)在套管內(nèi)，定位軸的外端滑動穿出套管的外端，并與拉手連接，在靠近定位軸的另一端處設(shè)有彈簧座，彈簧套在彈簧座與套管的外端之間的定位軸上，在定位軸的內(nèi)端設(shè)有與所述的定 位孔配合的定位端。
【文檔編號】G01N3/56GK104458467SQ201410626126
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】張永, 劉召, 韓寶生, 劉文斐, 田月, 畢力格圖, 謝學(xué)虎, 劉彩霞, 楊麗娟, 黃超 申請人:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)