本發(fā)明涉及流體機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)量固液兩相磨損與影響磨損的因素的試驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

當(dāng)流體設(shè)備中流動(dòng)介質(zhì)為液固混合物時(shí)，由于夾帶在液體流中的固體顆粒的存在，會(huì)對(duì)過(guò)流部件有很嚴(yán)重的磨損侵蝕，例如在管道，泵，水輪機(jī)，熱交換器等，這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能低下、可靠性降低和操作壽命縮減，對(duì)設(shè)備的使用產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，固液兩相磨損的測(cè)定和量化在工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)和維護(hù)中是非常重要的。

目前，磨損試驗(yàn)一般是通過(guò)以下方式進(jìn)行。這種方式一般是直接用流體機(jī)械設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，將最后磨損試驗(yàn)得到的樣本進(jìn)行分析。但是，采用這種方法存在以下不足：①試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，比較浪費(fèi)時(shí)間；②每次試驗(yàn)過(guò)后觀察磨損情況，比較難以實(shí)現(xiàn)，只能將磨損部位切塊處理，然后放在掃描電鏡下觀察。這樣每次試驗(yàn)都要更換新的設(shè)備，浪費(fèi)資源；③一般可進(jìn)行試驗(yàn)的自變量因素過(guò)于單一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種可用于測(cè)試固液兩相磨損的試驗(yàn)裝置，該裝置應(yīng)能在多種條件下進(jìn)行被測(cè)樣品板的磨損情況測(cè)量，并具有試驗(yàn)時(shí)間短、測(cè)試效率高的特點(diǎn)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種用于測(cè)量固液兩相磨損的試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置包括：用于收集帶顆粒液體的液體收集罐、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在液體收集罐內(nèi)且設(shè)置有若干個(gè)樣品架的旋轉(zhuǎn)圓盤、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)圓盤上方以用于對(duì)樣品噴射帶顆粒液體的噴嘴圓盤、通過(guò)管道為噴嘴圓盤提供帶顆粒液體且由第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵以及對(duì)液體收集罐輸出的帶顆粒液體進(jìn)行處理后再輸送給泵的懸浮罐。

所述噴嘴圓盤的軸線豎直布置，噴嘴圓盤的上表面通過(guò)法蘭連通所述的管道，噴嘴圓盤的圓周方向均布有若干噴液口。

所述旋轉(zhuǎn)圓盤固定在一豎直布置的轉(zhuǎn)軸上，第一電機(jī)通過(guò)變速箱驅(qū)動(dòng)所述的轉(zhuǎn)軸。

所述的懸浮罐配置有攪拌器。

所述管道上配置有電磁流量計(jì)以及閥門。

所述旋轉(zhuǎn)圓盤上制作有若干條徑向布置且用于固定樣品架的調(diào)節(jié)槽。

本發(fā)明的使用原理是：被測(cè)樣品可固定在樣品架上并且跟隨著旋轉(zhuǎn)圓盤以設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶顆粒液體從噴嘴圓盤的噴液口以調(diào)定的速度噴出對(duì)樣品進(jìn)行噴射，灑落的液體從液體收集罐再流入懸浮罐，然后被泵抽出再通過(guò)管道輸往旋轉(zhuǎn)圓盤；經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，即可測(cè)量樣品的磨損情況。

本發(fā)明的有益效果是：由于旋轉(zhuǎn)圓盤的轉(zhuǎn)速、帶顆粒液體的流速均可根據(jù)需要調(diào)節(jié)確定，因而能夠在不同顆粒濃度、不同顆粒粒徑、不同流速、不同沖擊角、不同沖擊距離、不同旋轉(zhuǎn)速度等多種條件下被測(cè)樣品板的磨損情況；并且由于旋轉(zhuǎn)圓盤上設(shè)置了若干個(gè)樣品架，因而可同時(shí)進(jìn)行若干個(gè)樣品的磨損測(cè)試，從而顯著節(jié)省了測(cè)試時(shí)間，大幅度提高了測(cè)試效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的總體布局示意圖。

圖2是圖1中噴嘴圓盤的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)圓盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中有：電機(jī)1、轉(zhuǎn)軸2、變速箱3、轉(zhuǎn)軸4、懸浮罐5、入口閥門6、離心泵7、電機(jī)8、出口閥門9、電磁流量計(jì)10、管道11、攪拌器12、液體收集罐13、旋轉(zhuǎn)圓盤14、噴嘴圓盤15、法蘭16、樣品架17。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖所示的可用于測(cè)試固液兩相磨損的試驗(yàn)裝置中，容器狀的液體收集罐13頂部敞口用于收集帶顆粒液體；旋轉(zhuǎn)圓盤14由一豎直布置的轉(zhuǎn)軸4支撐、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在液體收集罐內(nèi)，旋轉(zhuǎn)圓盤的上表面設(shè)置有若干個(gè)用于夾持固定樣品的樣品架17；轉(zhuǎn)軸則由變速箱3帶動(dòng)，第一電機(jī)1通過(guò)電機(jī)軸2為變速箱提供動(dòng)力；噴嘴圓盤15設(shè)置在旋轉(zhuǎn)圓盤的上方，用于對(duì)樣品架上固定的樣品噴射帶顆粒液體；噴嘴圓盤的軸線(作為推薦，該軸線與轉(zhuǎn)軸4軸線重合)豎直布置，噴嘴圓盤的上表面通過(guò)法蘭連通管道11，噴嘴圓盤的圓周方向均布有若干噴液口15-1；由第二電機(jī)8驅(qū)動(dòng)的泵7通過(guò)所述的管道為噴嘴圓盤提供帶顆粒液體；懸浮罐5接收液體收集罐輸出的帶顆粒液體，進(jìn)行處理后再由泵輸入管道。

進(jìn)一步的，所述的懸浮罐配置有攪拌器12，可使輸出液體的顆粒濃度保持均勻。

所述管道上配置有電磁流量計(jì)10、入口閥門6以及出口閥門9；以在測(cè)試時(shí)進(jìn)行調(diào)控。

再進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)圓盤上制作有若干條徑向布置用于固定樣品架的調(diào)節(jié)槽；固定螺栓18可嵌入調(diào)節(jié)槽中對(duì)樣品架進(jìn)行固定，從而可根據(jù)需要對(duì)樣品架上的樣品至噴液口的距離進(jìn)行調(diào)定(圖1、圖3中的樣品架與噴液口保持不同的距離)。

本試驗(yàn)裝置可測(cè)量固體顆粒的濃度和粒徑、樣品材料、沖擊角、沖擊距離、流速、旋轉(zhuǎn)速度等多種因素對(duì)磨損的影響，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，采取控制變量法。

除了一般試驗(yàn)臺(tái)裝置都能做的因素，如顆粒的濃度、顆粒的粒徑、流速之外，本試驗(yàn)裝置還可研究樣品材料、沖擊角、沖擊距離、旋轉(zhuǎn)速度等多種因素對(duì)磨損的影響，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，采取控制變量法。

1)研究不同材料的磨損性差異?？煽刂祁w粒濃度、顆粒粒徑、流速、沖擊角、沖擊距離、旋轉(zhuǎn)速度都不變的情況下，將固定在旋轉(zhuǎn)圓盤上的四個(gè)被測(cè)樣品板，分別使用不同的被測(cè)材料進(jìn)行試驗(yàn)，一組實(shí)驗(yàn)可得到四個(gè)樣品，縮短了四倍的試驗(yàn)時(shí)間。

2)研究沖擊角度對(duì)磨損的影響?？煽刂祁w粒濃度、顆粒粒徑、流速、沖擊距離、旋轉(zhuǎn)速度、樣品材料都不變的情況下，將固定在旋轉(zhuǎn)圓盤上的四個(gè)被測(cè)樣品與噴嘴的距離調(diào)整成不同，一組實(shí)驗(yàn)可得到四個(gè)樣品，縮短了四倍的試驗(yàn)時(shí)間，提高了試驗(yàn)效率。

3)研究沖擊距離對(duì)磨損的影響?？煽刂祁w粒濃度、顆粒粒徑、流速、沖擊角度、旋轉(zhuǎn)速度、樣品材料都不變的情況下，將固定在旋轉(zhuǎn)圓盤上的四個(gè)被測(cè)樣品與噴嘴的角度調(diào)整成不同，一組實(shí)驗(yàn)可得到四個(gè)樣品，縮短了四倍的試驗(yàn)時(shí)間，提高了試驗(yàn)效率。

4)研究旋轉(zhuǎn)速度對(duì)磨損的影響?？煽刂祁w粒粒徑、顆粒濃度、流速、沖擊角、沖擊距離、樣品材料都相同的情況下，利用變速箱調(diào)節(jié)不同的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行試驗(yàn)，即可得出旋轉(zhuǎn)速度與磨損之間的關(guān)系。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及流體機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。目的是提供一種可用于測(cè)試固液兩相磨損的試驗(yàn)裝置，該裝置應(yīng)能在多種條件下進(jìn)行被測(cè)樣品板的磨損情況測(cè)量，并具有試驗(yàn)時(shí)間短、測(cè)試效率高的特點(diǎn)。技術(shù)方案是：一種用于測(cè)量固液兩相磨損的試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置包括：用于收集帶顆粒液體的液體收集罐、可繞豎直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在液體收集罐內(nèi)且設(shè)置有若干個(gè)樣品架的旋轉(zhuǎn)圓盤、設(shè)置在旋轉(zhuǎn)圓盤上方以用于對(duì)樣品噴射帶顆粒液體的噴嘴圓盤、通過(guò)管道為噴嘴圓盤提供帶顆粒液體且由第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵以及對(duì)液體收集罐輸出的帶顆粒液體進(jìn)行處理后再輸送給泵的懸浮罐。

技術(shù)研發(fā)人員：李昳;章和兵;項(xiàng)佳梁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.31
技術(shù)公布日：2017.08.18