一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液固兩相流或單相流沖蝕磨損現(xiàn)象普遍存在于濕法冶金、化工、采礦、水電等行業(yè)中，由于沖刷磨損和腐蝕之間存在交互作用，通常其材料流失速率比純腐蝕和純沖刷磨損之和要大得多，其危害比單一腐蝕或單一沖刷磨損更嚴(yán)重，是引起各種料漿泵、閥、管道等過(guò)流部件快速損壞的重要原因。
[0003]當(dāng)流體沖蝕速度增大時(shí)，顆粒的撞擊總能量增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能的部分也增大，摩擦熱能主要向靶材(過(guò)流部件或試樣)及流體介質(zhì)傳遞，使靶材及介質(zhì)溫度升高，加劇靶材的腐蝕速度、材料表面弱化，在流體的連續(xù)強(qiáng)烈沖刷作用下，材料磨損速度加快，BP高速?zèng)_蝕導(dǎo)致料漿介質(zhì)溫度升高，沖刷磨損與摩擦熱共同加劇材料腐蝕，使過(guò)流部件材料的腐蝕速度與磨損速度都加快，其影響越來(lái)越顯著。因此，在高速?zèng)_蝕磨損條件下，摩擦熱效應(yīng)的影響應(yīng)引起高度重視。
[0004]國(guó)內(nèi)外學(xué)者開發(fā)的沖蝕磨損裝置有旋轉(zhuǎn)式、噴射式、管流式和組合式四種類型，這四種試驗(yàn)裝置各有特色及優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同多相流、兩相流或單相流沖蝕磨損工況條件。其中，旋轉(zhuǎn)式試驗(yàn)裝置適用于模擬和分析料漿泵葉輪、攪拌槳等旋轉(zhuǎn)部件在稀料漿或單相流體中的沖蝕磨損行為，且旋轉(zhuǎn)法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)驗(yàn)周期短等優(yōu)點(diǎn)，依據(jù)試樣的安裝方式主要有旋轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)圓筒三種。很多科研院所和高校的研宄者設(shè)計(jì)制造了液固兩相流或單相流旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)沖蝕磨損過(guò)程中腐蝕因素(電化學(xué)測(cè)試)、磨損因素以及沖蝕磨損機(jī)理等進(jìn)行了系統(tǒng)研宄(見中國(guó)專利ZL200710067546.9《旋轉(zhuǎn)式單相流沖蝕試驗(yàn)裝置》，CN101149321B《液_固二相流沖蝕與氣蝕復(fù)合磨損試驗(yàn)機(jī)》’CN1334455A《利用超聲波測(cè)試材料的抗腐蝕沖蝕性能的方法和裝置》，CN102830056A《旋轉(zhuǎn)式液固兩相流沖蝕磨損試驗(yàn)裝置的測(cè)試組件》，CN201016917《一種旋轉(zhuǎn)式單相流沖蝕試驗(yàn)裝置》，ZL200620051847.3《離心式漿體沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)裝置》，實(shí)用新型專利CN201673109U《一種溫度壓力可控型旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置》和發(fā)明專利CN201010162126《溫度壓力可控型旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置》)，但還缺乏對(duì)液固兩相流或單相流沖蝕磨損過(guò)程中試樣材料不同部位溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試分析(實(shí)用新型專利CN201673109U《一種溫度壓力可控型旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置》和發(fā)明專利CN201010162126《溫度壓力可控型旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置》公布了僅介質(zhì)環(huán)境溫度及壓力可測(cè)試與控制的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置)，無(wú)法揭示沖蝕磨損過(guò)程中摩擦熱量產(chǎn)生與傳遞規(guī)律，以及其對(duì)材料的沖蝕磨損影響機(jī)制，分析其原因大致有:(1)試樣通常安裝在旋轉(zhuǎn)軸上(以上所列中國(guó)專利ZL200620051847.3除外)，與旋轉(zhuǎn)軸一起作高速運(yùn)動(dòng)，且介質(zhì)一般具有較強(qiáng)的腐蝕作用，沖蝕磨損過(guò)程中瞬態(tài)溫度的測(cè)試表征存在較大難度；
(2)由于沖蝕磨損系統(tǒng)(試樣、介質(zhì)和環(huán)境)的復(fù)雜性，難以精確模擬實(shí)際工況條件。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處而提供的一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的式旋轉(zhuǎn)沖蝕磨損試驗(yàn)裝置?？梢阅M冶金、石化、煤礦和水力水電等實(shí)際工況環(huán)境，如料漿泵葉輪、管道、擋板等過(guò)流部件的沖蝕磨損，測(cè)試沖蝕過(guò)程中瞬態(tài)溫度變化特性，揭示溫度與沖蝕磨損之間的影響機(jī)制。
[0006]本實(shí)用新型的采用的技術(shù)方案是:一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，包括水箱、料漿罐、試樣、電機(jī)、第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶、第四熱電偶、旋轉(zhuǎn)軸、攪拌葉輪、立柱、控制柜和水溫控制儀；所述的電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)軸的頂部并與控制柜相連，旋轉(zhuǎn)軸底部安裝有攪拌葉輪，在漿料罐頂部分別設(shè)有第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶和第四熱電偶，第二熱電偶的底部設(shè)有矩形試樣；在漿料罐的外側(cè)設(shè)有水箱，水箱與裝置外部的水溫控制儀相連；水箱和漿料罐通過(guò)立柱固定在測(cè)設(shè)裝置中部。
[0007]進(jìn)一步，所述的矩形試樣的沖刷面裸露在料漿液中，其他五個(gè)面設(shè)有隔熱保護(hù)套。
[0008]進(jìn)一步，所述的試樣的沖刷角度可以在0~90度范圍內(nèi)調(diào)整。
[0009]進(jìn)一步，所述的電機(jī)為無(wú)極調(diào)速電機(jī)。
[0010]進(jìn)一步，所述的料漿罐為不銹鋼材質(zhì)。
[0011]本實(shí)用新型具有如下有益效果:通過(guò)在被沖蝕試樣不同部位開孔，插入熱電偶，采用導(dǎo)線與溫度傳感器和計(jì)算機(jī)連接，可以在線測(cè)試沖蝕磨損過(guò)程中試樣不同時(shí)刻、不同部位溫度的溫度變化；通過(guò)水溫控制儀來(lái)控制水箱中的水溫；料漿罐中料漿固液比可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度可以無(wú)級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)及試驗(yàn)時(shí)間通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示控制，矩形試樣僅一個(gè)沖刷面裸露在料漿液中、其它5個(gè)面設(shè)置了隔熱保護(hù)套，試樣的沖刷角度可以在0~90°范圍內(nèi)調(diào)整，在旋轉(zhuǎn)軸下部設(shè)置了攪拌葉輪，可以防止固體顆粒沉降到料漿罐底部，通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的方式研宄料漿沖蝕速度對(duì)沖蝕磨損過(guò)程中試樣和料漿溫度的影響。試樣的沖蝕磨損速度可以通過(guò)一段時(shí)間內(nèi)測(cè)試沖蝕磨損前后試樣的重量差計(jì)算得到；試樣的沖蝕磨損特征可以通過(guò)顯微鏡觀察沖蝕磨損后表面形貌來(lái)分析。本實(shí)用新型可以模擬冶金、化工、煤礦及水電等液固兩相流或單相流體沖蝕磨損工況條件，特別是可以對(duì)沖蝕磨損作用引起試樣溫度的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試，分析沖蝕磨損熱效應(yīng)對(duì)材料使用性能的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為第一熱電偶、第二熱電偶和第三熱電偶的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型包括水箱1、料漿罐2、試樣3、隔熱套4、電機(jī)5、第一熱電偶6、第二熱電偶7、第三熱電偶8、第四熱電偶9、旋轉(zhuǎn)軸10、攪拌葉輪11、立柱12、控制柜13、水溫控制儀14等。其中，電機(jī)5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的頂部，可以通過(guò)控制柜13中的轉(zhuǎn)速控制旋鈕實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)及試驗(yàn)時(shí)間可通過(guò)控制柜13顯示控制，通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的方式達(dá)到改變料漿沖蝕速度的目的，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)5下部的旋轉(zhuǎn)軸10設(shè)置了攪拌葉輪10，防止固體顆粒沉降到料漿罐底部；水箱I中的水溫可以通過(guò)水溫控制儀14來(lái)控制；料漿罐2中的料漿固液比等可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整
[0016]如圖2所示，在料漿罐中放置一個(gè)長(zhǎng)方體的待測(cè)試樣3，在待測(cè)試樣3的一面裸露在外，另外五個(gè)面均用隔熱套密封。在被沖蝕試樣3表面附近、中心和背面附近的料漿罐2上開孔，分別插入第一熱電偶6、第二熱電偶7和第三熱電偶8，在料漿罐2中的另一側(cè)放入第四熱電偶9，四個(gè)熱電偶通過(guò)導(dǎo)線連接到控制柜13，測(cè)試沖蝕磨損過(guò)程中試樣3的不同時(shí)亥IJ、不同部位的溫度變化情況。
[0017]以液固兩相流為例，本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:
[0018]在水箱I中加入適量水，按試驗(yàn)要求配制好料漿液，加入料漿罐2內(nèi)，先將試樣3與隔熱套4裝配好后，然后將第一熱電偶6、第二熱電偶7和第三熱電偶8分別插入試樣3的表面附近、中心和背面附近的孔內(nèi)，并通過(guò)導(dǎo)線與控制柜13聯(lián)接，蓋上料漿罐蓋板并將蓋板固定，按要求調(diào)整好試樣的沖刷角度。
[0019]通過(guò)控制柜13中的轉(zhuǎn)速旋鈕設(shè)定電機(jī)5的轉(zhuǎn)速，按啟動(dòng)按鈕開始試驗(yàn)。通過(guò)第一熱電偶6、第二熱電偶7和第三熱電偶8在線采集試驗(yàn)過(guò)程中試樣3表面附近、中心和背面附近不同時(shí)刻的溫度信號(hào)，第四熱電偶9采集料漿罐中的不同時(shí)刻的溫度信號(hào)，并將上述的溫度信號(hào)傳遞到控制柜13中的計(jì)算機(jī)內(nèi)，記錄及繪制試樣溫度的變化曲線。
[0020]試樣3的沖蝕磨損速率可以通過(guò)測(cè)試試驗(yàn)前以及經(jīng)過(guò)一段時(shí)間沖蝕磨損試驗(yàn)后試樣的重量，然后計(jì)算得到；通過(guò)顯微鏡觀察沖蝕磨損后試樣3的表面形貌來(lái)分析其沖蝕磨損特征。
[0021]對(duì)所公開實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)本實(shí)施例的多重修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這種實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括水箱、料漿罐、試樣、電機(jī)、隔熱套、第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶、第四熱電偶、旋轉(zhuǎn)軸、攪拌葉輪、立柱、控制柜和水溫控制儀；所述的電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)軸的頂部并與控制柜相連，旋轉(zhuǎn)軸底部安裝有攪拌葉輪，在漿料罐頂部分別設(shè)有第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶和第四熱電偶，第一熱電偶、第二熱電偶和第三熱電偶的底部設(shè)有矩形試樣；在漿料罐的外側(cè)設(shè)有水箱，水箱與裝置外部的水溫控制儀相連；水箱和漿料罐通過(guò)立柱固定在測(cè)設(shè)裝置中部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的矩形試樣的沖刷面裸露在料漿液中，其他五個(gè)面設(shè)有隔熱保護(hù)套。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的試樣的沖刷角度可以在0~90度范圍內(nèi)調(diào)整。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的電機(jī)為無(wú)極調(diào)速電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的料漿罐為不銹鋼材質(zhì)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種帶有溫度測(cè)試系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置，包括水箱、料漿罐、試樣、電機(jī)、第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶、第四熱電偶、旋轉(zhuǎn)軸、攪拌葉輪、立柱、控制柜和水溫控制儀；所述的電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)軸的頂部并與控制柜相連，旋轉(zhuǎn)軸底部安裝有攪拌葉輪，在漿料罐頂部分別設(shè)有第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶和第四熱電偶，第二熱電偶的底部設(shè)有矩形試樣；在漿料罐的外側(cè)設(shè)有水箱，水箱與裝置外部的水溫控制儀相連；水箱和漿料罐通過(guò)立柱固定在測(cè)設(shè)裝置中部。本實(shí)用新型可以模擬濕法冶金、化工、采礦、水電等沖蝕磨損工況條件，特別是分析測(cè)試沖蝕磨損過(guò)程中摩擦熱量在試樣中的傳遞及其對(duì)試樣沖蝕磨損特性的影響。
【IPC分類】G01N3/56
【公開號(hào)】CN204718907
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520483566
【發(fā)明人】李平, 彭學(xué)周, 蘇莉, 王李波, 張銘云, 賀立向
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日