[發(fā)明專利]旋轉(zhuǎn)式液固兩相流沖刷磨損試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210017907.X
• 申請(qǐng)日: 2012-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN102564934A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 偶國(guó)富;章利特;饒杰;葉健;金浩哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州富如德科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00;G01N5/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種沖刷磨損試驗(yàn)裝置，具體地說是涉及用于工業(yè)生產(chǎn)中的一種旋轉(zhuǎn)式液固兩相流沖刷磨損試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

流體管道是在一定壓力下運(yùn)輸流體的特種設(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，流體管道已成為與公路、鐵路、水運(yùn)和航空并列的五大運(yùn)輸方式之一，廣泛運(yùn)用于原油、天然氣、自來水、城市液化氣以及流程工業(yè)領(lǐng)域中各種流體物料的輸送。

研究發(fā)現(xiàn)：管道失效的形式多樣，機(jī)理復(fù)雜，如材料缺陷、腐蝕、磨損、外力破壞等，其中沖刷磨損破壞引起的磨損失效是管道系統(tǒng)中最廣泛也是最常見的破壞形式。沖刷磨損破壞具有明顯的局部性、突發(fā)性、和風(fēng)險(xiǎn)性，特別在含水、腐蝕性、多相流介質(zhì)流動(dòng)作用下引起的沖刷磨損穿孔更是復(fù)雜，很難預(yù)測(cè)它的發(fā)生，已成為困擾流體管道安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)問題。

近年來，國(guó)家大力推行煤化工產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)潔凈能源，實(shí)現(xiàn)石油替代的發(fā)展戰(zhàn)略。在煤化工領(lǐng)域，多相流的組成十分復(fù)雜，既有以氫氣為主的氣相，也有由未反應(yīng)的煤、礦物質(zhì)及催化劑組成的固相，同時(shí)還有由輕油（粗汽油）、中油等餾分油及重油組成的液相，由此造成的煤化工業(yè)管道及閥門等的沖刷磨損失效較為常見，管道結(jié)焦與沖刷磨損失效的事故日益突出，已成為嚴(yán)重制約煤化工裝置安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要障礙，若不采取相應(yīng)的技術(shù)措施和對(duì)策，我國(guó)煤煉油行業(yè)將會(huì)面臨越來越嚴(yán)重的設(shè)備失效及裝置的安全問題。

針對(duì)液固兩相流體系的沖刷磨損問題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者先前已進(jìn)行了大量的多相流沖刷磨損失效的相關(guān)研究，例如加州大學(xué)伯克利分校Lawrence實(shí)驗(yàn)室、日本Tokyo大學(xué)、瑞典Uppsala大學(xué)、美國(guó)俄亥俄大學(xué)等機(jī)構(gòu)針對(duì)多相流磨損問題開展了大量的研究，但遺憾的是還未形成一套可靠的沖刷磨損試驗(yàn)裝置測(cè)試煤化工領(lǐng)域含固體顆粒的材質(zhì)磨損速率，無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和科學(xué)評(píng)估煤化工過程中管道、管配件及閥門等易發(fā)生磨損的失效區(qū)域和磨損的破壞程度。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)國(guó)內(nèi)外液固兩相流沖刷磨損試驗(yàn)裝置存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)式液固兩相流沖刷磨損試驗(yàn)裝置，適合于液固兩相流條件下沖刷磨損機(jī)理、流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值計(jì)算、沖刷磨損失效預(yù)測(cè)和壽命評(píng)估等完整性評(píng)價(jià)研究。本試驗(yàn)裝置可模擬工業(yè)環(huán)境中的實(shí)際工況條件，測(cè)試不同材質(zhì)、不同轉(zhuǎn)速、不同腐蝕性介質(zhì)濃度的沖刷磨損速率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括漿料罐，下安裝板，上安裝板，深溝球軸承，轉(zhuǎn)盤，試件安裝板，八個(gè)試件，攪拌葉片，聯(lián)接套筒，攪拌軸，角接觸球軸承，鐘形罩，變頻電機(jī)，梅花形彈性聯(lián)軸器，堵頭，變頻器；變頻器與變頻電機(jī)相聯(lián)；變頻電機(jī)安裝于鐘形罩上端，鐘形罩下端固定在上安裝板上，鐘形罩與上安裝板同軸安裝；攪拌軸從下至上分別穿過安裝在下安裝板下端中心圓槽內(nèi)的角接觸球軸承和安裝在上安裝板上端中心圓槽內(nèi)的深溝球軸承，攪拌軸軸頭經(jīng)梅花形彈性聯(lián)軸器與變頻電機(jī)軸頭相聯(lián)，攪拌軸末端穿過轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤與攪拌軸末端用兩個(gè)鎖緊螺母固定，穿過上安裝板的攪拌軸軸上部與深溝球軸承安裝有緊固螺母，深溝球軸承上部安裝深溝球軸承蓋板并通過螺釘與上安裝板固定；八個(gè)試件均布安裝在轉(zhuǎn)盤邊緣上間隔開設(shè)的八個(gè)開口槽內(nèi)；支撐架上端與上安裝板固接，支撐架下端與地面固定；上安裝板和下安裝板之間通過聯(lián)接套筒焊接，裝有流體介質(zhì)的漿料罐與下安裝板聯(lián)接固定，漿料罐中心正下端與堵頭聯(lián)接；攪拌葉片與水平面呈15°角，通過螺釘聯(lián)接均布固定在轉(zhuǎn)盤內(nèi)。

所述的轉(zhuǎn)盤的邊緣上間隔45°開設(shè)八個(gè)開口槽，其中沿逆時(shí)針徑向0°、45°、135°、180°、225°、315°位置朝向缺口的側(cè)面與轉(zhuǎn)盤切向方向的銳角分別呈0°、60°、30°、0°、45°、15°，六個(gè)試件分別嵌入各自試件安裝板的凹槽內(nèi)并與試件蓋板側(cè)面貼合，六個(gè)內(nèi)六角螺釘依次穿過各自試件蓋板、試件和試件安裝板與朝向缺口的轉(zhuǎn)盤開口槽側(cè)面固定；沿轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針徑向90°、270°位置朝向缺口的側(cè)面與轉(zhuǎn)盤切向方向的銳角分別呈75°、90°，另外兩個(gè)試件分別嵌入各自試件安裝板的凹槽內(nèi)并與試件蓋板的側(cè)面貼合，試件安裝架側(cè)面銑出的圓柱體依次穿過試件蓋板、試件、試件安裝板的下端中心孔通過內(nèi)六角螺釘與轉(zhuǎn)盤開口槽底面固定。

所述的角接觸球軸承，深溝球軸承分別用角接觸球軸承蓋板和深溝球軸承蓋板通過螺釘與下安裝板和上安裝板固定；攪拌軸與角接觸球軸承蓋板運(yùn)用第一水封密封；攪拌軸與上安裝板的下部，攪拌軸與下安裝板的上部分別運(yùn)用第二水封、第三水封密封；角接觸球軸承蓋板與攪拌軸之間設(shè)置第二高速防塵圈，攪拌軸與下安裝板上部設(shè)置第一高速防塵圈。