[發明專利]一種用于測量材料抗空蝕性能的試驗裝置

在審

• 申請號: 201710329116.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107238542A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 張鑫;何志霞;王謙;張文權
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及水力空化空蝕技術領域，特別涉及一種用于測量材料抗空蝕性能的試驗裝置。

背景技術

空蝕是在一定的環境溫度條件下,液體介質中因局部壓力變化致使空泡形成和潰滅,材料連續受到高壓、高速微射流沖擊作用產生的表面破壞，固體表面經受這種沖擊力的多次反復作用，材料發生疲勞脫落，使表面出現小的凹坑，進而發展成海綿狀。嚴重的其實可在表面形成大片的凹坑，甚至穿孔。長期以來，空蝕嚴重影響泄水建筑物、水力機械(水泵、水輪機、閘門)、船舶螺旋槳的性能和使用壽命。

為了保證水力機械的正常運轉，需要對空化和空蝕采取防護措施，除了提高水力機械本身的空化性能外，還需要對材料的抗空化空蝕性能進行研究，即要盡量選用抗空蝕性能良好的材料，尤其是在葉片及其他易遭受空蝕破壞的零部件，選用抗空蝕性能良好的材料是很重要而有效的防護空蝕侵蝕的措施。

空蝕試驗目前主要有以下幾種：1)文丘里管型空蝕設備。其原理是當液體流經文丘里管時，喉部流速大到一定程度后，在該處產生的低壓引起空化現象，形成固定性空穴，在固定性空穴內表面附著的游移型空泡將在尾部潰滅，如在固定性空穴尾部放置試樣，則試樣表面由于空泡潰滅而發生空蝕破壞。2)振動式空蝕設備。這類設備是用電磁或超聲波使容器內靜止的水產生振蕩型空化致使水中的試件表面出現空蝕，有磁致伸縮振動空蝕設備和超聲波振動空蝕設備兩種。3)旋轉圓盤空蝕設備。這種設備簡稱為轉盤裝置，這種設備原理是在轉盤上距軸心不同距離處開有貫穿轉盤厚度的小孔或嵌在轉盤上的突體，當轉盤在置于外套中試驗水體內高速旋轉時，在小孔或突體后部將產生尾流空化，其中游移型空泡將在尾流末端沿著轉盤潰滅，嵌入盤面空泡潰滅處的試件表面將產生空蝕破壞，這樣就可以測定各種試件材料或涂料的相對抗空蝕性能。4)沖擊式空蝕設備。這種試件的剝蝕破壞是由于水體沖擊試件所產生。這類設備可以比較當材料表面受到水體沖擊時其抗空蝕強度。包括高速射流沖擊試驗設備和水滴沖擊試驗設備。5)往復式活塞型空蝕設備。這種設備屬于靜壓式試驗設備，設備的氣缸內灌滿水，并且密封，因此當活塞有容器頂部凸輪帶動時，活塞可向下移動；凸輪則可使活塞軸突然釋放，從而大氣壓力可驅使活塞突然向上運動，這樣就會造成水體內的空泡成長，空泡在下一次活塞向下運動時發生潰滅，使氣缸壁材料產生空蝕破壞。

現有技術中有利用上述設備直接在材料表面產生空蝕破壞，來測試材料的抗氣蝕性能，但其存在裝置復雜，造價昂貴，且適用性較差的不足，且不可同時對多個試樣進行空蝕試驗，且操作復雜。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種用于測量材料抗空蝕性能的試驗裝置，可以同樣的條件下進行不同材料的空蝕試驗，將不同材料的抗空蝕性能進行對比。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種用于測量材料抗空蝕性能的試驗裝置，包括燃油輸送系統、加壓裝置、空蝕裝置和監控系統；所述加壓裝置使其出口壓力大于入口壓力；所述空蝕裝置包括上面板和下面板，所述上面板和下面板連接，且上面板和下面板之間形成流體通道；所述上面板與加壓裝置出口連接；所述下面板設有若干試樣槽，所述下面板在試樣槽旁邊設有若干通孔，且與試樣槽一一對應；所述燃油輸送系統包括油箱、輸送泵和油壓調節閥；所述油箱通過管道與輸送泵進口連接，所述輸送泵出口通過管道依次連接油壓調節閥和所述加壓裝置進口；所述下面板上的通孔通過管道與油箱連接；所述油壓調節閥與所述加壓裝置進口之間的管道上設有溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器；所述監控系統包括PLC和控制面板，所述PLC與輸送泵、溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器和油壓調節閥連接；所述PLC與控制面板連接。

進一步，所述油箱內設有加熱器，所述加熱器與PLC連接。

進一步，所述輸送泵出口與油壓調節閥之間設有濾清器。

進一步，所述加壓裝置為漸縮孔。

進一步，所述漸縮孔內設有針閥、節流孔板和彈簧；所述漸縮孔的入口處安裝節流孔板，所述針閥座與節流孔板密封連接；所述針閥座內部設有針閥，所述針閥一端位于所述針閥座內，另一端通過彈簧與所述節流孔板連接；所述針閥座上設有若干噴孔，使液體加壓進入漸縮孔的出口。

進一步，所述試樣槽數量為4個。

進一步，所述輸送泵上的電機為變頻電機。

本發明的有益效果在于：

1.本發明所述的用于測量材料抗空蝕性能的試驗裝置，通過設置了若干試樣槽，可以實現同樣的條件下進行不同材料的空蝕試驗，將不同材料的抗空蝕性能進行對比。