[發明專利]一種用于測試材料抗磨損和抗空蝕性能的裝置

有效

• 申請號: 201810809615.7
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109142119B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉厚林;張子龍;王勇;曹滿輝;羅凱凱;王凱;董亮;談明高
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種用于測試材料抗磨損和抗空蝕性能的裝置，測試桶設有測試液，測試桶內懸掛被測試件，還包括噴射系統；所述噴射系統包括砂漿泵、氣體壓縮泵、噴頭和篩氣導水管；所述砂漿泵的進口與測試桶連接，所述砂漿泵的出口依次與篩氣導水管和噴頭連接，所述噴頭安裝在測試桶上；所述砂漿泵的出口與篩氣導水管之間設有進氣口，所述進氣口與氣體壓縮泵連接；所述進氣口與所述砂漿泵的出口之間設有回流管路，所述回流管路與測試桶底部連接；所述篩氣導水管內設有若干均布的長直篩氣孔。本發明可以通過控制不同射流速度、對被測試材料噴射含有不同濃度氣液固三相的測試液，可以模擬在不同情況下，被測試材料的抗磨損和抗空蝕性能。

技術領域

本發明涉及材料抗磨損和抗空蝕性能領域，特別涉及一種用于測試材料抗磨損和抗空蝕性能的裝置。

背景技術

大多數河流都含有大量的沙石，這會導致輸水設備在輸水過程中由于固體顆粒造成的磨損，導致過流部件的損壞；在一些輸水設備的一些特殊部位(泵和水輪機內葉輪表面、管道拐角內壁等)處，被輸送流體內會存在水蒸氣、空氣、特殊化工氣體等氣體相組成的空泡，在流體流動的過程中，由于流體局部壓力增大、流體內部相互沖擊、設備振動等原因，這些空泡會在過流部件表面潰滅，空泡周圍的流體迅速涌入空泡所在的空間，形成局部高速射流，對過水部件表面形成極大的空蝕破壞。當被輸送流體內同時含有固相和氣相時，輸水過程中，在過流部件的一些表面就同時存在磨損和空蝕，從而大大降低設備的工作效率和使用壽命。與此同時，在不同的工作溫度、工作壓力下，被輸送流體對過流部件表面的磨損和空蝕程度也不相同。

目前，輸水設備過流部件表面進行抗磨損或者抗空蝕材料處理，然后進行試驗，這種方法很難同時測試材料的抗磨損和抗空蝕性能，并且工藝要求較高，試驗價格高、周期較長，不利于實際生產的應用。目前，常用摩擦磨損試驗機等試驗機測試材料抗磨損性能，但這類磨損試驗機的測試機理與水力機械中含沙介質的磨損機理不同：摩擦磨損試驗機主要機理是通過不斷對材料表面進行摩擦，從而對比不同材料的磨損性能；而輸水設備中含沙介質的磨損和空蝕，涉及多相流領域，磨損比較復雜。因此，有必要研究用于測試在不同射流速度、沖擊角度和距離、固體顆粒濃度、氣體濃度、固體顆粒粒徑、氣泡大小、工作壓力、工作溫度的情況下，材料磨損和空蝕程度的試驗裝置。

經檢索，公開號為CN 1687741A，名稱為自循環式噴頭耐磨損試驗裝置的專利，公開了一種自循環式噴頭耐磨損試驗裝置，特點是具有自循環、自均勻和定量含沙量，但其無法測量材料的抗磨損和抗空蝕性能，僅可測試噴頭的耐磨性能，且通過噴頭的準確流量無法測得。

公告號為CN 204556421U，名稱為射流沖蝕磨損試驗機的專利，公開了一種磨蝕試驗機，特點是模擬水輪機過流部件材料的應用環境，研究含沙水對材料表面磨蝕行為及過程，同時可以對材料抗磨蝕性能進行分析研究，但其在試驗時，面臨一些問題，例如噴頭的通過流量以及壓力無法測得，試驗過程中對水不能實現循環利用。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種用于測試材料抗磨損和抗空蝕性能的裝置，通過控制不同射流速度、沖擊角度和距離、固體顆粒濃度、氣體濃度、固體顆粒粒徑、氣泡大小、工作壓力、工作溫度，對被測試材料噴射含有不同濃度氣液固三相的測試液，可以模擬在不同情況下，被測試材料的抗磨損和抗空蝕性能。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種用于測試材料抗磨損和抗空蝕性能的裝置，測試桶設有測試液，測試桶內懸掛被測試件，還包括噴射系統；所述噴射系統包括砂漿泵、氣體壓縮泵、噴頭和篩氣導水管；所述砂漿泵的進口與測試桶連接，所述砂漿泵的出口依次與篩氣導水管和噴頭連接，所述噴頭安裝在測試桶上；所述砂漿泵的出口與篩氣導水管之間設有進氣口，所述進氣口與氣體壓縮泵連接；所述進氣口與所述砂漿泵的出口之間設有回流管路，所述回流管路與測試桶底部連接；所述篩氣導水管內設有若干均布的長直篩氣孔。