[實用新型]基于水蝕研究系統的旋轉輪盤試樣夾裝結構

有效

• 申請號: 201922054730.0
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN211122280U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張荻;蔣明宏;謝永慧;張哲源
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陳翠蘭

本實用新型基于水蝕研究系統的旋轉輪盤試樣夾裝結構，輪盤上開設有定位槽與螺紋安裝孔用于與夾具上的定位凸臺以及安裝螺釘配合固定夾具。夾具主體部分包含上夾裝頭與下夾裝頭，下夾裝頭靠輪盤一側有一平臺，升降螺桿穿過平臺上的孔實現上下移動，平臺下有一限位螺母以固定升降螺桿位置。上下夾裝頭上均有夾裝槽，且夾裝槽內設有凸臺，用于固定試樣。安裝拆卸試樣時只需擰動限位螺母實現上夾裝頭的上下移動從而放入或取出試樣；同時能夠自主排布試樣，試樣數量可控；通過在不同安裝孔處安裝具有不同沖擊面角度的試樣，能夠一次進行多角度液滴沖蝕下試樣的抗水蝕性能測試。此結構能夠大幅減少水蝕試樣拆裝所需時間，縮短拆裝周期，提升效率。

技術領域

本實用新型屬于工業設備技術領域，具體涉及一種基于水蝕研究系統的旋轉輪盤試樣夾裝結構。

背景技術

汽輪機是一種將高溫高壓蒸汽的熱能轉化為機械能的旋轉動力機械。其葉片工作在高溫、承受離心力、承受氣流沖擊的惡劣環境下，因葉片而產生的事故占到了汽輪機總事故的40％，葉片的安全性與可靠性對于整個汽輪機機組來說都尤為重要。尤其是汽輪機末級葉片普遍工作在低壓、蒸汽濕度大的條件下，水分易在靜葉柵上凝結脫落形成液滴或是連續水流，然后沖擊到高速轉動的動葉片表面上并在葉片表面產生較大剪切力，破壞葉片表面分子結構，形成點狀凹坑，即產生“水蝕”現象。水蝕不僅惡化了葉片表面流動，使汽輪機的做功能力與效率下降，甚至可能加劇裂紋擴展最終導致葉片斷裂。因此，低壓末級葉片的水蝕問題備受關注。

19世紀初，為探究水蝕現象的機理并對防水蝕措施的有效性進行測試，研究人員開始了對水蝕現象的研究。由于實際汽輪機葉片尺寸較大且價格昂貴，在實際汽輪機葉片上直接進行葉片水蝕特性研究不可行，因此需要選定必要參數，建立小型化且安全有效的水蝕現象研究系統。但是實際汽輪機末級葉片轉速高，液滴沖擊速度大，這對于水蝕試樣固定裝置以及安裝方式提出了很高的要求。事實上，設計并采用穩定安全的水蝕試樣固定裝置是整個水蝕研究系統的關鍵一環。

另一方面，水蝕測試中較常用的探究試樣受水蝕程度的方法是稱重，即通過受高速射流沖擊試樣重量的流失來反映試樣受水蝕的程度，在這個過程中需要不斷地拆卸與安裝試樣最終得到試樣的質量損失曲線等結果。以往用于水蝕現象研究的試樣固定裝置安裝拆卸流程較復雜，單次安裝拆卸過程花費時間較長，使得整個過程時間成本高、周期長，因此有必要提出一種新的試樣安裝結構，在保證試樣有效固定的同時方便安裝拆卸，有效縮短拆裝周期。

實用新型內容

本實用新型的目的是在保證水蝕試樣安全有效固定的基礎上，提出一種方便拆卸安裝的基于水蝕研究系統的旋轉輪盤試樣夾裝結構。該結構有效縮短了單次試樣拆卸安裝過程所用時間，同時能夠自主布置試樣個數、在單個周期內進行多個沖擊角度下試樣抗水蝕特性的測試，極大節省了拆裝時間成本、提高了效率。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

基于水蝕研究系統的旋轉輪盤試樣夾裝結構，包括輪盤和夾具；其中，輪盤中心開設有用于套裝在轉軸上的輪盤安裝孔，輪盤的外緣開設有定位槽，用于限制夾具徑向及周向位移；輪盤的定位槽以內沿周向開設有若干個螺紋安裝孔，通過在螺紋安裝孔處旋入安裝螺釘來限制夾具的軸向位移；夾具用于夾持試樣。

本實用新型進一步的改進在于，與輪盤的定位槽相對應，夾具的中部設置有定位凸臺，其與定位槽采取間隙配合的方式安裝；夾具的定位凸臺下方開設有孔，與輪盤的螺紋安裝孔同心設置且孔徑相同。

本實用新型進一步的改進在于，夾具上方的主體部分包括下夾裝頭、上夾裝頭、升降螺桿和限位螺母；下夾裝頭靠輪盤一側設置有平臺，平臺中部開設有孔，與上夾裝頭一體的升降螺桿能夠穿過該孔實現上下移動；限位螺母設置在平臺下部，通過旋緊限位螺母實現帶動升降螺桿向下移動使得上夾裝頭夾緊試樣。

本實用新型進一步的改進在于，上夾裝頭與下夾裝頭上均開設有夾裝槽，該夾裝槽與試樣形狀相配合，具有設定的弧度，并通過槽內凸臺能夠限制試樣的周向與軸向位移。