[实用新型]射流冲蚀磨损试验机

说明书

技术领域：本实用新型涉及一种射流冲蚀磨损试验机。

背景技术：我国大多数河流都是高含沙河流，含沙量高的水流对水轮机叶片的磨损伴随高水头带来的空蚀问题严重影响电站的有效运行，并带来巨大的经济损失，这一问题随着高水头、大流量水利水电工程的增加而日益突出，所以水轮机过流部件的磨蚀与防护研究引起了广泛的关注，目前常用的磨蚀试验装置有：磁致伸缩仪、转动型空蚀仪、旋转喷射装置、水洞空蚀装置及现场模拟高速含沙水流磨蚀试验法，这些设备在磨蚀试验研究领域发挥着很大的作用，同时仍存在着一些限制和缺陷，如：试验条件稳定性较差，对实际水流流态的模拟存在问题，参数值调节范围小，且数值较低，试验效率低，无法对高水头磨蚀试验进行研究，而且对于每一种磨蚀实验装置，其控制参数较为单一，因此有必要进一步完善和研发更佳的试验设计及装置。

发明内容：本实用新型可对含沙水对多种水头的水轮机过流部件的磨蚀与冲蚀行为进行模拟，模拟水轮机过流部件材料的应用环境，对含沙水对材料表面磨蚀行为及过程进行研究，同时可以对材料抗磨蚀性能进行分析研究。本实用新型的技术方案为：高压变频泵(1)的进水口通过进水管(2)与水箱(3)相连，出水口通过高压水管(4)与置于冲 蚀磨损试验舱(5)顶部的射流喷枪(6)的进水端(16)相连接；冲蚀样品部分(7)被置于位于冲蚀磨损试验舱(5)中下部的样品平台(8)上；冲蚀磨损试验舱(5)的下部通过尾水管(9)接入尾水箱(10)；沙箱(11)通过供沙管(12)与射流喷枪(6)的喷枪座(20)相连接；控制柜(13)通过水流量控制线(14)和沙流量控制线(15)分别与高压变频泵(1)和沙箱(11)相连接。

本实用新型包括的射流喷枪的喷枪体将水喷嘴压入喷枪座内，并通过螺纹接到喷枪座上；进水端将密封环压入喷枪体内，并通过螺纹连接到喷枪体上；喷管将沙浆喷嘴压入喷枪座，并通过螺纹连接到喷枪座上，进入进水端的水流经过喷枪体和水喷嘴的压缩，在喷枪座内形成高压射流，从而在喷枪座内形成真空，其自吸作用将沙吸入喷枪座，并在其中混合形成沙浆，沙浆经沙浆喷嘴压缩形成高压沙浆射流经喷管喷出射流喷枪。

本实用新型包括的样品平台的承台框焊接在冲蚀磨损试验舱上，承台轴从其中穿过，将磨蚀试样置于固定在试样承台上的试样座上，扣上试样压盖，试样承台通过承台轴与定位盘连接，通过将定位盘上的定位螺母拧入承台框的定位孔内来设定攻角，从而实现了对沙浆攻角的调控，攻角调控范围为0～90°每隔5°分布。

本实用新型的优点在于，在磨蚀试验过程中沙粒与水的混合过程在射流喷枪内完成，沙粒的供应由高速水流在射流喷枪内形成的真空自吸 作用来实现，泵系统不与含沙水接触，在避免沙粒与泵系统的相互破坏的同时，又使得试验过程中沙粒与水电机组过流部件相互作用情况更加吻合，试验机可以同时对对含沙水流速、含沙量、含沙种类、含沙水对材料攻角等重要参数进行控制与调节，可以更加真实有效的模拟水力发电设备过流部件的实际运行工况环境，对其磨蚀行为进行系统分析与研究。

附图说明：

图1是射流冲蚀磨损试验机系统示意图

图2是射流喷枪示意图

图3是试样平台及调节机构示意图

图4是承台框定位孔分布示意图

具体实施方式：

如图1所示，一种射流冲蚀磨损试验机，高压变频泵1的进水口通过进水管2与水箱3相连，出水口通过高压水管4与置于冲蚀磨损试验舱5顶部的射流喷枪6的进水端16相连接；磨蚀试验样品部分7被置于位于冲蚀磨损试验舱5中下部的样品平台8上；冲蚀磨损试验舱5的下部通过尾水管9接入尾水箱10；沙箱11通过供沙管12与射流喷枪6的喷枪座20相连接；控制柜13通过水流量控制线14和沙流量控制线15分别与高压变频泵1和沙箱11相连接，分别控制水流量和沙流量，进而控制射流喷枪6的喷管22 喷射出的沙浆的喷射速度及含沙量，从而实现对水轮机过流部件材料的应用环境模拟。

如图2所示，射流喷枪6的喷枪体18将水喷嘴19压入喷枪座20内，并与喷枪座20相连接；进水端16将密封环17压入喷枪体18内，并与喷枪体18相连接；喷管22将沙浆喷嘴21压入喷枪座20，并与喷枪座20相连接。进入进水端16的水流经过喷枪体18和水喷嘴19的压缩，在喷枪座20内形成高压射流，从而在喷枪座20内形成真空，其自吸作用将沙吸入喷枪座20，并在其中混合形成沙浆，沙浆经沙浆喷嘴21压缩形成高压沙浆射流经喷管22喷出射流喷枪6。

如图3和图4所示，样品平台8的承台框25焊接在冲蚀磨损试验舱5上，承台轴26从其中穿过；磨蚀试样29被试样压盖30固定在位于试样承台27上的试样座28上；试样承台27通过承台轴26与定位盘24相连接，通过将定位盘24上的定位螺母23拧入承台框25的定位孔内来设定攻角，从而实现了对沙浆攻角的调控，攻角调控范围为0～90°每隔5°分布。