一種可控砂粒流量無級變速風機葉片沖蝕試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可控砂粒流量無級變速風機葉片沖蝕試驗裝置，是由空壓機、氣體輸送管、壓力傳感器、噴槍、儲砂室、砂粒流量控制閥、砂管、顆粒流量傳感器、進氣管道、沖蝕磨損試驗室、沖蝕磨損試驗室上罩、出氣管道、除塵器、電機、變頻器、風機葉輪、控制柜、電機支架、進氣管道支架、控制柜支架、角鐵架組成，克服了現有沖蝕磨損試驗裝置不能真實模擬風機旋轉葉片發(fā)生沖蝕磨損工況的一系列技術難題。
【專利說明】一種可控砂粒流量無級變速風機葉片沖蝕試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種材料沖蝕磨損性能的測試技術，特別涉及一種可控砂粒流量無級變速風機葉片沖蝕試驗裝置。
【背景技術】
[0002]風機葉片沖蝕試驗裝置研究的出發(fā)點是分析不同材料、構形和形態(tài)的風機葉片的氣/固沖蝕磨損性能、沖蝕磨損機理，研究開發(fā)新型耐沖蝕磨損材料和新的抗沖蝕磨損方法。
[0003]材料的沖蝕磨損與防護始終是人們重點研究的領域，在機械、冶金、能源、建材等領域，由于材料的沖蝕磨損，特別是風機葉片的沖蝕磨損破壞，每年都會造成巨額的浪費和損失。因此,研究風機葉片的沖蝕磨損特性及機理,提高材料耐沖蝕性能成為人們極為關注和亟待解決的問題。
[0004]目前，獲得風機葉片在氣/固兩相流條件下的沖蝕磨損性能主要通過以下三種方式:
[0005]一是設備檢修中調查研究或在生產過程中獲得測量數據，這種方法可有效獲得風機葉片在真實工作環(huán)境中的沖蝕磨損性能，但是，這種測試數據的獲取效率低，且只能在設備投入后獲得，無法滿足實際的需要；
[0006] 二是樣件在靜止條件下，在不同沖擊角度、沖蝕速率等沖蝕磨損條件下，獲得測量數據，但是，這種測試方法無法真實反映風機葉片旋轉過程中在氣/固兩相流條件下的沖蝕磨損性能，測試結果不夠真實、準確；
[0007]三是沖蝕風洞，用于研究工作在氣/固兩相流中旋轉部件的沖蝕磨損特性，但該設備只能模擬工作在氣體輸送管道中部件的沖蝕磨損特性，不能實現不同旋轉速度下風機葉片的沖蝕磨損性能分析，與風機葉片的工況條件還有很大差別。
[0008]此外，在沖蝕磨損試驗過程中，由于高壓氣體供給系統(tǒng)易產生壓力不足或壓力過大、進砂管易發(fā)生砂粒阻塞等故障，嚴重影響試驗結果的準確性，因此，提供一種能夠真實模擬風機葉片的沖蝕磨損過程的試驗裝置，準確地測試離心風機和軸流風機葉片在氣/固兩相流條件下的沖蝕磨損性能，是一個急需解決的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的是為了克服現有沖蝕磨損試驗裝置不能真實模擬風機旋轉葉片發(fā)生沖蝕磨損工況的一系列技術難題，而提供一種可控砂粒流量無級變速風機葉片沖蝕試驗
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[0010]本發(fā)明是由空壓機1、氣體輸送管2、壓力傳感器3、噴槍4、儲砂室5、砂粒流量控制閥6、砂管7、顆粒流量傳感器8、進氣管道11、沖蝕磨損試驗室12、沖蝕磨損試驗室上罩13、出氣管道15、除塵器16、電機17、變頻器18、風機葉輪20、控制柜21、電機支架33、進氣管道支架35、控制柜支架36、角鐵架38組成；[0011]其中空壓機1、氣體輸送管2、氣壓傳感器3、噴槍4、進氣管道11、沖蝕磨損試驗室12依次相連通，進氣管道11下方設置有進風口 9，沖蝕磨損試驗室上罩13通過罩鏈接螺栓14活動安裝在沖蝕磨損試驗室12的上部，風機葉輪20設置在沖蝕磨損試驗室12內，且進氣管道11、風機葉輪20和電機17同軸，風機葉輪20由通過變頻器18控制的電機17帶動轉動，電機17通過電機底座螺栓34固定在電機支架33上，進氣管道11固定在進氣管道支架35上；
[0012]沖蝕磨損試驗室12、出氣管道15、儲砂室5、砂管7與噴槍4依次相連通，砂粒流量控制閥6和顆粒流量傳感器8依次設置在儲砂室5和噴槍4之間的砂管7上，沖蝕磨損試驗室12上開設有透明窗口 ；
[0013]除塵器16設置在沖蝕磨損試驗室12的上部；
[0014]控制柜21內設置有空壓機壓力調節(jié)器22、電機轉速調節(jié)器23、砂粒流量異常蜂鳴器24、氣壓流量異常蜂鳴器25、風機開關26、風機工作指示燈27、電機開關28、電機工作指示燈29、電源開關30、電源指示燈31、急停開關32，空壓機壓力調節(jié)器22、風機開關26、風機工作指示燈27與空壓機I相連，電機轉速調節(jié)器23與變頻器18相連，砂粒流量異常蜂鳴器24與顆粒流量傳感器8相連，氣壓流量異常蜂鳴器25與氣壓傳感器3相連，電機開關28、電機工作指示燈29與電機17相連，控制柜21固定在控制柜支架36上；
[0015]所述的電機支架33、儲砂室5、進氣管道支架35、控制柜支架36和空壓機I通過螺栓鏈接角鐵架螺栓37固定在角鐵架38上，角鐵架38通過接地螺栓39固定在地面上。
[0016]本發(fā)明的工作原理及過程是:
[0017]檢測離心風機葉片表面的沖蝕磨損性能:利用空壓機I產生的高壓氣體在噴槍4內高速流動形成負壓，產生引射作用，將儲砂室5內的磨料吸入噴槍4內，然后，磨料隨高壓氣體以不同的速度通過進氣管道11噴射到沖蝕磨損試驗室12內，加之在風機葉輪20旋轉產生的氣流作用下，噴射到樣件表面，通過磨粒在一定時間內的高速沖擊作用，來檢測風機葉輪20表面的沖蝕磨損性能；
[0018]高壓氣體供給系統(tǒng)故障是通過在氣體輸送管上加氣壓傳感器以及相應的蜂鳴器，當壓力不足或過大時，相應蜂鳴器發(fā)出報警聲，及時發(fā)現并排除故障，實現測試結果的準確性；
[0019]及時發(fā)現、排除砂粒阻塞故障是通過在砂管上設置顆粒流量傳感器，以及相應的蜂鳴器，當砂管發(fā)生砂粒阻塞時，相應蜂鳴器立即發(fā)出報警聲，發(fā)現、排除砂粒阻塞故障可以實現試驗結果的準確性；
[0020]風機葉輪在可變旋轉速度下的沖蝕磨損特性是通過變頻器調節(jié)電機的無級變速來實現的；
[0021]不同粒徑的砂粒流量是通過砂粒流量控制閥調節(jié)；
[0022]進氣管道通過螺栓連接來調整長度，這種加長管道具有調節(jié)氣流的穩(wěn)定性作用；
[0023]進氣管道與噴槍連接后，封口，保證噴槍的位置固定，減少試驗誤差；
[0024]沖蝕磨損試驗室留有可以活動的沖蝕磨損試驗室上罩，保證測試過程中更換風機葉輪的方便性；
[0025]除塵器設置在沖蝕磨損試驗室的上部，減少粉塵量，降低空氣污染，保證測試人員身體健康；[0026]測試系統(tǒng)與角鐵架相連，同時角鐵架與地相接，保證所有部件的平行度，且具有減振效果；
[0027]砂管和出氣管道通過儲砂室相通，出氣口吹出的砂粒直接進入儲砂室，保證試驗的連續(xù)循環(huán)性；
[0028]電機電壓380V,傳感器電壓12V,電機軸米用國標規(guī)定尺寸，保證測試系統(tǒng)的通用性；
[0029]通過在沖蝕磨損試驗室開設透明窗口，可以通過高速攝像設備觀察、記錄砂粒沖撞旋轉葉輪的過程，為進一步分析沖蝕機理提供可靠依據；
[0030]被測風機葉片與風機葉輪壁板間可以通過螺栓螺接，也可以焊接，也可以通過鑄造技術直接成型。
[0031]本發(fā)明的有益效果:
[0032](I)可以使風機葉片在旋轉過程中同時受到氣/固兩相流的沖蝕；
[0033](2)可以用于離心風機葉片和軸流風機葉片材料、構形和表面形態(tài)的選擇和沖蝕磨損機理研究；
[0034](3)本發(fā)明裝置在工作過程中流場穩(wěn)定，能夠真實準確地模擬風機葉片的沖蝕過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0036]圖2為圖1中沖蝕磨損試驗室、沖蝕磨損試驗室上罩、出氣管道和儲砂室的側視圖。
[0037]圖3為離心風機葉輪的示意圖。
[0038]圖4為軸流風機葉輪的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]實施例1:
[0040]請參閱圖1、圖2和圖3所示，本實施例為離心風機葉片沖蝕性能測試。
[0041 ] 本實施例是由空壓機1、氣體輸送管2、壓力傳感器3、噴槍4、儲砂室5、砂粒流量控制閥6、砂管7、顆粒流量傳感器8、進氣管道11、沖蝕磨損試驗室12、沖蝕磨損試驗室上罩13、出氣管道15、除塵器16、電機17、變頻器18、風機葉輪20、控制柜21、電機支架33、進氣管道支架35、控制柜支架36、角鐵架38組成；
[0042]其中空壓機1、氣體輸送管2、氣壓傳感器3、噴槍4、進氣管道11、沖蝕磨損試驗室12依次相連通，進氣管道11下方設置有進風口 9，沖蝕磨損試驗室上罩13通過罩鏈接螺栓14活動安裝在沖蝕磨損試驗室12的上部，風機葉輪20設置在沖蝕磨損試驗室12內，且進氣管道11、風機葉輪20和電機17同軸，風機葉輪20由通過變頻器18控制的電機17帶動轉動，電機17通過電機底座螺栓34固定在電機支架33上，進氣管道11固定在進氣管道支架35上；
[0043]沖蝕磨損試驗室12、出氣管道15、儲砂室5、砂管7與噴槍4依次相連通，砂粒流量控制閥6和顆粒流量傳感器8依次設置在儲砂室5和噴槍4之間的砂管7上，沖蝕磨損試驗室12上開設有透明窗口 ；
[0044]除塵器16設置在沖蝕磨損試驗室12的上部；
[0045]控制柜21內設置有空壓機壓力調節(jié)器22、電機轉速調節(jié)器23、砂粒流量異常蜂鳴器24、氣壓流量異常蜂鳴器25、風機開關26、風機工作指示燈27、電機開關28、電機工作指示燈29、電源開關30、電源指示燈31、急停開關32，空壓機壓力調節(jié)器22、風機開關26、風機工作指示燈27與空壓機I相連，電機轉速調節(jié)器23與變頻器18相連，砂粒流量異常蜂鳴器24與顆粒流量傳感器8相連，氣壓流量異常蜂鳴器25與氣壓傳感器3相連，電機開關28、電機工作指示燈29與電機17相連，控制柜21固定在控制柜支架36上；
[0046]所述的電機支架33、儲砂室5、進氣管道支架35、控制柜支架36和空壓機I通過螺栓鏈接角鐵架螺栓37固定在角鐵架38上，角鐵架38通過接地螺栓39固定在地面上；
[0047]被測離心風機葉片a焊接在與風機葉輪壁板間。
[0048]本實施例利用空壓機I產生的高壓氣體在噴槍4內高速流動形成負壓，產生引射作用，將儲砂室5內的磨料吸入噴槍4內，然后，磨料隨高壓氣體以不同的速度通過進氣管道11噴射到沖蝕磨損試驗室12內，加之在離心風機葉片a旋轉產生的氣流作用下，噴射到樣件表面，通過磨粒在一定時間內的高速沖擊作用，來檢測離心風機葉片a表面的沖蝕磨損性能。
[0049]實施例2:
[0050]請參閱圖1、圖2和圖4所示，該實施例為軸流風機葉片沖蝕性能測試。
[0051 ] 本實施例是由空壓機1、氣體輸送管2、壓力傳感器3、噴槍4、儲砂室5、砂粒流量控制閥6、砂管7、顆粒流量傳感器8、進氣管道11、沖蝕磨損試驗室12、沖蝕磨損試驗室上罩13、出氣管道15、除塵器16、電機17、變頻器18、風機葉輪20、控制柜21、電機支架33、進氣管道支架35、控制柜支架36、角鐵架38組成；
[0052]其中空壓機1、氣體輸送管2、氣壓傳感器3、噴槍4、進氣管道11、沖蝕磨損試驗室12依次相連通，進氣管道11下方設置有進風口 9，沖蝕磨損試驗室上罩13通過罩鏈接螺栓14活動安裝在沖蝕磨損試驗室12的上部，風機葉輪20設置在沖蝕磨損試驗室12內，且進氣管道11、風機葉輪20和電機17同軸，風機葉輪20由通過變頻器18控制的電機17帶動轉動，電機17通過電機底座螺栓34固定在電機支架33上，進氣管道11固定在進氣管道支架35上；
[0053]沖蝕磨損試驗室12、出氣管道15、儲砂室5、砂管7與噴槍4依次相連通，砂粒流量控制閥6和顆粒流量傳感器8依次設置在儲砂室5和噴槍4之間的砂管7上，沖蝕磨損試驗室12上開設有透明窗口 ；
[0054]除塵器16設置在沖蝕磨損試驗室12的上部；
[0055]控制柜21內設置有空壓機壓力調節(jié)器22、電機轉速調節(jié)器23、砂粒流量異常蜂鳴器24、氣壓流量異常蜂鳴器25、風機開關26、風機工作指示燈27、電機開關28、電機工作指示燈29、電源開關30、電源指示燈31、急停開關32，空壓機壓力調節(jié)器22、風機開關26、風機工作指示燈27與空壓機I相連，電機轉速調節(jié)器23與變頻器18相連，砂粒流量異常蜂鳴器24與顆粒流量傳感器8相連，氣壓流量異常蜂鳴器25與氣壓傳感器3相連，電機開關28、電機工作指示燈29與電機17相連，控制柜21固定在控制柜支架36上；
[0056]所述的電機支架33、儲砂室5、進氣管道支架35、控制柜支架36和空壓機I通過螺栓鏈接角鐵架螺栓37固定在角鐵架38上，角鐵架38通過接地螺栓39固定在地面上；
[0057]被測軸流風機葉片a與風機葉輪壁板為直接鑄造成型。
[0058]本實施例利用空壓機I產生的高壓氣體在噴槍4內高速流動形成負壓，產生引射作用，將儲砂室5內的磨料吸入噴槍4內，然后，磨料隨高壓氣體以不同的速度通過進氣管道11噴射到沖蝕磨損試驗室12內，加之在軸流風機葉片a旋轉產生的氣流作用下，噴射到樣件表面，通過磨粒在一定時間內的高速沖擊作用，來檢測軸流風機葉片a表面的沖蝕磨損性能。
【權利要求】
1.一種可控砂粒流量無級變速風機葉片沖蝕試驗裝置，其特征在于:是由空壓機(I)、氣體輸送管(2)、壓力傳感器(3)、噴槍(4)、儲砂室(5)、砂粒流量控制閥(6)、砂管(7)、顆粒流量傳感器(8)、進氣管道(11)、沖蝕磨損試驗室(12)、沖蝕磨損試驗室上罩(13)、出氣管道(15)、除塵器(16)、電機(17)、變頻器(18)、風機葉輪(20)、控制柜(21)、電機支架(33)、進氣管道支架(35)、控制柜支架(36)、角鐵架(38)組成； 其中空壓機(I)、氣體輸送管(2)、氣壓傳感器(3)、噴槍(4)、進氣管道(11)、沖蝕磨損試驗室(12)依次相連通，進氣管道(11)下方設置有進風口(9)，沖蝕磨損試驗室上罩(13)通過罩鏈接螺栓(14)活動安裝在沖蝕磨損試驗室(12)的上部，風機葉輪(20)設置在沖蝕磨損試驗室(12)內，且進氣管道(11 )、風機葉輪(20)和電機(17)同軸，風機葉輪(20)由通過變頻器(18 )控制的電機(17 )帶動轉動，電機(17 )通過電機底座螺栓(34)固定在電機支架(33)上，進氣管道(11)固定在進氣管道支架(35)上； 沖蝕磨損試驗室(12)、出氣管道(15)、儲砂室(5)、砂管(7)與噴槍(4)依次相連通，砂粒流量控制閥(6 )和顆粒流量傳感器(8 )依次設置在儲砂室(5 )和噴槍(4 )之間的砂管(7 )上，沖蝕磨損試驗室(12 )上開設有透明窗口( 41); 除塵器(16)設置在沖蝕磨損試驗室(12)的上部； 控制柜(21)內設置有空壓機壓力調節(jié)器(22)、電機轉速調節(jié)器(23)、砂粒流量異常蜂鳴器(24)、氣壓流量異常蜂鳴器(25)、風機開關(26)、風機工作指示燈(27)、電機開關(28)、電機工作指示燈(29)、電源開關(30)、電源指示燈(31)、急停開關(32)，空壓機壓力調節(jié)器(22)、風機開關(26)、風機工作指示燈(27)與空壓機(I)相連，電機轉速調節(jié)器(23)與變頻器(18)相連，砂粒流量異常蜂鳴器(24)與顆粒流量傳感器(8)相連，氣壓流量異常蜂鳴器(25)與氣壓傳感器(3)相連，電機開關(28)、電機工作指示燈(29)與電機(17)相連，控制柜(21)固定在控制柜支架(36)上； 所述的電機支架(33)、儲砂室(5)、進氣管道支架(35)、控制柜支架(36)和空壓機(I)通過螺栓鏈接角鐵架螺栓(37)固定在角鐵架(38)上，角鐵架(38)通過接地螺栓(39)固定在地面上。
【文檔編號】G01N3/56GK103645103SQ201310751224
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月29日 優(yōu)先權日:2013年12月29日
【發(fā)明者】韓志武, 張俊秋, 尹維, 劉慶萍, 江佳廉, 付君, 任露泉 申請人:吉林大學