一种用于材料抗磨蚀性能的测试装置的制作方法

本发明涉及材料抗空蚀及磨损性能领域，特别涉及一种材料抗磨蚀性能的测试装置。属于流体机械工程、多相流领域。

背景技术：

我国大多数河流都有一个共同的特点-含沙量大，含沙水会对水机过流部件产生磨损和空蚀的联合磨蚀破坏，大大降低水机的效率和使用寿命。目前，超声波振动气蚀机(在试验液体中加沙)是研究材料抗磨蚀性能常用设备之一，但在实际实验过程中面临一系列问题：实验过程中，泥沙介质会沉积在试件表面及容器底部，使得溶液中泥沙介质的浓度低于实验所要求的浓度，这会导致实验结果的不准确。此外现有的超声波振动气蚀机容器是不固定放置在支座上，使容器在实验过程中不稳定，导致实验结果不准确。

经检索，与本发明相关的专利申请有：一种气固液三相流冲蚀试验机(公开号：cn202814822u)，发明了一种气固液三相流冲蚀试验机，特点是可以模拟钻井过程和管道运输过程中气体、液体和固体对材料的冲蚀作用，但其结构较为复杂，且无法控制实验过程中的温度，对箱体高度无法调节。

磨蚀试验机(公开号：cn102854078a)，发明了一种磨蚀试验机，特点是可以对材料的磨蚀性能进行探究，但其在试验时，面临一些问题，例如对含沙介质浓度的调控难度较大、磨蚀试验舱的高度不能够调节、试验溶液的温度不能控制和溶液对试件表面的作用与实际作用方向不同等。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，超声波振动气蚀机(在试验液体中加沙)研究材料抗磨蚀性能时，泥沙容易沉积在试件表面及容器底部，且容器在实验过程中不稳定，使得实验结果不准确。

本发明的技术方案是：一种用于材料抗磨蚀性能的测量装置，包括容器、支架、滑块组合、固定装置a、旋转轮、磁铁、旋转装置和固定装置b。

支架底端被固定在隔音装置上，共有四个，四个分两组布置，分别布置在容器进出口玻璃管截面的两侧，每组内两个支架以长度、高度所在平面相对分布，且在每组相对支架内侧壁面开有长方体形状的槽，滑块组合的长方体滑块放入支架的槽内，滑块组合的螺栓位于支架的外侧，滑块组合能够沿支架上的槽滑动；固定装置a的螺栓穿过滑块组合内的孔，并能够沿孔左右移动；固定装置b位于另外一对支架内侧的槽内，与支架采用可拆卸装置连接，并能够沿支架的槽上下移动；

旋转轮放置在容器底部且有搅拌叶片一侧朝上，旋转轮与容器为可拆卸连接；

容器的下方设置有含有电机的旋转装置，旋转装置固定于隔音装置上，旋转装置上可拆卸连接有磁铁；

容器与磁铁的连接主要靠旋转轮与磁铁的磁力连接，可通过滑块组合、固定装置a和固定装置b调节容器至下端磁铁和旋转装置的间距，从而控制旋转轮转动。

所述的容器为圆柱形玻璃容器，内外壁面之间为空心隔层，容器的上方有变幅杆，容器根据变幅杆直径为d1、旋转轮安装和固定装置等因素，容器的尺寸参数设计为外径3d1、高度4d1、隔层厚度d1/2和玻璃厚度为d1/20。容器上布置有错开相对且垂直于容器轴线的圆柱形玻璃管，玻璃管与隔层相连，主要作用是进行水冷却，玻璃管的尺寸参数设计为内径d1/4、长度d1、壁厚d1/20，上玻璃管中心线距容器底部截面3d1处，下玻璃管中心线位于底部截面d1；

所述支架考虑滑块、固定装置和容器调节等因素，支架的尺寸参数设计为高度8d1、长度4d1、宽度2d1，两个支架间距为2d1，且在每组相对支架内侧壁面开有长方体形状的槽，考虑滑块安装因素等，槽的尺寸参数设置为长度2d1、宽度d1/2、高度为6d1；

所述滑块组合为塑料可拆卸装置，滑块组合由长方体滑块、螺栓固定连接组成，考虑支架尺寸和固定装置a安装等因素，滑块的尺寸参数为高度2d1、长度11d1/10、宽度为3d1,螺栓的内径为2d1，长度为3d1。为便于固定装置a螺栓的穿过，在滑块和螺栓沿轴线开了孔，孔的内径为3d1/2，滑块1采用塑料螺母固定在支架上；

所述固定装置a为可拆卸塑料装置，由外径3d1、高度2d1、厚度d1/2的空心圆柱的四分之一和内径为d1、长度为7d1的螺栓组成，固定装置的尺寸主要是考虑支架尺寸、滑块组合尺寸和容器尺寸等确定，固定装置a穿过滑块组合的空，并可沿孔移动，通过塑料螺母固定容器；

所述旋转轮为可拆卸装置，由圆柱形磁铁和垂直交叉搅拌的塑料长方体叶片固定连接组成，磁铁位于最低端，与容器的底端壁面接触，垂直交叉位于圆柱形塑料表面，考虑容器的尺寸和磁铁相互作用的性能等因素，圆柱形磁铁的尺寸参数为直径5d1/2、高度2d1，叶片的高度d1、长度2d1和宽度d1/2，叶片面向上放置在容器内；

所述磁铁为可拆卸装置，考虑容器的尺寸、与旋转轮作用等因素，磁铁的尺寸设计为直径3d1、高度d1，直接放入旋转盘内；

所述旋转装置为固定在隔音装上的可旋转塑料装置，由旋转盘、电机组成，旋转盘为圆柱形，下端与电机轴采用固定连接，内部开有圆柱形的槽，考虑磁铁的尺寸等因素，旋转盘的尺寸设计为直径18d1/5、高度为2d1，内部圆柱槽尺寸设计为直径17d1/5、高度8d1/5，底部电机固定连接在隔音装置上；

所述固定装置b为可拆卸装置，由外径3d1、高度2d1、厚度d1/2的空心圆柱的四分之一、内径为2d1、长度为3d1的螺栓、高度2d1、长度11d1/10、宽度为3d1的滑块和直径为2d1，长度为3d1的圆柱体固定连接组成，固定装置的尺寸主要是考虑支架尺寸和容器尺寸等确定，采用塑料螺母固定在支架上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：

本发明用于材料抗磨蚀性能的测试装置，沙粒不会沉淀在试件表面及容器底部，使溶液内沙粒的浓度满足试验要求，同时会增加磨损效果；滑块组合、固定装置a和固定装置b使实验过程中容器固定的更加牢固，增加实验的准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为滑块组合结构图；

图3为固定装置a结构图；

图4为固定装置b结构图；

图5旋转轮的结构图；

图6为整体结构俯视图；

附图标记说明，1-容器、2-支架、3-滑块组合、4-固定装置a、5-旋转轮、6-磁铁、7-旋转装置、8-固定装置b。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明。

结合图1和图2，本发明所述的用于材料抗磨蚀性能测试装置，包括支架(2)，滑块组合(3)等，支架(2)底端被固定在隔音装置上，共有四个，四个分两组布置，分别布置在容器(1)进出口玻璃管截面的两侧，每组内两个支架以长度、高度所在平面相对分布，两个支架间距为2d1，且在每组相对支架内侧壁面开有长方体形状的槽，槽的尺寸参数设置为长度2d1、宽度d1/2、高度为6d1，滑块组合(3)的长方体滑块放入支架(2)的内槽，滑块组合(3)的螺栓位于支架(2)的外侧，采用塑料螺母进行固定，调节螺母能够使滑块组合(3)能够沿支架(2)上的槽滑动。

结合图3，还应包括固定装置a(4)，固定装置a(4)和滑块组合(3)采用可拆卸连接，固定装置a(4)的螺栓穿过滑块组合(3)内的孔，并能够沿孔左右移动，通过螺母固定在容器(1)。

结合图4，还应该包括固定装置b(8)，固定装置b(8)位于另外一对支架(2)一侧，与支架(2)采用可拆卸装置连接，将固定装置b(8)的滑块安装在支架(2)上的内槽，并能够沿支架(2)的槽上下移动，但不能左右移动，用螺母将固定装置b(8)在支架(2)上。

结合图5和图6，还应该包括容器(1)，旋转轮(5)，磁铁(6)，旋转装置(7)等，旋转轮(5)与容器(1)为可拆卸连接，旋转轮(5)有搅拌叶片一侧朝上放置在容器(1)内，下端的磁铁(6)与含有电机的旋转装置(7)采用可拆卸连接，容器(1)与磁铁(6)的连接主要靠旋转轮(5)与磁铁(6)的磁力连接，可通过滑块组合(3)、固定装置a(4)和固定装置b(8)调节容器(1)至下端磁铁(6)和旋转装置(7)的间距，从而控制旋转轮(5)转动。

具体实施过程如下：

实验时，先将试件清洗、编号、称重和记录后，安装在变幅杆上，将旋转盘(5)的叶片向上放置在容器(1)内，在容器(1)内注入需要浓度的含沙溶液，将固定装置b(8)和滑块组合(3)安置在支架(2)上，然后将固定装置a(4)安放在滑块组合(3)上，先调节固定装置b(8)至一定高度后，用螺母将其固定，在调节滑块组合(3)至固定装置b(8)相同高度，用螺母将其固定，把容器(1)放置在滑块组合(3)和固定装置b(8)中间并调节使其满足实验高度后，使容器(1)的冷却玻璃管截面与支架(2)垂直相交后，用固定装置a(4)将其固定，并使用螺母将固定装置a(4)固定，容器(1)上的玻璃管与恒温箱的橡胶管连接后，将磁铁(6)放置在旋转装置(7)上，打开旋转装置(7)的电机，调节至恒定转速，如果旋转装置(7)上的磁铁(6)不能带动旋转轮(5)的旋转或者达不到旋转要求，可以通过调节滑块组合(3)、固定装置a(4)、固定装置b(8)重新定位容器(1)的高度，使其满足要求进行实验，可实现实验要求。