本发明专利技术涉及一种试样轴向冲刷腐蚀试验装置及方法，包括加热保温系统、罐体、螺杆型搅拌桨、导流筒、连接杆、连接盘、罐体顶盖、导向筒、真空系统、波纹管、定位杆、电机、磁性连轴传动件、升降系统、试样夹具、试样和顶针等结构件。试验装置的工作原理为电机驱动外磁体旋转，磁力作用下将旋转运动传递至内磁体，内磁体旋转带动螺杆型搅拌桨旋转，驱动罐体内流体在垂直方向上循环流动，导流筒外壁安装试样夹具固定试样，形成流体对试样的轴向冲刷。本发明专利技术的积极效果是，采用一个简单的罐体搅拌结构实现了试样的轴向冲刷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，用于实现管材、棒材试样的表面冲刷试验。
技术介绍
现有的高温流体装置中，流体的驱动方式主要有两种:热对流和机械泵驱动，其缺点是:热对流驱动的流体流速一般较小，且不适合于粘度较大的流体；机械泵驱动的流体一般流速较大，缺点是一些特殊高温、高腐蚀流体对机械泵的性能要求很高，且采用机械泵驱动的试验装置一般规模较大，建设和运行成本高。 对于一些特殊流体，如液态铅铋合金，其温度高，化学性质活泼，腐蚀性强。如何实现小型试验装置内铅铋流体驱动，并能保持稳定流速、对试样进行轴向冲刷和长期稳定运行，是一个亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题:克服现有技术的不足，提供，采用一个简单的罐体搅拌结构实现了试样的轴向冲刷，有效模拟一些特殊工况下的试样和流体环境，如反应堆堆芯包壳管所处工况，具有试验装置小巧、功能全、建造和运行成本低等优点。 本专利技术技术解决方案:一种试样轴向冲刷腐蚀试验装置，包括:加热保温系统、罐体、螺杆型搅拌桨、导流筒、连接杆、连接盘、罐体顶盖、导向筒、真空系统、波纹管、定位杆、电机、磁性连轴传动件、升降系统、试样夹具、试样和顶针；顶针焊接固定于罐体底部中心位置；试样采用试样夹具固定；试样夹具安装固定在导流筒外壁；导流筒通过连接杆与连接盘连接；连接盘与螺杆型搅拌桨传动轴为同心套管结构并轴向连接；螺杆型搅拌桨传动轴上端与磁性连轴传动件连接；磁性连轴传动件与电机连接；磁性连轴传动件外壳与升降系统下端、波纹管上端连接；波纹管下端与导向筒连接；导向筒侧壁连接真空系统，导向筒下端连接罐体顶盖；罐体顶盖下端与罐体连接；罐体顶盖上端与定位杆连接；定位杆穿过磁性连轴传动件外壳与升降系统上端连接；升降系统通过对磁性连轴传动件外壳施加压力，控制波纹管伸缩实现螺杆型搅拌桨、导流筒在密闭的罐体内升降。 罐体为流体流动和储存的容器，通常，罐体内截面为圆形，以减少流体流阻，另外为了保证罐体内流体处于高温条件,罐体外侧有加热保温系统。 真空系统，实现实验装置的抽真空及惰性气体充排功能。 升降系统，通过压缩波纹管，实现试样、搅拌桨和导流筒在罐体内的升降功能。 螺杆型搅拌桨，叶片为连续螺旋状，通过高速旋转压缩驱动流体流动，为了减少高温流体的传热影响到电机的工作环境，螺杆型搅拌桨通常有一个长的传动轴。螺杆型搅拌桨传动轴底部有圆锥孔，圆锥孔大小与顶针大小相匹配。 顶针，焊接固定于罐体底部中心位置，尖部设计加工为圆锥状，对螺杆型搅拌桨传动轴进行定位。 连接盘，通过连接杆与导流筒连接，连接盘与螺杆型搅拌桨传动轴为同心套管结构并轴向连接。在螺杆型搅拌桨升降过程中，连接盘同步升降。在螺杆型搅拌桨旋转过程中，连接盘不旋转。 定位杆，连接升降系统与罐体顶盖，并穿过磁性连轴传动件外壳。定位杆通常由3根呈正三角形排列的细长钢棒组成，作用是固定升降系统，同时防止电机旋转过程中产生对波纹管的扭矩。 波纹管，连接磁性连轴传动件和导向筒，作用是试验装置密封，同时通过伸缩实现螺杆型搅拌桨、导流筒在密闭的罐体内升降。 电机通过磁性连轴传动件驱动螺杆型搅拌桨，磁性连轴传动件包括外磁体、内磁体、外壳和隔离罩四部分，隔离罩采用柔性石墨材料消除磁阻，外磁体和内磁体均由两个大小相同的半O型圈结构永磁体组成，外磁体与电机连接，内磁体与螺杆型搅拌桨的传动轴上端连接。工作时电机驱动外磁体旋转，磁力作用下将旋转运动传递至内磁体，并带动螺杆型搅拌桨旋转，结合导流筒导流作用，驱动罐体内流体在垂直方向上循环流动。 试样夹具采用特殊设计结构，由上顶盖、下卡套、下底盖三部分组成，上顶盖、下卡套分别固定于导流筒外壁上下两端并保持同轴，下卡套和下底盖采用间隙配合，并利用细金属丝缠绕固定，保证试样安装、拆卸过程不碰触试样中间段，同时避免腐蚀和自焊，试验结束后剪断金属丝取出试样。 本专利技术与现有技术相比的优点在于: (I)现有流体冲刷腐蚀试验中，试验装置一般为回路管道结构，装置规模大、建造和运行成本高，本专利技术利用一个简单的罐体结构实现了对试样的轴向冲刷，具有试验装置小巧、功能全、建造和运行成本低等优点； (2)本专利技术采用搅拌桨与导流筒组合的机械结构驱动流体，特别适合于高温、高腐蚀、化学性质活泼的低流速流体； (3)本专利技术通过利用升降系统压缩波纹管，控制螺杆型搅拌桨、导流筒在罐体内升降，简易实现了高温、密闭环境下罐体内螺杆型搅拌桨、导流筒的操作，避免了罐体内流体低温凝固或蒸气泄漏可能造成的系列实验问题； (4)本专利技术中电机通过磁性连轴传动件驱动螺杆型搅拌桨,磁性连轴传动件的隔离罩采用柔性石墨材料，利用柔性石墨材料抗磁性强、耐高温、耐腐蚀、密封型优良的特点，可以充分满足试验装置的实验条件需求； [0021 ] (5)本专利技术中，试样夹具由上顶盖、下卡套和下底盖三部分组成，可以方便试样的安装和拆卸，并可实现试样安装、拆卸过程均不碰触试样中间段，同时由于不需要螺帽和卡扣等紧固件，避免了螺帽、卡扣的腐蚀自焊和对试样产生额外应力。 【附图说明】 图1为本专利技术的试验装置总体结构示意； 图2为本专利技术实施例的罐体和罐内部件(未含螺杆型搅拌桨)俯视图； 图3为本专利技术的磁性连轴传动件结构示意图； 图4为本专利技术中螺杆型搅拌桨示意图； 图5为本专利技术中上顶盖示意图； 图6为本专利技术中下卡套示意图； 图7为本专利技术中下顶盖示意图。 【具体实施方式】 如图1、图2所示，本专利技术试验装置包括:加热保温系统1、罐体2、螺杆型搅拌桨3、导流筒4、连接杆14、连接盘5、罐体顶盖6、导向筒7、真空系统8、波纹管9、定位杆10、电机 11、磁性连轴传动件12、升降系统13、试样夹具15、试样16和顶针17 ;顶针17焊接于罐体2底部中心位置；试样16米用试样夹具15固定；试样夹具15安装固定在导流筒4外壁；导流筒4通过连接杆14与连接盘5连接；连接盘5与螺杆型搅拌桨3传动轴为同心套管结构并轴向连接；螺杆型搅拌桨3传动轴上端与磁性连轴传动件12连接；磁性连轴传动件12与电机11连接；磁性连轴传动件12外壳与升降系统13下端、波纹管9上端连接；波纹管9下端与导向筒7连接；导向筒7侧壁连接真空系统8，导向筒7下端连接罐体顶盖6 ;罐体顶盖6下端与罐体2连接；罐体顶盖6上端与定位杆10连接；定位杆10穿过磁性连轴传动件12外壳与升降系统13上端连接；升降系统13通过对磁性连轴传动件12外壳施加压力，控制波纹管9伸缩实现螺杆型搅拌桨3、导流筒4在密闭的罐体2内升降。 如图3所示，磁性连轴传动件12包括外磁体18、内磁体19、隔离罩20和外壳21四部分，外磁体18与电机11连接，内磁体19与螺杆型搅拌桨3的传动轴上端连接，工作时电机11驱动外磁体18旋转，磁力作用下将旋转运动传递至内磁体19，进而带动螺杆型搅拌桨3旋转。 如图4所示，螺杆型搅拌桨3叶片为连续螺旋状，通过高速旋转压缩驱动导流筒4与螺杆型搅拌桨3间的流体，螺杆型搅拌桨3传动轴底部有圆锥孔，圆锥孔大小与顶针17大小相匹配。 如图5 - 7所示，试样夹具由上顶盖22、下卡套23和下底盖24三部分组成，上顶盖22、下卡套23分别固定于导流筒4外壁上下两端并保持同轴，下卡套23和下底本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种试样轴向冲刷腐蚀试验装置，其特征在于包括：罐体(2)、螺杆型搅拌桨(3)、导流筒(4)、连接杆(14)、连接盘(5)、罐体顶盖(6)、导向筒(7)、真空系统(8)、波纹管(9)、定位杆(10)、电机(11)、磁性连轴传动件(12)、升降系统(13)、试样夹具(15)、试样(16)和顶针(17)；螺杆型搅拌桨(3)、导流筒(4)、连接杆(14)、连接盘(5)、试样夹具(15)、试样(16)和顶针(17)均位于罐体(2)内，其中顶针(17)固定于罐体(2)底部中心位置；试样(16)安装固定在试样夹具(15)上；试样夹具(15)安装固定在导流筒(4)外壁；导流筒(4)通过连接杆(14)与连接盘(5)连接；连接盘(5)与螺杆型搅拌桨(3)传动轴为同心套管结构并轴向连接；螺杆型搅拌桨(3)传动轴上端与磁性连轴传动件(12)连接；磁性连轴传动件(12)与电机(11)连接；磁性连轴传动件(12)外壳与升降系统(13)下端、波纹管(9)上端连接；波纹管(9)下端与导向筒(7)连接；导向筒(7)侧壁连接真空系统(8)，导向筒(7)下端连接罐体顶盖(6)；罐体顶盖(6)下端与罐体(2)连接；罐体顶盖(6)上端与定位杆(10)连接；定位杆(10)穿过磁性连轴传动件(12)外壳与升降系统(13)上端连接；升降系统(13)通过对磁性连轴传动件(12)外壳施加压力，控制波纹管(9)伸缩实现螺杆型搅拌桨(3)、导流筒(4)在密闭的罐体(2)内升降。...
【技术特征摘要】
1.一种试样轴向冲刷腐蚀试验装置，其特征在于包括:罐体(2)、螺杆型搅拌桨(3)、导流筒(4)、连接杆(14)、连接盘(5)、罐体顶盖(6)、导向筒(7)、真空系统(8)、波纹管(9)、定位杆(10)、电机(11)、磁性连轴传动件(12)、升降系统(13)、试样夹具(15)、试样(16)和顶针(17);螺杆型搅拌桨(3)、导流筒(4)、连接杆(14)、连接盘(5)、试样夹具(15)、试样(16)和顶针(17)均位于罐体(2)内，其中顶针(17)固定于罐体(2)底部中心位置；试样(16)安装固定在试样夹具(15)上；试样夹具(15)安装固定在导流筒(4)外壁；导流筒(4)通过连接杆(14)与连接盘(5)连接；连接盘(5)与螺杆型搅拌桨(3)传动轴为同心套管结构并轴向连接；螺杆型搅拌桨(3)传动轴上端与磁性连轴传动件(12)连接；磁性连轴传动件(12)与电机(11)连接；磁性连轴传动件(12)外壳与升降系统(13)下端、波纹管(9)上端连接；波纹管(9)下端与导向筒(7)连接；导向筒(7)侧壁连接真空系统(8)，导向筒(7)下端连接罐体顶盖￠);罐体顶盖(6)下端与罐体(2)连接；罐体顶盖(6)上端与定位杆(10)连接；定位杆(10)穿过磁性连轴传动件(12)外壳与升降系统(13)上端连接；升降系统(13)通过对磁性连轴传动件(12)外壳施加压力，控制波纹管(9)伸缩实现螺杆型搅拌桨(3)、导流筒(4)在密闭的罐体(2)内升降。2.如权利要求1所述的试样轴向冲刷腐蚀试验装置，其特征在于:所述罐体(2)外侧有加热保温系统(I)。3.如权利要求1所述的试样轴向冲刷腐蚀试验装置，其特征在于:所述磁性连轴传动件(12)包括外磁体、内磁体、外壳和隔离罩；外磁体和内磁体均由两个大小相同的半O型圈结构永磁体组成；外磁体与电机(11)旋转轴连接；内磁体与螺杆型搅拌桨(3)传动轴上端连接；电机(11)驱动外磁体旋转，磁力作用下将旋转运动传递至内磁体，带动螺杆型搅拌桨(3)旋转，结合导...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅华平，韩骞，陈建伟，吴庆生，黄群英，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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