高温高速气固磨损试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高温高速气固磨损试验装置。冲击试件台铰接有活动块，试件及其加热器装在活动块上，冲击试件台固定架安装在试验箱内底部，气固混合喷射器安装在试验箱上，试验箱开通孔连接旋风分离器，试验箱内底部设有颗粒回收器，颗粒回收挡板倾斜固定于试验箱内底部；空气一路经储料罐、进料系统连接到气固混合喷射器一进口，另一路连接气固混合喷射器另一进口。本发明专利技术用来研究严苛工况下高温、高速气固两相流冲击作用下材料在不同影响因素下的失重规律，得到冲击磨损规律，构建高温冲击磨损模型，用于研究模拟高温高速气固两相流冲击磨损情况，延长设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
高温高速气固磨损试验装置
本专利技术涉及了一种冲击磨损试验装置，尤其是涉及一种高温高速气固磨损试验装置。
技术介绍
冲击磨损现象广泛存在于石油化工、煤化工、电力和航空航天等领域的叶轮机、发动机、泵、阀门、管道、喷嘴及相关设备，是造成机器零部件损坏、能源消耗和安全隐患的重要原因。例如煤化工装置中的阀门和衬套的磨损，各种风机叶片受固体粒子的冲击而发生磨损，造成生产寿命和效率的下降以及能源的浪费；由固体粒子冲击引起的冲击磨损在汽轮机、泵、热交换器的管道系统中更是一个严重的问题。目前为减小冲击磨损的危害和损失，一般采用增大金属材料的硬度和强度来提高其抗冲击磨损性能，但是在一定的使用和加工条件下，对于金属材料其硬度和强度增幅有限，已难以满足复杂恶劣工况下材料抗冲击磨损性能的要求。硬质合金具有：高抗压强度、高硬度、高弹性模量、良好的耐磨性及抗冲击性等独特的组合性能，是经工程实践证明的目前很有应用前景的抗冲击材料。但是由于硬质合金材料具有良好的耐冲击性能，常用在高温高速等严苛工况下，一般的试验装置无法模拟超过500℃的苛刻工况，目前关于硬质合金高温高速冲击磨损性能的研究相对较少，冲击机理尚不明确。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高温高速气固磨损试验装置，用于连续高温气固冲击磨损试验，能够模拟实际工况中的高温高速气固冲击失效的过程，针对目前工业中常见的耐磨高性能硬质合金材料，研究不同影响因素下材料的冲击磨损规律，可为煤化工、石油化工的管道、阀门的选材和结构优化提供理论基础，延长设备的使用寿命。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术包括空气压缩机、储气罐、除油器、空气干燥器、第一调节阀门、第二调节阀门、储料罐、进料系统、试验箱和旋风分离器；试验箱主要由气固混合喷射器、冲击试件台固定架、试件加热器、电子显像温度控制器、拆卸式高度调节装置、颗粒回收挡板和颗粒回收器组成；冲击试件台固定架顶部铰接有活动块，试件和试件加热器安装在冲击试件台固定架顶部的活动块上，冲击试件台固定架通过拆卸式高度调节装置安装在试验箱内底部，气固混合喷射器安装在试验箱一侧侧壁上，试验箱另一侧侧壁顶部开有通孔并连接旋风分离器，气固混合喷射器下方的试验箱内底部设有颗粒回收器，气固混合喷射器和冲击试件台固定架顶部之间的下方设有颗粒回收挡板，颗粒回收挡板倾斜固定于试验箱内底部；空气压缩机依次经储气罐、除油器后连接到空气干燥器，空气干燥器之后分为两路，一路经第二调节阀门连接到储料罐进口，储料罐出口经进料系统连接到试验箱中的气固混合喷射器第一进口，另一路经第一调节阀门直接连接到试验箱中的气固混合喷射器第二进口。所述的进料系统主要由螺旋推进器和锁气机组成，储料罐出口连接到螺旋推进器上，螺旋推进器出口连接到锁气机的进口，锁气机出口作为进料系统的出料口，与气固混合喷射器联通；储料罐内的颗粒由螺旋推进器和锁气机联动进料。试件加热器使用耐高温材料整体保温，保障了高温的稳定性。所述的气固混合喷射器包括进料管道、动力管道和出料管道，进料管道的出口、动力管道的出口和出料管道的出口均连接到内部中空的方形腔体，动力管道的出口端部形成逐渐缩小的喇叭口结构并伸入到方形腔体，进料管道的进口作为第一进口，动力管道的进口作为第二进口，动力管道的进口和出料管道的出口同轴布置，出料管道的出口朝向冲击试件台固定架顶部的活动块布置。所述的试件加热器具体包括壳体、电阻丝、热电偶、保温材料，壳体内的两端分别安装有用于加热的电阻丝和用于测量温度的热电偶，电阻丝和热电偶均与电子显像温度控制器连接，壳体内的两端端面均设置保温材料。所述的试件加热器与冲击试件台固定架顶部的活动块固定连接，活动块在冲击试件台固定架顶部调节角度为0～180℃。所述的第二调节阀门和储料罐之间连接有第二压力表。所述的第一调节阀门和气固混合喷射器之间连接有流量计和第一压力表。所述的试件通过螺钉固定到试件加热器端面，使得试件加热器端面与试件紧密贴合。所述的颗粒回收器为试验箱内底部开设的凹槽结构。所述的颗粒回收挡板朝向冲击试件台固定架倾斜布置于试验箱内。本专利技术可用来研究严苛工况下高温、高速气固两相流冲击作用下材料在不同影响因素下的失重规律，通过理论分析和实验数据相结合，得到不同工况下材料的冲击磨损规律，构建高温冲击磨损模型，揭示高温高速气固两相流冲击磨损的机理及其影响因素，可为煤化工、石油化工的管道、阀门的选材和结构优化提供理论基础，延长设备的使用寿命。本专利技术具有的有效益效果是：利用空气压缩机产生高速气流经气固混合喷射器后喷出固体颗粒冲击试件，测定不同工况下各类喷涂处理工艺后硬质合金材料的磨损率。试验装置可用来研究严苛工况下高温、高速气固两相流冲击磨损作用下材料在不同冲击角度、冲击速度、冲击时间下的失重规律。在后续数据处理方面，可以利用高速摄影仪来观察记录颗粒冲击试件的运动轨迹，通过CFD和实验数据相结合的研究方法，得到不同工况下材料的冲击磨损规律，构建在不同冲击角度、冲击速度、冲击时间下的高温材料冲击磨损模型，揭示高温高速气固两相流冲击磨损的机理及其影响因素，可为化工过程中的管道、阀门的选材和结构优化提供理论基础，延长设备的使用寿命。本专利技术能同时对加热器的创新设计及安全有效的保温处理，实测试件最高加热温度达710℃，极大程度上还原了严苛条件下的工况。附图说明图1是本专利技术的结构原理示意图。图2是进料系统示意图。图3是试验箱内部示意图。图4是加热装置示意图。图5是气固混合喷射器结构示意图；图中：1、空气压缩机，2、储气罐，3、除油器，4、空气干燥器，5、第一调节阀门，6、流量计，7、第一压力表，8、第二调节阀门，9、第二压力表，10、储料罐，11、进料系统，12、试验箱，13、旋风分离器。14、螺旋推进器，15、锁气机，16、气固混合喷射器，17、冲击试件台固定架，18、试件加热器，181、壳体，182、电阻丝，183、热电偶，184、保温材料，19、电子显像温度控制器，20、拆卸式高度调节装置，21、颗粒回收挡板，22、颗粒回收器，23、试件。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明:如图1所示，本专利技术具体实施包括空气压缩机1、储气罐2、除油器3、空气干燥器4、第一调节阀门5、第二调节阀门8、储料罐10、进料系统11、试验箱12和旋风分离器13；试验箱12主要由气固混合喷射器16、冲击试件台固定架17、试件加热器18、电子显像温度控制器19、拆卸式高度调节装置20、颗粒回收挡板21和颗粒回收器22组成。试验箱12内，冲击试件台固定架17顶部铰接有活动块，试件23和试件加热器18安装在冲击试件台固定架17顶部的活动块上，冲击试件台固定架17通过拆卸式高度调节装置20安装在试验箱12内底部，拆卸式高度调节装置20调节带动冲击试件台固定架17的上下移动，气固混合喷射器16安装在试验箱12一侧侧壁上，试验箱12另一侧侧壁顶部开有通孔并连接旋风分离器13，气固混合喷射器16下方的试验箱12内底部设有颗粒回收器22，气固混合喷射器16和冲击试件台固定架17顶部之间的下方设有颗粒回收挡板21，颗粒回收挡板21倾斜固定于试验箱12内底部；空气压缩机1依次经储气罐2、除油器3后连接到空气干燥器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高速气固磨损试验装置，其特征在于：包括空气压缩机(1)、储气罐(2)、除油器(3)、空气干燥器(4)、第一调节阀门(5)、第二调节阀门(8)、储料罐(10)、进料系统(11)、试验箱(12)和旋风分离器(13)；试验箱(12)主要由气固混合喷射器(16)、冲击试件台固定架(17)、试件加热器(18)、电子显像温度控制器(19)、拆卸式高度调节装置(20)、颗粒回收挡板(21)和颗粒回收器(22)组成；冲击试件台固定架(17)顶部铰接有活动块，试件(23)和试件加热器(18)安装在冲击试件台固定架(17)顶部的活动块上，冲击试件台固定架(17)通过拆卸式高度调节装置(20)安装在试验箱(12)内底部，气固混合喷射器(16)安装在试验箱(12)一侧侧壁上，试验箱(12)另一侧侧壁顶部开有通孔并连接旋风分离器(13)，气固混合喷射器(16)下方的试验箱(12)内底部设有颗粒回收器(22)，气固混合喷射器(16)和冲击试件台固定架(17)顶部之间的下方设有颗粒回收挡板(21)，颗粒回收挡板(21)倾斜固定于试验箱(12)内底部；空气压缩机(1)依次经储气罐(2)、除油器(3)后连接到空气干燥器(4)，空气干燥器(4)之后分为两路，一路经第二调节阀门(8)连接到储料罐(10)进口，储料罐(10)出口经进料系统(11)连接到试验箱(12)中的气固混合喷射器(16)第一进口，另一路经第一调节阀门(5)直接连接到试验箱(12)中的气固混合喷射器(16)第二进口；进料系统(11)主要由螺旋推进器(14)和锁气机(15)组成，储料罐(10)出口连接到螺旋推进器(14)上，螺旋推进器(14)出口连接到锁气机(15)的进口，锁气机(15)出口作为进料系统(11)的出料口，与气固混合喷射器(16)联通；储料罐(10)内的颗粒由螺旋推进器(14)和锁气机(15)联动进料；气固混合喷射器(16)包括进料管道、动力管道和出料管道，进料管道的出口、动力管道的出口和出料管道的出口均连接到内部中空的方形腔体，动力管道的出口端部形成逐渐缩小的喇叭口结构并伸入到方形腔体，进料管道的进口作为第一进口，动力管道的进口作为第二进口，动力管道的进口和出料管道的出口同轴布置，出料管道的出口朝向冲击试件台固定架(17)顶部的活动块布置；试件加热器(18)具体包括壳体(181)、电阻丝(182)、热电偶(183)、保温材料(184)，壳体(181)内的两端分别安装有用于加热的电阻丝(182)和用于测量温度的热电偶(183)，电阻丝(182)和热电偶(183)均与电子显像温度控制器(18)连接，壳体(181)内的两端端面均设置保温材料(184)。...

【技术特征摘要】
1.一种高温高速气固磨损试验装置，其特征在于：包括空气压缩机(1)、储气罐(2)、除油器(3)、空气干燥器(4)、第一调节阀门(5)、第二调节阀门(8)、储料罐(10)、进料系统(11)、试验箱(12)和旋风分离器(13)；试验箱(12)主要由气固混合喷射器(16)、冲击试件台固定架(17)、试件加热器(18)、电子显像温度控制器(19)、拆卸式高度调节装置(20)、颗粒回收挡板(21)和颗粒回收器(22)组成；冲击试件台固定架(17)顶部铰接有活动块，试件(23)和试件加热器(18)安装在冲击试件台固定架(17)顶部的活动块上，冲击试件台固定架(17)通过拆卸式高度调节装置(20)安装在试验箱(12)内底部，气固混合喷射器(16)安装在试验箱(12)一侧侧壁上，试验箱(12)另一侧侧壁顶部开有通孔并连接旋风分离器(13)，气固混合喷射器(16)下方的试验箱(12)内底部设有颗粒回收器(22)，气固混合喷射器(16)和冲击试件台固定架(17)顶部之间的下方设有颗粒回收挡板(21)，颗粒回收挡板(21)倾斜固定于试验箱(12)内底部；空气压缩机(1)依次经储气罐(2)、除油器(3)后连接到空气干燥器(4)，空气干燥器(4)之后分为两路，一路经第二调节阀门(8)连接到储料罐(10)进口，储料罐(10)出口经进料系统(11)连接到试验箱(12)中的气固混合喷射器(16)第一进口，另一路经第一调节阀门(5)直接连接到试验箱(12)中的气固混合喷射器(16)第二进口；进料系统(11)主要由螺旋推进器(14)和锁气机(15)组成，储料罐(10)出口连接到螺旋推进器(14)上，螺旋推进器(14)出口连接到锁气机(15)的进口，锁气机(15)出口作为进料系统(11)的出料口，与气固混合喷射器(16)联通；储料罐(10)内的颗粒由螺旋推进器(14)和锁气机(15)联动进料；气固混...

【专利技术属性】
技术研发人员：偶国富，欧阳鹏威，金浩哲，王超，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33