專利名稱：水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)裝置，具體說是一種水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，屬于水利工程材料試驗(yàn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水工泄水建筑物的沖蝕磨損是水利工程中普遍存在的棘手問題，關(guān)于抗沖磨混凝土的研究一直是熱點(diǎn)，各種各樣的抗沖磨混凝土不斷涌現(xiàn)，如鋼纖維混凝土、玄武巖纖維混凝土、硅粉混凝土、高強(qiáng)耐磨粉煤灰混凝土等等，對于這些新型材料需要通過試驗(yàn)來研究他們的抗沖蝕性能。目前進(jìn)行沖蝕試驗(yàn)的裝置類似于高壓水槍，采用極小孔口，超高流速(沖擊速度達(dá)到200m/s以上)，加速材料的沖蝕磨損，主要通過對比來研究混凝土的抗沖蝕性能，無法正確計(jì)算材料抗蝕性能的定量指標(biāo)，只能對混凝土的抗沖蝕性能做出定性評價，沖蝕試驗(yàn)本身也無法合理反映材料的沖蝕破壞規(guī)律(尹延國，水工混凝土沖擊磨損行為與機(jī)理研究，水力發(fā)電學(xué)報，2001)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠真實(shí)模擬高速水流沖蝕現(xiàn)象的試驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，包括動力系統(tǒng)、進(jìn)水管系、穩(wěn)壓系統(tǒng)、排氣管系、調(diào)水管系和試驗(yàn)段。動力系統(tǒng)采用三相電機(jī)驅(qū)動多級增壓離心泵，為整個沖蝕試驗(yàn)裝置供水，水流經(jīng)進(jìn)水管系進(jìn)入穩(wěn)壓系統(tǒng)，穩(wěn)壓系統(tǒng)頂部安裝排氣管系，穩(wěn)壓系統(tǒng)一側(cè)接調(diào)水管系，穩(wěn)壓系統(tǒng)之后接電磁流量計(jì)監(jiān)測過流流量，最后到達(dá)試驗(yàn)段。所述沖蝕試驗(yàn)裝置的動力系統(tǒng)，采用兩臺額定功率為120kw的三相電機(jī)驅(qū)動兩臺額定流量為60L/s的多級增壓離心泵，平行布置并聯(lián)為整個裝置供水。所述沖蝕試驗(yàn)裝置的穩(wěn)壓系統(tǒng)，由“T”形的穩(wěn)壓箱前接兩個對稱分布的進(jìn)水管，后接輸水管系，上接排氣管系，旁接調(diào)水管系，頂部安裝壓力表觀察穩(wěn)壓箱內(nèi)的壓力變化。所述沖蝕試驗(yàn)裝置的排氣管系，位于穩(wěn)壓箱的頂部，用于裝置排氣，防止氣體摻入高速水流影響試驗(yàn)效果，排氣管頂端采用閥門控制。所述沖蝕試驗(yàn)裝置的調(diào)水管系，位于穩(wěn)壓箱的一端，采用調(diào)水閥門控制，若閥門全關(guān)，水流全部從噴嘴射出，此時射流速度最大，打開調(diào)水閥門，噴嘴的射流速度會降低，因此，根據(jù)試驗(yàn)要求可采用調(diào)水閥門來控制水流的沖擊速度，速度的大小由電磁流量計(jì)監(jiān)控。所述沖蝕試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)段，包括射流噴嘴、水工混凝土試件、透明封閉罩，噴嘴采用流線型收縮，試件固定于沖擊位置，封閉罩采用有機(jī)玻璃制作，防止水流濺出并可以觀察試驗(yàn)情況。所述的沖蝕試驗(yàn)裝置屬于高壓系統(tǒng)，所有管系均采用高壓無縫鋼管，所有閥門均采用高壓閥門。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)[0013](1)采用兩臺多級離心泵并聯(lián)為裝置供水，使噴嘴最大射流沖擊速度達(dá)到48m/s 以上，對水工混凝土試件的沖擊面積達(dá)到25cm2以上，完全滿足水工泄水建筑物中高速水流試驗(yàn)的要求；(2)該裝置能夠根據(jù)試驗(yàn)要求靈活調(diào)節(jié)沖擊速度，能夠真實(shí)模擬水工建筑物的沖蝕磨損情況。

圖1為水工混凝土沖蝕裝置的正視圖；圖2為水工混凝土沖蝕裝置的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，采用兩臺三相電機(jī)1各驅(qū)動一臺多級增壓離心泵2，接平行布置的兩根進(jìn)水管3，進(jìn)水管3并聯(lián)接入穩(wěn)壓箱4，穩(wěn)壓箱4頂部安裝排氣管5，排氣管 5頂端采用排氣閥門6控制，穩(wěn)壓箱4 一端接調(diào)水管7，調(diào)水管7采用調(diào)水閥門8控制，穩(wěn)壓箱4頂部安裝壓力表9監(jiān)測箱內(nèi)壓力，穩(wěn)壓箱4下游端接電磁流量計(jì)10和工作閥門11，最后到達(dá)噴嘴12，水工混凝土試件13固定于沖擊位置，噴嘴12和試件13位于封閉罩14之內(nèi)。本實(shí)用新型工作時，將稱量的水工混凝土試件13固定于沖擊位置，關(guān)閉工作閥門 11，打開調(diào)水閥門8，同時開啟兩臺多級離心泵2，水流經(jīng)進(jìn)水管3進(jìn)入穩(wěn)壓箱4，再從調(diào)水管7流出形成回路。緩慢關(guān)閉調(diào)水閥門8，待穩(wěn)壓箱4內(nèi)有一定壓力水頭時，打開排氣閥門 6進(jìn)行排氣，待排完空氣，關(guān)閉排氣閥門6，繼續(xù)關(guān)閉調(diào)水閥門8并緩慢打開工作閥門11至全開，通過電磁流量計(jì)10監(jiān)控射流沖擊的實(shí)時流速，采用調(diào)水閥門8調(diào)節(jié)沖擊速度至試驗(yàn)要求，在對混凝土試件13沖擊達(dá)到規(guī)定的時間后，再次稱量試件13的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量差、沖擊面積和沖擊時間計(jì)算沖蝕率。
權(quán)利要求1.水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，包括動力系統(tǒng)、進(jìn)水管系、穩(wěn)壓系統(tǒng)、排氣管系、調(diào)水管系和試驗(yàn)段，其特征在于所述的動力系統(tǒng)采用三相電機(jī)驅(qū)動多級增壓離心泵，離心泵有壓端接進(jìn)水管系，進(jìn)水管系下游端接穩(wěn)壓系統(tǒng)，穩(wěn)壓系統(tǒng)頂部安裝排氣管系，穩(wěn)壓系統(tǒng)一側(cè)接調(diào)水管系，穩(wěn)壓系統(tǒng)下游端接試驗(yàn)段。
2.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的離心泵并聯(lián)接入進(jìn)水管系。
3.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的穩(wěn)壓系統(tǒng)為“T” 形的穩(wěn)壓箱。
4.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的排氣管系位于穩(wěn)壓箱的頂部，排氣管頂端采用閥門控制。
5.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的調(diào)水管系位于穩(wěn)壓箱的一端，其上設(shè)置閥門。
6.如權(quán)利要求1所述的水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)段包括射流噴嘴、水工混凝土試件、透明封閉罩；所述的射流噴嘴采用流線型收縮。
專利摘要本實(shí)用新型水工混凝土沖蝕試驗(yàn)裝置，包括動力系統(tǒng)、進(jìn)水管系、穩(wěn)壓系統(tǒng)、排氣管系、調(diào)水管系和試驗(yàn)段，屬于水利工程材料試驗(yàn)領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用兩臺多級增壓離心泵并聯(lián)供水，在滿足沖擊速度的基礎(chǔ)上增大了沖擊面積，不僅能夠根據(jù)試驗(yàn)要求靈活的調(diào)節(jié)沖擊速度、真實(shí)的模擬水工建筑物的沖蝕磨損情況，而且可以準(zhǔn)確的得出水工混凝土沖蝕磨損的定量指標(biāo)，為水工混凝土抗沖蝕性能評價提供可靠依據(jù)。
文檔編號G01N3/56GK201955279SQ20112000430
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者張陸陳, 楊宇, 王新, 王河生, 袁強(qiáng), 趙建平, 駱少澤 申請人:水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院