一種噴射式混凝土沖磨試驗的制造方法
【專利摘要】一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，包括噴射箱，噴射箱內(nèi)設(shè)有由驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并用于加載試件的試件托盤；噴射箱內(nèi)還設(shè)有至少一個噴嘴，噴嘴通過噴射管、進(jìn)水管與渾水泵連通，渾水泵的進(jìn)水口位于裝有含沙水的渾水箱內(nèi)。在試件托盤上設(shè)有多個沿圓周均布的用于裝載試件的凹槽，在凹槽的一側(cè)設(shè)有頂緊螺栓。本發(fā)明提供的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，通過采用直接噴射和旋轉(zhuǎn)試件相結(jié)合的方式，將噴射速度和試件旋轉(zhuǎn)速度疊加起來，提高了含沙水沖擊試件的速度，且通過流量計和調(diào)速器，實現(xiàn)了調(diào)速范圍大，沖刷速度高的效果。能有效地對不同配合比的混凝土進(jìn)行抗沖磨性能試驗，試驗效率高。
【專利說明】一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混凝土沖磨試驗裝置，尤其是一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是個多沙河流的國家，在眾多河流中，年平均輸沙量在1000萬t以上的河流有42條，年最大輸沙量超過1000萬t的河流有60余條。含泥沙河流上水工建筑物多為混凝土結(jié)構(gòu)，其主要失效形式之一是過流表面因高速含泥沙水流沖刷磨損而造成材料損失。含沙高速水流對水工建筑物過流面混凝土的沖刷磨損和空蝕破壞，是水工泄流建筑物如溢流壩、泄洪洞(槽)、泄水閘等常見的病害。尤其是當(dāng)流速較高且水流中又夾帶著懸移質(zhì)或推移質(zhì)時，建筑物遭受的沖磨、空蝕就更為嚴(yán)重。
[0003]混凝土的磨蝕磨損速率是依賴于時間的狀態(tài)變量，由于與環(huán)境發(fā)生相互作用，水流中泥沙含量、組成以及運(yùn)動變化，挾沙水流與材料之間的作用方式等均在一種隨機(jī)、多變狀態(tài)下對材料產(chǎn)生磨蝕破壞，因此，抗沖耐磨混凝土的材料及配合比的選擇問題就變得非常復(fù)雜，通常只有通過試驗對比的方式來確定不同情況下混凝土材料抗沖耐磨的性能。目前，工程實踐中一般通過混凝土抗沖耐磨試驗對混凝土材料及配比進(jìn)行優(yōu)化，以提高混凝土抗沖耐磨性能。由于不斷采用新材料、新技術(shù)配置高性能混凝土，混凝土的抗沖耐磨性能得到較大提高，這樣對混凝土抗沖耐磨試驗機(jī)的要求也越來越高，如果流速不夠，試驗效率和試驗精度都會降低。
[0004]現(xiàn)行規(guī)范DL/T 5150-2001推薦有三種方法，不同方法之間可比性較差；同一種方法，如果試驗機(jī)的容積、葉片形式、結(jié)構(gòu)尺寸差異都會對試驗結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差，這在很大程度上影響抗沖耐磨混凝土的設(shè)計和評價。目前國內(nèi)水工試驗及研究機(jī)構(gòu)采用的混凝土抗沖耐磨試驗機(jī)絕大多數(shù)是自制的，試驗原理基本采用旋轉(zhuǎn)射流式原理。它的工作原理是用螺旋軸(或水泵)將含砂水提升起來，然后通過高速旋轉(zhuǎn)的沖刷葉片帶動將水砂以一定的速度和壓力掃射到四周固定好的混凝土試件表面使試件受沖磨，以達(dá)到模擬混凝土建筑物實際沖刷狀況，檢驗混凝土材料抗沖磨能力的試驗?zāi)康摹?br> [0005]中國專利201020191183.7提供了 一種離心式混凝土抗沖磨試驗儀，即采用了利用離心水流沖刷試件的方案，存在的問題就是沖刷速度不夠高，模擬范圍狹窄。
[0006]
這種試驗裝置采用的是機(jī)械傳動方式，結(jié)構(gòu)簡單，沖刷方向難以確定，沖刷速度只能進(jìn)行有級調(diào)速，不能根據(jù)實際工況獲得所需要的任意速度，且受電機(jī)轉(zhuǎn)速和性能的限制，速度較低，一般只能達(dá)到20m/s?40m/s ;調(diào)速范圍狹窄。
[0007]綜上所述，水工混凝土的含沙水流磨蝕試驗問題是一個傳統(tǒng)課題，受試驗裝置制約，到目前為止，材料磨蝕失重對比試驗研究方法有限，試驗裝置還不成熟。所以，為了適應(yīng)當(dāng)前國內(nèi)水利水電工程建設(shè)開發(fā)的需要，研制開發(fā)一種混凝土沖磨試驗機(jī)，更真實模擬沖刷過程，調(diào)速范圍大，沖刷速度高，以便有效地對不同沖刷速度、不同沙石類型的不同骨料混凝土進(jìn)行抗沖磨性能試驗，提高試驗效率是非常必要的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，在沖刷模擬過程，調(diào)速范圍大，沖刷速度高，能有效地對不同配合比的混凝土進(jìn)行抗沖磨性能試驗，試驗
效率高。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，包括噴射箱，噴射箱內(nèi)設(shè)有由驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并用于加載試件的試件托盤；
噴射箱內(nèi)還設(shè)有至少一個噴嘴，噴嘴通過噴射管、進(jìn)水管與渾水泵連通，渾水泵的進(jìn)水口位于裝有含沙水的渾水箱內(nèi)。
[0010]在試件托盤上設(shè)有多個沿圓周均布的用于裝載試件的凹槽，在凹槽的一側(cè)設(shè)有頂緊螺栓。
[0011]所述的凹槽位于靠近試件托盤邊緣的位置。
[0012]試件托盤與傳動軸固定連接，傳動軸通過軸承支承在噴射箱內(nèi)，電機(jī)或液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器與傳動軸連接。
[0013]所述的電機(jī)上設(shè)有調(diào)速器。
[0014]所述的噴嘴位于試件托盤的外緣。
[0015]進(jìn)水管與噴射管連接，在噴射管上設(shè)有流量計和流量閥。
[0016]噴射箱還通過排水管和排氣管與渾水箱連通。
[0017]排水管的進(jìn)口位于噴射箱的底部，排氣管的進(jìn)口位于噴射箱靠近頂部的位置。
[0018]渾水箱的底部還設(shè)有冷卻水箱，冷卻水箱與冷卻水泵連通，并形成循環(huán)。
[0019]本發(fā)明提供的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，通過采用直接噴射和旋轉(zhuǎn)試件相結(jié)合的方式，將噴射速度和試件旋轉(zhuǎn)速度疊加起來，提高了含沙水沖擊試件的速度，且通過流量計和調(diào)速器，實現(xiàn)了調(diào)速范圍大，沖刷速度高的效果。能有效地對不同配合比的混凝土進(jìn)行抗沖磨性能試驗，試驗效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖2為圖1的左視示意圖。
[0022]圖3為圖2的A-A剖視示意圖。
[0023]圖中:渾水泵1，渾水箱2，進(jìn)水管3，排水管4，密封箱蓋5，軸承6，傳動軸7，噴射管8，流量閥9，試件托盤10，截止閥11，噴射箱12，流量計13，聯(lián)軸器14，調(diào)速器15，支撐箱體16，電機(jī)17，噴嘴18，排氣管19，試件20，試件固定裝置21，冷卻水箱22，迷宮密封件23。
【具體實施方式】
[0024]如圖f 3中，一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，包括噴射箱12，噴射箱12內(nèi)設(shè)有由驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并用于加載試件20的試件托盤10 ；
噴射箱12內(nèi)還設(shè)有至少一個噴嘴18，噴嘴18通過噴射管8、進(jìn)水管3與渾水泵I連通，渾水泵I的進(jìn)水口位于裝有含沙水的渾水箱2內(nèi)。由此結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)在噴嘴18噴射含沙水的同時，驅(qū)動加載的試件20旋轉(zhuǎn)，從而提高了含沙水對試件20的沖刷速度，提高了試驗效率，節(jié)省了試驗時間。
[0025]優(yōu)選的結(jié)構(gòu)如圖3中，所述的噴嘴18位于試件托盤10的外緣。噴嘴18采用可以調(diào)節(jié)噴射方向的機(jī)構(gòu)，例如噴嘴18內(nèi)設(shè)有關(guān)節(jié)連接件，本例中采用對稱布置的兩個噴嘴18。
[0026]優(yōu)選的結(jié)構(gòu)如圖1、3中，在試件托盤10上設(shè)有多個沿圓周均布的用于裝載試件20的凹槽，在凹槽的一側(cè)設(shè)有頂緊螺栓，如圖1、3所示，頂緊螺栓安裝在一個凸起的凸塊上，頂緊螺栓指向試件20。由此結(jié)構(gòu)，用于可靠方便的緊固試件。所述的凹槽位于靠近試件托盤10邊緣的位置。由此結(jié)構(gòu)，以獲得較高的線速度。
[0027]優(yōu)選的如圖1、2中所示，試件托盤10與傳動軸7固定連接，傳動軸7兩端通過軸承6支承在噴射箱12內(nèi)，電機(jī)17或液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器14與傳動軸7連接。在噴射箱12的下部設(shè)有支撐箱體16,電機(jī)17或液壓馬達(dá)位于支撐箱體16內(nèi)，本例中米用電機(jī)17位于噴射箱12下方的方案，但是將電機(jī)置于噴射箱12的上方也是可行的。本例中的軸承采用迷宮密封件23密封。本例中采用在傳動軸7兩端用軸承6支承的結(jié)構(gòu)，以提高穩(wěn)定性，但是這不是必須的，采用在一端用雙軸承支承的結(jié)構(gòu)也是可行的。
[0028]優(yōu)選的，所述的電機(jī)17上設(shè)有調(diào)速器15。由此結(jié)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)電機(jī)17的轉(zhuǎn)速，以和試驗項目匹配。
[0029]優(yōu)選的如圖1中，進(jìn)水管3與噴射管8連接，在噴射管8上設(shè)有流量計13和流量閥9。流量計13和流量閥9的組合用于調(diào)節(jié)噴射含沙水的速度。
[0030]優(yōu)選的如圖1中，噴射箱12還通過排水管4和排氣管19與渾水箱2連通。排水管4的進(jìn)口位于噴射箱12的底部，排氣管19的進(jìn)口位于噴射箱12靠近頂部的位置。排水管4用于回水，排氣管19則用于排氣。
[0031]優(yōu)選的，渾水箱2的底部還設(shè)有冷卻水箱22，冷卻水箱22與冷卻水泵連通，并形成循環(huán)。用于冷卻渾水泵I。
[0032]使用時，將4個混凝土的試件20裝夾固定在由電機(jī)17驅(qū)動回轉(zhuǎn)的試件托盤10上，渾水泵I驅(qū)動噴嘴18以一定速度噴射含沙水流，噴射到混凝土試件表面使試件受損，從而達(dá)到檢驗混凝土材料抗沖磨能力的目的。試件的沖磨速度即試件表面承受的相對水流速度，是由噴嘴18噴射的含沙水的速度和混凝土試件旋轉(zhuǎn)速度共同決定的，為兩者的矢量和，故可獲得較大的沖磨試驗速度。噴嘴18噴射含沙水的速度和試件托盤10的旋轉(zhuǎn)速度均可調(diào)節(jié)，且噴嘴18噴射速度可通過流量閥9無級調(diào)速，因此該試驗機(jī)的沖磨試驗速度可實現(xiàn)較大范圍內(nèi)的無級調(diào)速。
[0033]上述的實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對于本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，包括噴射箱(12)，其特征是:噴射箱(12)內(nèi)設(shè)有由驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并用于加載試件(20)的試件托盤(10)； 噴射箱(12)內(nèi)還設(shè)有至少一個噴嘴(18)，噴嘴(18)通過噴射管(8)、進(jìn)水管(3)與渾水泵(I)連通，渾水泵(I)的進(jìn)水口位于裝有含沙水的渾水箱(2 )內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:在試件托盤(10)上設(shè)有多個沿圓周均布的用于裝載試件(20)的凹槽，在凹槽的一側(cè)設(shè)有頂緊螺栓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:所述的凹槽位于靠近試件托盤(10)邊緣的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:試件托盤(10)與傳動軸(7)固定連接，傳動軸(7)通過軸承(6)支承在噴射箱(12)內(nèi)，電機(jī)(17)或液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器(14)與傳動軸(7)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:所述的電機(jī)(17)上設(shè)有調(diào)速器(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:所述的噴嘴(18)位于試件托盤(10)的外緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:進(jìn)水管(3)與噴射管(8 )連接，在噴射管(8 )上設(shè)有流量計(13)和流量閥(9 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:噴射箱(12)還通過排水管(4)和排氣管(19 )與渾水箱(2 )連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:排水管(4)的進(jìn)口位于噴射箱(12)的底部，排氣管(19)的進(jìn)口位于噴射箱(12)靠近頂部的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式混凝土沖磨試驗機(jī)，其特征是:渾水箱(2)的底部還設(shè)有冷卻水箱(22)，冷卻水箱(22)與冷卻水泵連通，并形成循環(huán)。
【文檔編號】G01N3/56GK103674751SQ201410014943
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】李浩平, 李峰, 張濤 申請人:三峽大學(xué)