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专利号: 2022104484107
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,所述装置包括液体输送单元、固体输送单元、混合介质分离单元和测试单元;

所述测试单元包括固液混合容器,所述固液混合容器内部安装有带孔的第一隔板和第二隔板,所述第一隔板和第二隔板将所述固液混合容器分成第一腔体、第二腔体和第三腔体;

所述固液混合容器的顶部一端处设有固体输入口,所述第二腔体的一侧壁上设有液体输入口,所述第二腔体的另一侧壁上设有混合介质输出口;所述固液混合容器的顶部中心处设有测试叶片的安装孔,所述测试叶片设置在所述第二腔体内,且穿过所述第一隔板及安装孔与测试电动机转轴连接;所述第二腔体的内侧壁上设有固体颗粒浓度传感器及金属颗粒浓度传感器,所述固体颗粒浓度传感器及金属颗粒浓度传感器均连接到控制系统的输入端;将实时检测到的固体浓度数值和金属磨损数值上传至控制系统;

所述固体颗粒浓度传感器及金属颗粒浓度传感器位于所述第二隔板上方2‑3cm处;

所述金属颗粒浓度传感器为GS‑4212,通过金属颗粒浓度传感器吸附磨损后的铁磁性金属颗粒,使用磁场分析方法,直接输出小颗粒以及大颗粒的磨损浓度,并通过控制系统计算及分析,得到测试叶片准确的磨损量;

对所述固体颗粒浓度传感器反馈给控制系统的信号进行分析,调整混合介质的浓度,使固液混合介质浓度达到试验要求;

所述液体输送单元,与所述测试单元的液体输入口连接,通过所述液体输入口为所述测试单元输送液体;

所述固体输送单元,与所述测试单元的固体输入口连接,通过所述固体输入口为测试单元提供固体颗粒;

所述混合介质分离单元具有输入口和输出口,所述输入口连接所述混合介质输出口,所述输出口连接所述液体输送单元,用于将固液混合介质进行分离,同时将分离后的液体向液体输送单元输送;

所述液体输送单元包括储液箱、液位计、第一调节阀及供液管路单元,所述供液管路单元的输入口连接所述储液箱侧壁底部的输出口,所述供液管路单元的输出口连接所述测试单元的液体输入口,在供液管路单元的输入口设置有第一电磁阀,在供液管路单元输出口依次设置有第二电磁阀及第一电磁流量计,在第一电磁阀及第二电磁阀之间设置有由第一电动机驱动的第一增压泵,所述液位计设置在所述储液箱侧壁,用于测量储液箱的液位高低,所述第一调节阀设置在所述储液箱侧面底部,用于调节储液箱的液位,且所述第一电磁阀、第一电动机及第二电磁阀均连接控制系统的输出端,所述第一电磁流量计连接控制系统的输入端。

2.根据权利要求1所述的水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,在所述液体输入口下方设置有用于调节压力大小的第二调节阀,所述第一腔体的上方设有压力表。

3.根据权利要求1或2所述的水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,所述固液混合容器的底部设置有若干可开闭的过滤孔。

4.根据权利要求1所述的水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,所述第一隔板位于固体输入口下方2‑3cm,第二隔板位于固液混合介质出口下方2‑3cm,所述第一隔板和第二隔板的孔直径均为3cm‑5cm。

5.根据权利要求1所述的水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,所述固液混合容器外壳采用有机玻璃;所述测试叶片的材质采用具有铁磁性的金属,或采用进行磁化后的材料。

6.根据权利要求1所述的水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,所述混合介质分离单元包括固液分离装置,所述混合介质输出口通过混合管路单元与所述固液分离装置的输入口连接,所述混合管路单元包括第三电磁阀及第二电磁流量计,且所述第三电磁阀连接控制系统的输出端,所述第二电磁流量计连接控制系统的输入端;所述固液分离装置的输出口通过返回管路单元与所述储液箱的输入口相连接,所述返回管路单元包括第四电磁阀及由第二电动机驱动的第二增压泵,且所述第四电磁阀及第二电动机均连接控制系统的输出端。

7.根据权利要求1所述的水力机械叶片磨损测试装置,其特征在于,所述固体输送单元包括固料箱、安装于所述固料箱外侧的电子显示器以及用于开闭固料箱的固料箱电磁阀,所述固料箱内两侧分别安装有承重板,并在每个承重板下安装有两个压力传感器,所述每个压力传感器连接电子显示屏,用以直接监测固料重量的变化情况;所述固料箱的输出口连接所述测试单元的固体输入口,所述固料箱电磁阀连接控制系统的输出端,所述每个压力传感器均连接控制系统的输入端。

8.一种利用权利要求1~7任一项所述的水力机械叶片磨损测试装置进行的测试方法,包括以下步骤:(1)按预设浓度进行固液两相混合介质的配制;

(2)在预设浓度下,按照目标转速,对测试叶片进行磨损测试;

(3)当磨损测试达到预定时间时,停止试验,根据金属颗粒浓度传感器上传的铁磁性金属颗粒数据,控制系统进行数据计算和分析,得到金属磨损量,以此判断测试叶片在此时间段内的磨损情况,其中,所述金属磨损量计算公式为:M=Q·λs

式中,Q表示为固液混合容器内混合介质体积,λs表示为总金属颗粒磨损浓度,M表示测试叶片磨损量。