本发明专利技术公开了一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置，主要包括：水箱、供水设备、调压阀、管接头、试样座、箱体、锥面射流体、调节螺母、锁紧螺母、试样等，所述箱体是此试验装置的主体结构件，用于支撑锥面射流体和试样座，箱体顶部设有进水口，所述锥面射流体上也设有进水口，两个进水口均与外围的高压供水设备连通，所述试样座的内孔面安装有周向均布的多个测试试样，测试试样被管接头压紧固定，管接头上设有出水口，与水箱连通，水箱又与高压供水设备连接。本装置通过调节供水压力、射流速度和锥面间隙，能一次对多组试样材料进行不同程度的空蚀破坏试验，适宜于小试样材料的抗空蚀性能评价试验。
【技术实现步骤摘要】
一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置
本专利技术属于流体机械中的空蚀
，具体涉及一种用于试样材料抗空蚀性能测试的高压锥面水射流空蚀试验装置，能实现不同的供水压力和射流间隙时，对多组试样材料进行空蚀试验。
技术介绍
射流空蚀是指空化气泡冲击固体材料表面造成材料损失的现象，射流空蚀通常会对水利机械泵、阀、水轮机、滑动轴承、船体等水利机械产生严重危害。解决空蚀问题比较有效的途径是提高材料的抗空蚀能力，因此试样材料的空蚀抑制力研究成为关键。20世纪末，一种射流空蚀试验方法已经被提出，即用高速空化流体垂直喷射到试样表面，该方法被工业界广泛的采纳并应用。目前，国内专利已公布一些相关的射流空蚀试验装置：CN201210233387.6公布了一种恒压水射流空蚀试验装置；CN201110268190.1公布了一种射流式气/固冲蚀测试装置；CN201020224942.5公布了一种试件表面冲蚀磨损测试装置；CN200710018816.7公布了一种射流式冲蚀磨损试验装置。以上关于射流装置的专利均采用小孔式射流喷嘴，由于喷嘴直径不易调节，空化射流区域很小，且一个喷嘴产生的空化射流只能对一个试样进行空蚀试验，效率很低；加之喷嘴处会发生严重的空化空蚀现象，导致喷嘴寿命非常短，这些都严重制约着射流空蚀装置的通用型。
技术实现思路
本专利技术克服了上述空蚀试验装置存在的缺陷，提供了一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置，该装置由高压柱塞泵提供恒定的高压水，利用大型圆锥面的锥面射流体在管道内形成高冲击力高速环形射流及局部的环形负压空化区域，并通过调节供水压力和锥面间隙以控制射流速度和空化程度，以对管道中安装的试样材料进行不同程度的空蚀试验。本专利技术采用的技术方案为：一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置，主要包括：水箱、供水设备、调压阀、管接头、试样座、箱体、锥面射流体、调节螺母、锁紧螺母、试样等，所述箱体是此试验装置的主体结构件，用于支撑试样座和锥面射流体，箱体顶部设有进水口，所述锥面射流体上安装有调节螺母和锁紧螺母，分别用于调节锥面射流体的位置和固定锥面射流体，锥面射流体上也设有进水口，所述试样座的内孔面安装有周向均布的多个测试试样，测试试样被管接头压紧固定，管接头上设有出水口，与水箱连通，所述水箱是此试验装置的主要储水容器，与供水设备连接，所述供水设备是提供恒定高压水的主要设备，其出口分别连通箱体顶部的进水口以及锥面射流体上的进水口。作为优选，所述供水设备为变频电机控制的高压柱塞泵，可以在额定压力范围内，任意调节箱体顶部入口的供水压力以实现不同的水射流速度，能在试样座的管道内形成负压空化效果。作为优选，所述供水设备与锥面射流体之间设有调压阀，用于调节锥面射流体入口的压力，调节压力应远小于箱体顶部入口的高供水压力，但又略高于环境大气压力，以实现在试样座的管道内形成的理想的负压空化区域。作为优选，所述锥面射流体与试样座之间的圆锥面间隙可调，可以在允许间隙内，任意调节射流间隙以实现不同的水射流流量，以对射流下游的测试试样造成不同程度的空蚀破坏。本专利技术装置密封性能良好，排水通畅，试验中采用测温仪定时测量空蚀工况下入口与出口水的温升，并采用压力表测量供给水路中的压力，从而计算获得锥形喷嘴的射流速度，试验毕后，取出试样，采用高精度天平和电镜，分别测量试样的失重和空蚀坑形貌。有益效果：本专利技术的锥面水射流空蚀试验装置结构合理，试样安装简便，通过调节供水压力、射流速度和锥面间隙，能一次对多组试样材料进行不同程度的空蚀破坏试验，其空蚀效率明显高于传统的小孔喷嘴射流装置，更适宜于小试样材料的抗空蚀性能评价试验。附图说明图1为本专利技术试验装置的结构示意图；图2为图1的剖视图。【附图符号说明】1.水箱；2.出水口；3.管接头；4.试样座；5.O型橡胶密封圈；6.箱体；7.供水入口A；8.轴套；9.O型橡胶密封圈；10.锥面射流体；11.锁紧调节螺母；12.锁紧螺母；13.供水入口B；14.压力表；15.压力表；16.调压阀；17.供水设备；18.试样A；19.试样B；20.试样C；21.试样D。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1和2所示：一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置，供水设备17为变频电机控制的PCY14-1B斜盘式恒压变量柱塞泵MCY14-1B，最高供水压力为30MPa，箱体6采用不锈钢材料，是此试验装置的主体支撑件，试样座4通过螺钉及垫片固定在箱体6的左端面上，轴套8通过间隙配合装配到箱体6右端面上，O型橡胶密封圈5分别安装在试样座4与轴套8的外圆柱的密封槽内，锥面射流体10的密封槽内装有两个O型橡胶密封圈9，锥面射流体10采用间隙配合插入到轴套8内孔中，通过调节螺母11的螺纹副以调节的锥面射流体10的轴向位置，以保证和试样座4的锥面形成正确的射流间隙S(0.2mm)，锁紧螺母12也安装在锥面射流体10的带螺纹的部位上，用来锁紧调节螺母11。周向均布的四个试样18、19、20、21分别安装于试样座4的内圆孔的四个槽内，被管接头3压紧。空蚀试验时，供水设备17将水箱1中的水泵入，分两路与试验装置连接，一路通过调压阀16和压力表15，连通锥面射流体10右端的供水入口B13，供水入口B13的水压通过调压阀16调节为0.3MPa-0.5MPa，另一路流经压力表14，连通箱体6顶部的供水入口A7，在箱体6内产生20MPa的高压强流体，当高压液体经过间隙为S的锥面间隙时，液体在试样座4的管道内产生高速射流，并形成局部的负压空化区域，产生的空化气泡伴随在高速流体中一起运动至试样18、19、20、21的表面处发生撞击溃灭，对材料造成空蚀破坏，冲蚀完毕后的汽水两相流又经过管接头3的出水口2流回水箱1，并又被吸入供水设备17实现水资源的循环利用，试验完毕后关闭电源，旋开管接头3以取出或更换试样18、19、20、21。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置，其特征在于此试验装置采用了圆锥面射流空化结构，高压水经过锥面射流体10与试样座4之间的圆锥面间隙，在圆锥面间隙出口处形成高速水射流空化，夹带空化泡的高速水流流经试样表面时，造成试样的空蚀破坏。
【技术特征摘要】
1.一种间隙可调的锥面水射流空蚀试验装置，包括：水箱(1)、出水口(2)、管接头(3)、试样座(4)、箱体(6)、供水入口A(7)、轴套(8)、锥面射流体(10)、锁紧调节螺母(11)、锁紧螺母(12)、供水入口B(13)、调压阀(16)、供水设备(17)、试样A(18)、试样B(19)、试样C(20)、试样D(21)，所述箱体(6)用于支撑试样座(4)和锥面射流体(10)，所述试样座(4)和锥面射流体(10)之间设置有射流间隙，...
【专利技术属性】
技术研发人员：程峰，吉卫喜，蒋红琰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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