[实用新型]水工混凝土冲蚀试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，具体说是一种水工混凝土冲蚀试验装置，属于水利工程材料试验领域。

背景技术

水工泄水建筑物的冲蚀磨损是水利工程中普遍存在的棘手问题，关于抗冲磨混凝土的研究一直是热点，各种各样的抗冲磨混凝土不断涌现，如钢纤维混凝土、玄武岩纤维混凝土、硅粉混凝土、高强耐磨粉煤灰混凝土等等，对于这些新型材料需要通过试验来研究他们的抗冲蚀性能。目前进行冲蚀试验的装置类似于高压水枪，采用极小孔口，超高流速(冲击速度达到200m/s以上)，加速材料的冲蚀磨损，主要通过对比来研究混凝土的抗冲蚀性能，无法正确计算材料抗蚀性能的定量指标，只能对混凝土的抗冲蚀性能做出定性评价，冲蚀试验本身也无法合理反映材料的冲蚀破坏规律(尹延国，水工混凝土冲击磨损行为与机理研究，水力发电学报，2001)。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够真实模拟高速水流冲蚀现象的试验装置。

本实用新型达到上述目的的技术方案是：

水工混凝土冲蚀试验装置，包括动力系统、进水管系、稳压系统、排气管系、调水管系和试验段。动力系统采用三相电机驱动多级增压离心泵，为整个冲蚀试验装置供水，水流经进水管系进入稳压系统，稳压系统顶部安装排气管系，稳压系统一侧接调水管系，稳压系统之后接电磁流量计监测过流流量，最后到达试验段。

所述冲蚀试验装置的动力系统，采用两台额定功率为120kw的三相电机驱动两台额定流量为60L/s的多级增压离心泵，平行布置并联为整个装置供水。

所述冲蚀试验装置的稳压系统，由“T”形的稳压箱前接两个对称分布的进水管，后接输水管系，上接排气管系，旁接调水管系，顶部安装压力表观察稳压箱内的压力变化。

所述冲蚀试验装置的排气管系，位于稳压箱的顶部，用于装置排气，防止气体掺入高速水流影响试验效果，排气管顶端采用阀门控制。

所述冲蚀试验装置的调水管系，位于稳压箱的一端，采用调水阀门控制，若阀门全关，水流全部从喷嘴射出，此时射流速度最大，打开调水阀门，喷嘴的射流速度会降低，因此，根据试验要求可采用调水阀门来控制水流的冲击速度，速度的大小由电磁流量计监控。

所述冲蚀试验装置的试验段，包括射流喷嘴、水工混凝土试件、透明封闭罩，喷嘴采用流线型收缩，试件固定于冲击位置，封闭罩采用有机玻璃制作，防止水流溅出并可以观察试验情况。

所述的冲蚀试验装置属于高压系统，所有管系均采用高压无缝钢管，所有阀门均采用高压阀门。

本实用新型具有如下优点：

(1)采用两台多级离心泵并联为装置供水，使喷嘴最大射流冲击速度达到48m/s以上，对水工混凝土试件的冲击面积达到25cm²以上，完全满足水工泄水建筑物中高速水流试验的要求；

(2)该装置能够根据试验要求灵活调节冲击速度，能够真实模拟水工建筑物的冲蚀磨损情况。

附图说明

图1为水工混凝土冲蚀装置的正视图；

图2为水工混凝土冲蚀装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

水工混凝土冲蚀试验装置，采用两台三相电机1各驱动一台多级增压离心泵2，接平行布置的两根进水管3，进水管3并联接入稳压箱4，稳压箱4顶部安装排气管5，排气管5顶端采用排气阀门6控制，稳压箱4一端接调水管7，调水管7采用调水阀门8控制，稳压箱4顶部安装压力表9监测箱内压力，稳压箱4下游端接电磁流量计10和工作阀门11，最后到达喷嘴12，水工混凝土试件13固定于冲击位置，喷嘴12和试件13位于封闭罩14之内。

本实用新型工作时，将称量的水工混凝土试件13固定于冲击位置，关闭工作阀门11，打开调水阀门8，同时开启两台多级离心泵2，水流经进水管3进入稳压箱4，再从调水管7流出形成回路。缓慢关闭调水阀门8，待稳压箱4内有一定压力水头时，打开排气阀门6进行排气，待排完空气，关闭排气阀门6，继续关闭调水阀门8并缓慢打开工作阀门11至全开，通过电磁流量计10监控射流冲击的实时流速，采用调水阀门8调节冲击速度至试验要求，在对混凝土试件13冲击达到规定的时间后，再次称量试件13的质量，根据质量差、冲击面积和冲击时间计算冲蚀率。