[发明专利]管道空化清洗效果检测系统

说明书

本发明公开了一种管道空化清洗效果检测系统，包括动力单元、控制单元、执行单元和空化检测装置；所述的空化检测装置包括高速摄像机、亚甲基蓝分光光度计和应力应变片，高速摄像机和亚甲基蓝分光光度计用来测量空化产生位置和空化量，应力应变片用来测量空化清洗效果。本发明利用高速摄影技术，能够有效的观测到空化清洗器空化的发生和发展，能够获得区域性检测空化效果。本发明采用应力应变测试法，能够检测空泡在产生和溃灭时管壁的应变值，通过应变跟应力的转换得到空化效果，对空化效果进行定量分析。本发明采用亚甲基蓝分光光度计测量法，通过亚甲基蓝被氧化前后吸光度的变化检测羟基自由基的量，从而表征空化的强度。

技术领域

本发明涉及管道空化清洗技术，特别是一种用于管道空化清洗效果的检测系统。

背景技术

空化水射流清洗作为一种新型物理除垢技术，有效利用了空化水射流流束内空化泡破裂所产生的强大冲击力将垢层与管道内壁分离，达到清洗去垢的效果。影响空化效果的相关因素很多且复杂，对空化效果的测量十分困难，如何检测空化效果一直是国内外研究的重点。

目前，对于空化清洗的研究大都集中在单一空泡效果的研究中，如声学法、肉眼观测法和光学法，难以对空化清洗过程中空化泡群溃灭所产生的空化效果进行研究分析，主要存在的问题包括：

1.声学法空化检测方法还不完善，空化噪声与空化流动之间的机理联系还没有完全建立，难以满足定量性和区域性检测。

2.肉眼观测法仅仅能看见空化区域，对于空化现象产生的影响不能检测，同时不能对空化现象进行量化。

3.光学法空化检测虽然在模型实验台上可捕获空化发展状态，但不适合复杂运行环境的真机空化检测，定量性难以满足且稳定性较差。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能在管道空化清洗过程中对空化效果进行量化检测的管道空化清洗效果检测系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

管道空化清洗效果检测系统，包括动力单元、控制单元、执行单元和空化检测装置；

所述的动力单元包括电动机和离心泵，所述的离心泵与电动机通过联轴器组装在一起，所述的离心泵的进水端直接与水箱连接、离心泵的出水端与控制单元连接；

所述的控制单元包括节流阀、减压阀和安全溢流阀，所述的减压阀的进水端经压力表A与离心泵的出水端连接，减压阀的出水端依次经流量计和压力表B与执行单元连接；所述的节流阀的一端连接在减压阀与压力表A之间的管路上，节流阀的另一端连接水箱；所述的安全溢流阀的一端连接在离心泵与压力表A之间的管路上，安全溢流阀的另一端连接水箱；所述的节流阀和减压阀配合使用，用来控制水流的流速和压力；安全溢流阀用来保护整个系统的安全，防止压力过高造成的离心泵的损害；

所述的执行单元包括空化清洗器和清洗管道，所述的空化清洗器安装在清洗管道中；所述的清洗管道的进水端与压力表B连接，清洗管道的出水端依次经压力表C和截止阀与水箱连接；

所述的空化检测装置包括高速摄像机、亚甲基蓝分光光度计和应力应变片，高速摄像机和亚甲基蓝分光光度计用来测量空化产生位置和空化量，应力应变片用来测量空化清洗效果。

进一步地，所述的安全溢流阀的压力高于离心泵额定工作压力的5％-10％。

进一步地，所述的空化清洗器固定在清洗管道的中部，空化清洗器是叶片式空化清洗器，通过两两交错的叶片结构形成节流。

进一步地，所述的高速摄像机安装在空化清洗器的一侧，高速摄像机配备补光灯和显微镜头，用于捕捉空泡运动区域；所述的高速摄像机与上位机连接；所述的高速摄像机具有20万频以上的记录速度。