[实用新型]一种用于围压环境下空化冲蚀试验的高压釜

说明书

本实用新型提供一种用于围压环境下空化冲蚀试验的高压釜，属于工业清洗技术领域。该高压釜包括本体、盛装组件、动力组件、检测组件和电磁溢流阀，其中本体包括上盖、高压釜，盛装组件包括喷嘴装置、视镜、高压管路、吊杆、夹持装置和靶盘底座，动力组件包括伺服电机、软轴和丝杠，检测组件包括压力传感器A、压力传感器B、水听器、流量计，盛装组件从上盖中心安装至高压釜内部，伺服电机位于上盖一侧上方，盛装组件与动力组件之间通过丝杠连接，丝杠与伺服电机之间使用贯穿高压釜内部和上盖的软轴连接，电磁溢流阀位于高压釜一侧下方。本实用新型可实现射流压力振荡、空化冲蚀、流场特性的同步检测及材料耐空蚀性能评价，操作简单、工作效率高。

技术领域

本实用新型涉及工业清洗技术领域，特别是指一种用于围压环境下空化冲蚀试验的高压釜。

背景技术

空化射流利用空泡溃灭产生的高幅高频压力冲击，在围压下可以显著提高冲蚀效果，因而在深海矿产资源开采、石油钻井、水下清洗等领域具有广阔应用前景。

空化射流特性决定了其只有在淹没条件尤其在高围压工况下才可以充分发挥优势，然而目前针对空化射流的研究及检测大多在非淹没条件下进行，试验条件与结果均与工程实际存在较大差异。少数实用新型可用于研究围压下射流冲蚀特性，尚无法实现围压的精确控制，同时只能开展单一冲蚀试验，无法同时得到射流压力振荡特性、空化作用及射流流场结构，其冲蚀行为与空化作用的相互关系仍不明了。同时现有实用新型将传感器置于围压环境内，其防水问题、可靠性问题及数据传输问题凸显，同时还存在靶距调节不精确、可重复性差及喷嘴更换繁琐等问题。

同时材料的耐空蚀性能作为材料重要性能之一，极大的影响其使用寿命及应用条件。美国已有相关的材料耐空蚀试验标准，其采用空化射流或超声空化装置对材料耐空蚀性能进行评价，但同样存在无法实时获取射流动力学特性及空化噪声特性等问题。

现有实用新型均较难实现高围压下射流动力学特性、空化噪声特性、流场特征的实时检测及冲蚀行为的同步评价，亦无法应用于材料耐空蚀性能的评估，因此，研制一种操作简便、检测方法多样且适用于高围压环境下的空化射流冲蚀试验及性能检测装置，对于空化射流冲蚀行为研究、围压下应用及射流技术的推广具有重要意义。

本课题组已获得1项相关的国家授权实用新型专利(ZL201420253178.2)，即一种高压水射流自激喷嘴腔内振荡信号检测装置(以下称“原专利”)，原专利在喷嘴装置振荡腔体外周和振荡腔碰撞面下端设置信号采集孔并安装传感器，并通过对数据采集与分析获得喷嘴腔内流体压力脉动特性，进而实现自振喷嘴性能的检测。原专利喷嘴装置一般处于空气或者常压淹没状态，无法实现高围压下自振射流特性检测，且在喷嘴侧壁只布置一种压力传感器，无法采集射流的空化噪声，同时原专利没有标靶及冲蚀试样夹持装置，无法进行射流冲蚀试验。本实用新型对原专利进行一系列改进：(1)将喷嘴装置置于高压釜内，模拟实现了围压下的淹没射流工作环境；(2)在高压釜侧壁增加水听器，实现了射流空化噪声信号的采集及空化作用特性的获取；(3)在喷嘴装置下方布置靶距实时精确可调的冲蚀试样夹持装置，可进行高围压下射流冲蚀试验，评价射流空蚀效果，或对材料耐空蚀性能展开研究。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于围压环境下空化冲蚀试验的高压釜，该装置可以实现围压的精确控制，实时准确地检测空化射流的压力脉动特性与空化特性；同时可以开展不同工况下射流冲蚀试验，评价射流冲蚀性能；亦可针对不同冲蚀材料试样，对其耐空蚀性能进行评价，结合高速摄影技术，该装置还可以实现空化射流高围压淹没工况下的流场特性检测。