一种高速水流冲击试验装置的制作方法

[0001]
本发明属于冲击试验领域，涉及一种高速水流冲击试验装置。


背景技术：

[0002]
航空、船舶、军事等领域的结构很有可能由于高速运行受到水流的高速冲击，为了研究高速水流冲击对材料的损伤以及材料的性能，设计并进行了大量的水流冲击试验。目前，常规水流冲击试验所采用的装置都是静压注水或高压水泵加压注水，由于受到注水容器容量的限制，常规水流冲击试验难以精准模拟既定的水流冲击速度大小、水流速度稳定性以及可持续时间，因此常规水流冲击试验装置难以满足实际工况需求。


技术实现要素：

[0003]
为解决目前常规水流冲击试验精准模拟既定的水流冲击速度大小、水流速度稳定性以及可持续时间的问题。本发明的目的是提供一种高速水流冲击试验装置，能够精准模拟既定的水流冲击速度大小、水流速度稳定性以及可持续时间。
[0004]
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0005]
本发明公开的一种高速水流冲击试验装置，包括水泵、高压水箱、水气两用管、高压气源、被测样件；所述水泵通过高压水管与所述高压水箱连通；所述高压水箱、水气两用管通过高压气管与所述高压气源连通；所述高压水箱上的直管段与所述被测样件按要求间隔布置；所述被测样件位于所述试验台架上。
[0006]
作为优选，所述高压水箱连接三个或者更多的水气两用管，相互之间通过顶部的气路互通，保证使用运行的一致性。且高压水箱连接多个水气两用管，避免形成大型的高压气腔，增强高压水箱的结构强度，提高使用的安全性。
[0007]
作为优选，通过所述上水位开关与下水位开关之间的距离调节实现控制水流冲击持续时间的大小。上水位开关用于实现对于水泵进水的上限控制，下水位开关用于实现对于喷嘴出水的下限控制。
[0008]
作为优选，所述高压气管上设置有大流量减压稳压阀、充气电磁阀和排气电磁阀，喷嘴射出的水流最高流速通过大流量减压稳压阀出口压力调节。
[0009]
作为优选，所述高压水箱中的高压水通过喷嘴、电动蝶阀与直管段喷出，冲击正前方的被测样件。
[0010]
作为优选，通过调节大流量减压稳定阀的出口压力调节喷嘴射出的水流速度，避免注水式冲击试验装置因注水量减少对于速度稳定性的影响，保证喷嘴处水流速度的稳定性。
[0011]
作为优选，所述水气两用管的顶部安装有整流栅，以减弱高压气管中高压气体直接喷击破坏水气两用管的水面并大量雾化形成严重的两相流。
[0012]
作为优选，所述被测样件固定在试验台架上，通过调整被测样件相对于直管段的相对角度和距离，模拟实际中的各种工况。
[0013]
本发明公开的一种高速水流冲击试验装置的工作方法为：
[0014]
步骤一：按要求安装高速水流冲击试验装置，打开高速水流冲击装置系统以及其他数据采集仪器仪表。
[0015]
步骤二：打开水阀与排气电磁阀，开启水泵，高压水气两用管水位上升至上水位开关；
[0016]
步骤三：关闭水阀与排气电磁阀、水泵，调节大流量减压稳压阀出口压力至预设值，打开充气电磁阀，使高压水气两用管中气体压力达到大流量减压稳压阀出口压力预设值；
[0017]
步骤四：打开电动蝶阀，高速水流射出冲击试验样件，模拟既定的水流冲击速度大小、水流速度稳定性以及可持续时间，高压水气两用管水位下降至下水位开关；
[0018]
步骤五：关闭电动蝶阀与充气电磁阀，打开排气电磁阀，完成试验。
[0019]
有益效果：
[0020]
1、本发明公开的一种高速水流冲击试验装置，通过控制大流量减压稳压阀的压力值来调节喷嘴射出的水流流速，且通过调节上、下水位开关之间的距离改变水流冲击持续时间，完成试验。本发明为冲击试验在一定量注水量的条件下提供高流速的冲击水流。在水气两用管中高压气体的作用下，不需要大流量的水泵即能提供很大流速的冲击水流。本发明能够解决传统水流冲击试验装置受水量存储限制，且能够解决水量消耗大、流速不稳定以及水流流速量程较小等问题。
[0021]
2、本发明公开的一种高速水流冲击试验装置，高压水箱包括同时使用的三个或者更多的水气两用管，与传统方式相比，在产生高速水射流的同时，避免生成大型空气腔而破坏结构，增强结构的强度，提高设备使用的安全性。
[0022]
3、本发明公开的一种高速水流冲击试验装置，通过调节上水位开关与下水位开关之间的位置控制高速水流的可持续时间长短。上水位开关能够实现对于水泵进水的上限控制，下水位开关能够实现对于喷嘴出水的下限控制。
[0023]
4、本发明公开的一种高速水流冲击试验装置，通过调节大流量减压稳定阀的出口压力可调节喷嘴射出的水流速度，避免注水式冲击试验装置因注水量减少对于速度稳定性的影响，保证喷嘴处水流速度的稳定性。
附图说明
[0024]
图1是本发明试验设备布置正视图。
[0025]
附图标记：1—水泵、2—水阀、3—高压水箱、4—高压水气两用管、5—高压气源、6—大流量减压稳压阀、7—充气电磁阀、8—排气电磁阀、9—整流栅、10—上水位开关、11—下水位开关、12—喷嘴、13—电动蝶阀、14—直管段、15—高压气管、16—高压水管、17—高速水流、18—试验台架、19—被测样件。
具体实施方式
[0026]
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
[0027]
实施例1：
[0028]
如图1所示，本实施例公开的一种高速水流冲击试验装置，包括水泵1、高压水箱3、水气两用管4、高压气源5、被测样件19；所述水泵1通过高压水管16与所述高压水箱3连通；所述高压水箱3、水气两用管4通过高压气管15与所述高压气源5连通；所述高压水箱3通过高压水管16与所述被测样件19连通；所述被测样件19位于所述试验台架18上。
[0029]
所述水泵1根据试验要求对水流的压力、流量进行调整；
[0030]
所述高压水箱3包括三个或者更多的水气两用管4，相互之间通过顶部的气路互通，保证使用运行的一致性。且高压水箱3连接多个水气两用管4，避免形成大型的高压气腔，增强结构的强度，提高了使用的安全性；
[0031]
所述高压水箱3外壳材料根据试验压力选取为钢材/或有机玻璃等；
[0032]
所述喷嘴12射出的水流最高流速可以通过大流量减压稳压阀6出口压力调节。
[0033]
所述上水位开关10与下水位开关11之间的距离调节可以实现控制水流冲击持续时间的大小，上水位开关10可以实现对于水泵1进水的上限控制，下水位开关11可以实现对于喷嘴出水的下限控制；
[0034]
所述高压水管16上设置有水阀2；
[0035]
所述的高速水流冲击试验装置，其特征在于，所述高压气管15上设置有大流量减压稳压阀6、充气电磁阀7和排气电磁阀8；
[0036]
所述被测样件19固定在试验台架18上，通过调整被测样件相对于直管段的相对角度和距离，模拟实际中的各种工况。
[0037]
本实施例公开的一种高速水流冲击试验装置的工作方法为：
[0038]
步骤一：按要求安装高速水流冲击试验装置，打开高速水流冲击装置系统以及其他数据采集仪器仪表。
[0039]
步骤二：打开水阀2与排气电磁阀8，开启水泵1，高压水气两用管4水位上升至上水位开关10；
[0040]
步骤三：关闭水阀2与排气电磁阀8、水泵1，调节大流量减压稳压阀6出口压力至预设值，打开充气电磁阀7，使高压水气两用管4中气体压力达到大流量减压稳压阀6出口压力预设值；
[0041]
步骤四：打开电动蝶阀13，高速水流射出冲击试验样件，模拟既定的水流冲击速度大小、水流速度稳定性以及可持续时间，高压水气两用管4水位下降至下水位开关11；
[0042]
步骤五：关闭电动蝶阀13与充气电磁阀7，打开排气电磁阀8，完成试验。
[0043]
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。