保证高压水栗4进口一定水压，通过高压水栗4内部油栗压缩将纯净水加到高压，分别通过喷嘴6射出冲击对称试验件27。对称试验件27受到高压切向力的作用，带动测试段转子7高速转动。负载9与测试段通过挠性联轴器8连接，可以控制转子7的输出功率及转速。真空栗10抽吸汽缸11内部空气，维持汽缸11 一定的真空度，从而降低叶轮29高速旋转与空气摩擦耗能。测试段转子7两端采用水密封12，提高汽缸的密闭程度，降低真空栗10抽吸负荷。气囊油站21对转子两端轴承润滑13，同时考虑到断电等异常情况，气囊油站21有高压容器，能够在无外置电源的条件下维持轴承润滑直至转子7停止。半循环式的自来水箱14提供真空栗10、负载9、气囊油站21及高压栗4的冷却水，以及转子两端的转子密封水，并分别通过真空栗冷却水调节阀15、负载冷却水调节阀16、第一水密封调节阀17、第二水密封调节阀18、高压水栗冷却水调节阀19以及气囊油站冷却水调节阀20调配每个装置合理的流量。汽缸11内的底部用来收集废水32，且汽缸11下部装有控制磁翻板液位计23，通过凝结栗24调节，可以保证汽缸11内部维持一定的液位。
[0035]参照图2，通过高压水栗4射流经过对称的喷嘴6进行冲击射流，冲蚀对称试验件27。由于对称冲击对称试验件27，因此抵消由于高速冲击导致的不平衡力，合成扭矩带动转子7及叶轮29高速旋转，模拟叶片运行环境。同时汽缸设置有制动喷嘴33，冲击力方向与旋转切向方向相反，当发生失速等紧急异常情况时将喷嘴6高压水路切换至制动喷嘴33水路，从而快速制动。汽缸内部设有引流板30以及上汽缸28为弧度结构，防止高速射流壁面反弹影响叶轮29旋转。在上汽缸28设置操作窗口 34用于方便更换试验件，因此仅仅在停机检修转子叶轮时才需要将上汽缸取下。
[0036]参照图3，测控系统实现转子转速，转子轴承回油温度，转子轴向及切向振动，冷却水温，汽缸真空度，汽缸水位，高压水栗压力等参数的测量监控，共同保障试验系统的安全性与远程操作。整个试验装置测控系统基于串联启动，并联停机的原则。即当转子回油温度，转子轴向振动，转子切向振动，冷却水温，汽缸真空度以及汽缸水位在合理范围内时，试验开始测量;若在测试调试时，其中任意变量出现问题，通过加大负载力，系统报警，立即关掉高压栗，逐渐停机，若在试验过程中，出现失速等严重问题，立即启动制动喷嘴，适时关掉高压栗，采取紧急制动停机。
【主权项】
1.一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，包括纯净水箱(I)、前置栗(3)、高压水栗(4)、转子(7)、汽缸(11)、自来水箱(14)和测控装置(22);其中， 汽缸(11)内部具有密闭的空间，转子(7)穿过汽缸(11)两个相对的侧壁，且转子(7)与汽缸(11)的侧壁之间能够相对转动，汽缸(11)内的转子(7)上设置有叶轮(29)，两个对称试验件(27)对称布置在叶轮(29)的周向上，汽缸(11)的侧壁上还设置有两个喷嘴(6)，两个喷嘴(6)的朝向相反，且分别沿叶轮(29)的旋转切向正对两个对称试验件(27);自来水箱(14)与循环水栗(26)相连接，且自来水箱(14)提供高压水栗(4)所需的冷却水； 工作时，前置栗(3)将纯净水箱(I)中的纯净水注入高压水栗(4)中，然后通过两个喷嘴(6)分别射出冲击两个对称试验件(27)，两个对称试验件(27)受到高压切向力的作用，带动测试段的转子(7)高速转动； 同时，测控装置(22)实现对转子(7)的转速、转子轴向及切向振动、汽缸水位以及高压水栗(4)压力的测量监控。2.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，汽缸(11)包括自下而上设置的下汽缸(31)和上汽缸(28)，且上汽缸(28)为弧度结构，上汽缸(28)的侧壁上还开设有操作窗口(34)。3.根据权利要求2所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，下汽缸(31)的侧壁上还设置有控制磁翻板液位计(23)，且控制磁翻板液位计(23)与凝结水栗(24)相连，通过凝结水栗(24)控制下汽缸(31)内的水位。4.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，还包括负载(9)，其通过挠性联轴器(8)与转子(7)的一端相连;且负载(9)为发电装置或者为测功机，自来水箱(14)提供负载(9)所需的冷却水。5.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，还包括真空栗(10)，其与汽缸(11)相连通，用于抽出汽缸(11)内的气体，且自来水箱(14)提供真空栗(10)所需水； 同时，测控装置(22)实现对汽缸真空度的测量监控。6.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，还包括轴承(13)和气囊油站(21)，其中，转子(7)与汽缸(11)两个相对的侧壁之间通过轴承(13)实现相对滑动，气囊油站(21)用于对转子(7)的两端轴承(13)进行润滑，且自来水箱(14)提供气囊油站(21)所需的冷却水； 同时，测控装置(22)实现对转子(7)的轴承回油温度的测量监控。7.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，转子(7)两端与汽缸(11)外壁之间还设置有水密封(12)，且自来水箱(14)提供水密封(12)所需的密封水。8.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，汽缸(II)的侧壁上还设置有制动喷嘴(33)，冲击力方向与旋转切向方向相反。9.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，汽缸(11)的内壁上设置有引流板(30)，且引流板(30)正对一个喷嘴(6)的纯净水射出方向。10.根据权利要求1所述的一种水蚀试验及测控系统，其特征在于，前置栗(3)将纯净水箱(I)中的纯净水经过截止阀(2)注入高压水栗(4)中，分别通过调节阀(5)由对称喷嘴(6)射出冲击对称试验件(27);冷却水通过管道收集经过循环水栗(26)与截止阀(25)进入自来水箱(14)。
【专利摘要】本发明公开了一种水蚀试验及测控系统，通过调节高速射流冲击试件，驱动系统旋转，模拟真实叶片冲蚀环境，并保证安全可靠的试验性能。高压射流水，通过对称喷嘴冲击对称试验件，带动转子高速转动，切向对称射流有效降低转子不平衡力。负载与转子通过挠性联轴器连接，可以控制转子的输出功率及转速。测试段转子两端采用水密封，降低真空泵抽吸压力。气囊油站对转子两端轴承润滑，能够在断电时维持轴承润滑直至转子停止。汽缸内部设置有副喷嘴，用于快速制动，防飞车；汽缸内部设置有引流板，防止射流撞壁反弹。测控系统对关键参数监控调节。本试验装置不仅极大程度上降低试验搭建及试验成本，同时有效降低对人工依赖性，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】G01N3/56
【公开号】CN105675424
【申请号】CN201610124920
【发明人】张荻, 高科科, 谢永慧
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月4日