CN104075955A - 一种管道耐磨性能试验装置和试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道耐磨性能试验装置和试验方法，装置包括设有底座的支架、驱动电机、驱动电机固定部件、驱动电机控制部件以及管环试样圆托盘，支架还包括左右支撑竖杆和上横梁，形成完整的框架，驱动电机固定部件包括下横梁、上电机固定杆、左右电机固定杆，驱动电机的转轴下端固定水平圆压板，水平圆压板的下方设有搅拌叶轮，驱动电机控制部件包括电机垂直运动控制部件和电机运转控制部件，电机垂直运动控制部件包括传动圆杆、旋转盘和旋转手柄，电机运转控制部件包括变频调速控制装置和计时装置。方法依次有五步骤。简单、实用，且成本低，可以比较方便地用于进行管道耐磨性能试验，相对评估出管道材料的耐磨性，以便指导合理选用管道材料。

Description

一种管道耐磨性能试验装置和试验方法

  

技术领域

本发明涉及管道制造，特别是涉及一种管道耐磨性能试验装置和试验方法。  

背景技术

输送含有固体颗粒的液体介质的管道的耐磨性能，直接关系到整个管线的运行使用寿命。然而，现有管道耐磨性能的试验装置和试验方法尚难以准确测定各类管道材料的耐磨性能，也未见有耐磨性的标准数据，只能相对比较衡量，在同样的使用条件下，重量或者厚度减小多的材料，相对而言，其耐磨性能比较差，因此，严重影响管道材料的正确选用。  

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种管道耐磨性能试验装置。 

本发明所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种管道耐磨性能试验方法。 

 本发明的管道耐磨性能试验装置技术问题通过以下技术方案予以解决。 

这种管道耐磨性能试验装置，包括设有底座的支架、驱动电机、驱动电机固定部件、驱动电机控制部件，以及放置在所述底座正中间的管环试样圆托盘，所述管环试样圆托盘放置管环试样以及注入管环试样内的试验用液体介质。 

这种管道耐磨性能试验装置的特点是： 

所述支架还包括左支撑竖杆、右支撑竖杆和上横梁，所述左支撑竖杆和右支撑竖杆分别通过螺纹连接固定在所述底座上，所述上横梁的左端和右端分别通过螺纹固定连接在所述左支撑竖杆和右支撑竖杆的上端，形成一完整的框架，且所述上横梁的正中间设有带内螺纹的通孔。

所述驱动电机固定部件包括左端和右端分别设有圆通孔的下横梁、上电机固定杆、上端分别与所述上电机固定杆连接的左电机固定杆和右电机固定杆，所述驱动电机的端盖通过螺栓与所述下横梁固定连接，所述左电机固定杆和右电机固定杆分别穿过所述下横梁左端和右端的圆通孔与所述下横梁连接，所述圆通孔的直径比所述左支撑竖杆和右支撑竖杆的直径大，所述下横梁可沿着所述左支撑竖杆和右支撑竖杆上下滑动，所述下横梁的左侧和右侧还设有分别穿过其的通孔。 

所述驱动电机的转轴下端固定安装有用于盖住所述管环试样圆托盘的水平圆压板，所述左电机固定杆和右电机固定杆的下端分别穿过所述下横梁左侧和右侧的通孔与所述水平圆压板固定连接，所述水平圆压板的下方设有与所述驱动电机的转轴固定连接的搅拌叶轮，所述搅拌叶轮包括至少两片对称配置的搅拌叶片，其轴心杆通过所述水平圆压板的正中心连接所述驱动电机的转轴，搅拌叶轮具有足够的强度、刚度及耐磨性，用于长期传递驱动电机的旋转力矩，带动管环试样内的试验用液体介质旋转，进行耐磨性试验。 

所述驱动电机控制部件包括电机垂直运动控制部件和电机运转控制部件，所述电机垂直运动控制部件包括下端与固定连接驱动电机端盖的上电机固定杆连接的传动圆杆、中心设有内螺纹的圆孔的旋转盘和固定在所述旋转盘上的旋转手柄，所述传动圆杆的中部设有与所述上横梁正中间的通孔的内螺纹活动连接的螺纹，所述传动圆杆的上端也设有螺纹，与所述旋转盘中心圆孔的内螺纹固定连接，通过手持加力旋转手柄带动旋转盘旋转，驱动电机连同所述上电机固定杆、左电机固定杆、右电机固定杆，以及所述下横梁、水平圆压板和搅拌叶轮作向上或向下的垂直运动，同时所述下横梁在所述左支撑竖杆和右支撑竖杆导向下向上或向下滑动。 

所述电机运转控制部件包括变频调速控制装置和计时装置，通过连接导线与所述驱动电机连接，用于调节和控制所述驱动电机的试验运转速度和试验运转时间。 

本发明的管道耐磨性能试验装置技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。 

所述水平圆压板设有带内螺纹的注液通孔，用于在试验过程中补充注入试验液体介质，注液后配用螺栓直接拧上防止发生试验液体介质渗漏。 

在所述水平圆压板与所述管环试样圆托盘之间设有环形橡胶垫片，用于使所述水平圆压板与所述管环试样圆托盘紧密贴合，进一步防止试验用液体介质在搅拌叶轮高速旋转过程中发生渗漏。 

所述试验用液体介质是含有固体颗粒的矿浆尾液和含砂水中的一种。 

本发明的管道耐磨性能试验装置技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。 

所述驱动电机的功率为10W ~200W，由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定。 

所述驱动电机试验运转速度由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定。 

所述驱动电机试验运转时间由管环材料性能决定。 

     本发明的管道耐磨性能试验方法技术问题通过以下技术方案予以解决。 

这种管道耐磨性能试验方法，采用上述管道耐磨性能试验装置。 

这种管道耐磨性能试验方法的特点是： 

依次有以下步骤：

1）将管环试样干燥称重并测量其内径、外径和宽度后放置在管环试样圆托盘中，再在所述管环试样内注入试验用液体介质；

2）通过手持加力旋转手柄带动旋转盘旋转，驱动电机连同上电机固定杆、左电机固定杆、右电机固定杆，以及下横梁、水平圆压板和搅拌叶轮作向下的垂直运动，同时下横梁在左支撑竖杆和右支撑竖杆导向下向下滑动，直至搅拌叶轮下降浸入试验用液体介质中，且水平圆压板与管环试样圆托盘紧密贴合；

3）通过包括变频调速控制装置和计时装置的电机运转控制部件，调节和控制设定驱动电机的试验运转速度和试验运转时间后，启动驱动电机带动搅拌叶轮旋转，驱使试验用液体介质转动，与管环试样的内壁持续摩擦，必要时通过注液通孔补充注入试验用液体介质；

4）到达设定的驱动电机试验运转时间后，试验自动停止，通过手持加力旋转手柄带动旋转盘反向旋转，驱动电机连同上电机固定杆、左电机固定杆、右电机固定杆，以及下横梁、水平圆压板和搅拌叶轮作向上的垂直运动，同时下横梁在左支撑竖杆和右支撑竖杆导向下向上滑动，直至搅拌叶轮上升离开管环试样圆托盘，取出管环试样再次干燥称重，并测量其内径、外径和宽度；

5） 计算步骤1）和步骤4）管环试样干燥称重的差值，以及测量的内径、外径和宽度的差值，相对评估出管道材料的耐磨性。

本发明的管道耐磨性能试验方法技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。 

所述步骤1）的试验用液体介质是含有固体颗粒的矿浆尾液和含砂水中的一种。 

本发明的管道耐磨性能试验方法技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。 

所述步骤2）的驱动电机的功率为10W ~200W，由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体颗粒含量决定。 

所述步骤3）设定的驱动电机试验运转速度由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定。 

所述步骤3）设定的驱动电机试验运转时间由管环材料性能决定。 

本发明与现有技术相比的有益效果是： 

本发明的试验装置和试验方法简单、实用，且成本低，可以比较方便地用于进行管道耐磨性能试验，相对评估出管道材料的耐磨性，以便指导合理选用管道材料。 

附图说明

图1是本发明试验装置的具体实施方式的结构图； 

图2是图1的管环试样圆托盘放置管环试样与注入试验用液体介质后的俯视示意图。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。 

一种如图1~2所示的管道耐磨性能试验装置，包括设有底座1的支架、驱动电机5、驱动电机固定部件、驱动电机控制部件，以及放置在底座1正中间的管环试样圆托盘2，管环试样圆托盘2放置管环试样19以及注入管环试样19内的试验用液体介质18。驱动电机5的功率为10W ~200W，由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定。试验运转速度由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定。试验运转时间由管环材料性能决定。 

支架还包括左支撑竖杆3、右支撑竖杆15和上横梁7，左支撑竖杆3和右支撑竖杆15分别通过螺纹连接固定在底座1上，上横梁7的左端和右端分别通过螺纹固定连接在左支撑竖杆3和右支撑竖杆15的上端，形成一完整的框架，且上横梁7的正中间设有带内螺纹的通孔。 

驱动电机固定部件包括左端和右端分别设有圆通孔的下横梁4、上电机固定杆17、上端分别与上电机固定杆17连接的左电机固定杆6和右电机固定杆16，驱动电机5的端盖通过螺栓与下横梁4固定连接，左电机固定杆6和右电机固定杆16分别穿过下横梁4左端和右端的圆通孔与下横梁4连接，圆通孔的直径比左支撑竖杆3和右支撑竖杆15的直径大，下横梁4可沿着左支撑竖杆3和右支撑竖杆15上下滑动，下横梁4的左侧和右侧还设有分别穿过其的通孔。 

驱动电机5的转轴下端固定安装有用于盖住管环试样圆托盘2的水平圆压板12，左电机固定杆6和右电机固定杆16的下端分别穿过下横梁4左侧和右侧的通孔与水平圆压板12固定连接，水平圆压板12的下方设有与驱动电机5的转轴固定连接的搅拌叶轮11，搅拌叶轮11包括至少两片对称配置的搅拌叶片，其轴心杆通过水平圆压板12的正中心连接驱动电机5的转轴，搅拌叶轮11具有足够的强度、刚度及耐磨性，用于长期传递驱动电机5的旋转力矩，带动管环试样19内的试验用液体介质18旋转，进行耐磨性试验。 

驱动电机控制部件包括电机垂直运动控制部件和电机运转控制部件，电机垂直运动控制部件包括下端与固定连接驱动电机5端盖的上电机固定杆17连接的传动圆杆8、中心设有内螺纹的圆孔的旋转盘9和固定在旋转盘9上的旋转手柄10，传动圆杆8的中部设有与上横梁7正中间的通孔的内螺纹活动连接的螺纹，传动圆杆8的上端也设有螺纹，与旋转盘9中心圆孔的内螺纹固定连接，通过手持加力旋转手柄11带动旋转盘9旋转，驱动电机5连同上电机固定杆17、左电机固定杆6、右电机固定杆16，以及下横梁4、水平圆压板12和搅拌叶轮11作向上或向下的垂直运动，同时下横梁4在左支撑竖杆3和右支撑竖杆15导向下向上或向下滑动。 

电机运转控制部件包括变频调速控制装置和计时装置，通过连接导线与驱动电机5连接，用于调节和控制驱动电机5的试验运转速度和试验运转时间。 

水平圆压板12设有带内螺纹的注液通孔13，用于在试验过程中补充注入试验液体介质18，注液后配用螺栓直接拧上防止发生试验液体介质18渗漏。 

在水平圆压板12与管环试样圆托盘2之间设有环形橡胶垫片14，用于使水平圆压板12与管环试样圆托盘2紧密贴合，进一步防止试验用液体介质18在搅拌叶轮11高速旋转过程中发生渗漏。 

试验用液体介质18是含有固体颗粒的矿浆尾液和含砂水中的一种。 

     本具体实施方式用于管道耐磨性能试验方法，依次有以下步骤： 

1）将内径为202±0.5mm、外径为214±0.5mm、宽度为60±0.5mm的玻璃钢管环试样19干燥称重并测量其内径、外径和宽度后放置在管环试样圆托盘2中，再在管环试样19内注入试验用液体介质18，试验用液体介质18是含有固体颗粒的矿浆尾液和含砂水中的一种。；

2）通过手持加力旋转手柄10带动旋转盘9旋转，驱动电机5连同上电机固定杆17、左电机固定杆6、右电机固定杆16，以及下横梁4、水平圆压板12和搅拌叶轮11作向下的垂直运动，同时下横梁4在左支撑竖杆3和右支撑竖杆15导向下向下滑动，直至搅拌叶轮11下降浸入试验用液体介质18中，且水平圆压板12与管环试样圆托盘2紧密贴合，驱动电机的功率为10W ~200W，由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体颗粒含量决定；

3）通过包括变频调速控制装置和计时装置的电机运转控制部件，调节和控制设定驱动电机5的试验运转速度和试验运转时间后，启动驱动电机5带动搅拌叶轮11旋转，驱使试验用液体介质18转动，与管环试样19的内壁持续摩擦，必要时通过注液通孔13补充注入试验用液体介质18，设定的驱动电机试验运转速度由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定，设定的驱动电机试验运转时间由管环材料性能决定；

4）到达设定的驱动电机试验运转时间后，试验自动停止，通过手持加力旋转手柄10带动旋转盘9反向旋转，驱动电机5连同上电机固定杆17、左电机固定杆6、右电机固定杆16，以及下横梁4、水平圆压板12和搅拌叶轮11作向上的垂直运动，同时下横梁4在左支撑竖杆3和右支撑竖杆15导向下向上滑动，直至搅拌叶轮11上升离开管环试样圆托盘2，取出管环试样19再次干燥称重，并测量其内径、外径和宽度；

5） 计算步骤1）和步骤4）管环试样干燥称重的差值，以及测量的内径、外径和宽度的差值，相对评估出管道材料的耐磨性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书决定的专利保护范围。  

Claims (10)

1.   一种管道耐磨性能试验装置，包括设有底座的支架、驱动电机、驱动电机固定部件、驱动电机控制部件，以及放置在所述底座正中间的管环试样圆托盘，所述管环试样圆托盘放置管环试样以及注入管环试样内的试验用液体介质，其特征在于：所述支架还包括左支撑竖杆、右支撑竖杆和上横梁，所述左支撑竖杆和右支撑竖杆分别通过螺纹连接固定在所述底座上，所述上横梁的左端和右端分别通过螺纹固定连接在所述左支撑竖杆和右支撑竖杆的上端，形成一完整的框架，且所述上横梁的正中间设有带内螺纹的通孔；所述驱动电机固定部件包括左端和右端分别设有圆通孔的下横梁、上电机固定杆、上端分别与所述上电机固定杆连接的左电机固定杆和右电机固定杆，所述驱动电机的端盖通过螺栓与所述下横梁固定连接，所述左电机固定杆和右电机固定杆分别穿过所述下横梁左端和右端的圆通孔与所述下横梁连接，所述圆通孔的直径比所述左支撑竖杆和右支撑竖杆的直径大，所述下横梁可沿着所述左支撑竖杆和右支撑竖杆上下滑动，所述下横梁的左侧和右侧还设有分别穿过其的通孔；所述驱动电机的转轴下端固定安装有用于盖住所述管环试样圆托盘的水平圆压板，所述左电机固定杆和右电机固定杆的下端分别穿过所述下横梁左侧和右侧的通孔与所述水平圆压板固定连接，所述水平圆压板的下方设有与所述驱动电机的转轴固定连接的搅拌叶轮，所述搅拌叶轮包括至少两片对称配置的搅拌叶片，其轴心杆通过所述水平圆压板的正中心连接所述驱动电机的转轴，搅拌叶轮具有足够的强度、刚度及耐磨性，用于长期传递驱动电机的旋转力矩，带动管环试样内的试验用液体介质旋转，进行耐磨性试验；所述驱动电机控制部件包括电机垂直运动控制部件和电机运转控制部件，所述电机垂直运动控制部件包括下端与固定连接驱动电机端盖的上电机固定杆连接的传动圆杆、中心设有内螺纹的圆孔的旋转盘和固定在所述旋转盘上的旋转手柄，所述传动圆杆的中部设有与所述上横梁正中间的通孔的内螺纹活动连接的螺纹，所述传动圆杆的上端也设有螺纹，与所述旋转盘中心圆孔的内螺纹固定连接，通过手持加力旋转手柄带动旋转盘旋转，驱动电机连同所述上电机固定杆、左电机固定杆、右电机固定杆，以及所述下横梁、水平圆压板和搅拌叶轮作向上或向下的垂直运动，同时所述下横梁在所述左支撑竖杆和右支撑竖杆导向下向上或向下滑动；所述电机运转控制部件包括变频调速控制装置和计时装置，通过连接导线与所述驱动电机连接，用于调节和控制所述驱动电机的试验运转速度和试验运转时间。

2.   如权利要求1所述的管道耐磨性能试验装置，其特征在于：所述水平圆压板设有带内螺纹的注液通孔，用于在试验过程中补充注入试验液体介质，注液后配用螺栓直接拧上防止发生试验液体介质渗漏。

3.   如权利要求1或2所述的管道耐磨性能试验装置，其特征在于：在所述水平圆压板与所述管环试样圆托盘之间设有环形橡胶垫片，用于使所述水平圆压板与所述管环试样圆托盘紧密贴合，进一步防止试验用液体介质在搅拌叶轮高速旋转过程中发生渗漏。

4.   如权利要求3所述的管道耐磨性能试验装置，其特征在于：所述试验用液体介质是含有固体颗粒的矿浆尾液和含砂水中的一种。

5.   如权利要求4所述的管道耐磨性能试验装置，其特征在于：所述驱动电机的功率为10W  ~200W，由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定；所述驱动电机试验运转速度由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定；所述驱动电机试验运转时间由管环材料性能决定。

6.   一种采用如权利要求1~5中任意一项的管道耐磨性能试验方法，其特征在于：依次有以下步骤：1）将管环试样干燥称重并测量其内径、外径和宽度后放置在管环试样圆托盘中，再在所述管环试样内注入试验用液体介质；2）通过手持加力旋转手柄带动旋转盘旋转，驱动电机连同上电机固定杆、左电机固定杆、右电机固定杆，以及下横梁、水平圆压板和搅拌叶轮作向下的垂直运动，同时下横梁在左支撑竖杆和右支撑竖杆导向下向下滑动，直至搅拌叶轮下降浸入试验用液体介质中，且水平圆压板与管环试样圆托盘紧密贴合；3）通过包括变频调速控制装置和计时装置的电机运转控制部件，调节和控制设定驱动电机的试验运转速度和试验运转时间后，启动驱动电机带动搅拌叶轮旋转，驱使试验用液体介质转动，与管环试样的内壁持续摩擦，必要时通过注液通孔补充注入试验用液体介质；4）到达设定的驱动电机试验运转时间后，试验自动停止，通过手持加力旋转手柄带动旋转盘反向旋转，驱动电机连同上电机固定杆、左电机固定杆、右电机固定杆，以及下横梁、水平圆压板和搅拌叶轮作向上的垂直运动，同时下横梁在左支撑竖杆和右支撑竖杆导向下向上滑动，直至搅拌叶轮上升离开管环试样圆托盘，取出管环试样再次干燥称重，并测量其内径、外径和宽度；5） 计算步骤1）和步骤4）管环试样干燥称重的差值，以及测量的内径、外径和宽度的差值，相对评估出管道材料的耐磨性。

7.   如权利要求6所述的管道耐磨性能试验方法，其特征在于：所述步骤1）的试验用液体介质是含有固体颗粒的矿浆尾液和含砂水中的一种。

8.   如权利要求7所述的管道耐磨性能试验方法，其特征在于：所述步骤2）的驱动电机的功率为10W ~200W，由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体颗粒含量决定。

9.   如权利要求8所述的管道耐磨性能试验方法，其特征在于：所述步骤3）设定的驱动电机试验运转速度由管环试样的内径、外径和宽度，以及试验用液体介质中的固体含量决定。

10.   如权利要求9所述的管道耐磨性能试验方法，其特征在于：所述步骤3）设定的驱动电机试验运转时间由管环材料性能决定。