CN110987774A - 一种长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冲刷腐蚀装置，具体地说是一种长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，解决现有技术中较高温度下设备服役周期短的问题。电机的输入端与变频器连接，电机的输出端安装凸轮泵，凸轮泵的出口通过管路连接三级加热系统的入口，三级加热系统的出口通过管路伸至喷射室内，该管路上设有电磁流量计，该管路伸至喷射室内的一端安装喷嘴，位于喷射室顶部入口处的管路部分一侧与升降丝杠连接；喷射室的底部出口通过管路连接回流冷却器的一端，置于料浆罐内的回流冷却器的另一端伸至料浆罐内下部，料浆罐与凸轮泵的入口通过管路连通。本发明通过合理设计加热和冷却位置，把热流体与驱动泵分开，使喷射式冲刷腐蚀实验设备实现期稳定服役。
Description
技术领域
本发明涉及冲刷腐蚀装置，具体地说是一种长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置。
背景技术
在现有技术中，喷射式冲刷腐蚀实验装置在多相流冲刷腐蚀研究中，但多数应用于常温条件下。不同温度下的冲刷腐蚀也经常列入研究范围，但由于热流体经过驱动泵会对其产生较大损伤，较高温度下的研究往往设计成较短的实验时间，即便这样，实验装置的服役寿命也大大缩短。为此，设计了独特的加热和冷却系统，在实现高温喷射的同时，避免了高温流体通过驱动泵，大大地提高了喷射式冲刷腐蚀实验装置的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，解决现有技术中由于热流体通过驱动泵而使实验装置服役寿命大幅缩短的问题。
本发明的技术方案是：
一种长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，电机的输入端与变频器连接，电机的输出端安装凸轮泵，凸轮泵的出口通过管路连接三级加热系统的入口，三级加热系统的出口通过管路伸至喷射室内，该管路上设有电磁流量计，该管路伸至喷射室内的一端安装喷嘴，位于喷射室顶部入口处的管路部分一侧与升降丝杠连接；喷射室的底部出口通过管路连接回流冷却器的一端，置于料浆罐内的回流冷却器的另一端伸至料浆罐内下部，料浆罐与凸轮泵的入口通过管路连通。
所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，料浆罐的侧面下部安装冷却水管，料浆罐的侧面上部通过管路连接溢流冷却器的入口，溢流冷却器的出口通过溢流管与喷射室的侧面下部相连通。
所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，热电偶Ⅰ插设于喷射室，喷射室内设置攻角测量器、喷嘴、参比电极、辅助电极、工作电极、酸度计探头，攻角测量器与工作电极相对应，参比电极、辅助电极、工作电极通过导线连至电化学工作站，电化学工作站与电脑连接，酸度计探头通过导线连至酸度计。
所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，热电偶Ⅱ插设于料浆罐，料浆罐与搅拌排料泵的入口通过管路连通，搅拌排料泵的出口分出两个支路，一个支路与料浆罐相通，该支路上设有球阀Ⅱ，另一支路上设有球阀Ⅰ。
所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，喷射室的底部出口连接回流冷却器的管路上设有球阀Ⅲ。
本发明的设计思想是：本发明设法使驱动泵避开热流体的冲刷腐蚀，从而提高系统在高温冲刷腐蚀条件下的长期稳定服役。
本发明具有如下优点及有益效果：
1.本发明的加热系统安装在驱动泵之后的出水端，避免了高温流体通过驱动泵，大幅延长了驱动泵的使用寿命，实现热流体的喷射。从而，使热流体不通过驱动泵，而又能够实现高温热流体的喷射式冲刷腐蚀试验。
2.本发明的冷却系统安装在喷射室之后，采用在喷射室后端冷却的设计，保证了高温流喷射实验的实现，实现回流液体的降温，同时保证了回流驱动泵的液体处于较低温度，保护驱动泵免受高温冲刷腐蚀。冷却系统采用回流管、溢流管分路降温的方式，以提高冷却效率。
3.本发明的加热系统采用多级加热、多级控温，实现出口热流体温度的准确控制。
4.本发明的冷却系统采用回流管、溢流管分路降温的方式，冷却效率高。
附图说明
图1为本发明结构示意图。图中，1.控制柜，2.变频器，3.电机，4.凸轮泵，5.搅拌排料泵，6.球阀Ⅰ，7.球阀Ⅱ，8.球阀Ⅲ，9.喷射室，10.热电偶Ⅰ，11.热电偶Ⅱ，12.电磁流量计，13.升降丝杠，14.攻角测量器，15.喷嘴，16.参比电极，17.辅助电极，18.工作电极，19.酸度计探头，20.溢流管，21.料浆罐，22.冷却水管，23.酸度计，24.电化学工作站，25.电脑，26.三级加热系统，27.回流冷却器，28.溢流冷却器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明结构和工作过程作进一步详细说明。
如图1所示，本发明长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，主要包括：控制柜1、变频器2、电机3、凸轮泵4、搅拌排料泵5、球阀Ⅰ6、球阀Ⅱ7、球阀Ⅲ8、喷射室9、热电偶Ⅰ10、热电偶Ⅱ11、电磁流量计12、升降丝杠13、攻角测量器14、喷嘴15、参比电极16、辅助电极17、工作电极18(试样)、酸度计探头19、溢流管20、料浆罐21、冷却水管22、酸度计23、电化学工作站24、电脑25、三级加热系统26、回流冷却器27、溢流冷却器28等，具体结构如下：
电机3的输入端与控制柜1上的变频器2连接，电机3的输出端安装凸轮泵4，凸轮泵4的出口通过管路连接三级加热系统26的入口，三级加热系统26的出口通过管路伸至喷射室9内，该管路上设有电磁流量计12，该管路伸至喷射室9内的一端安装喷嘴15，位于喷射室9顶部入口处的管路部分一侧与升降丝杠13连接；喷射室9的底部出口通过管路(该管路上设有球阀Ⅲ8)连接回流冷却器27的一端，置于料浆罐21内的回流冷却器27的另一端伸至料浆罐21内下部，料浆罐21与凸轮泵4的入口通过管路连通。
料浆罐21的侧面下部安装冷却水管22，料浆罐21的侧面上部通过管路连接溢流冷却器28的入口，溢流冷却器28的出口通过溢流管20与喷射室9的侧面下部相连通。热电偶Ⅰ10插设于喷射室9，喷射室9内设置攻角测量器14、喷嘴15、参比电极16、辅助电极17、工作电极18、酸度计探头19，攻角测量器14与工作电极18相对应，参比电极16、辅助电极17、工作电极18通过导线连至电化学工作站24，电化学工作站24与电脑25连接，酸度计探头19通过导线连至酸度计23。
热电偶Ⅱ11插设于料浆罐21，料浆罐21与搅拌排料泵5的入口通过管路连通，搅拌排料泵5的出口分出两个支路，一个支路(该支路上设有球阀Ⅱ7)与料浆罐21相通，另一支路上设有球阀Ⅰ6。
本发明采用装有变频器2的电机3驱动的凸轮泵4作为驱动泵，凸轮泵4的输出管路里设有电磁流量计12，电磁流量计12实时显示管路中的流速；三级加热系统26安装在凸轮泵4之后、喷射室9之前；喷嘴15安装于喷射室9里，并且装有喷射距离调节装置(升降丝杠13)，在喷射室9里还装有攻角测量器14，攻角测量器14调整攻角角度，样品由攻角测量器控制，可用来调整样品的被喷射的角度；工作电极(试样)18底部连接导线，参比电极16、辅助电极17、工作电极(试样)18通过导线连至电化学工作站24，以实现电化学参数测量。喷射室9侧壁装有溢流管20，溢流管20后面连接溢流冷却器28，喷射室9底部装有排水球阀Ⅲ8于通向回流冷却器27，之后回到料浆罐21。本发明还设有搅拌排料泵5，搅拌排料泵5的出口分为两路，分别由球阀Ⅰ6、球阀Ⅱ7控制，回料浆罐21的一路开启时实现对物料的搅拌，通向外部的一路开启时实现废料的排放。
本发明中，凸轮泵4在含有固体颗粒介质的输送中具有诸多优势：通过变频器来控制凸轮泵的流速，避免了常用高压柱塞泵的脉动问题，能进行高含固量和腐蚀性等苛刻介质条件下的冲刷腐蚀实验。凸轮泵的使用，可以使含较大固相颗粒的体系的试验可以实现。
本发明中，三级加热系统采用高温陶瓷加热绳和高功率加热管作为加热元件。第一级，采用不锈钢管外面缠绕高温陶瓷加热绳的方式加热，设计管程2米，尾端采用热电偶测量温度，配合温度继电器，控制尾端第一级出口温度达到80℃；第二级，采用不锈钢管外面缠绕高功率高温陶瓷加热绳的方式加热，设计管程1米，尾端采用热电偶测量温度，配合温度继电器，控制尾端第二级出口温度达到120℃；第三级，采用不锈钢管外面并行捆绑高功率加热管的方式加热，设计管程1米，尾端采用热电偶测量温度，配合温度继电器，控制尾端第三级出口温度达到160℃。
本发明工作过程如下：
安装工作电极18(试样)，接好用于电化学测量的三电极体系；根据工作参数调整好攻角和喷射距离，开启冷却系统(冷却水管22、回流冷却器27、溢流冷却器28)及三级加热系统26；开搅拌排料泵5，使介质处于均匀状态；开启凸轮泵4，用变频器2调整电机转速，从而达到所设计的流量；调节排水球阀Ⅲ8和溢流管20控制喷射室9的液面高度。采用本发明可以在较高温度下控制流速、攻角、介质温度，进行冲刷腐蚀实验，能够实现较高温度下实验装置的长时间安全稳定运行。
结果表明，本发明实验装置除了具有驱动泵、喷嘴、喷射室、电化学测试系统，采用装有变频器的电机驱动的凸轮泵作为驱动泵，喷射室中设有调节样品攻角的攻角测量器，喷嘴所在的管路连有喷射距离调节装置之外，通过合理设计加热和冷却所处的位置，把热流体与驱动泵巧妙地分开，从而可以解决现有技术中较高温度下设备服役周期短的问题，使喷射式冲刷腐蚀实验设备实现期稳定服役。
Claims (5)
1.一种长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，电机的输入端与变频器连接，电机的输出端安装凸轮泵，凸轮泵的出口通过管路连接三级加热系统的入口，三级加热系统的出口通过管路伸至喷射室内，该管路上设有电磁流量计，该管路伸至喷射室内的一端安装喷嘴，位于喷射室顶部入口处的管路部分一侧与升降丝杠连接；喷射室的底部出口通过管路连接回流冷却器的一端，置于料浆罐内的回流冷却器的另一端伸至料浆罐内下部，料浆罐与凸轮泵的入口通过管路连通。
2.按照权利要求1所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，料浆罐的侧面下部安装冷却水管，料浆罐的侧面上部通过管路连接溢流冷却器的入口，溢流冷却器的出口通过溢流管与喷射室的侧面下部相连通。
3.按照权利要求1所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，热电偶Ⅰ插设于喷射室，喷射室内设置攻角测量器、喷嘴、参比电极、辅助电极、工作电极、酸度计探头，攻角测量器与工作电极相对应，参比电极、辅助电极、工作电极通过导线连至电化学工作站，电化学工作站与电脑连接，酸度计探头通过导线连至酸度计。
4.按照权利要求1所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，热电偶Ⅱ插设于料浆罐，料浆罐与搅拌排料泵的入口通过管路连通，搅拌排料泵的出口分出两个支路，一个支路与料浆罐相通，该支路上设有球阀Ⅱ，另一支路上设有球阀Ⅰ。
5.按照权利要求1所述的长寿命高温喷射式液固双相流冲刷腐蚀实验装置，其特征在于，喷射室的底部出口连接回流冷却器的管路上设有球阀Ⅲ。
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