本發(fā)明屬于攪拌設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪，它適用于防止固體顆粒物沉降的液固兩相流體的攪拌場合。

背景技術(shù)：
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液固兩相流沖蝕磨損現(xiàn)象普遍存在于冶金、化工、采礦、水電等行業(yè)，是引起各種料漿泵、閥、管道等過流部件快速損壞的重要原因。根據(jù)不同工況條件，使用適當(dāng)?shù)臎_蝕磨損裝置和方法來研究液固兩相流沖蝕磨損規(guī)律和機(jī)理、合理選用過流部件材料及防護(hù)，降低過流部件損壞速度、延長使用壽命具有重要意義。液固兩相流沖蝕磨損試驗(yàn)裝置主要有旋轉(zhuǎn)式、噴射式、管流式和組合式四種。旋轉(zhuǎn)式因其設(shè)備簡單、成本低、實(shí)驗(yàn)周期短等優(yōu)點(diǎn), 適用于模擬和分析料漿泵葉輪、攪拌槳等旋轉(zhuǎn)部件在稀料漿或單相流體中的沖蝕磨損行為。旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置中，通常采用帶有葉片的葉輪(旋轉(zhuǎn)盤)來攪拌料漿液以防止固體顆粒物沉降，使固體顆粒物與液體充分混合并高速旋轉(zhuǎn)，從而使液固兩相或多相流體高速沖擊試樣表面，研究和分析液固兩相或多相流體對材料的沖蝕磨損規(guī)律和機(jī)理?？梢?，葉輪是旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的一個(gè)關(guān)鍵部件。葉輪材料使用較多的為耐磨合金（不銹鋼或普通鋼材），葉輪形狀較多的為盤狀或簡易十字形葉片。

目前旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置使用的葉輪攪拌方式主要存在以下問題：

（1）耐磨合金葉輪自身重量大。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過800r/min時(shí)，電機(jī)及旋轉(zhuǎn)主軸出現(xiàn)明顯晃動(dòng)，葉輪運(yùn)行中出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。

（2）葉輪形狀為盤狀或簡易十字形葉片，耐磨耐腐蝕性差，使用壽命短，需要經(jīng)常更換維修。

（3）葉輪形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，攪拌料漿液效果不理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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綜上所述，為了克服現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置中攪拌葉輪存在的問題，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪，它應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置中可以模擬具有腐蝕性的單相、液固兩相或多相流體的工況條件。葉輪材質(zhì)選用超高分子量聚乙烯，該材質(zhì)的組合葉輪經(jīng)長期液固沖蝕磨損試驗(yàn)表明，具有較好的耐磨和耐腐蝕性能；與普通不銹鋼材料葉輪相比顯著的減輕了葉輪重量，高速沖蝕磨損試驗(yàn)過程中葉輪和主軸運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠性，電機(jī)使用壽命得到提高，葉輪材料及制造成本顯著降低。

本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪，其中，所述的組合式葉輪包括上葉片、連接套筒、下葉片和上螺釘、下螺釘，所述上葉片為八片齒狀結(jié)構(gòu)，下葉片為六片齒狀葉片結(jié)構(gòu)，上葉片通過上螺釘固定在連接套筒的上端，下葉片通過下螺釘固定在連接套筒的下端構(gòu)成組合式葉輪。

進(jìn)一步，所述的上葉片為八片齒狀葉片, 八片齒狀葉片等角度分布在圓環(huán)四周。

進(jìn)一步，所述的下葉片為六片齒狀葉片，六片齒狀葉片等角度分布在圓環(huán)四周。

進(jìn)一步，所述的組合式葉輪的上葉片、連接套筒和下葉片的材料為高分子量聚乙烯。

進(jìn)一步，所述的上螺釘、下螺釘?shù)臄?shù)量至少為六個(gè)。

進(jìn)一步，所述的上螺釘、下螺釘為304不銹鋼螺釘。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明的組合式葉輪重量輕使沖蝕磨損裝置試驗(yàn)運(yùn)行過程平穩(wěn)，使用過程中如果組合式葉輪的某一組件（包括上葉片、下葉片、連接套筒及螺釘?shù)?，其中下葉片為易損件）出現(xiàn)問題可單獨(dú)更換，其它組件可繼續(xù)使用，節(jié)約了原材料成本，維修、更換方便；

（2）旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，下葉片為主要工作部件，其作用是攪拌漿料防止固體顆粒沉降，下葉片齒部磨損后，只需更換下葉片即可繼續(xù)使用，拆卸方便，維修成本低。

（3）旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪是采用超高分子量聚乙烯材料加工而成的，具有重量輕的特點(diǎn)；根據(jù)使用過的三種材料中、相同尺寸規(guī)格的葉輪稱重結(jié)果為：規(guī)格304的不銹鋼葉輪的重量為1945g；聚四氟乙烯葉輪的重量為867g；本發(fā)明所用超高分子量聚乙烯材料的組合葉輪為357g；即規(guī)格304不銹鋼、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯三種材料葉輪的重量比約為5.5:2.4: 1；由此可見，本發(fā)明用超高分子量聚乙烯材料加工的葉輪重量輕；

（4）使用本發(fā)明所述組合式葉輪可以在更高轉(zhuǎn)速下進(jìn)行沖蝕磨損試驗(yàn)（已進(jìn)行1200r/min下的長時(shí)間試驗(yàn)），電機(jī)、主軸和葉輪運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠性好；由于可以在高速下進(jìn)行加速沖蝕磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間可以縮短，提高了試驗(yàn)效率。組合葉輪抗沖刷腐蝕磨損性能好；本發(fā)明所提供的葉輪在含固體顆粒及有腐蝕性的料漿液介質(zhì)中具有優(yōu)異的抗沖刷腐蝕磨損性能，使用壽命長；

（5）旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪攪拌作用強(qiáng)，料漿液均勻性好，組合式葉輪的下葉片組件結(jié)構(gòu)為圓環(huán)形四周等角度分布六片齒狀葉片，攪拌作用強(qiáng)且均勻性好，降低紊流現(xiàn)象，沖蝕磨損試驗(yàn)數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明組合式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明組合式葉輪的組裝示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，1-伺服電機(jī)，電機(jī)主軸2，3-料漿罐，4-流體，5-組合式葉輪，6-被測試樣,7-試樣保護(hù)裝置；如圖2所示，5-1為上螺釘，5-2為鍵槽，5-3為上葉片，5-4為連接套筒，5-5為下葉片；如圖3所示，5-6為下螺釘。

參見圖1-3。一種旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪，包括旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的伺服電機(jī)1，電機(jī)主軸2等，所述的組合式葉輪5包括上葉片5-3、連接套筒5-4、下葉片5-5和上螺釘5-1、下螺釘5-6，所述上葉片5-3為八片齒狀葉片, 八片齒狀葉片等角度分布在圓環(huán)四周，下葉片5-5為六片齒狀葉片，六片齒狀葉片等角度分布在圓環(huán)四周；上葉片5-3通過上螺釘5-1固定在連接套筒5-4的上端，下葉片5-5通過下螺釘5-6固定在連接套筒5-4的下端，該結(jié)構(gòu)構(gòu)成組合式葉輪5；組合式葉輪5裝在電機(jī)主軸2上。組合式葉輪5的上葉片5-3、連接套筒5-4和下葉片5-5的材料為高分子量聚乙烯；所述的上螺釘5-1、下螺釘5-6的數(shù)量為六個(gè)，是采用304不銹鋼螺釘。

如圖1所示，旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的伺服電機(jī)1的轉(zhuǎn)速可根據(jù)實(shí)際需要選擇不同型號的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)1帶動(dòng)電機(jī)主軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)主軸2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)組合式葉輪5對料漿罐3中具有的腐蝕性的單相、液固兩相或多相流體4進(jìn)行攪拌。如圖2、3所示，上葉片5-3通過上螺釘5-1裝在連接套筒5-4的上端，下葉片5-5通過下螺釘5-6裝在連接套筒5-4的下端，上螺釘5-1、下螺釘5-6采用304不銹鋼螺釘；上葉片5-3、連接套筒5-4、下葉片5-5、通過上螺釘5-1、下螺釘5-6連接構(gòu)成組合式葉輪；如圖1、2所示，上葉片5-3的中間位置上設(shè)置有鍵槽5-2，組合葉輪5通過鍵槽5-2裝在電機(jī)主軸2上，靠電機(jī)主軸2上端部的螺母固定。上葉片5-3或下葉片5-5磨損嚴(yán)重時(shí)可單獨(dú)更換。

本發(fā)明的工作過程如下：參見圖1-3。

1、首先將制作好的上葉片5-3、連接套筒5-4、下葉片5-5通過上螺釘5-1、下螺釘5-6裝配成組合式葉輪5；然后，通過平鍵將組合式葉輪5（組合式葉輪5的上葉片5-3中間孔設(shè)置的鍵槽5-2）安裝到電機(jī)主軸2上，通過電機(jī)主軸2端部的螺母固定，保證組合式葉輪5正常工作（此步驟為對新制作組合式葉輪進(jìn)行試驗(yàn)，每次試驗(yàn)只需觀察組合式葉輪5的磨損狀況和檢查組合式葉輪5的安裝是否牢固）；

2、安裝試驗(yàn)用的被測試樣6，固定好試樣保護(hù)裝置7，按試驗(yàn)要求向料漿罐3內(nèi)加入所需流體4（料漿液）；料漿罐3的位置可通過控制按鈕上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)整至合適的高度(組合式葉輪5距離料漿罐底部的最小距離為10cm)。通過控制系統(tǒng)調(diào)整試驗(yàn)所需電機(jī)轉(zhuǎn)速和沖蝕磨損試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)；

3、試驗(yàn)完畢，通過天平可以稱量沖蝕磨損失重量，利用顯微鏡觀察沖蝕磨損后試樣表面形貌，分析沖蝕磨損機(jī)理；每次試驗(yàn)結(jié)束，應(yīng)對組合式葉輪5和料漿罐3內(nèi)壁清洗干凈，然后進(jìn)行下一次試驗(yàn)。

經(jīng)過試驗(yàn)，采用旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕磨損試驗(yàn)裝置的組合式葉輪替代現(xiàn)有的304不銹鋼葉輪，可以進(jìn)行更高轉(zhuǎn)速下的沖蝕磨損試驗(yàn)（已進(jìn)行1200轉(zhuǎn)/分下的長時(shí)間試驗(yàn)），電機(jī)和轉(zhuǎn)軸運(yùn)行平穩(wěn)；由于可以在高速下進(jìn)行加速沖蝕磨損試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間可以縮短，提高了試驗(yàn)效率。