Установка для испытания материалов на кавитационное разрушение Советский патент 1981 года по МПК G01N3/56 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА КАВИТАЦИОННОЕ РАЗРУШЕНИЕ

Изобретение относится.к испытател ной технике и может быть использовано при испытаниях различных материалов на стойкость против кавитационйого разрушения. Известна установка для испытания .материалов на кавитационное разрушение, содержащая цилиндрическую камеру с рабочей абразивной средой, держатель образца, размещенный в среде, генератор импульсов и счетчик импульсов l. Недостатком этой установки является низкое качество испытаний недостаточной точности воспрризведения в лабораторных условиях кавитационных режимов, характерных для работы гидромашин в условиях эксплуатации . Кроме того, установка не позволяет воспроизводить кавитационное разрушение, сказываемое на материал единичным кавитациощным ударом жидкости, содержащей абразивные примеси Цель изобретения - повышение качества испытаний. Эта цель достигается тем, что установка снабжена размещенным коаксиапьно камере стаканом с лопаткаьда по внутренней его поверхности, со стороны держателя образца, приводом вращения стакана, стойками, жестко закрепленными перпендикулярно на дне камеры внутри стакана, плитой, размещенной на стойках с возможностью относительного перемещения, двумя экранами, установленными на плите со сто.роны держателя образца с возможностью перемещения по ее поверхности, разрядником, размещенным на плите между экранами и электрически связанным с генератором импульсов, и приводом вращения держателя образца, электрически связанным с генератором импульсов . На чертеже представлена установка, общий вид. Установка содержит камеру 1, заполненную абразивной средой 2 с абразивом 3. Внутри камеры 1 размещен стакан 4, верхняя часть которого соединена с валом 5 привода 6 вращения стакана. В основании 7 камеры 1 выпол нено отверстие для вала 8, одним концом кинематически связанного с приво дом 9 держателя 10 образца i На стойках 11 и 12, закрепленных на основани 7, установлена плита 13, которая может перемещаться по указанным стойка относительно основания 7 камеры и фи сироваться в заданном положении стопорами14 и 15. На плите 13 вьтолнеfны направляющие ( на чертеже не показ ны) для двух экранов 16 и 17, которы с помощью приводов 18 и 19, установленных на подвижной плите 13, могут перемещаться по этим направляющим. На плите 13 между экранами 16 и 17 р мещен разрядник, содержащий два элек трода 20 и 21, закрепленных в держателях 22 и 23, установленных на плите 13. Установка содержит также гене ратор 24 импульсов, подключенный к электродам 20 и 21 и имеющий счетчик 25импульсов. Испытываемый образец 26закрепляется на держателе 10 образцов . В качестве привода 9 .-держателя образца может быть установлен шаговый электродвигатель, цепь управ ления которЪго через элемент 27 задержки подключена к генератору 24 импульсов. На внутренней поверхности стакана 4 закреплены лопатки 28, Для доступа к приводам 18 и 19, а также к сто порам 14 и 15 в стакане 4 выполнены окна (на чертеже не показаны). Экран 16 и 17 выполнены в виде пластин с плоскими или криволинейными стенками. Установка работает следующим образом. Перед началом испытаний подвижную плиту 13 опускают и фиксируют на стойках 11 и 12, так, чтобы между экранами 16 и 17 и поверхностью образца 26 оставался минимальный зазор обеспечивающий беспрепятственное вра щение образца 26. Перемещая электроды 20 и 21 в держателях 22 и 23 и са ми держатели 22 и 23 по подвижной плите 13, устанавливают необходимое положение электродов 20 и 2I относительно поверхности образца 26. С поЫощью приводов 18 и Г9 экраны 16 и 17располагают на заданном расстоянии от электродов 20 и 21. Включают привод 6, вращающий стакан 4, лопатки 28 которого перемешивают абразив 3. При подаче импульса от генератора 24 между электродами 20 и 21 образуется электрический разряд, создающий в жидкости сферическую волну, распространяющуюся по всем направлениям. Отразившись на экранах 18и 17, сферические волны складываются в определенном месте, вызывают локальное повьшение давления, формирующее кумулятивную струю жидкости, направленную на испытываемый образец. Под действием этой кумулятивной струи в сочетании с абразивом 3 образец 26 подвергается кавитационному разрушению. После окончания удара кумулятивной струи гтривод 9 под действием импульса, поступающего на его цепь управления через элемент 27 задержки, поворачивает испытываемый образец 26 на определенный угол, подготавливая образец 26 для следующего удара кумулятивной струи жидкости. Осуществив заданное число ударов, регистрируемое по счетчику 25 импульсов, испытываемый образец 26 вынимают из камеры 1. При этом на испытываемом образце образуются расположенные по окружности впадины от единичных воздействий кавитационных ударов. Измеряя параметры впадин, оценивают стойкость материала против кавитационного разрушения. Интенсивность воздействия кавитационного удара кумулятивной струи жидкости удобно предварительно подбирать экспериментально на образце из мягкого пластичного материала, например свинца, обладающего малой стойкостью против кавитационного разрушения . При этом величина впадин пропорхщонапьна силе удара, которая зависит от расстояния экранов 16 и 17 до электродов 20 и 21 и от расстояния от электродов до поверхности образца 26. Изменяя эти расстояния, а также энергию разряда, можно добиться требуемой силы удара. Технике-экономический эффект от внедрения предложенной установки состоит в повьш1ении долговечности гидромашин, работающих в условиях кавитационного разрушения. Формула изобретения Установка для испытания материа.лов на кавитационное разрушение.

содержащая цилиндрическую камеру с рабочей абразивной средой, держатель образца, размещешшй в среде, генератор импульсов и счетчик импульсов, отличающаяся тем, что, с целью повыцгения качества испытаний, она снабжена размещенным коаксиальио камере стаканом с лопатками по внутренней его поверхности со сто РОНЫ держателя образца, приводом вращения стакана, стойками, жестко закрепленными перпендикулярно на дне камеры внутри стакана, плитой, разме щенной на стойках с возможностью относительного перемещения, двумя экра

752646

нами, установленными на плите со стороны держателя образца с возможностью перемещения по ее поверхности, разрядником, размещенным на пляте между экранами и электрически связанным с генератором импульсов, и приводом вращения держателя образца, электрически связанным с генератором импульсов, to Источники информацииi

принятые во внимание при экспертизе

1. Ки.эпп Р. и др. Кавитация. М., Мир, 1974, с. 450, фиг. 9, 8 (про15 тотип),