一种固液两相冲刷腐蚀旋转实验装置

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其是一种应用于金属材料表面冲刷腐蚀的固液两相旋转实验装置。

背景技术

冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀性流体之间由于高速相对运动而产生的金属损坏现象，是冲刷磨损和电化学腐蚀交互作用的结果。冲刷腐蚀是一个十分复杂的过程，影响腐蚀速率的因素有很多，主要包括：液体流速、流体含沙量、沙粒大小、流体pH值、溶液温度、材料的组成等。

冲刷腐蚀试验多使用旋转式、管流式或喷射式实验装置，其中的旋转式装置，是通过基于在样品架上转动的样品与静止的液体之间产生的切向力，实现金属表面的磨损和腐蚀，但现有技术中常用的旋转圆盘或圆柱很难使得滚筒底部的沙粒全部均匀地悬浮在溶液中，因此，当实验中改变沙粒含量时，腐蚀速率随沙含量的变化不显著，影响了实验结果的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种固液两相冲刷腐蚀旋转实验装置，以解决现有结构中沙粒混合不均匀、腐蚀速率随沙量变化不明显的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固液两相冲刷腐蚀旋转实验装置，具有支架，支架上转动安装有滚筒，所述的滚筒内设有试样架，滚筒左端的内壁上设有齿圈，对应齿圈位置的滚筒左端部内安装有行星齿轮机构，所述行星齿轮机构的行星轮与齿圈啮合传动而带动滚筒旋转，行星齿轮机构的太阳轮驱动试样架作与滚筒相反方向的旋转，所述滚筒的筒体内壁上错落相间分布有凸体挡块。

进一步地，所述的滚筒右端安装有可拆卸的封盖，滚筒上壁固接有进水管，滚筒下壁固接有排水管。

具体说，所述的支架具有分设在滚筒两端外侧的撑杆，封盖中心固定有支撑于滚筒右端外侧的撑杆上的后转轴，所述的太阳轮中心安装有前转轴，前转轴内端伸入滚筒内与试样架端面固接，前转轴外端支撑于滚筒左端外侧的撑杆上并在端部安装有驱动前转轴转动的从动齿轮。

进一步地，具有动力系统，所述的动力系统包括电机和与电机传动连接的变速箱，所述变速箱输出端具有与从动齿轮啮合传动的主动齿轮。

为节约能源，所述的动力系统还包括太阳能板和与太阳能板线路连接存储电能的蓄电池，所述蓄电池与电机线路连接。

进一步地，所述的动力系统外围设有保护罩，保护罩上安装有控制电机启动的总控开关。

本发明的有益效果是：本发明通过在滚筒的筒体内壁上设置错落相间分布的凸体挡块，避免了沙粒在滚筒底部的沉积，实现沙粒在腐蚀溶液中均匀混合；试样与腐蚀溶液之间相反运动，避免了溶液与试样之间的相对静止，提高试样与溶液之间的相对速度，冲刷的更彻底；同时利用腐蚀溶液与试样之间的转速差，减少了腐蚀溶液中存在的漩涡，实现了提高实验结果准确性的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明所述行星齿轮机构的结构示意图。

图3是本发明所述滚筒内壁的结构示意图。

图中：1.太阳能板，2.总控开关，3.蓄电池，4.电机，5.变速箱，6.主动齿轮，7.从动齿轮，8.保护罩，9.前转轴，10.行星齿轮机构，11.滚筒，12.试样架，13.紧固螺栓，14.封盖，15.密封圈，16.排水管，17.支架，18.进水管，19.齿圈，20.行星轮，21.太阳轮，22.行星架，23.凸体挡块，24.滚动轴承。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1～图3所示的一种固液两相冲刷腐蚀旋转实验装置，具有支架17，所述的支架17包括底板，底板两端分别固定有撑杆，位于所述撑杆之间转动设有滚筒11。

所述的滚筒11右端安装有可拆卸的封盖14，封盖14中心固定有支撑于滚筒11右端外侧撑杆上的后转轴，位于滚筒11的筒体右端面与封盖之间设有密封垫，封盖14外圈通过紧固螺栓13与滚筒11固接形成封闭环境，所述滚筒11上壁固接有进水管18，滚筒11下壁固接有排水管16。

所述的滚筒11内设有试样架12，试样架12端面固接有外伸出滚筒11左端的前转轴9，前转轴9与滚筒11左端部之间通过一对滚动轴承24支撑配合，并在内侧的滚动轴承24内端面采用密封圈15密封；前转轴9的外伸出端支撑于滚筒11左端外侧的撑杆上，且前转轴9端部安装有驱动前转轴9转动的从动齿轮7。

所述滚筒11左端的筒体内壁上设有齿圈19，对应齿圈19位置的滚筒11左端部内安装有行星齿轮机构10，所述行星齿轮机构10包括三个行星轮20、太阳轮21和行星架22，太阳轮21安装在前转轴9上，三个行星轮20通过行星架22固定，所述行星轮20和太阳轮21相啮合，并且行星轮20与齿圈19啮合传动，太阳轮21作为主动件，带动三个行星轮20转动，从而驱动齿圈19转动而实现滚筒11的旋转运动；同时太阳轮21驱动试样架12作与滚筒11相反方向的旋转。

滚筒11旁侧设有一个动力系统，所述的动力系统包括电机4、变速箱5、太阳能板1以及蓄电池3，电机4与变速箱5传动连接，所述变速箱5输出端具有与从动齿轮7啮合传动的主动齿轮6，蓄电池3与太阳能板1线路连接存储电能，蓄电池3与电机4线路连接而提供电机4运转的电能。

所述动力系统外围设有保护罩8，保护罩8上安装有控制电机4启动的总控开关2。

所述滚筒11的筒体内壁上错落相间分布有凸体挡块23，实验过程中沙粒能够落到凸体挡块23的间隙，随着滚筒11翻转带动沙粒从底部旋转到顶部，进而从上部下落，避免了沙粒在滚筒11底部的沉积，实现沙粒在腐蚀溶液中均匀混合，起到搅拌作用。

实验前，首先打开封盖14，将试样放在试样架12上，而后将封盖14盖上，用紧固螺栓13固定。从进水管18加入所需的水量与沙量，将进水管18关上。

实验时，首先开启动力系统的总控开关2，电机4开始运转，随着电机4输出轴带动变速箱5内的主动齿轮6转动，驱动从动齿轮7与其相连的前转轴9运动，再带动行星齿轮机构10转动，通过行星齿轮机构10两端的滚动轴承24作用，实现了行星齿轮机构10转动的同时带动着滚筒11作反向转动，最终实现装置的运转。

实验结束后，先打开排水管16排水与沙，后打开封盖14拿出试样，研究腐蚀溶液中含沙量对试样冲刷腐蚀的影响。

由于滚筒11与试样架12之间转动方向相反，从而形成腐蚀溶液与试样的相反运动，以此避免了溶液与试样之间的相对静止，提高试样与溶液的相对速度，使其冲刷的更彻底，从而达到更好的实验效果。

另外由于齿圈19的齿数远大于行星轮20的齿数，使得腐蚀溶液的转速远小于试样的转速，因此可减少腐蚀溶液中存在的漩涡，保证实验结果的准确性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。