離心泵葉輪可視化試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】離心泵葉輪可視化試驗(yàn)裝置,包括支架以及安裝在支架上的葉輪室，所述的葉輪室具有中空的引水室且采用透明有機(jī)玻璃材料制備，還包括伺服電機(jī)、儲(chǔ)水槽以及傳動(dòng)軸，所述的伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與所述的傳動(dòng)軸連接，所述的傳動(dòng)軸依次穿過所述的儲(chǔ)水槽、葉輪室后與葉輪傳動(dòng)連接；所述的葉輪室的圓周側(cè)壁上開設(shè)有若干出口流道，若干所述的出口流道分別與輸水管連接，所述的儲(chǔ)水槽上對應(yīng)開設(shè)有若干進(jìn)水口，所述的輸水管與對應(yīng)的進(jìn)水口相連；與所述的葉輪室的進(jìn)口流道相對的儲(chǔ)水槽的側(cè)壁上開設(shè)有出水口，所述的出水口處安裝有上孔板和下孔板，并且所述的上孔板可相對下孔板轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的進(jìn)口流道的末端中心設(shè)置有所述的葉輪。本發(fā)明通過粒子圖像測速技術(shù)方便直觀地觀測葉輪內(nèi)部流動(dòng)。
【專利說明】
離心泵葉輪可視化試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，屬于離心栗內(nèi)部流動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。【背景技術(shù)】
[0002]離心栗葉輪是將來自原動(dòng)機(jī)的能量傳遞給輸送介質(zhì)液體，液體流經(jīng)葉輪后能量增加的水力元件。作為離心栗中的核心部件，其設(shè)計(jì)的好壞直接決定整個(gè)離心栗機(jī)組的性能。 采用理論知識(shí)設(shè)計(jì)出來的葉輪需要通過試驗(yàn)測試來驗(yàn)證其性能的好壞。但是，隨著現(xiàn)代光學(xué)、計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)、CCD相機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)不滿足于僅僅獲得揚(yáng)程和效率等性能參數(shù)，要知道導(dǎo)致這些性能參數(shù)變化的根本原因，必須對葉輪內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行測試。粒子圖像測速技術(shù)，是一種利用圖像處理技術(shù)、粒子示蹤流動(dòng)顯示方法從定性到定量逐步發(fā)展起來的流動(dòng)測量技術(shù)，已廣泛應(yīng)用到栗葉輪內(nèi)部流動(dòng)測試研究中。
[0003]對離心栗葉輪進(jìn)行內(nèi)部流動(dòng)測試，首先要考慮離心栗試驗(yàn)裝置。目前，離心栗試驗(yàn)裝置主要包括開式和閉式兩種。閉式試驗(yàn)裝置通常包括復(fù)雜的循環(huán)管路、集水罐、汽蝕罐和真空栗。開式試驗(yàn)裝置略簡單，但是為了穩(wěn)定液流，開式試驗(yàn)裝置一般使用較長的管路和較大的敞開式集水池。由此可見，傳統(tǒng)的離心栗試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、成本較高。
[0004]其次，目前離心栗大都采用主軸直接從栗體部分伸出，然后照相機(jī)直接從吸水室前方對葉輪內(nèi)部流場進(jìn)行拍照，拍攝區(qū)域會(huì)受到栗機(jī)組的傳動(dòng)軸或電機(jī)遮擋，無法拍攝到整個(gè)葉輪區(qū)域，不能夠保證拍攝效果。
[0005]另外，調(diào)節(jié)葉輪進(jìn)口閥門時(shí)，水流經(jīng)過閥門以后會(huì)產(chǎn)生旋渦，會(huì)造成葉輪進(jìn)口處流動(dòng)不穩(wěn)定，通常需要較長的管路來穩(wěn)定水流。
[0006]基于以上問題，本發(fā)明提供一種離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，可以通過粒子圖像測速技術(shù)直接拍攝到整個(gè)葉輪流道內(nèi)的流場，可以更加方便直觀地觀測葉輪內(nèi)部流動(dòng)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、性能可靠、 使用方便、成本低的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，包括支架以及安裝在支架上的葉輪室，所述的葉輪室具有中空的引水室且采用透明有機(jī)玻璃材料制備，所述的引水室的中心安裝有葉輪，其特征在于:還包括伺服電機(jī)、儲(chǔ)水槽以及傳動(dòng)軸，所述的伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與所述的傳動(dòng)軸連接，所述的傳動(dòng)軸依次穿過所述的儲(chǔ)水槽、葉輪室后與葉輪傳動(dòng)連接；
[0010]所述的葉輪室的圓周側(cè)壁上開設(shè)有若干出口流道，若干所述的出口流道分別與輸水管連接，所述的儲(chǔ)水槽上對應(yīng)開設(shè)有若干進(jìn)水口，所述的輸水管與對應(yīng)的進(jìn)水口相連；
[0011]與所述的葉輪室的進(jìn)口流道相對的儲(chǔ)水槽的側(cè)壁上開設(shè)有出水口，所述的出水口處安裝有上孔板和下孔板，并且所述的上孔板可相對下孔板轉(zhuǎn)動(dòng);所述的進(jìn)口流道的末端中心設(shè)置有所述的葉輪。
[0012]進(jìn)一步，所述的葉輪室的進(jìn)口流道的前端部設(shè)置有穩(wěn)流器。
[0013]進(jìn)一步，所述的上孔板與下孔板具有相同的結(jié)構(gòu)，所述的上孔板和下孔板上均開設(shè)有若干圈呈環(huán)狀布置的過水孔。通過上下孔板轉(zhuǎn)動(dòng)，改變過水孔的大小，從而控制流量。
[0014]進(jìn)一步，所述的上孔板通過螺釘固定在儲(chǔ)水槽上，所述的下孔板上開設(shè)有一螺紋通孔，所述的螺紋通孔內(nèi)設(shè)置有帶螺紋的旋轉(zhuǎn)頭，所述的旋轉(zhuǎn)頭可旋進(jìn)或旋出所述的螺紋通孔，所述的上孔板與下孔板之間的間距通過旋轉(zhuǎn)頭調(diào)節(jié)。
[0015]進(jìn)一步，所述的儲(chǔ)水槽與上孔板之間設(shè)置有卡扣，所述的卡扣為L型結(jié)構(gòu)，所述的L 型結(jié)的一端與儲(chǔ)水槽固定連接，另一端抵靠在所述的上孔板的上表面。
[0016]進(jìn)一步，若干所述的出口流道內(nèi)交錯(cuò)布置有用于增加流體流程的引流板，所述的引流板將出口流道分隔成S型的流道。
[0017]進(jìn)一步，所述的傳動(dòng)軸與儲(chǔ)水槽通過軸承連接，所述的儲(chǔ)水槽上開設(shè)有軸承安裝孔，所述的軸承的一端與軸承安裝孔相抵靠，另一端與軸承蓋板相抵靠，并且所述的軸承蓋板通過螺釘固定安裝在儲(chǔ)水槽上。
[0018]進(jìn)一步，所述的出口流道有8個(gè)，均勻布置在所述的葉輪室的圓周側(cè)壁上，即每隔 45度安裝一個(gè)輸水管。。
[0019]進(jìn)一步，所述的伺服電機(jī)安裝在電機(jī)底座上。
[0020]本發(fā)明的葉輪室是用透明有機(jī)玻璃材料制成，可以在裝置工作的時(shí)候，利用粒子圖像測速技術(shù)，拍攝葉輪周圍流場的流動(dòng)情況。水流流經(jīng)上下孔板后進(jìn)入穩(wěn)流器，最后流回到葉輪室的進(jìn)口，葉輪旋轉(zhuǎn)做功，通過離心力的作用將水流甩出，進(jìn)入葉輪室中，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)。[0021 ]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思具有如下特點(diǎn):
[0022](1)可視化技術(shù):通過高速攝像儀，拍攝葉輪周圍流場的流動(dòng)情況，通過粒子示蹤從定性到定量地測量葉輪的性能，更有利于對葉輪的研究。
[0023](2)流體引流:在葉輪室處裝有兩塊引流板，引流板將出口流道隔成了S型的流道， 在不增加徑向尺寸的同時(shí)，增加了液體的流程，使流動(dòng)更加穩(wěn)定。
[0024](3)流量控制:在儲(chǔ)水槽出口處安裝了兩塊孔板，兩塊孔板可以相對轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小孔的大小會(huì)發(fā)生改變，從而改變流量的大小;在孔板上面還設(shè)計(jì)了一種緊固裝置，通過向下轉(zhuǎn)動(dòng)上孔板上的旋轉(zhuǎn)頭直至頂住下孔板，上孔板又受到了卡扣的限制而不能向上移動(dòng)，從而達(dá)到緊固的效果。[〇〇25]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0026]1、本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易操作，制造成本和工裝費(fèi)用較低，占用的空間也小。
[0027]2、本發(fā)明內(nèi)部由電機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪帶動(dòng)整個(gè)流體流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)。
[0028]3、本發(fā)明在葉輪出口流道處增加了兩塊交錯(cuò)布置的引流板，在不增加裝置橫向尺寸的情況下，使出口流道變長，出口流動(dòng)更加穩(wěn)定，更好地消除出水管與葉輪的動(dòng)靜干涉效應(yīng)。
[0029]4、為了控制葉輪進(jìn)口的流量，在儲(chǔ)水罐出口處安裝了上下孔板，通過轉(zhuǎn)動(dòng)上孔板， 改變過水孔的面積，從而簡便地改變流量的大小，不僅起到閥門的作用，還能起到整流效果。
[0030] 5、為了簡便、精確地控制孔板轉(zhuǎn)動(dòng)的距離，在孔板上安裝了一個(gè)可旋轉(zhuǎn)帶有螺紋的旋轉(zhuǎn)頭，可以將旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)進(jìn)或者轉(zhuǎn)出來控制兩塊孔板的松緊度，從而使孔板在工作時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]6、本發(fā)明葉輪室材料由可視化的材料制作而成，可以通過高速攝像機(jī)拍攝裝置工作時(shí)，葉輪周圍流體流動(dòng)情況，對葉輪有一個(gè)直觀地了解?！靖綀D說明】
[0032]圖1是可視化離心栗葉輪試驗(yàn)裝置示意圖。[0〇33]圖2是孔板示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0034] 參照圖1和圖2,離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，包括支架1以及安裝在支架1上的葉輪室2，所述的葉輪室2具有中空的引水室且采用透明有機(jī)玻璃材料制備，所述的引水室上設(shè)置有注水口 6且中心安裝有葉輪3,還包括伺服電機(jī)12、儲(chǔ)水槽11以及傳動(dòng)軸4,所述的伺服電機(jī)12通過聯(lián)軸器與所述的傳動(dòng)軸4連接，所述的傳動(dòng)軸4依次穿過所述的儲(chǔ)水槽11、葉輪室2后與葉輪3傳動(dòng)連接；
[0035]所述的葉輪室2的圓周側(cè)壁上開設(shè)有若干出口流道，若干所述的出口流道分別與輸水管7連接，所述的儲(chǔ)水槽11上對應(yīng)開設(shè)有若干進(jìn)水口，所述的輸水管7與對應(yīng)的進(jìn)水口相連；
[0036]與所述的葉輪室2的進(jìn)口流道相對的儲(chǔ)水槽的側(cè)壁上開設(shè)有出水口，所述的出水口處安裝有上孔板和下孔板，并且所述的上孔板可相對下孔板轉(zhuǎn)動(dòng);所述的進(jìn)口流道的末端中心設(shè)置有所述的葉輪3。
[0037]進(jìn)一步，所述的葉輪室2的進(jìn)口流道的前端部設(shè)置有穩(wěn)流器16。
[0038]進(jìn)一步，所述的上孔板與下孔板具有相同的結(jié)構(gòu)，所述的上孔板和下孔板上均開設(shè)有若干圈呈環(huán)狀布置的過水孔。通過上下孔板轉(zhuǎn)動(dòng)，改變過水孔的大小，從而控制流量。
[0039]進(jìn)一步，所述的上孔板通過螺釘固定在儲(chǔ)水槽11上，所述的下孔板上開設(shè)有一螺紋通孔，所述的螺紋通孔內(nèi)設(shè)置有帶螺紋的旋轉(zhuǎn)頭9,所述的旋轉(zhuǎn)頭9可旋進(jìn)或旋出所述的螺紋通孔，所述的上孔板與下孔板之間的間距通過旋轉(zhuǎn)頭9調(diào)節(jié)。
[0040]進(jìn)一步，所述的儲(chǔ)水槽11與上孔板之間設(shè)置有卡扣8,所述的卡扣8為L型結(jié)構(gòu)，所述的L型結(jié)的一端與儲(chǔ)水槽固定連接，另一端抵靠在所述的上孔板的上表面。
[0041]進(jìn)一步，若干所述的出口流道內(nèi)交錯(cuò)布置有用于增加流體流程的引流板5,所述的引流板5將出口流道分隔成S型的流道。
[0042]進(jìn)一步，所述的傳動(dòng)軸4與儲(chǔ)水槽11通過軸承15連接，所述的儲(chǔ)水槽11上開設(shè)有軸承安裝孔，所述的軸承15的一端與軸承安裝孔相抵靠，另一端與軸承蓋板14相抵靠，并且所述的軸承蓋板通過螺釘固定安裝在儲(chǔ)水槽上。
[0043]進(jìn)一步，所述的出口流道有8個(gè)，均勻布置在所述的葉輪室的圓周側(cè)壁上，即每隔 45度安裝一個(gè)輸水管7。
[0044]進(jìn)一步，所述的伺服電機(jī)12安裝在電機(jī)底座13上。
[0045]本實(shí)施例具體實(shí)施時(shí)，伺服電機(jī)12通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸4連接，傳動(dòng)軸4穿過儲(chǔ)水槽11、上孔板10、下孔板、穩(wěn)流器16與葉輪3相連，進(jìn)而帶動(dòng)葉輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，葉輪3轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力會(huì)驅(qū)使流體向兩邊流動(dòng)，在葉輪室1的出口流道處安裝了引流板5,引流板用膠水固定在出口流道上，引流板5增加了流體的流程，在減小橫向尺寸的同時(shí)，使流體流動(dòng)更加穩(wěn)定。 流體通過輸水管7流入儲(chǔ)水罐11，輸水管7共有8個(gè)，每隔45度安裝一個(gè)，分別與儲(chǔ)水槽11相連，在儲(chǔ)水槽11出口處安裝了組合孔板10、組合孔板10由兩塊尺寸一樣、帶有相同大小和數(shù)量小孔的圓形上孔板和下孔板組成。如圖1所示，下孔板通過螺釘固定在儲(chǔ)水槽11上面，上孔板不固定在儲(chǔ)水槽上，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0046]圖2為上孔板或下孔板的結(jié)構(gòu)示意圖，通過轉(zhuǎn)動(dòng)上孔板可以改變過水孔的大小，從而可以改變流量的大小。上孔板上的旋轉(zhuǎn)頭9是為了緊固兩塊孔板，使兩塊孔板沒有相對移動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)頭向下轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，旋轉(zhuǎn)頭頂住下孔板，上孔板又被卡扣8限制住不能向上，這樣兩塊孔板就被緊固住，不能相對移動(dòng)，工作時(shí)，流量就不會(huì)發(fā)生改變。流體流經(jīng)孔板之后流向穩(wěn)流器16,之后回到葉輪進(jìn)口，實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)。
[0047]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，包括支架以及安裝在支架上的葉輪室，所述的葉輪室 具有中空的引水室且采用透明有機(jī)玻璃材料制備，所述的引水室的中心安裝有葉輪，其特 征在于:還包括伺服電機(jī)、儲(chǔ)水槽以及傳動(dòng)軸，所述的伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與所述的傳動(dòng)軸 連接，所述的傳動(dòng)軸依次穿過所述的儲(chǔ)水槽、葉輪室后與葉輪傳動(dòng)連接；所述的葉輪室的圓周側(cè)壁上開設(shè)有若干出口流道，若干所述的出口流道分別與輸水管 連接，所述的儲(chǔ)水槽上對應(yīng)開設(shè)有若干進(jìn)水口，所述的輸水管與對應(yīng)的進(jìn)水口相連；與所述的葉輪室的進(jìn)口流道相對的儲(chǔ)水槽的側(cè)壁上開設(shè)有出水口，所述的出水口處安 裝有上孔板和下孔板，并且所述的上孔板可相對下孔板轉(zhuǎn)動(dòng);所述的進(jìn)口流道的末端中心 設(shè)置有所述的葉輪。2.如權(quán)利要求1所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的葉輪室的進(jìn)口 流道的前端部設(shè)置有穩(wěn)流器。3.如權(quán)利要求1或2所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的上孔板與 下孔板具有相同的結(jié)構(gòu)，所述的上孔板和下孔板上均開設(shè)有若干圈呈環(huán)狀布置的過水孔。4.如權(quán)利要求3所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的上孔板通過螺 釘固定在儲(chǔ)水槽上，所述的下孔板上開設(shè)有一螺紋通孔，所述的螺紋通孔內(nèi)設(shè)置有帶螺紋 的旋轉(zhuǎn)頭，所述的旋轉(zhuǎn)頭可旋進(jìn)或旋出所述的螺紋通孔，所述的上孔板與下孔板之間的間 距通過旋轉(zhuǎn)頭調(diào)節(jié)。5.如權(quán)利要求4所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的儲(chǔ)水槽與上孔 板之間設(shè)置有卡扣，所述的卡扣為L型結(jié)構(gòu)，所述的L型結(jié)的一端與儲(chǔ)水槽固定連接，另一端 抵靠在所述的上孔板的上表面。6.如權(quán)利要求5所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:若干所述的出口流道 內(nèi)交錯(cuò)布置有用于增加流體流程的引流板，所述的引流板將出口流道分隔成S型的流道。7.如權(quán)利要求6所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的傳動(dòng)軸與儲(chǔ)水 槽通過軸承連接，所述的儲(chǔ)水槽上開設(shè)有軸承安裝孔，所述的軸承的一端與軸承安裝孔相 抵靠，另一端與軸承蓋板相抵靠，并且所述的軸承蓋板通過螺釘固定安裝在儲(chǔ)水槽上。8.如權(quán)利要求7所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的出口流道有8 個(gè)，均勻布置在所述的葉輪室的圓周側(cè)壁上。9.如權(quán)利要求8所述的離心栗葉輪可視化試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的伺服電機(jī)安裝 在電機(jī)底座上。
【文檔編號(hào)】F04D29/22GK105952661SQ201610428674
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】周佩劍, 牟介剛, 唐佳新, 鄭水華, 谷云慶, 吳登昊
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)