[發(fā)明專利]一種離心泵進口空化可視化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210022469.6
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102536875B
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高波;孫鑫愷;楊敏官;李忠
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: F04D29/00
• 分類號: F04D29/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種安裝在離心泵試驗系統(tǒng)回路中用于觀察泵內(nèi)部空化情況的可視化裝置，通過該裝置能觀察或拍攝到離心泵內(nèi)葉輪葉片進口處的空化流場情況。

背景技術(shù)

空化是指當(dāng)液體中的壓力降低到當(dāng)前溫度的臨界汽化壓力以下時，液體就會發(fā)生汽化形成空泡，這些空泡形成和發(fā)展的狀態(tài)稱為空化。離心泵中，空化現(xiàn)象的發(fā)生主要集中在葉輪葉片進口處，空化發(fā)生時液體的能量交換受到干擾和破壞，引起泵運行特性改變、振動噪聲、材料侵蝕、結(jié)構(gòu)破壞等一系列問題，嚴(yán)重時會使泵液流中斷，不能正常工作。因此對離心泵內(nèi)空化情況的掌握對泵的安全、穩(wěn)定、高效運行具有重要意義，而對離心泵進口空化情況的觀察拍攝及分析是揭示空化機理最直接有效的方法。

現(xiàn)有的離心泵內(nèi)部空化拍攝裝置有三種，第一種為將泵進口處的吸入管段采用有機玻璃制造，從吸入管的側(cè)面對離心泵的葉輪內(nèi)葉片進口處進行觀察及拍攝，該裝置的缺點在于：由于從吸入管側(cè)面觀察拍攝以及吸入管管壁為空間曲面，所以折射導(dǎo)致的圖像失真較為嚴(yán)重，準(zhǔn)確性差。第二種是在蝸殼壁面上開有觀察窗，通過觀察窗拍攝離心泵的葉輪流道內(nèi)空化的情況，其缺點在于：由于觀察窗所處位置的局限性，通過它只能觀察或拍攝到葉輪流道中后部的空化情況，很難看到葉片進口處也就是空化現(xiàn)象發(fā)生的主要部位的空化情況。第三種是在離心泵的進口處采用環(huán)形吸入室，離心泵的電機放置在進口同側(cè)，蝸殼及葉輪采用有機玻璃制造，這樣可以從蝸殼背面進行觀察拍攝，其缺點在于：由于葉輪葉片一般是空間扭曲形狀，因此，無法看清葉片進口處背面上空化的情況，而且采用環(huán)形吸入室后離心泵的進口流動狀況發(fā)生了改變。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服目前離心泵空化實驗中無法對葉片進口處空化情況進行直觀清晰地觀察及準(zhǔn)確測量的不足，提供一種離心泵進口空化可視化裝置，能直接且清楚地觀察拍攝到離心泵葉輪內(nèi)葉片進口處空化流場情況。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：具有直管段和吸入管，直管段和吸入管的一端分別垂直固定連接于穩(wěn)流箱的相鄰的兩個側(cè)面上，穩(wěn)流箱外形為正方體、內(nèi)腔是正方體空腔；直管段的中心軸和吸入管的中心軸匯交于穩(wěn)流箱內(nèi)腔的中心點處；與吸入管相面對的穩(wěn)流箱的側(cè)面是拍攝面；直管段、穩(wěn)流箱和吸入管均采用透明有機玻璃制成；直管段的另一端與實驗系統(tǒng)管路相連接，吸入管的另一端固定連接離心泵。?

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單且安裝方便，最大特點為在不影響離心泵進口處流動狀況的情況下，通過該裝置能直接并且清楚地觀察拍攝離心泵葉輪內(nèi)葉片進口處空化流場情況，并且所拍攝圖像不會失真，彌補了其他技術(shù)手段難以準(zhǔn)確捕捉離心泵進口處空化現(xiàn)象的不足。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖2是本發(fā)明的安裝示意圖；

圖中：1.直管段；2.穩(wěn)流箱；3.吸入管；4.拍攝面；5.實驗系統(tǒng)管路；6.離心泵；7.水罐。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明：

如圖1所示，本發(fā)明由一直管段1、一穩(wěn)流箱2以及一吸入管3組成，直管段1和吸入管3均為中空的管狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)流箱2外形為正方體的殼體，穩(wěn)流箱2的內(nèi)腔是正方體空腔。直管段1以及吸入管3的一端分別通過法蘭垂直固定連接在穩(wěn)流箱2的相鄰的兩個側(cè)面上，直管段1的中心軸以及吸入管3的中心軸匯交于穩(wěn)流箱2內(nèi)腔的中心點處。與吸入管3相面對的穩(wěn)流箱2的側(cè)面是拍攝面4，拍攝面4是穩(wěn)流箱2的一部分。

直管段1、穩(wěn)流箱2以及吸入管3均采用透明有機玻璃制成，直管段1以及吸入管3的直徑根據(jù)試驗需求確定，直管段1以及吸入管3的管路直徑和穩(wěn)流箱2的壁厚根據(jù)強度要求決定。為保證來流的穩(wěn)定性，吸入管3的長度應(yīng)為吸入管3內(nèi)徑的3至5倍。穩(wěn)流箱2的正方體邊長為吸入管3內(nèi)徑的1.6至2.2倍。直管段1、穩(wěn)流箱2及吸入管3中流體流動方向如圖1中箭頭所示。

如圖2所示，安裝使用時，將本發(fā)明與離心泵實驗系統(tǒng)相接，離心泵實驗系統(tǒng)主要由水罐7，離心泵6及管路組成。將直管段1的另一端通過法蘭與離心泵實驗系統(tǒng)中的實驗系統(tǒng)管路5相連接，吸入管3的另一端固定連接離心泵6，與離心泵6的蝸殼通過法蘭相連接。當(dāng)離心泵6葉輪葉片進口處發(fā)生空化時，按拍攝面4旁箭頭方向?qū)θ~片進口空化情況進行觀察及拍攝，通過穩(wěn)流箱2的拍攝面4能清楚觀察到離心泵6的葉輪內(nèi)葉片進口處空化的情況。