[發(fā)明專利]水泵水力模型試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210306084.2
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102808784A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡龍;李夢啟;賈巖巍;張麗平;楊立峰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱電氣動力裝備有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及水泵水力模型試驗裝置結(jié)構(gòu)。?

背景技術(shù)：水力模型試驗為在模型中重演（或預(yù)演）與原型相似的水流現(xiàn)象以觀測分析研究水流運動規(guī)律的手段，當(dāng)原型水流由于各種原因不能直接進行量測，普遍的理論模式和簡單概化的實驗又不能反映復(fù)雜的水流情況時，就須制作專門的模型，進行試驗，19世紀(jì)末開始了近代的有科學(xué)依據(jù)的模型試驗，20世紀(jì)得到長足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。水力模型試驗所有試驗項目須在同一個試驗臺上和同一個模型裝置上進行，目前水泵裝置試驗一般要求為效率試驗、汽蝕試驗、飛逸特性試驗、壓力脈動試驗和力特性試驗。水泵的全特性是基于外特性理論計算水泵站過渡過程不可缺少的原始資料之一，水泵全特性曲線是進行泵供水系統(tǒng)水力過渡過程分析、安全保護措施研究和泵供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的重要技術(shù)依據(jù)，水泵全特性試驗條件十分復(fù)雜，獲取難度大，現(xiàn)有資料非常有限。?

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的目的是提供測試水力模型效率試驗、汽蝕試驗、壓力脈動試驗、全特性試驗及力特性試驗的試驗裝置，以測試水泵水力模型的各項水力性能。?

本發(fā)明的技術(shù)方案為：?

水泵水力模型試驗裝置：試驗裝置為臥式，由進水段（1）、泵體（2）、葉輪（3）、葉輪螺母（4）球軸承（5）、導(dǎo)葉（6）、葉輪罩?（7）、泵軸（8）、機械密封（9）、雙列向心推力球軸承（10）、軸承懸架（11）、軸承支架（12）、徑向懸臂測力裝置（13）和軸向測力環(huán)（14）組成，泵體（2）為環(huán)形壓水室結(jié)構(gòu)，葉輪罩（7）位于泵體（2）環(huán)形壓水室入口，葉輪罩（7）被進水段（1）壓緊固定，葉輪（3）安裝在泵軸（8）的一端并且用葉輪螺母（4）鎖緊，葉輪（3）位于葉輪罩內(nèi)（7），葉輪（3）后部泵軸（8）上依次套裝固定球軸承（5）以及徑向測力裝置（13），導(dǎo)葉（6）緊靠葉輪（3）出口，作為葉輪（3）與泵體（2）環(huán)形壓水室間的過渡裝置，泵軸（8）中段布置機械密封圈（9），軸承懸架（11）與泵體（2）連接，軸承懸架（11）由泵軸（8）另一端的軸承支架（12）支撐，對應(yīng)軸承支架（12）支撐位置的軸承懸架（11）內(nèi)設(shè)置雙列向心推力球軸承（10），軸承兩側(cè)布置軸向測力環(huán)（14）以測試軸向力。?

本裝置的工作原理為：?

水泵水力模型試驗裝置，泵軸（8）的一側(cè)通過扭矩儀與電機軸相連，測量電機傳遞到泵軸上的扭矩和軸的轉(zhuǎn)速。葉輪（3）安裝在泵軸的另一側(cè)，隨著泵軸（8）旋轉(zhuǎn)。水經(jīng)進水段（1）進入泵體，經(jīng)由葉輪（3）旋轉(zhuǎn)后加速升壓，并流經(jīng)導(dǎo)葉、泵體的環(huán)形壓水室后流出。在葉輪和導(dǎo)葉之間，考慮由于液體的動靜干涉作用，壓力的脈動較大，故設(shè)置壓力脈動測點；另外一個壓力脈動測點設(shè)置在泵體的環(huán)形壓水室上，提供測量壓力脈動的連接接口。葉輪（3）后側(cè)泵軸上安裝球軸承（5），其采用懸臂梁金屬彈性材料結(jié)構(gòu)元件的徑向懸臂測力裝置（13）支撐，其彎曲微變形與徑向力成正比，測量水流過葉輪對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的徑向力。泵軸（8）?中段布置機械密封（9），主要由動環(huán)（隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)）、靜環(huán)（固定在導(dǎo)葉上）、壓緊彈簧和密封膠圈等組成。動環(huán)光潔的端面靠彈簧和水的壓力緊密貼合在靜環(huán)光潔端面上而形成徑向密封，同時由密封膠圈完成軸向密封。軸承懸架（11）與泵體（2）連接，并靠泵軸（8）另一端的軸承支架（12）支撐，對應(yīng)軸承支架（12）支撐位置的軸承懸架（11）內(nèi)設(shè)置雙列向心推力球軸承(10)，在軸承兩側(cè)布置軸向測力環(huán)(14),葉輪（2）工作時產(chǎn)生的軸向力通過泵軸（8）傳遞給軸向測力環(huán)(14)，根據(jù)軸向測力環(huán)(14)受力后的變形測軸向力。?

本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點是：?

1.試驗表明通常采用兩個背對背推力軸承載荷太大，對心效果差，軸承溫升過高，不利于測力環(huán)系統(tǒng)工作。本發(fā)明采用了雙列向心推力球軸承承載轉(zhuǎn)子的軸向力，軸系運轉(zhuǎn)較為平穩(wěn)。?

2.在雙列向心推力球軸承兩側(cè)布置測力環(huán)，在測力環(huán)外表面180度方向粘貼并封裝T形應(yīng)變片，組成測力橋，以測試因葉輪升壓作用而產(chǎn)生的軸向水推力，如圖2所示。?

3.為了軸系的可靠運轉(zhuǎn)，本發(fā)明葉輪后側(cè)泵軸上安裝球軸承，其采用懸臂梁金屬彈性材料結(jié)構(gòu)元件徑向懸臂測力裝置支撐，在懸臂梁內(nèi)、外壁面，各粘貼兩只平行應(yīng)變片，形成全橋測量電路，分別測量互相垂直兩個方向力，如圖3所示。?

4.進口段采用有機玻璃材料，便于觀察葉輪內(nèi)水的流態(tài)，采用頻閃儀等設(shè)備即可觀察液體的流動狀態(tài)及初生汽蝕時的現(xiàn)象。?

附圖說明：

圖1為本發(fā)明測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖?

圖2軸向力測試裝置示意圖?

圖3為徑向力測試裝置示意圖?

圖4為表1?

具體實施方式：