[發明專利]一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺

在審

• 申請號: 201410414290.4
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104314839A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 張德勝;陳刻強;施衛東;郎濤;邢津;程成
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 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

技術領域

本發明涉及一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，適用于對半開式離心泵進行流場測量。

背景技術

粒子圖像測速法，英文全稱為Particle?Image?Velocimetry，縮寫為PIV，是一種瞬態、多點、無接觸式的流體力學測速方法，廣泛用于流場測試測量。

半開式離心泵葉輪適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料，應用范圍廣泛。半開式葉輪的優點是制造方便，當葉輪內堵塞時易于清理.缺點是磨損后會造成葉輪與前泵蓋內側壁的間隙增大，導致效率下降,并造成大量的旋渦損失.同時還會使泵的軸向力增加,流道間液流的穩定性也較差，易引起較大的徑向力及振動。因此，對不同葉輪與前蓋板之間的間隙下泵內部流場進行PIV流場測量，對于分析流場結構，改善泵性能具有重要的基礎理論意義。目前對于蝸殼式離心泵，國內外都有大量的關于PIV測量裝置的文獻報道，但是，這些大多是針對閉式葉輪。孫蓀等所寫論文《PIV在半開式離心泵內部流場測量中的應用》中，其所用PIV實驗臺裝置的半開式葉輪和前蓋板之間的間隙不均勻，不符合真實的半開式離心泵結構形式。

經檢索，在PIV測量的離心泵方面，還未檢索到針對半開式離心葉輪的有關專利，如“可視內流場測試離心泵”（申請號：20110356264.7），此發明專利申請側重通過改進結構使相機內置從而提高所拍攝圖片的質量，其針對的也是閉式葉輪。

發明內容

本發明的目的在于提供一種葉片與前蓋板之間間隙可調整的半開式離心泵PIV流場測量實驗臺。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，包括蝸殼、葉輪、進口板、主軸和電機；所述蝸殼和所述進口板一起構成離心泵的過流區域，所述進口板上開有進水孔，所述主軸穿過所述進水口，所述主軸一端安裝有所述葉輪，所述主軸另一端與所述電機的輸出軸連接，其特征在于，所述進口板的進水孔內壁上設有凸臺，所述進口板和所述葉輪之間設有前蓋板，所述前蓋板端部固定在所述進口板的進水孔內壁上，所述前蓋板端部端面與所述凸臺的端面之間設置有墊圈，所述蝸殼、葉輪、前蓋板為有機玻璃制成。

上述方案中，所述前蓋板端部外壁與所述進口板的進水孔內壁過盈配合。

上述方案中，所述蝸殼底部設有一排水孔。

上述方案中，所述進口板由不銹鋼鑄造而成。

上述方案中，所述蝸殼與所述進口板通過螺栓固定連接。

上述方案中，所述葉輪與所述主軸通過螺紋連接。

上述方案中，所述葉輪的螺紋旋緊方向和所述主軸的轉動方向保持一致。

上述方案中，所述電機底端設有支撐架。

本發明的有益效果是，本發明所設計的實驗臺實現了半開式離心泵PIV內部流場測量，其結構簡單，通過調整墊圈的厚度來調節前蓋板與葉片之間的間隙，對于研究泵內部流場結構，提高半開式離心泵的設計方法和性能具有重要意義。

附圖說明??

圖1為本發明實施例總裝結構示意圖。

圖2為本發明實施例中葉輪蝸殼部分的局部放大圖。

圖中，1：蝸殼，2：葉輪，3：前蓋板，4：進口板，5：墊圈，6：主軸，7：電機，8：支撐架，9：排水孔，10：?凸臺。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述：

如圖1所示，整個實驗臺包括蝸殼1、葉輪2、前蓋板3、進口板4、主軸6、電機7、支撐架8，其中蝸殼1、葉輪2、前蓋板3為有機玻璃制成的，表面作拋光處理，此種有機玻璃的折射率必須與水相同，這樣可以防止片光源在有機玻璃和水之間傳播時發生折射從而引起的實驗誤差；進口板4為不銹鋼鑄造，防止長期實驗生銹使流體介質變得渾濁，影響拍攝結果；蝸殼1與進口板4通過螺栓緊固配合，整個蝸殼1的重量由進口板4承載；葉輪2與主軸6通過螺紋連接，螺紋方向要保證電機啟動時葉輪有旋緊趨勢。蝸殼1底部設有一排水孔9，其作用是在拆卸或實驗結束后對蝸殼內水進行排放，防止水中雜質沉淀在蝸殼內影響其透明度；所設置的排水孔9不能破壞蝸殼內部流道結構；實驗時用軟橡膠塞堵住排水孔9。

如圖2所示，前蓋板3的截面呈“幾”字形，前蓋板3外臂端面與蝸殼1之間間隙配合，所述前蓋板（3）端部位于所述進口板（4）的進水孔內，進口板4的進水孔內壁上設有凸臺10，前蓋板3端部端面與凸臺10的端面之間設置有墊圈5，通過調整墊圈5的厚度來調節前蓋板3與葉片2之間的間隙，墊圈5采用剛性墊圈；為了防止實驗時前蓋板軸向移動或轉動，墊圈5厚度選定后，前蓋板3端部外壁與所述進口板4的進水孔內壁采用過盈配合；當葉輪2旋轉時，蝸殼內部的壓力會高于大氣壓，使得前蓋板3緊緊頂住墊圈5，不會發生軸向竄動。