[發明專利]一種回轉動力泵水力模型組合的試驗方法及試驗設備

有效

• 申請號: 202010567087.6
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111734649B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 王宗智;孫艷紅;陳廣福
• 申請（專利權）人: 上海電氣凱士比核電泵閥有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;F04D1/08;F04D29/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開了一種回轉動力泵水力模型組合的試驗方法及試驗設備，屬于回轉動力泵試驗技術領域。本發明所提供的試驗方法利用現有的多級回轉動力泵作為初始待測樣機，并根據所需測試的n種待測水力模型組合對初始待測樣機進行改造，從而獲得n種測試樣機M_i。通過對n種測試樣機M_i進行流量?揚程測試，并對獲得的流量Q_j?揚程H_iQj數據進行處理獲得方程組，對方程組的求解結果進行處理能夠獲得n種待測水力模型組合的流量?揚程曲線。該種測試方法由于是可以利用現有的多級回轉泵中的大部分零部件，需要重新設計的零部件很少，因此能夠在極大程度上降低試驗成本。并且該種試驗方法對數據處理的方法比較簡單，有利于提高試驗效率，快速獲得試驗結果。

技術領域

本發明涉及回轉動力泵試驗技術領域，尤其涉及一種回轉動力泵水力模型組合的試驗方法及試驗設備。

背景技術

為了設計出滿足多工況水力要求的回轉動力泵，一般在選用二種及以上的水力模型組合，水力模型組合是針對單個葉輪和其相適配的導葉而言的，因此，獲得每種水力模型組合的流量-揚程曲線是設計出高品質回轉動力泵的關鍵。

為獲得每種水力模型組合的流量-揚程曲線，現有技術中通常采用以下四種方法：

方法一：相似設計法，按照一定尺寸比例縮小設計并制造多臺單級模型泵。

該種方法需要將葉輪和導葉(或蝸殼)按相似原理設計成縮小尺寸的部件，并匹配組裝其他部件(例如泵軸、支承件、密封部件、軸承部件等)，以形成單級模型泵。該種設計方法常用于大尺寸泵的水力研發性能，雖然能夠以相對較低的材料成本獲得水力模型組合的性能，但是在制造實型泵時，由于模型泵上的各零件尺寸不合適，因此無法相互借用，最終導致設計和制造成本的增加。尤其對于需要設計并制造多臺單級模型泵來說，設計和制造成本的增加幅度尤其大。

方法二：借用實型泵的葉輪和導葉設計并制造多臺單級模型泵。

該種方法在設計制造多臺單級模型泵時，借用實型泵的葉輪和導葉，僅制造其他相配套的零部件(例如泵體、泵軸、軸承體和支承件等)，以降低模型泵葉輪和導葉的設計和制造成本。該種設計方法一般用于尺寸不太大的泵，雖然通過借用實型泵的葉輪和導葉可以節省一定成本，但是由于需要制造多臺單級模型泵，且多臺單級模型泵的配套零件通用度不高，故仍需要設計和制造大量相配套的零部件，不僅費時費工，且設計和制造成本仍然較高。

方法三：設計多級試驗泵，并以多級試驗泵的一種葉輪和導葉替換另一種葉輪和導葉的方式。

該種方法借用多級泵的泵體、泵軸、軸承體和支承件等配套零部件，將多級泵中不同水力模型的葉輪和導葉替換統一成一種，進行第一次試驗，從而得出一種水力模型組合的流量-揚程曲線。然后，以未知水力性能的另一種葉輪和導葉替換掉第一次試驗時的一級或多級水力模型組合，并進行第二次試驗。在相同流量下，第二次試驗測得的揚程扣除相應級數的已測得水力模型的揚程，即可得到未知水力模型的流量-揚程曲線。重復操作，即可獲得第三種、第四種等多種水力模型的流量-揚程曲線。

該種設計方法可以最大限度地借用實體泵的配套零件，能夠節省設計和制作配套零件的成本，但是由于不同水力模型組合的結構尺寸存在差異，大多情況下這種替換的方法在結構裝配上難度極大，甚至是無法實現的。且多次更換未知水力性能的葉輪和導葉，不僅操作繁瑣，且計算過程復雜，從而導致試驗效率降低。

方法四：方法二和方法三的結合。

該種方法首先按方法二中的實型泵的其中一種水力模型的葉輪和導葉設計一臺單級泵，測得這種水力模型的流量-揚程曲線。之后，按方法三中第一次試驗之后的操作，可獲得第二種、第三種等多種水力模型的流量-揚程曲線。對于這種組合的方法，在選擇設計單級泵的水力模型時，通常是優先選擇按方法三在裝配上不能實現位置替換的一種水力模型。