一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置的制作方法

本发明属于流体机械设备技术领域，涉及一种轴流泵实验装置，具体的说是涉及一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置。

背景技术：

轴流泵是大流量低扬程泵站的核心部位，其性能的好坏直接决定了泵站的安全与高效运行，在城市防洪排涝、喷水推进、农业排水灌溉、工业、水处理、水环境、心脏血泵以及核电循环管路系统中得到了广泛应用，随着国民经济的发展扮演者越来越重要的角色。

现有叶片泵以叶栅理论为基础，以均匀轴向来流为前提进行设计，但这与工程实际并不符合。真实工况中，受限于空间要求、结构要求设置等因素，泵的来流条件一般都是非均匀的，泵的入流畸变产生的主要原因在于入流处流场的不均匀。来流的畸变性使得泵的入口流场重新分布，进而对泵的外特性、水动力特性和水利荷载等产生影响。然而，入流畸变中复杂结构与流体流动的形性协同理论研究至今没有突破性进展。另外形状的复杂性导致对泵流场实验测量存在困难。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前轴流泵真实工况中，来流不均匀产生入流畸变，使得泵的入口流场重新分布，影响了泵的外特性、水动力特性和水利荷载等不足，提出一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置，通过该装置不仅可以测量出畸变进流对泵的性能的影响，还可通过改变圆环内进口流量，分析不同流量下的扰动，对泵性能的影响，误差小，精度高，可为轴流泵实际运行情况提供依据。

本发明的技术方案是：一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置，包括进水管、60°弯管、出水管、叶轮以及与叶轮连接的电机轴；其特征在于：所述进水管与60°弯管之间设有稳压系统，所述稳压系统由稳压箱、环形进水管、流量计、补水电磁阀和补水泵连接组成；所述稳压箱固定套置在所述进水管的外壁上，所述补水泵、补水电磁阀和流量计依次连接在所述稳压箱的一侧面上，水源通过稳压补水泵泵输入至稳压箱中，所述稳压箱顶部设有通气孔和连接法兰，所述稳压箱底部设有放水孔，所述稳压箱内设有浮球液位器，所述浮球液位器上端与所述连接法兰连接，所述环形进水管的一端连接设置在所述稳压箱的另一侧面上，所述环形进水管的另一端与所述进水管内部连接相通。

所述环形进水管是厚度为4mm的圆环，环形进水管的出水口连接至叶轮前端的主流中，从而形成畸变进流。

所述稳压箱是套在进水管上的矩形水箱，稳压箱与环形进水管采用焊接连接，以确保交界面不漏水。

所述浮球液位器由液位传感器、电流转换器、浮球和连接管组成，连接管内设有接线兹簧，浮球套置在连接管上，浮球内设置环形磁铁，通过磁铁的来控制兹簧的导通或断开。

所述浮球的数量为2个，分别代表可控制的最高水位和最低水位，当液面低于设置的最低水位时，兹簧导通连接补水泵，实现继续补水功能，提高稳压箱内的液面高度；断开后补水泵停止运行，补水暂停，浮球与液位同步变化，通过控制干簧管吸合断开。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置，结构由进水管、弯管、出水管、叶轮、电机轴和稳压系统构成，结构新颖，通过在进口管的末端套一间隙厚度为4mm的圆环，圆环内的均匀水流汇入到主流中，从而形成入流畸变，圆环中的稳定水流是通过由水源供水，利用补水泵将水压送到稳压箱中，根据稳压箱中的浮球液位传感器传来的箱中的水位信号，补水电磁阀和流量计依次连接在稳压水泵之后，起到调节和检测流量的作用，本发明通过可实现的实验方式来模拟测试，节约了大量的人力物力财力，使得实验成本较低，不仅可以测量出畸变进流对泵的性能的影响，还可通过改变圆环内进口流量，分析不同流量下的扰动，对泵性能的影响，误差小，精度高；为轴流泵实际运行情况提供了依据。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图中：进水管1、补水泵2、补水电磁阀3、流量计4、浮球液位器5、稳压箱6、环形进水管7、叶轮8、60°弯管9、电机轴10、出水管11、通气孔12、放水孔13、连接法兰14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置，包括进水管1、60°弯管9、出水管11、叶轮8以及与叶轮8连接的电机轴10；进水管1与60°弯管9之间设有稳压系统，稳压系统由稳压箱6、环形进水管7、流量计4、补水电磁阀3、补水泵2连接组成；稳压箱6固定套置在进水管1的外壁上，补水泵2、补水电磁阀3和流量计4依次连接在稳压箱6的一侧面上，水源通过补水泵2输入至稳压箱6中，稳压箱6顶部设有通气孔12和连接法兰14，稳压箱6底部设有放水孔13，稳压箱6内设有浮球液位器5，浮球液位器5上端与连接法兰14连接，环形进水管7的一端连接设置在稳压箱6的另一侧面上，环形进水管7的另一端与进水管1内部连接相通。

如图1所示，一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置，环形进水管7是厚度为4mm的圆环，环形进水管7的出水口连接至叶轮8前端的主流中，从而形成畸变进流；稳压箱6是套在进水管1上的矩形水箱，稳压箱6与环形进水管7采用焊接连接，以确保交界面不漏水；浮球液位器5由液位传感器、电流转换器、浮球和连接管组成，连接管内设有接线兹簧，浮球套置在连接管上，浮球内设置环形磁铁，通过磁铁的来控制兹簧的导通或断开；浮球的数量为2个，分别代表可控制的最高水位和最低水位，当液面低于设置的最低水位时，兹簧导通连接补水泵，实现继续补水功能，提高稳压箱内的液面高度；断开后补水泵停止运行，补水暂停，浮球与液位同步变化，通过控制干簧管吸合断开。

如图1所示，一种新型进口畸变流场轴流泵实验装置，工作原理如下：电磁阀通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。流量计通电后，进入自动测量状态。在自动测量状态下，电磁流量计自动完成各测量功能并显示相应的测量数据。浮球液位器由液位传感器、电流转换器、连接管、两个浮球组成，并采用顶置安装，浮球与液位同步变化，控制干簧管吸合断开，浮球液位器安装时一根连接管中设置(接线)兹簧，连接管上套一个浮球，浮球内设有环形磁铁，依靠环形磁铁来控制兹簧的导通或断开，上下两个浮球分别代表可控制的最高水位和最低水位，当液面低于设置的最低水位时，兹簧导通连接补水泵，实现继续补水功能，提高稳压箱内的液面高度；断开后补水泵停止运行，补水暂停。此外浮球液位器电流转换器将电阻的变化转换成标准电流信号并叠加数字信号输出，在仪表盘中将水位信号准确的显示出来。浮球液位器上接线缆连接电磁阀门，当控制室内设置的水位与实际液面不同时，电磁阀门可根据传递回信号的不同进行开度的大小调节，从而实现液面的稳定，保证进口畸变流场圆周速度的稳定(流量的稳定)。稳压箱利用稳压箱中压缩空气的压力变化，调节和压送水量，通过控制稳压箱中稳定的水量，这样根据浮球液位计仪表盘中的水位高度，来计算出圆环管道内的流量。通过流量计检测流量，圆环内的水流稳定后便可进行畸变进流对泵性能测试的实验。本发明即实现了将复杂的进口圆周畸变进流通过可实现的实验方式来模拟测试，并实现圆环管道内稳定的流量，又节约了大量的人力物力财力，使得实验成本较低。