一种基于高速稳定水流发生器的水力空化设备

本发明涉及水力空化技术领域，具体为一种基于高速稳定水流发生器的水力空化设备。

背景技术：

水力空化是指当水体内部局部压力降低时，水体内部空泡的形成、生长和溃灭的过程，当水流高速流经多孔板或文丘里管喉部时，水流的压力会降低，当水体内部静压低于相应温度下水的饱和蒸气压时发生空化，实现水力空化要求水泵同时具有高扬程及大流量，而市面上大多数水泵很难同时满足这两个条件，而能够同时具有高扬程及大流量的水泵价格又比较高，这样一来就会增加水力空化设备的成本，不利于大规模应用。

在现有的水力空化设备中，大多数设备是直接用水泵作为驱动水流的动力来源，使水流直接经水泵输送到水力空化段进行水力空化，但是水泵在运行过程中会因叶轮高速转动产生空蚀空化现象而导致失速，且湍流度较高，容易产生不稳定的水流，而对水力空化的研究需要稳定流动的水流，以减少不确定因素的干扰，因此这种直接利用水泵驱动水流的方式不利于对水力空化进行研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于高速稳定水流发生器的水力空化设备，具备水箱中的压力稳定在移动数值和水流稳定性好的优点，解决了现有的水力空化设备中，大多数设备是直接用水泵作为驱动水流的动力来源，使水流直接经水泵输送到水力空化段进行水力空化，但是水泵在运行过程中会因叶轮高速转动产生空蚀空化现象而导致失速，且湍流度较高，容易产生不稳定的水流，而对水力空化的研究需要稳定流动的水流，以减少不确定因素的干扰，因此这种直接利用水泵驱动水流的方式不利于对水力空化进行研究的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于高速稳定水流发生器的水力空化设备，包括支撑架，所述支撑架内腔的左侧固定连接有压力水罐，所述支撑架内腔底部的右侧固定连接有水泵，所述支撑架内腔底部的右侧固定连接有空压机，所述空压机位于水泵的左侧，所述空压机的进风管通过通气管与压力水罐相连通，所述水泵的出水管通过管路与压力水罐相连通，且管路的表面设置有流量控制阀一，所述水泵的进水管连通有连接管一，所述支撑架顶部的右侧固定连接有过渡水箱，所述连接管一的一端贯穿至支撑架的外侧并与过渡水箱相连通，所述压力水罐表面顶部的右侧通过管路连通有转子流量计二，所述转子流量计二的一侧与支撑架固定连接，所述压力水罐表面的底部连通有连接管二，所述连接管二的一端贯穿至支撑架的外侧并连通有转子流量计三，所述转子流量计三的顶部连通有连接管三，所述连接管三远离转子流量计三的一端与过渡水箱相连通，所述连接管二的表面从左到右依次设置有水压传感器一、菱形多孔板一、水压传感器二、文丘里管、菱形多孔板二和压力传感器。

优选的，所述支撑架顶部的四角均固定连接有保护垫，所述保护垫的材质为硅胶。

优选的，所述压力水罐的尺寸参数为高60cm，长115mm，壁厚2.0mm，容量为250l，可承压0.8mpa。

优选的，所述压力水罐表面底部的两侧均固定连接有固定架，所述固定架的底部与支撑架固定连接。

优选的，所述连接管一的表面设置有转子流量计一，所述连接管二表面的两侧均设置有流量控制阀二和流量控制阀三，所述水压传感器一、菱形多孔板一、水压传感器二、文丘里管、菱形多孔板二和压力传感器均位于流量控制阀二和流量控制阀三之间。

优选的，所述过渡水箱的尺寸参数为长30cm，宽65cm，高60cm，且过渡水箱的材质为亚克力。

优选的，所述转子流量计三的右侧固定连接有两个支撑杆，所述支撑杆远离转子流量计三的一端与过渡水箱固定连接。

优选的，所述连接管二和连接管三的表面分别套设有密封圈一和密封圈二，所述密封圈一的顶部与压力水罐固定连接，所述密封圈二的底部与过渡水箱固定连接。

优选的，所述连接管三的形状为倒u形，且过渡水箱的顶部与转子流量计三的顶部位于同一轴线上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过压力水罐、水泵、空压机、流量控制阀一、连接管一、过渡水箱、转子流量计二、连接管二、转子流量计三、水压传感器一、菱形多孔板一、水压传感器二、文丘里管、菱形多孔板二和压力传感器的配合使用，起到了水流的速度稳定作用，从而达到水箱中的水流的压力稳定的目的，使得该基于高速稳定水流发生器的水力空化设备具备水箱中的压力稳定在移动数值和水流稳定性好的优点，在实际的使用过程中，通过水泵输水和高压气体驱动水流建立流动方式，同时通过空压机和水泵中的压力开关组成的压力控制系统，动态控制泵入水箱中的水量，间接控制水箱中自由空间的压力，使水箱中的压力稳定在一定的数值，从而提高了水流的稳定性，降低了水流的湍流度，进而降低水力空化研究中的不确定因素的干扰，提高水力空化试验的精度，解决了现有的水力空化设备中，大多数设备是直接用水泵作为驱动水流的动力来源，使水流直接经水泵输送到水力空化段进行水力空化，但是水泵在运行过程中会因叶轮高速转动产生空蚀空化现象而导致失速，且湍流度较高，容易产生不稳定的水流，而对水力空化的研究需要稳定流动的水流，以减少不确定因素的干扰，因此这种直接利用水泵驱动水流的方式不利于对水力空化进行研究的问题。

2、本发明通过保护垫的设置，起到了对支撑架的拐角进行保护的作用，接着硅胶的材质不仅做工环保，且隔热效果好，通过固定架的设置，起到了对压力水罐进行支撑和固定的作用，从而提高了压力水罐工作时的稳定性，通过转子流量计一、流量控制阀二和流量控制阀三的配合使用，起到了对压力水罐输送到过渡水箱的流量和过渡水箱输送到压力水罐的流量进行调节控制的作用，达到了提高水流稳定性的目的，通过过渡水箱材质的设置，提高了过渡水箱的耐候性和高温性能，且使得过渡水箱的透明度较高，便于使用者对透明水箱进行观察，通过支撑杆的设置，起到了对转子流量计三进行固定的作用，进一步提高了转子流量计三工作时的稳定性，通过密封圈一和密封圈二的配合使用，增强了过渡水箱和连接管三与压力水罐和连接管二之间的密封性，防止水出现外漏的情况，通过连接管的形状和过渡水箱与转子流量计三位置的配合使用，起到了防止过渡水箱出现倒流情况的作用，提高了水流的稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧视图；

图3为本发明俯视图。

图中：1、支撑架；2、压力水罐；3、水泵；4、空压机；5、流量控制阀一；6、连接管一；7、过渡水箱；8、转子流量计一；9、转子流量计二；10、连接管二；11、转子流量计三；12、流量控制阀二；13、水压传感器一；14、菱形多孔板一；15、水压传感器二；16、文丘里管；17、菱形多孔板二；18、压力传感器；19、流量控制阀三；20、保护垫；21、固定架；22、支撑杆；23、连接管三；24、密封圈一；25、密封圈二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图3所示：本发明提供一种基于高速稳定水流发生器的水力空化设备，包括支撑架1，支撑架1顶部的四角均固定连接有保护垫20，保护垫20的材质为硅胶，通过保护垫20的设置，起到了对支撑架1的拐角进行保护的作用，接着硅胶的材质不仅做工环保，且隔热效果好，支撑架1内腔的左侧固定连接有压力水罐2，压力水罐2的尺寸参数为高60cm，长115mm，壁厚2.0mm，容量为250l，可承压0.8mpa，压力水罐2表面底部的两侧均固定连接有固定架21，固定架21的底部与支撑架1固定连接，通过固定架21的设置，起到了对压力水罐2进行支撑和固定的作用，从而提高了压力水罐2工作时的稳定性，支撑架1内腔底部的右侧固定连接有水泵3，支撑架1内腔底部的右侧固定连接有空压机4，空压机4位于水泵3的左侧，空压机4的进风管通过通气管与压力水罐2相连通，水泵3的出水管通过管路与压力水罐2相连通，且管路的表面设置有流量控制阀一5，水泵3的进水管连通有连接管一6，支撑架1顶部的右侧固定连接有过渡水箱7，所述过渡水箱7的尺寸参数为长30cm，宽65cm，高60cm，且过渡水箱的材质为亚克力，通过过渡水箱7材质的设置，提高了过渡水箱7的耐候性和高温性能，且使得过渡水箱7的透明度较高，便于使用者对透明水箱7进行观察，连接管一6的一端贯穿至支撑架1的外侧并与过渡水箱7相连通，压力水罐2表面顶部的右侧通过管路连通有转子流量计二9，转子流量计二9的一侧与支撑架1固定连接，压力水罐2表面的底部连通有连接管二10，连接管二10和连接管三23的表面分别套设有密封圈一24和密封圈二25，密封圈一24的顶部与压力水罐2固定连接，密封圈二25的底部与过渡水箱7固定连接，通过密封圈一24和密封圈二25的配合使用，增强了过渡水箱7和连接管三23与压力水罐2和连接管二10之间的密封性，防止水出现外漏的情况，连接管二10的一端贯穿至支撑架1的外侧并连通有转子流量计三11，转子流量计三11的右侧固定连接有两个支撑杆22，支撑杆22远离转子流量计三11的一端与过渡水箱7固定连接，通过支撑杆22的设置，起到了对转子流量计三11进行固定的作用，进一步提高了转子流量计三11工作时的稳定性，连接管三23的形状为倒u形，且过渡水箱7的顶部与转子流量计三11的顶部位于同一轴线上，通过连接管23的形状和过渡水箱7与转子流量计三11位置的配合使用，起到了防止过渡水箱7出现倒流情况的作用，提高了水流的稳定性，转子流量计三11的顶部连通有连接管三23，连接管三23远离转子流量计三11的一端与过渡水箱7相连通，连接管二10的表面从左到右依次设置有水压传感器一13、菱形多孔板一14、水压传感器二15、文丘里管16、菱形多孔板二17和压力传感器18，连接管一6的表面设置有转子流量计一8，连接管二10表面的两侧均设置有流量控制阀二12和流量控制阀三19，水压传感器一13、菱形多孔板一14、水压传感器二15、文丘里管16、菱形多孔板二17和压力传感器18均位于流量控制阀二12和流量控制阀三19之间，通过转子流量计一8、流量控制阀二12和流量控制阀三19的配合使用，起到了对压力水罐2输送到过渡水箱7的流量和过渡水箱7输送到压力水罐2的流量进行调节控制的作用，达到了提高水流稳定性的目的。

工作原理：本发明使用时，使用者通水泵3从过渡水箱7中抽取水增压后输送到压力水罐2和过渡水箱7中，连接管一6一端连接过渡水箱7，连接管一6的另一端通过三通管与水泵3和压力水罐2相连通，作用是调节由水泵3输送到压力水罐2的流量，转子流量计二9连接在压力压力水罐2与水泵3之间，用于测量水泵3输送到压力水罐2的水的流量，空压机4通过气管向压力水罐2中充入高压气体加压，压力水罐2中的水从罐底下方的管道流出，并沿管道流经流量控制阀二12、水压传感器一13、菱形多孔板一14、水压传感器二15、文丘里管16、菱形多孔板二17、压力传感器18和流量控制阀三19，流量控制阀二12和流量控制阀三19通过内外丝接头与管路相连，水压传感器一13、水压传感器一15和压力传感器18通过在连接位置处利用内丝接口相连，菱形多孔板一14一端与管路通过法兰相连，菱形多孔板一14的另一端与文丘里管16通过法兰相连，文丘里管16与菱形多孔板二17的连接方式为法兰，转子流量计二9和转子流量计三11均通过法兰与管路连接，通过流量控制阀二12和流量控制阀三19的配合使用，起到了对压力水罐2输送到过渡水箱7的流量和过渡水箱7输送到压力水罐2的流量进行调节控制的作用，达到了提高水流稳定性的目的，通过菱形多孔板一14和菱形多孔板二17的配合使用，当流速增大时，起到了对水流形成多股射流的作用，最终经过转子流量计三11流入过渡水箱7的内腔中，从而形成闭合水循环。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。