一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及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(gòu)成離心泵的過流區(qū)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，所述進口板的進水孔內(nèi)壁上設(shè)有凸臺，所述進口板和所述葉輪之間設(shè)有前蓋板，所述前蓋板端部固定在所述進口板的進水孔內(nèi)壁上，所述前蓋板端部端面與所述凸臺的端面之間設(shè)置有墊圈，所述蝸殼、葉輪、前蓋板為有機玻璃制成。本發(fā)明所設(shè)計的實驗臺實現(xiàn)了半開式離心泵PIV內(nèi)部流場測量，其結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)整墊圈的厚度來調(diào)節(jié)前蓋板與葉片之間的間隙。
【專利說明】—種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]粒子圖像測速法,英文全稱為Particle Image Velocimetry,縮寫為PIV,是一種瞬態(tài)、多點、無接觸式的流體力學(xué)測速方法，廣泛用于流場測試測量。
[0003]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(yīng)用范圍廣泛。半開式葉輪的優(yōu)點是制造方便，當葉輪內(nèi)堵塞時易于清理.缺點是磨損后會造成葉輪與前泵蓋內(nèi)側(cè)壁的間隙增大，導(dǎo)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(wěn)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(nèi)部流場進行PIV流場測量，對于分析流場結(jié)構(gòu)，改善泵性能具有重要的基礎(chǔ)理論意義。目前對于蝸殼式離心泵，國內(nèi)外都有大量的關(guān)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(nèi)部流場測量中的應(yīng)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(jié)構(gòu)形式。
[0004]經(jīng)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(guān)專利，如“可視內(nèi)流場測試離心泵”(申請?zhí)?20110356264.7)，此發(fā)明專利申請側(cè)重通過改進結(jié)構(gòu)使相機內(nèi)置從而提高所拍攝圖片的質(zhì)量，其針對的也是閉式葉輪。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種葉片與前蓋板之間間隙可調(diào)整的半開式離心泵PIV流場測量實驗臺。
[0006]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)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(gòu)成離心泵的過流區(qū)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(nèi)壁上設(shè)有凸臺，所述進口板和所述葉輪之間設(shè)有前蓋板，所述前蓋板端部固定在所述進口板的進水孔內(nèi)壁上，所述前蓋板端部端面與所述凸臺的端面之間設(shè)置有墊圈，所述蝸殼、葉輪、前蓋板為有機玻璃制成。
[0007]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(nèi)壁過盈配合。
[0008]上述方案中，所述蝸殼底部設(shè)有一排水孔。
[0009]上述方案中，所述進口板由不銹鋼鑄造而成。
[0010]上述方案中，所述蝸殼與所述進口板通過螺栓固定連接。
[0011]上述方案中，所述葉輪與所述主軸通過螺紋連接。
[0012]上述方案中，所述葉輪的螺紋旋緊方向和所述主軸的轉(zhuǎn)動方向保持一致。
[0013]上述方案中，所述電機底端設(shè)有支撐架。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明所設(shè)計的實驗臺實現(xiàn)了半開式離心泵PIV內(nèi)部流場測量，其結(jié)構(gòu)簡單，通過調(diào)整墊圈的厚度來調(diào)節(jié)前蓋板與葉片之間的間隙，對于研究泵內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)，提高半開式離心泵的設(shè)計方法和性能具有重要意義。
[0015]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為本發(fā)明實施例總裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例中葉輪蝸殼部分的局部放大圖。
[0017]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】
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)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(fā)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(zhì)變得渾濁，影響拍攝結(jié)果；蝸殼I與進口板4通過螺栓緊固配合，整個蝸殼I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I底部設(shè)有一排水孔9，其作用是在拆卸或?qū)嶒灲Y(jié)束后對蝸殼內(nèi)水進行排放，防止水中雜質(zhì)沉淀在蝸殼內(nèi)影響其透明度；所設(shè)置的排水孔9不能破壞蝸殼內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)；實驗時用軟橡膠塞堵住排水孔9。
[0019]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I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(nèi)，進口板4的進水孔內(nèi)壁上設(shè)有凸臺10，前蓋板3端部端面與凸臺10的端面之間設(shè)置有墊圈5，通過調(diào)整墊圈5的厚度來調(diào)節(jié)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(zhuǎn)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(nèi)壁采用過盈配合；當葉輪2旋轉(zhuǎn)時，蝸殼內(nèi)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(fā)生軸向竄動。
【權(quán)利要求】
1.一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，包括蝸殼(I)、葉輪(2)、進口板(4)、主軸(6)和電機(7);所述蝸殼(I)和所述進口板(4) 一起構(gòu)成離心泵的過流區(qū)域，所述進口板(4 )上開有進水孔，所述主軸(6 )穿過所述進水口，所述主軸(6 ) 一端安裝有所述葉輪(2 )，所述主軸(6)另一端與所述電機(7)的輸出軸連接，其特征在于，所述進口板(4)的進水孔內(nèi)壁上設(shè)有凸臺(10)，所述進口板(4)和所述葉輪(2)之間設(shè)有前蓋板(3)，所述前蓋板(3)端部固定在所述進口板(4)的進水孔內(nèi)壁上，所述前蓋板(3)端部端面與所述凸臺(10)的端面之間設(shè)置有墊圈(5)，所述蝸殼(I)、葉輪(2)、前蓋板(3)為有機玻璃制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述前蓋板(3)端部外壁與所述進口板(4)的進水孔內(nèi)壁過盈配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述蝸殼(I)底部設(shè)有一排水孔(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述進口板(4)由不銹鋼鑄造而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述蝸殼(I)與所述進口板(4 )通過螺栓固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述葉輪(2)與所述主軸(6)通過螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述葉輪(2)的螺紋旋緊方向和所述主軸(6)的轉(zhuǎn)動方向保持一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于粒子圖像測速的離心泵實驗臺，其特征在于，所述電機(7 )底端設(shè)有支撐架(8 )。
【文檔編號】F04D15/00GK104314839SQ201410414290
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】張德勝, 陳刻強, 施衛(wèi)東, 郎濤, 邢津, 程成 申請人:江蘇大學(xué)