一種減小泵空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種減小泵空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，包括進(jìn)氣管、球閥、閥腔、閥芯和壓縮彈簧；所述進(jìn)氣管包括第一段、第二段和第三段；所述第二段和第三段垂直布置；所述第二段上設(shè)有球閥，所述第三段上設(shè)有閥腔；所述閥腔底部固定安裝壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上端固定連接閥芯；所述閥芯直徑大于閥腔的閥口直徑。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低，可有效減小空化危害。
【專利說(shuō)明】
一種減小泵空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于栗空化領(lǐng)域，尤其是涉及一種減小栗空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 栗是重要的通用機(jī)械，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，但由于使用環(huán)境、偏工況運(yùn)行等原 因，栗在實(shí)際應(yīng)用中易發(fā)生空化現(xiàn)象。栗空化會(huì)造成性能下降、振動(dòng)噪聲、葉輪空蝕等危害， 嚴(yán)重影響了栗運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，因此減小栗空化危害是工程設(shè)計(jì)的重要方面。經(jīng)檢索， 申請(qǐng)?zhí)?01410024440.0的專利提出了 "一種控制栗空化的裝置"，通過(guò)監(jiān)測(cè)進(jìn)口壓力判斷栗 內(nèi)空化發(fā)展?fàn)顟B(tài)，采用栗或壓縮機(jī)對(duì)栗吸入室充液體或者氣體，達(dá)到提高栗進(jìn)口壓力從而 控制空化的目的。但這套系統(tǒng)配套裝置多，占用空間大，經(jīng)濟(jì)成本高。目前，提高栗空化性能 的設(shè)計(jì)主要依靠經(jīng)驗(yàn)，減小空化危害的裝置又過(guò)于復(fù)雜、不經(jīng)濟(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中減小空化危害的裝置存在復(fù)雜、不經(jīng)濟(jì)等不足，本發(fā)明提供了一 種減小栗空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低，可有效減小空 化危害。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0005] -種減小栗空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，包括進(jìn)氣管、球閥、閥腔、閥芯和壓縮 彈簧;所述進(jìn)氣管包括第一段、第二段和第三段;所述第二段和第三段垂直布置;所述第二 段上設(shè)有球閥，所述第三段上設(shè)有閥腔;所述閥腔底部固定安裝壓縮彈簧，所述壓縮彈簧上 端固定連接閥芯;所述閥芯直徑大于閥腔的閥口直徑。
[0006] 進(jìn)一步的，所述第一段為多向彎折管或直管，所述第三段的尾段為螺紋段。
[0007] 進(jìn)一步的，所述第一段為直管，且垂直于第二段。
[0008] 進(jìn)一步的，該可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的出口直徑d2、管道比阻S、管道長(zhǎng)度L滿足下列公 式：

其中，A H-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)出口壓差，V1-栗進(jìn)口處 工作介質(zhì)的速度，Qi-栗中工作介質(zhì)的體積流量，Jr-圓周率，g_當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋珼i-栗進(jìn)口處 管道直徑，Q2_可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)氣體積流量，P2_空氣密度，S-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的管 道比阻，L-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的管道長(zhǎng)度，e-修正的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍為[0.5-1.0)，d 2-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的出口直徑。
[0011]進(jìn)一步的，可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)氣體積流量Q2與栗中工作介質(zhì)的體積流量Qi之 比Q2/Q1的取值范圍[0.001,0.1]。
[0012] 進(jìn)一步的，所述第一段（101)進(jìn)口直徑CU和第三段（103)出口直徑d2滿足1 ScU/cb <3。
[0013]進(jìn)一步的，所述壓縮彈簧(5)的彈性系數(shù)滿足下列公式：
其中乂-修正的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范 圍[O.MLpx-栗工作介質(zhì)的密度;1-彈簧壓縮量，取值范圍[UcULDr栗進(jìn)口處管道直徑； Qi-栗中工作介質(zhì)的體積流量;Gi_閥芯的重力。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：
[0016] 本發(fā)明所述的減小栗空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，通過(guò)在進(jìn)氣管中設(shè)置球閥、 閥腔、閥芯和壓縮彈簧，并將限定參數(shù)之間的匹配關(guān)系，通過(guò)閥芯和壓縮彈簧的配合自動(dòng)調(diào) 節(jié)進(jìn)氣量，并實(shí)現(xiàn)單向流動(dòng)功能，使得不發(fā)生空化時(shí)現(xiàn)象時(shí)，氣體無(wú)法進(jìn)入栗體內(nèi)，以保證 栗運(yùn)行水力效率；當(dāng)發(fā)生空化現(xiàn)象時(shí)，氣體壓縮彈簧使閥芯打開(kāi)，氣體進(jìn)入栗體中，能夠有 效緩解由空化帶來(lái)的振動(dòng)與噪聲，而且由于空氣的緩沖作用，汽蝕破壞也會(huì)得到減弱，從而 有效減小空化危害。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低，實(shí)施簡(jiǎn)易，易于推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明所述減小栗空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為可調(diào)自動(dòng)加氣裝置應(yīng)用于栗體上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[0020] 1-進(jìn)氣管，2-球閥，3-閥腔，4-閥芯，5-壓縮彈簧，6-栗進(jìn)口段，101-第一段，102-第 二段，103-第二段。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不限于此。
[0022] 如圖1所示，一種減小栗空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，包括進(jìn)氣管1、球閥2、閥腔 3、閥芯4和壓縮彈簧5;所述進(jìn)氣管1包括第一段101、第二段102和第三段103;所述第一段 101可以為直管，也可以為多向彎折管段，以保證異物不易進(jìn)入第二段102中，防止管路堵 塞;第一段101和第二段102垂直布置，第二段102和第三段103垂直布置，第一段101和第三 段103相互平行，所述第三段103的尾段為螺紋段;所述第二段102上設(shè)有球閥2,通過(guò)開(kāi)合球 閥2的大小控制進(jìn)氣量，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)可調(diào)功能。所述第三段103上設(shè)有閥腔3;所述閥腔3底部固 定安裝壓縮彈簧5,所述壓縮彈簧5上端固定連接閥芯4;所述閥芯4直徑大于閥腔3的閥口直 徑。
[0023] 該裝置工作過(guò)程如下：
[0024]如圖2所示，將可調(diào)自動(dòng)加氣裝置通過(guò)第三段103尾部的螺紋段連接到栗進(jìn)口段6 中；當(dāng)沒(méi)有發(fā)生空化時(shí)，關(guān)閉球閥2,防止氣體進(jìn)入，保證栗運(yùn)行水力效率；當(dāng)發(fā)生空化現(xiàn)象 時(shí)，打開(kāi)球閥2,空氣從流入進(jìn)氣管1，隨后空氣擠壓閥芯4和壓縮彈簧5,將閥芯4頂開(kāi)后進(jìn)入 到栗進(jìn)口段6中，并被吸入到栗內(nèi)。當(dāng)栗在大流量工況運(yùn)行時(shí)，易發(fā)生嚴(yán)重空化，根據(jù)伯努利 方程，根據(jù)伯努利方程.
，設(shè)栗進(jìn)口的總壓是一個(gè)大氣壓，當(dāng)栗運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生 一個(gè)動(dòng)壓，靜壓減小;流量越大，靜壓越小;而自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)口是一個(gè)大氣壓，與栗進(jìn)口 產(chǎn)生壓差，因此空氣進(jìn)入到栗進(jìn)口中；壓差越大，壓縮彈簧5壓縮量越大，閥芯4處的開(kāi)度也 越大，進(jìn)氣量越大，有效緩解了由空化帶來(lái)的振動(dòng)與噪聲，而且由于空氣的緩沖作用，汽蝕 破壞也會(huì)得到減弱，從而減小了空化危害;上述可調(diào)自動(dòng)加氣裝置可在栗進(jìn)口 1段多處周向 布置，實(shí)現(xiàn)空氣和水充分混合進(jìn)入栗內(nèi)。
[0025]以一臺(tái)低比轉(zhuǎn)數(shù)離心栗IS50-32-160為例，栗的設(shè)計(jì)流量為6.3m3/h，栗進(jìn)口處管 道直徑01 = 0.05m，當(dāng)該栗在1.5倍設(shè)計(jì)流量下工作時(shí)，發(fā)生了嚴(yán)重空化，造成劇烈的振動(dòng)與 噪聲，采用本裝置減小空化危害。
[0026] 為減小1.5倍設(shè)計(jì)流量下的空化危害，該裝置的主要參數(shù)設(shè)計(jì)如下：
[0027] 栗的流量:Q1 = 6.3 X 1.5 = 9.45m3/h
[0028] 取 Q2/U = 0.05, Q2 = 9.45X0.05 = 0.4725m3/h
[0029] 該裝置的管道長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為4 = 〇.〇3111，取空氣密度02 = 1.29恥/1113，圓周率31 = 3.14， 當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 = 9 ? 8m/s2，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取e = 0 ? 5，di/d2 = 2;
[0032]取修正的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)G = 0.5，彈簧壓縮量1 = 0.005m，栗工作介質(zhì)的密度P1 = 1000Kg/m3，閥芯的重量為Gi = 0.05N，所選用的彈簧6的彈性系數(shù)的計(jì)算公式為：
[0034] 當(dāng)栗在大流量運(yùn)行時(shí)發(fā)生了嚴(yán)重空化，振動(dòng)和噪聲加劇，安裝該裝置后，振動(dòng)噪聲 明顯減弱，水力性能回升，有效的減小了空化危害。
[0035] 所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不 背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換 或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，包括進(jìn)氣管（1)、球閥（2)、 閥腔(3)、閥忍(4)和壓縮彈黃(5);所述進(jìn)氣管（1)包括第一段（101)、第二段（102)和第Ξ段 (103);所述第二段（102)和第Ξ段（103)垂直布置;所述第二段（102)上設(shè)有球閥（2)，所述 第Ξ段(103)上設(shè)有閥腔(3);所述閥腔(3)底部固定安裝壓縮彈黃(5)，所述壓縮彈黃巧)上 端固定連接閥忍(4);所述閥忍(4)直徑大于閥腔(3)的閥口直徑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，所述 第一段(101)為多向彎折管或直管，所述第Ξ段(103)的尾段為螺紋段。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，所述 第一段(101)為直管，且垂直于第二段(102)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，該可 調(diào)自動(dòng)加氣裝置的出口直徑cb、管道比阻S、管道長(zhǎng)度L滿足下列公式：其中，Δ H-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)出口壓差，VI-累進(jìn)口處工作介 :; 質(zhì)的速度，Q廣累中工作介質(zhì)的體積流量，η-圓周率，g-當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，Di-累進(jìn)口處管道直 徑，Q2-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)氣體積流量，P2-空氣密度，S-可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的管道比阻， k可調(diào)自動(dòng)加氣裝置的管道長(zhǎng)度，ε-修正的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍為[0.5-1.0)，d2-可調(diào)自動(dòng) 加氣裝置的出口直徑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，可調(diào) 自動(dòng)加氣裝置的進(jìn)氣體積流量Q2與累中工作介質(zhì)的體積流量Qi之比化/Qi的取值范圍 [0.001,0.1]。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，所述 第一段(101)進(jìn)口直徑山和第Ξ段（103)出口直徑cb滿足1如i/d2。。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種減小累空化危害的可調(diào)自動(dòng)加氣裝置，其特征在于，所述 壓縮彈黃(5)的彈性系數(shù)滿足下列公式：其中，ζ -修正的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍 ? [〇.1，1];Ρι-累工作介質(zhì)的密度；1-彈黃壓縮量，取值范圍[l，di];Di-累進(jìn)口處管道直徑； Qi-累中工作介質(zhì)的體積流量;Gi-閥忍的重力。
【文檔編號(hào)】F04B53/00GK105840484SQ201610192879
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】顧延?xùn)|, 袁壽其, 裴吉, 張金鳳, 王文杰, 黃茜
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)