專利名稱：一種用于三維piv測(cè)量的離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于離心泵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于三維Piv測(cè)量的離心泵，主 要用于離心泵內(nèi)部流動(dòng)的速度場(chǎng)測(cè)量，以提高其標(biāo)定精度。
背景技術(shù)：
PIV (Particle Image Velocimetry)測(cè)試技術(shù)由于具有全流場(chǎng)快速測(cè)量、直觀、不 干擾流場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在泵內(nèi)部流動(dòng)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。在三維PIV試驗(yàn)過(guò)程中， 標(biāo)定至關(guān)重要，其精度直接影響Piv測(cè)量結(jié)果。目前，PIV用泵的葉輪和蝸殼大都采用有機(jī) 玻璃制作而成，裝配到試驗(yàn)臺(tái)之后，形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，標(biāo)定困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)將標(biāo)定靶盤 放在泵體里面進(jìn)行標(biāo)定。目前，普遍采用標(biāo)定方法是把標(biāo)定靶盤放在泵體外的水箱內(nèi)進(jìn)行近似標(biāo)定。揚(yáng)州 大學(xué)碩士學(xué)位論文“軸流泵葉輪出口流場(chǎng)的3D-PIV測(cè)量”(2005年)和“軸流泵葉輪與導(dǎo)葉 軸向間隙內(nèi)流場(chǎng)的3D-PIV測(cè)量”(2006年)加工一個(gè)與實(shí)際測(cè)量時(shí)尺寸一樣的水箱進(jìn)行標(biāo) 定；上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文“軸流泵內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬與PIV實(shí)驗(yàn)研究”(2008年)加 工一個(gè)和被測(cè)管段相同材質(zhì)的有機(jī)玻璃管段，并在管內(nèi)注滿水，然后把標(biāo)定尺放在管底進(jìn) 行標(biāo)定。這種方法在一定程度上解決了標(biāo)定困難的問(wèn)題，但存在著較大的標(biāo)定誤差，降低了 測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。顯然，這是現(xiàn)有的水泵三維PIV測(cè)量標(biāo)定方法的不足之處。經(jīng)檢索，目前還沒(méi)有相關(guān)的申請(qǐng)專利。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服離心泵三維PIV測(cè)量時(shí)標(biāo)定困難、誤差大的不足，而提 出一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，可以將標(biāo)定靶盤放入泵體內(nèi)進(jìn)行三維標(biāo)定，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單， 通用性強(qiáng)，標(biāo)定精度高。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案將蝸殼分為兩個(gè)零件進(jìn)行鑄造，PIV三維標(biāo)定時(shí)使用端蓋A，而PIV測(cè)量時(shí)采用端 蓋B ；同時(shí)采用自制的標(biāo)定靶盤，能夠在泵內(nèi)較小空間內(nèi)進(jìn)行三維標(biāo)定。本實(shí)用新型所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，包括蝸殼、葉輪、端蓋A、開(kāi) 槽平端緊定螺釘A、標(biāo)定導(dǎo)桿、內(nèi)六角平端緊定螺釘、定位滑塊、標(biāo)定靶盤、開(kāi)槽平端緊定螺 釘B、內(nèi)六角圓柱頭螺釘、端蓋B。三維標(biāo)定時(shí)，端蓋A通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定在蝸殼上； 標(biāo)定導(dǎo)桿通過(guò)端蓋A上的T型槽裝到端蓋A上；內(nèi)六角平端緊定螺釘固定在標(biāo)定導(dǎo)桿上，在 標(biāo)定導(dǎo)桿通過(guò)內(nèi)六角平端緊定螺釘相對(duì)端蓋A滑動(dòng)；定位滑塊通過(guò)開(kāi)槽平端緊定螺釘A固 定在標(biāo)定導(dǎo)桿上；標(biāo)定靶盤通過(guò)開(kāi)槽平端緊定螺釘B固定在定位滑塊上。PIV測(cè)量時(shí)，端蓋 B通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定在蝸殼上。本實(shí)用新型所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其蝸殼、葉輪、端蓋A、標(biāo)定導(dǎo) 桿和端蓋B都采用有機(jī)玻璃加工，并且蝸殼、葉輪、端蓋A和端蓋B分別是鑄造而成。所述 端蓋A為小圓柱和大圓柱組成的T型圓柱；T型圓柱的高度為葉輪外徑的0. 18—0. 22 ；大圓柱上設(shè)有降低泄漏的圓環(huán)狀凸臺(tái)；小圓柱外徑為葉輪外徑的0. 7-0. 8 ；大圓柱的外徑為葉 輪外徑的1. 25—1. 35 ；圓環(huán)狀凸臺(tái)的內(nèi)徑為葉輪外徑的0. 94—0. 96，圓環(huán)狀凸臺(tái)的外徑為 葉輪外徑1. 04—1. 06，高度為葉輪外徑的0. 05—0. 1。所述端蓋B為小圓柱和大圓柱組成 的T型圓柱，大圓柱上設(shè)有圓環(huán)狀凸臺(tái)，以降低泄漏；小圓柱外徑為葉輪外徑的0. 7-0. 8 ； 大圓柱的外徑為葉輪外徑的1. 25—1. 35 ；圓環(huán)狀凸臺(tái)的內(nèi)徑為葉輪外徑的0. 94—0. 96，圓 環(huán)狀凸臺(tái)的外徑為葉輪外徑1. 04—1. 06，高度為葉輪外徑的0. 05—0. 1。本實(shí)用新型所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其定位滑塊采用雙相不銹鋼 加工，以防銹。本實(shí)用新型所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其標(biāo)定靶盤的斷面是正方 形，正方形的邊長(zhǎng)為葉輪外徑的0. 25-0. 35，便于在泵內(nèi)較小空間里進(jìn)行三維標(biāo)定；所述 標(biāo)定靶盤采用金屬材質(zhì)，厚度為5mm，精度誤差士0. 015mm ；標(biāo)定靶盤(8)有2個(gè)平面，正反 面相同，靠近葉輪前、后蓋板的截面同樣標(biāo)定。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于自制的標(biāo)定靶盤能夠直接放在泵內(nèi)進(jìn)行三維標(biāo)定，其標(biāo) 定精度高；三維標(biāo)定時(shí)，各組件結(jié)構(gòu)巧妙，易裝配，且操作簡(jiǎn)單；標(biāo)定完畢后，標(biāo)定組件易拆 卸，更換端蓋B即可進(jìn)行PIV試驗(yàn)；PIV用泵是采用有機(jī)玻璃鑄造而成，能夠真實(shí)反映泵內(nèi) 部流動(dòng)情況。

圖1為標(biāo)定時(shí)PIV用泵的總裝示意圖。圖2為標(biāo)定時(shí)PIV用泵的總裝圖A向視示意圖。圖3為端蓋A結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為端蓋A結(jié)構(gòu)的B-B向示意圖。圖5為端蓋B結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為端蓋B結(jié)構(gòu)的C-C向示意圖。圖7為標(biāo)定導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為定位滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為標(biāo)定靶盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.蝸殼，2.葉輪，3.端蓋A，4.開(kāi)槽平端緊定螺釘A，5.標(biāo)定導(dǎo)桿，6.內(nèi)六角 平端緊定螺釘，7.定位滑塊，8.標(biāo)定靶盤，9.開(kāi)槽平端緊定螺釘B，10.內(nèi)六角圓柱頭螺釘， 11.端蓋B。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型作為適用于三維PIV測(cè)量的離心泵，主要分為三位標(biāo)定和PIV試驗(yàn)兩 個(gè)階段進(jìn)行實(shí)施。(1)三維標(biāo)定階段。由蝸殼1、葉輪2、端蓋A3、開(kāi)槽平端緊定螺釘A4、標(biāo)定導(dǎo)桿5、內(nèi)六角平端緊定螺釘 6、定位滑塊7、標(biāo)定靶盤8、開(kāi)槽平端緊定螺釘B9和內(nèi)六角圓柱頭螺釘10組成。首先，通過(guò)開(kāi)槽平端緊定螺釘B9把標(biāo)定靶盤8固定在定位滑塊7上；其次，通過(guò)開(kāi)槽平端緊定螺釘A4把定位滑塊7固定在標(biāo)定導(dǎo)桿5上；然后，通過(guò)端蓋A3上的T型槽將標(biāo) 定導(dǎo)桿5裝到端蓋A上；接著，將上述組件固定在蝸殼1上；最后，用內(nèi)六角圓柱頭螺釘10 把靶盤8移到測(cè)量斷面，再通過(guò)PIV系統(tǒng)自帶的圖像處理軟件即可對(duì)其進(jìn)行三維標(biāo)定。(2) PIV 測(cè)量階段。由蝸殼1、葉輪2、內(nèi)六角圓柱頭螺釘10和端蓋Bll組成。在三維標(biāo)定完成后，拆掉上述標(biāo)定組件，用內(nèi)六角圓柱頭螺釘10把端蓋Bll安裝 在蝸殼1后即可進(jìn)行Piv試驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其特征在于，靶盤直接放到PIV用泵里進(jìn)行三維標(biāo) 定，包括蝸殼(1)、葉輪(2)、端蓋A (3)、開(kāi)槽平端緊定螺釘A (4)、標(biāo)定導(dǎo)桿(5)、內(nèi)六角平 端緊定螺釘(6)、定位滑塊(7)、標(biāo)定靶盤(8)、開(kāi)槽平端緊定螺釘B (9)、內(nèi)六角圓柱頭螺釘 (10)、端蓋 B (11)；三維標(biāo)定時(shí)，端蓋A (3)通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘(10)固定在蝸殼(1)上； 三維標(biāo)定時(shí)，標(biāo)定導(dǎo)桿(5)通過(guò)端蓋A (3)上的T型槽裝到端蓋A上；內(nèi)六角平端緊定 螺釘(6)固定在標(biāo)定導(dǎo)桿(5)上，在標(biāo)定導(dǎo)桿(5)通過(guò)內(nèi)六角平端緊定螺釘(6)相對(duì)端蓋A (3)滑動(dòng)；定位滑塊(7)通過(guò)開(kāi)槽平端緊定螺釘A (4)固定在標(biāo)定導(dǎo)桿(5)上；標(biāo)定靶盤(8) 通過(guò)開(kāi)槽平端緊定螺釘B (9)固定在定位滑塊(7)上；PIV測(cè)量時(shí)，端蓋B (11)通過(guò)內(nèi)六角圓柱頭螺釘(10)固定在蝸殼(1)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其特征是蝸殼(1)、葉輪(2)、端蓋A(3)、標(biāo)定導(dǎo)桿(5)和端蓋B (11)采用有機(jī)玻璃，其中蝸殼(1)、葉輪(2)、端蓋A(3)和端蓋B(11)是分別鑄造而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其特征是所述端蓋A (3)為小圓柱和大圓柱組成的T型圓柱；T型圓柱的高度為葉輪外徑的0. 18—0. 22 ；大圓柱 上設(shè)有降低泄漏的圓環(huán)狀凸臺(tái)；小圓柱外徑為葉輪外徑的0. 7-0. 8 ；大圓柱的外徑為葉輪 外徑的1. 25—1. 35 ；圓環(huán)狀凸臺(tái)的內(nèi)徑為葉輪外徑的0. 94—0. 96，圓環(huán)狀凸臺(tái)的外徑為葉 輪外徑1. 04—1. 06，高度為葉輪外徑的0. 05—0. 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其特征是所述端蓋 B (11)為小圓柱和大圓柱組成的T型圓柱，大圓柱上設(shè)有降低泄漏的圓環(huán)狀凸臺(tái)；小圓柱 外徑為葉輪外徑的0. 7—0. 8 ；大圓柱的外徑為葉輪外徑的1. 25—1. 35 ；圓環(huán)狀凸臺(tái)的內(nèi)徑 為葉輪外徑的0. 94—0. 96，圓環(huán)狀凸臺(tái)的外徑為葉輪外徑1. 04—1. 06，高度為葉輪外徑的 0. 05—0. 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其特征是所述定位滑塊 (7)采用雙相不銹鋼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，其特征是所述標(biāo)定 靶盤的斷面是正方形，正方形的邊長(zhǎng)為葉輪外徑的0. 25—0. 35，便于在泵內(nèi)較小空間里進(jìn) 行三維標(biāo)定；所述標(biāo)定靶盤采用金屬材質(zhì)，厚度為5mm，精度誤差士0. 015mm ；標(biāo)定靶盤(8) 有2個(gè)平面，正反面相同，靠近葉輪前、后蓋板的截面同樣標(biāo)定。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于三維PIV測(cè)量的離心泵，主要用于離心泵內(nèi)部流動(dòng)的PIV標(biāo)定及測(cè)量，包括蝸殼、葉輪、端蓋、開(kāi)槽平端緊定螺釘、導(dǎo)桿、內(nèi)六角平端緊定螺釘、滑塊、標(biāo)定靶盤、內(nèi)六角圓柱頭螺釘。其特征是方形結(jié)構(gòu)的蝸殼，不是采用有機(jī)玻璃整體鑄造而成，其目的是便于把自制的靶盤放到離心泵內(nèi)進(jìn)行三維標(biāo)定，以提高其標(biāo)定精度；在泵外能夠調(diào)節(jié)靶盤的位置，便于葉輪內(nèi)不同斷面的標(biāo)定。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、通用性強(qiáng)，可適用于所有單級(jí)單吸離心泵3DPIV測(cè)量的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G01P5/20GK201851367SQ20102057913
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者劉厚林, 王凱, 王勇, 袁壽其, 談明高 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)