CN100456011C - 水力机械多功能综合试验台 - Google Patents

Abstract

本发明针对目前水力机械试验台功能单一、投资大、试验台占地面积大等问题，提供一种水力机械多功能综合试验台，在该试验台装置内，设置有水位可调式蓄泄水系统、试验模型系统、供排水系统、测量系统和控制系统。该试验台不仅可以进行水泵、水轮机、可逆水泵水轮机和立式、卧式等各种试验，而且还可以使修建试验台的投资大幅下降。

Description

水力机械多功能综合试验台

技术领域

本发明涉及水力机械模型试验，具体讲是提供一种水力机械多功能综合试验台。

背景技术

水力机械是水利水电工程中广泛应用的最重要机械之一，它不仅是水利水电工程中的动力核心，而且其性能的优劣对于是否能够正常发挥工程效益至关重要。在工程修建时，为获得性能优良的机型，对工程中需要的真机进行大量的模型试验是十分必要的。然而，目前在国内外，虽然对于水力机械模型进行试验的试验台多种多样，有立式水泵试验台，有卧式水泵试验台，有冲击式水轮机试验台、有反击式水轮机试验台，有可逆式水泵水轮机试验台等等。这些试验台虽然可以能对各确定类型的模型机进行模型试验，但均存在着其试验台功能单一的问题，在需对多种水力机械类型进行试验时，需建设多个相应的试验台，这样不仅需要投入大量的资金，而且使试验在多种不同的工作条件和环境下进行，这样并不利于试验数据的整理、分析和比较，也不利于试验台的管理，尤其是不利于高校学生的试验技能技巧的培养，不利于学生更好的了解、认识和比较各种水力机械的工作条件和性能特点。为了改变目前水力机械试验台功能单一、投资大、试验台占地面积大等问题，修建水力机械多功能综合试验台是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种水力机械多功能综合试验台，该试验台不仅可以进行水泵、水轮机、可逆水泵水轮机和立式、卧式等各种试验，而且还可以使修建试验台的投资大幅下降。

本发明的目的是这样实现的：在一个装置内设置有水位可调式蓄泄水系统、试验模型系统、供排水系统、测量系统和控制系统。水位可调式蓄泄水系统是由A水位可调式蓄泄水水箱、B水位可调式蓄泄水水箱、伸缩管和稳流管所组成，其作用就是为各种类型的水力机械提供进出水的工作条件，具体讲是为水轮机提供工作水头，为水泵提供地形扬程。试验模型系统是由稳流管、联络总管、模型阀、立卧式水轮机组、立卧式水泵机组、抽水蓄能可逆水泵水轮机组和水泵串并联机组所组成，试验模型系统通过进出水管和水位可调式蓄泄水系统联接一起，其作用就是通过管路切换对各种类型的水力机械进行模型试验。供排水系统是由供水泵、水源水箱和供排水管路所组成，其作用就是为水位可调式蓄泄水系统提供水能，调节水位。测量系统是由电磁流量计、压力表、测速仪、扭矩仪、功率仪所组成，其作用就是测量试验模型各工作参数。控制系统是由各调节闸阀和启闭闸阀所组成，其作用就是对各试验模型进行切换和调节控制。

该发明的工作原理是：当进行水力机械某类型(例如立式水泵)模型试验时，首先按该类型模型试验要求的工作条件，由供排水系统使水位可调式蓄泄水系统中各水位调至要求水位，然后通过控制系统将试验切换到该模型试验状态，启动该模型，测量系统自动开始对该模型的试验数据进行监测。当进行水力机械另一类型(例如卧式水轮机)的模型试验时，首先通过控制系统切除其它类型试验状态，使试验台进入该类型模型试验状态，同样也是按该类型模型的试验要求，由供排水系统使水位可调式蓄泄水系统的各水位调整到要求水位，然后启动该模型，由测量系统对该模型的试验进行监测。

该发明具有一定的新颖性，具体体现在在申请日以前没有同样的发明或者实用新型，在国内外出版物上公开发表过，在国内外公开使用过或者以其它方式为公众所知，也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请并且记载在申请日以后公布的专利申请文件中。

该发明也具有一定的创造性，具体体现在在申请日以前，国内外对水力机械模型进行试验的试验台虽然多种多样，但均存在着其试验台功能单一的问题，在需对多种水力机械类型进行试验时，需建设多个相应的试验台。本发明可以使多种不同的水力机械试验均在同一试验台完成，这样不仅可以使水力机械试验更加标准化、规范化，而且还可以大幅降低试验台修建成本，降低运行费用，缩小占地面积，和目前国内外同类技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

该发明也具有一定的实用性，具体体现在该发明能够制造或者使用，并且能够产生以下积极有益的效果：

(1)该发明不仅可以解决目前国内外水力机械试验台试验功能单一化的问题，使多种不同的水力机械试验均在同一试验台完成，而且还可以大幅降低试验台修建成本，降低运行费用，缩小占地面积。

(2)该发明不仅可以对各种水轮机进行全特性试验，而且也可以对各类水泵进行全特性试验，使水力机械试验更加规范化。

(3)该发明还可以对不同类型的水力机械进行组合试验，从而扩大了水力机械的试验范围。

(4)该发明可以对同类型的不同规格型号的水力机械在相同的试验条件和试验环境下进行模型试验，这对于研究分析和比较同类型不同规格模型的性能特点具有十分重要的意义。

(5)该发明将各种类型的水力机模型在同一试验台进行模型试验，这有助于让高校学生更好的了解认识和比较各种水力机械的工作条件和性能特点。

附图说明

图1是该发明一实施例立面剖视图。

图2是图1的俯视平面图。

图3是图1中伸缩管(3)的放大图。

图中，1.A水位可调式蓄泄水水箱2.B水位可调式蓄泄水水箱3.伸缩管4.稳流管5.稳流管6.立式水轮机7.供水泵8.水源水箱9.电磁流量计10.压力表11.压力表12.联络总管13.闸阀14.闸阀15.闸阀16.闸阀17.闸阀18.闸阀19.闸阀20.模型阀21.闸阀22.闸阀23.抽水蓄能可逆式水泵水轮机24.闸阀25.闸阀26.卧式水轮机27.闸阀28.闸阀29.组合A水泵30.闸阀31.闸阀32.组合B水泵33.闸阀34.闸阀35.立式水泵36.闸阀37.闸阀38.卧式水泵39.闸阀40.闸阀41.排水管路42.排水管路43.底盖44.钢管45.钢管46.密封填料47.调节板48.螺钉。

具体实施方式

在图1、图2中，水位可调式蓄泄水系统是由A水位可调式蓄泄水水箱(1)、B水位可调式蓄泄水水箱(2)、伸缩管(3)和稳流管(4)所组成，其作用就是为各种类型的水力机械提供进出水的工作条件，具体讲是为水轮机提供工作水头，为水泵提供地形扬程。A水位可调式蓄泄水水箱(1)和B水位可调式蓄泄水水箱(2)均由玻璃钢或硬塑料材料制作而成，二者通过供排水系统连接在一起。伸缩管(3)由不锈钢管制作而成，分别安装在A水位可调式蓄泄水水箱(1)和B水位可调式蓄泄水水箱(2)里，可以按照水箱水位要求伸长和缩短。稳流管(4)是由钢管制作而成，在管壁上打有许多小孔，其中部和伸缩管(3)的顶端相连通。试验模型系统是由稳流管(5)、联络总管(12)、模型阀(20)、抽水蓄能可逆水泵水轮机(23)，卧式水轮机(26)、立式水轮机(6)、串并联水泵机组水泵(29)和水泵(32)、立式水泵(35)和卧式水泵(38)所组成，试验模型系统通过进出水管、稳流管和水位可调式蓄泄水系统联接一起，其作用就是通过管路切换对各种类型的水力机械进行模型试验。稳流管(5)是由钢管制作而成，在管壁上打有许多进出水小孔，和联络管(12)相连通。模型阀(20)可以是缓闭阀，可以是调压阀，还可以是电动闸阀、球阀、蝶阀，为试验阀。抽水蓄能可逆水泵水轮机(23)、卧式水轮机(26)、立式水轮机(6)、串并联水泵机组水泵(29)和水泵(32)、立式水泵(35)和卧式水泵(38)均通过进出水管、联络总管(12)、稳流管(5)和A可调节水位蓄泄水箱(1)与B可调节水位蓄泄水箱(2)相连通，并通过设置在各自进出水管上的闸阀进行调节和控制。水泵(29)和水泵(32)为水泵组，通过设置在管路上的闸阀可以进行并联运行，也可以进行串联运行，还可以进行单泵运行。供排水系统是由供水泵(7)、水源水箱(8)和供排水管路所组成，其作用就是为水位可调式蓄泄水系统提供水能，调节水位。供水泵(7)采用离心水泵，其进水管和水源水箱(8)相连通，其出水管通过闸阀(15)、闸阀(16)和闸阀(17)与伸缩管(3)连通。水源水箱(8)设置在A可调节水位蓄泄水水箱(1)和B可调水位蓄泄水水箱(2)的下面。排水管路(41)一端和A可调水位蓄泄水水箱(1)里的伸缩管(3)相连通，另一端和水源水箱(8)相连通，同样，排水管(42)一端和B可调水位蓄泄水水箱(2)里的伸缩管(3)相连通，另一端和水源水箱(8)相连通。测量系统是由电磁流量计(9)、压力表(10)、压力表(11)、测速仪、扭矩仪、功率仪所组成，其作用就是测量试验模型各工作参数。电磁流量计(9)设置在稳流管(5)和汇流总管(12)之间联络管上。压力表(10)安装在联络总管(12)上。压力表(11)安装在B可调水位蓄泄水水箱(2)下部。其它测量元件根据各试验模型要求随时配备。控制系统是由各调节闸阀和启闭闸阀所组成，其作用就是对各试验模型进行切换和调节控制。闸阀(13)、闸阀(14)、闸阀(15)、闸阀(16)、闸阀(17)、闸阀(18)、闸阀(19)、闸阀(21)、闸阀(22)、闸阀(24))、闸阀(25)、闸阀(27)、闸阀(28)、闸阀(30)、闸阀(31)、闸阀(33)、闸阀(34)、闸阀(36)、闸阀(37)、闸阀(39)、和闸阀(40)均为标准件。

在图3中，底盖(43)由钢板切割加工而成，通过螺钉和钢管(44)连接在一起，刚管(45)套装在钢管(44)内。调节板(47)由钢板切割制作而成，其中部设置有丝扣，通过转动螺钉(48)可以使调节板(47)沿钢管(44)纵向移动。密封填料(46)采用橡胶材料，通过调节板(47)对其挤压，使钢管(44)和钢管(45)间的间隙进行密封。

在上述图示中，虽然列举了本发明较佳实施例进行了说明，但众所周知，不应由该实施例反而限制了本发明的权力保护范围，亦即，任何熟悉该发明创新点的工程技术科学研究人员，若应用本发明主要之特征，进行若干细节的变动，皆仍应属于本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种水力机械多功能综合试验台，其特征在于该试验台装置设置有：由A水位可调式蓄泄水水箱、B水位可调式蓄泄水水箱、伸缩管和稳流管所组成的水位可调式蓄泄水系统，由模型阀、立卧式水轮机组、立卧式水泵机组、抽水蓄能水泵水轮机组和水泵串并联机组所组成的试验模型系统，由供水泵、水源水箱和供排水管道所组成的供排水系统，由电磁流量计、压力表、测速仪、扭矩仪和功率仪所组成的测量系统，由各调节闸阀和启闭闸阀所组成的控制系统；在上述各系统中，试验模型系统设置在A水位可调式蓄泄水水箱和B水位可调式蓄泄水水箱之间，A水位可调式蓄泄水箱和B水位可调式蓄泄水水箱通过供排水系统相连通，供排水系统设置在水位可调式蓄泄水系统的下部，并通过供排水管和水位可调式蓄泄水系统相连通。

2.根据权利要求1所述一种水力机械多功能综合试验台，其特征在于测量系统为各试验模型所共用。

3.根据权利要求1所述一种水力机械多功能综合试验台，其特征在于可调式蓄泄水系统中的伸缩管分别安装在A水位可调式蓄泄水水箱和B水位可调式蓄泄水水箱里，可以按照水箱水位要求伸长和缩短。

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