CN106640616A - 一种大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于设置有导流弯管、筒体、主支撑板、竖向筋板、水平筋板、上盖板、底连接板，筒体上部与上盖板连接，筒体下部与底连接板连接，筒体前面、上盖板开孔，导流弯管安装在筒体前面、上盖板的开孔处，导流弯管与水平筋板、竖向筋板、主支撑板连接，竖向筋板、水平筋板与筒体内壁固定，底连接板与泵壳盲板固定连接。还设置有衬垫，所述底连接板上开有螺栓孔，底连接板通过衬垫与泵壳盲板螺栓连接。本发明结构设计合理，便于加工制造，简化了部件加工工艺，同时使本装置在泵壳中的安装更为方便，保证了流场优化效果。

Description

一种大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置

技术领域

本发明涉及一种大型水泵闭式试验管路系统中优化流体介质流态的装置，主要用于泵壳作为管路一部分的大型水泵试验台位产品的试验过程。

背景技术

水泵工厂在大型水泵出厂前，需要将水泵放在试验台位上进行一系列出厂及性能试验。考虑到台位建设成本，有些台位被建设为可以进行两种或多种泵型试验的闭式试验台位，此时，会将两种或多种泵型的通用泵壳焊装于试验管路中，试验一种泵型时，另一种泵型的泵壳端面用盲板封住，作为管路系统的一部分参与试验。由于试验回路为闭式回路，要求管路流态平稳，泵壳作为管路系统的一部分时，流体介质流经泵壳，会产生较为复杂的旋涡，影响后续流场的流态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于设置有导流弯管、筒体、主支撑板、竖向筋板、水平筋板、上盖板、底连接板，筒体上部与上盖板连接，筒体下部与底连接板连接，筒体前面、上盖板开孔，导流弯管安装在筒体前面、上盖板的开孔处，导流弯管与水平筋板、竖向筋板、主支撑板连接，竖向筋板、水平筋板与筒体内壁固定，底连接板与泵壳盲板固定连接。

本发明还设置有衬垫，所述底连接板上开有螺栓孔，底连接板通过衬垫与泵壳盲板螺栓连接。

本发明所述衬垫上端面设计了一个排水孔，衬垫前面设有排水通道，排水孔与排水通道连通，可以将泵壳内积水及时排出。

本发明所述筒体由筒体前件、筒体侧件、筒体后件固定连接而成。

本发明所述水平筋板、竖向筋板均有两块。

本发明所述导流弯管由直角弯管和圆管连接构成，直角弯管圆弧圆心至直角弯管中心线的距离为550毫米，圆管前面至直角弯管上面中心线的距离为701毫米，圆管的长度为151毫米，直角弯管、圆管的内径均为700毫米，直角弯管、圆管的外径均为740毫米。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，根据泵壳结构及尺寸，以及试验管路流向，用导流弯管以及筋板、筒体、底连接板、衬垫等焊接加工及组装而成，与泵壳盲板采用螺栓连接，便于加工制造，简化了部件加工工艺，同时使本装置在泵壳中的安装更为方便，保证了流场优化效果。

附图说明

图1是本发明实施例的应用示意图。

图2是本发明实施例的结构示意图。

图3是图2的B向视图。

图4是本发明实施例导流弯管的结构示意图。

图5是本发明实施例竖向筋板的结构示意图。

图6是本发明实施例水平筋板的结构示意图。

图7是本发明实施例主支撑板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1～图7，本实施例大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置Ⅰ包括导流弯管3、筒体、竖向筋板7、水平筋板8、上盖板2、底连接板9，筒体上部与上盖板2、下部与底连接板9焊接，筒体前面（图1左边为前，右边为后）及上盖板2开孔，构成导流弯管3的进出口，导流弯管3与水平筋板8、竖向筋板7、主支撑板5焊接，放置于筒体内，竖向筋板7、水平筋板8与筒体内壁焊接，底连接板9上开螺栓孔，通过衬垫13与泵壳盲板螺栓连接，再通过大螺栓将泵壳盲板与泵壳连接。

本实施例所述筒体由筒体前件1、筒体侧件4、筒体后件6固定连接而成，方便制造运输安装。

本实施例所述水平筋板8、竖向筋板7均有两块，分别从侧面、侧后方固定导流弯管3，主支撑板5从下后方支撑导流弯管3。

本实施例导流弯管3由直角弯管31和圆管32连接构成，直角弯管31（圆弧）圆心至直角弯管31中心线的距离R为550毫米，圆管32前面至直角弯管31上面中心线的距离L为701毫米，圆管32的长度S为151毫米，直角弯管31、圆管32的内径为700毫米，直角弯管31、圆管32的外径为740毫米。

本实施例的优点及效果：

闭式水泵试验回路试验时，回路内流体流速高，在经过泵壳10等内壁形状较为复杂的腔室时，会产生大量的复杂涡流，影响回路内流体的速度场，使流体流线杂乱，速度场极不均匀，影响回路流量计的测量精度，同时极易造成管路振动和噪声，对影响台位稳定性。本流场优化装置与泵壳10内壁间隙较小，结构紧凑，减少了管路中的介质在流动时从间隙中流入泵壳10的量，使回路中主要的介质都经过装置入口（图2导流弯管3上部）进入，出口（图2导流弯管3左部）流出，减少涡流的产生，保证了流场优化效果。

本流场优化装置与泵壳10内壁间隙小，尺寸精度要求高，设计时充分考虑其加工工艺的方便与可实现性。导流弯管3与筒体焊接完成后，与衬垫13的连接采用螺栓连接。使用螺栓连接可以保证筒体与衬垫13的连接精度，若采用焊接连接，由于衬垫13厚度大，筒体及底连接板9厚度薄，焊接时极易发生焊接变形，不能保证装置的尺寸精度，在安装于泵壳10内时，极可能发生干涉，需要再焊后再次进行精加工。本流场优化装置尺寸大，进行精加工需要大型机床，且形状不规则，校正困难，加工难度大，费用高；底连接板9与衬垫13采用螺栓连接，则有效避免了这些问题既保证了装置的尺寸精度，又有效节省了较大的加工费用，体现了制造工艺的便捷性。

本流场优化装置衬垫13设计时考虑了泵壳盲板11拆除时泵壳10内积水排放的问题，在衬垫13上端面设计了一个排水孔12，引到衬垫13前面排水通道14排出，使得操作人员在试验结束后拆除泵壳盲板11的过程中不会因泵壳10内积水漏出而受影响。

本发明根据泵壳和本实施例，提取其内部流场空间，通过Solidworks软件进行三维建模，并采用Gambit软件进行网格划分，采用四面体网格进行划分。模型运行工况选取了管道运行时压力降最大的热态（工况1）和冷态（工况2）的两个条件进行了计算，如表1所示。需要说明的是，在不影响计算结果的前提下，为了更为直观的表示模型的压力降分布，统一将模型出口表压均设置为0，介质均为液态水。

表1 CAP1400泵壳模型计算工况

采用非稳态模型进行计算，可以准确的捕捉泵壳在流动启动直至达到稳定状态的各时刻点的流动情况。

各不同工况下的压力降值（泵壳入口总压与泵壳出口总压差）如表2所示。

表2 CAP1400泵壳模型压力降计算结果

工况点	压力降时均值（Pa）	压力降最大值（Pa）	压力降最小值（Pa）
				泵壳-工况1	224224.5	257484.0	191271.2
流场优化装置-工况1	144383.0	159418.7	127433.0
				泵壳-工况2	290707.1	353398.5	230234.8
流场优化装置-工况2	191694.0	201133.2	179714.5

流体进入稳定流动阶段后，增加流场优化装置后，压力降振荡幅度明显减小，其平均压力降小于原泵壳的压力降；工况2与工况1相比，液体粘度增大后，压力降降低幅度更大。

本流场优化装置经过试验回路三维流场分析对比，泵壳10内未安装本装置时，流体流经泵壳10存在明显的速度场不均匀，流线较为杂乱，且管路压力损失较大；加上本装置后，速度场分布均匀性有较大提高，壳内并未出现较为复杂的漩涡结构，表明本装置的流场优化效果显著。

凡是本发明的简单变形或者组合，应认为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于：设置有导流弯管、筒体、主支撑板、竖向筋板、水平筋板、上盖板、底连接板，筒体上部与上盖板连接，筒体下部与底连接板连接，筒体前面、上盖板开孔，导流弯管安装在筒体前面、上盖板的开孔处，导流弯管与水平筋板、竖向筋板、主支撑板连接，竖向筋板、水平筋板与筒体内壁固定，底连接板与泵壳盲板固定连接。

2.根据权利要求1所述大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于：还设置有衬垫，所述底连接板上开有螺栓孔，底连接板通过衬垫与泵壳盲板螺栓连接。

3.根据权利要求1或2所述大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于：所述衬垫上端面设有一个排水孔，衬垫前面设有排水通道，排水孔与排水通道连通。

4.根据权利要求1或2所述大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于：所述筒体由筒体前件、筒体侧件、筒体后件固定连接而成。

5.根据权利要求1或2所述大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于：所述水平筋板、竖向筋板均有两块。

6.根据权利要求1或2所述大型水泵闭式试验台位用装配式流场优化装置，其特征在于：所述导流弯管由直角弯管和圆管连接构成，直角弯管圆弧圆心至直角弯管中心线的距离为550毫米，圆管前面至直角弯管上面中心线的距离为701毫米，圆管的长度为151毫米，直角弯管、圆管的内径均为700毫米，直角弯管、圆管的外径均为740毫米。