CN213277178U - 一种新型多功能水泵教学综合实验装置 - Google Patents

Abstract

一种新型多功能水泵教学综合实验装置，属于水利工程辅助设备技术领域，装置结构上由水泵机组、水箱、流量计、压差传感器、连接管道和蝶阀连接组成，结构新颖，通过此实验装置可以完成水泵性能实验、水泵汽蚀实验、水泵串联运行特性实验和水泵并联运行特性实验，操作方便，降低了实验成本，提高了实验效率。

Description

一种新型多功能水泵教学综合实验装置

技术领域

本实用新型属于水利工程辅助设备技术领域，涉及一种水泵实验装置，具体的说是涉及一种新型多功能水泵教学综合实验装置。

背景技术

我国提水机械从古代就已经很发达了，在公元初就创建了提水的工具。例如风车，水力驱动的水车和人力带动的水车都为我们农业灌溉做出了巨大贡献。但随着社会的不断进步和工业的快速发展，依靠风力、畜力和人力的机械已经被淘汰，与此同时出现了一种高效快捷的提水工具—水泵。水泵是利用电动机或者内燃机来使得叶轮旋转，将叶轮所有的机械能变成水的能量，这样的机械与以往依靠自身来带动的机械相对比便可辨别优劣。故在改革开放以来水泵的生产应用快速发展中，在工业、农业和其他部门都可以看到水泵的身影。但随着水泵的大量运用，也有着许许多多的问题需要解决，例如水泵的性能的研究、水泵为什么会产生汽蚀，要如何解决这个问题等等，这些都是要通过我们进行实验模拟得出的。

目前，目前传统的水泵综合性能实验台可实现的实验种类少，完成水泵串联运行特性实验与水泵并联运行特性实验需要两组器材，实验所用的占地面积大，耗费的资金多，关键是无法在同一组仪器内完成，操作不便，实验过程复杂，实验效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对传统水泵实验台在使用过程中存在的不足，提出一种新型多功能水泵教学综合实验装置，可在一组仪器中完成水泵串联运行特性实验、并联运行特性实验、气蚀实验和变转速性能实验，操作方便，可降低实验成本，提高实验效率。

本实用新型的技术方案：一种新型多功能水泵教学综合实验装置，包括第一底座和第二底座；其特征在于：所述实验装置由第一水泵机组、第一水箱、第二水泵机组、第二水箱、多个连接管道和多个蝶阀连接组成；所述第一水泵机组连接固定在所述第一底座上，所述第一水箱固定设置在所述第一底座的后方，所述第二水泵机组连接固定在所述第二底座上，所述第二水箱固定设置在所述第二底座的后方，所述第一水箱的顶部设有第一进水端口，第一水箱的底部设有第一出水端口和第二出水端口，所述第二水箱顶部设有第二进水端口，底部设有第三出水端口和第四出水端口，所述第一进水端口通过第三连接管道与所述第二进水端口连接相通，所述第二出水端口通过第二连接管道与所述第四出水端口连接相通，所述第二连接管道上设有第三并联蝶阀，所述第一出水端口通过管道与所述第一水泵机组的进水端连接，所述管道上设有第一流量计，所述第一水泵机组的出水端通过第一连接管道与所述第二水泵机组的进水端连接，所述第三出水端口通过管道与所述第一连接管道连接相通，所述管道上设有第二流量计，所述第二水泵机组的出水端通过第五连接管道与所述第三连接管道连接相通，所述第五连接管道上设有第二串联蝶阀，所述第一连接管道与第三连接管道之间设有第四连接管道，所述第四连接管道上设有第一并联蝶阀，所述第一进水端口与第四连接管道的节点之间设有第三串联蝶阀，所述第四连接管道的节点与所述第五连接管道的节点之间设有第四串联蝶阀，所述第五连接管道的节点与所述第二进水端口之间设有第二并联蝶阀，所述第四连接管道的节点与第三出水端口的节点之间设有第一串联蝶阀，所述第一底座上设有第一压差传感器，所述第一压差传感器的一端与第一出水端口连通，另一端与第一连接管道连通，所述第二底座上设有第二压差传感器，所述第二压差传感器的一端与第一连接管道连通，另一端与所述第五连接管道连通。

所述第一水箱和第二水箱的顶部均设有与真空泵连接的左法兰，与大气连接的右法兰，以及测水箱内压的压力表；第一水箱与第二水箱的底部均设有支架。

所述第一水泵机组和第二水泵机组均由卧式离心泵、中间扭矩仪和电机连接组成。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的一种新型多功能水泵教学综合实验装置及综合实验方法，装置结构上由水泵机组、水箱、流量计、压差传感器、连接管道和蝶阀连接组成，结构新颖，通过此实验装置可以完成水泵性能实验、水泵汽蚀实验、水泵串联运行特性实验和水泵并联运行特性实验，操作方便，降低了实验成本，提高了实验效率。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图。

图2为本实用新型中串联水泵运行示意图。

图3为本实用新型中并联水泵运行示意图。

图中：第一水泵机组1、第二水泵机组2、第一流量计3、第一压差传感器4、第一连接管道5、第一串联蝶阀6、第一并联蝶阀7、第二串联蝶阀8、第三串联蝶阀9、第四串联蝶阀10、第二并联蝶阀11、第三并联蝶阀12、第一底座13、第二底座14、第二流量计15、第二压差传感器16、第一水箱17、第二水箱18、第一进水端口19、第二进水端口20、第一出水端口21、第三出水端口22、第三连接管道23、第二连接管道24、第四连接管道25、第五连接管道26、第二出水端口27、第四出水端口28。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种新型多功能水泵教学综合实验装置，由第一水泵机组1、第一水箱17、第二水泵机组2、第二水箱18、多个连接管道和多个蝶阀连接组成；第一水泵机组1连接固定在第一底座13上，第一水箱17固定设置在第一底座13的后方，第二水泵机组2连接固定在第二底座14上，第二水箱18固定设置在第二底座14的后方，第一水箱17的顶部设有第一进水端口19，第一水箱17的底部设有第一出水端口21和第二出水端口27，第二水箱18顶部设有第二进水端口20，设有第三出水端口22和第四出水端口28，第一进水端口19通过第三连接管道23与第二进水端口20连接相通，第二出水端口27通过第二连接管道24与第四出水端口28连接相通，第二连接管道24上设有第三并联蝶阀12，第一出水端口21通过管道与第一水泵机组1的进水端连接，管道上设有第一流量计3，第一水泵机组1的出水端通过第一连接管道5与第二水泵机组2的进水端连接，第三出水端口22通过管道与第一连接管道5连接相通，管道上设有第二流量计15，第二水泵机组2的出水端通过第五连接管道26与第三连接管道23连接相通，第五连接管道26上设有第二串联蝶阀8，第一连接管道5与第三连接管道23之间设有第四连接管道25，第四连接管道25上设有第一并联蝶阀7，第一进水端口19与第四连接管道25的节点之间设有第三串联蝶阀9，第四连接管道25的节点与第五连接管道26的节点之间设有第四串联蝶阀10，第五连接管道26的节点与第二进水端口20之间设有第二并联蝶阀11，第四连接管道25的节点与第三出水端口22的节点之间设有第一串联蝶阀6，第一底座13上设有第一压差传感器4，第一压差传感器4的一端与第一出水端口21连通，另一端与第一连接管道5连通，第二底座14上设有第二压差传感器16，第二压差传感器16的一端与第一连接管道5连通，另一端与第五连接管道26连通。

如图1所示，一种新型多功能水泵教学综合实验装置，第一水箱17和第二水箱18的顶部均设有与真空泵连接的左法兰，与大气连接的右法兰，以及测水箱内压的压力表；第一水箱17与第二水箱18的底部均设有支架；第一水泵机组1和第二水泵机组2均由卧式离心泵、中间扭矩仪和电机连接组成。

如图1-3所示，一种新型多功能水泵教学综合实验装置的操作方法如下：

(1)水泵性能实验

通过此实验台进行性能实验测量流量Q、扬程H、轴功率N、转数n等，再在n保持不变的情况下绘制水泵实验性能曲线Q～H、Q～N、Q～η；

步骤：将第二水泵机组2关闭，将第一串联蝶阀6、第四串联蝶阀10关闭，只使左第一水泵机组1进行工作，实验开始前，先关闭第一出水端处蝶阀,检查水箱压力表指针是否为零,检查流量计接线是否正确可靠,用手轻动联轴器是否灵活，再开启第一水箱17顶部真空泵抽取水泵及吸水管内空气，使得水泵内部充水，完成后关闭真空泵同时再开启第一水泵机组1，等待水箱压力表示数稳定后再将水泵出口第一并联蝶阀7、第三串联蝶阀9转到全开状态，待稳定后用转速表测量水泵转数，流量计测得流量，同时记录压差传感器的示数测得扬程，再逐渐调小水泵出口处第一并联蝶阀7至下一个工况点，这个过程中可以取多个点，同时需要测量水泵阀门全开和流量为零的空载处的工况；在调节阀和测量参数的过程中要使得实验性能曲线测量工况点尽量均匀分布，并且要在最高效率工况点附近采多个点，待实验完成后用得到的参数绘制出Q～H、Q～N、Q～η特性曲线；

(2)水泵汽蚀实验

在水泵的工作范围内将流量保持为一个定值，通过水箱顶连接的真空泵抽取水泵进口的真空度来减小有效汽蚀余量Δh_a,当有效汽蚀余量小于或等于水泵必须汽蚀余量时便产生了汽蚀；

步骤：将第一水泵机组1关闭，将第一串联蝶阀6、第四串联蝶阀10关闭，只使第二水泵机组2进行工作，开始前先检查各实验设备和测量仪器是否正常，接着启动第二水泵机组2，调节水泵出口第二串联蝶阀8，使流量为一定值，关闭水箱通气阀，开启真空泵，使得水泵进口形成一定的真空度，记录下此时的扬程H、流量Q、有效汽蚀余量Δh_a参数，重复开启真空泵抽取水泵进口真空，记录参数步骤；在测量过程中如果扬程H稍微有点改变时应该在此处进行加密测量，即真空泵抽取微量真空再进行记录参数，重复此步骤直到扬程H发生陡降，此时这个点便为这个流量下的临界汽蚀点，可以确定相应的临界汽蚀余量Δh_ar，完成该流量下的临界汽蚀点后将水箱顶部右侧通气阀打开使得为大气压强，再调节水泵出口处阀门重复上述步骤进行下一个流量点的汽蚀实验；

(3)水泵串联运行特性实验

关闭第一并联蝶阀7、第二并联蝶阀11、第三并联蝶阀12，先利用真空泵对第一水泵机组1进行抽气充水，从水箱中充水，水流经过进水管道进入水泵机组，通过水泵机组获得能量，待水泵机组压力稳定后再开启第一串联蝶阀6，关闭真空泵，开启第二串联蝶阀8、第三串联蝶阀9、第四串联蝶阀10，水流由第一串联蝶阀6所在出水管道进入第二水泵机组2，水流经过第二水泵机组2加压后进入第二蝶阀所在出水管道，之后水流便会流经第二至第四串联蝶阀所处管道后又回到了第一水箱中，水流在这个串联系统里作循环流动，构成了水泵串联系统；流量计记录此时串联实验的流量，第一水泵机组1与第二水泵机组2的压差传感器记录出此串联运行下的扬程；

(4)水泵并联运行特性实验

关闭第一串联蝶阀6、第二串联蝶阀8、第三串联蝶阀9，开启第四串联蝶阀10，打开第一出水端处蝶阀，先开启真空泵进行抽气充水，等到完成充水之后再打开第一并联蝶阀7，两个水泵机组从水箱中吸水，水流通过水泵获得能量加压后分别进入水泵机组的出水管道，左侧出水管道的水流由于第一串联蝶阀6和第三串联蝶阀9的关闭，使得水流只会流经第四串联蝶阀10所处的管道，而流入第四串联蝶阀10所在管道的水流在第二并联蝶阀11所在管道处与第二水泵机组2中流出的水流进行汇流，然后依次流入第二水箱18和第一水箱17中，水流在这个并联系统中作循环流动，构成了水泵并联系统；通过流量计记录此并联实验的流量，压差传感器记录此并联实验的扬程，同时此实验要调节并联水泵机组出口处蝶阀使得压力表的读数基本相等。

Claims (3)

1.一种新型多功能水泵教学综合实验装置，包括第一底座(13)和第二底座(14)；其特征在于：所述实验装置由第一水泵机组(1)、第一水箱(17)、第二水泵机组(2)、第二水箱(18)、多个连接管道和多个蝶阀连接组成；所述第一水泵机组(1)连接固定在所述第一底座(13)上，所述第一水箱(17)固定设置在所述第一底座(13)的后方，所述第二水泵机组(2)连接固定在所述第二底座(14)上，所述第二水箱(18)固定设置在所述第二底座(14)的后方，所述第一水箱(17)的顶部设有第一进水端口(19)，第一水箱(17)的底部设有第一出水端口(21)和第二出水端口(27)，所述第二水箱(18)顶部设有第二进水端口(20)，底部设有第三出水端口(22)和第四出水端口(28)，所述第一进水端口(19)通过第三连接管道(23)与所述第二进水端口(20)连接相通，所述第二出水端口(27)通过第二连接管道(24)与所述第四出水端口(28)连接相通，所述第二连接管道(24)上设有第三并联蝶阀(12)，所述第一出水端口(21)通过管道与所述第一水泵机组(1)的进水端连接，所述管道上设有第一流量计(3)，所述第一水泵机组(1)的出水端通过第一连接管道(5)与所述第二水泵机组(2)的进水端连接，所述第三出水端口(22)通过管道与所述第一连接管道(5)连接相通，所述管道上设有第二流量计(15)，所述第二水泵机组(2)的出水端通过第五连接管道(26)与所述第三连接管道(23)连接相通，所述第五连接管道(26)上设有第二串联蝶阀(8)，所述第一连接管道(5)与第三连接管道(23)之间设有第四连接管道(25)，所述第四连接管道(25)上设有第一并联蝶阀(7)，所述第一进水端口(19)与第四连接管道(25)的节点之间设有第三串联蝶阀(9)，所述第四连接管道(25)的节点与所述第五连接管道(26)的节点之间设有第四串联蝶阀(10)，所述第五连接管道(26)的节点与所述第二进水端口(20)之间设有第二并联蝶阀(11)，所述第四连接管道(25)的节点与第三出水端口(22)的节点之间设有第一串联蝶阀(6)，所述第一底座(13)上设有第一压差传感器(4)，所述第一压差传感器(4)的一端与第一出水端口(21)连通，另一端与第一连接管道(5)连通，所述第二底座(14)上设有第二压差传感器(16)，所述第二压差传感器(16)的一端与第一连接管道(5)连通，另一端与所述第五连接管道(26)连通。

2.根据权利要求1所述的一种新型多功能水泵教学综合实验装置，其特征在于：所述第一水箱(17)和第二水箱(18)的顶部均设有与真空泵连接的左法兰，与大气连接的右法兰，以及测水箱内压的压力表；第一水箱(17)与第二水箱(18)的底部均设有支架。

3.根据权利要求1所述的一种新型多功能水泵教学综合实验装置，其特征在于：所述第一水泵机组(1)和第二水泵机组(2)均由卧式离心泵、中间扭矩仪和电机连接组成。

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