一種水力機械模型試驗壓力調節系統的製作方法

2023-07-30 12:10:16

本發明屬於水力機械試驗技術領域，特別涉及一種水力機械模型試驗臺的壓力調節循環系統。

背景技術：

水力機械產生空化、空蝕後，將使水力機械的過流部件遭到損壞，是機械的性能降低、是機械產生振動、噪聲等不利影響，如何改善水力機械的空化性能和增強抗空蝕破壞能力，是水力機械重要研究內容之一，水力機械轉輪內流動規律非常複雜，很難用理論計算準確確定水力機械氣蝕係數，因此，必須進行水力機械的模型氣蝕試驗，確定水力機械模型在各工況下的氣蝕係數，水力機械的模型氣蝕試驗多在密閉式的水力機械模型試驗臺進行，試驗時由壓力調節系統改變模型機組尾水處的真空度，造成氣蝕發生條件。另外水力機械在運行過程中產生的尾水真空及空腔渦帶是轉輪發生空蝕的主要原因，空蝕使其效率降低、振動加大，嚴重時會造成設備損壞事故，減小尾水真空及空腔渦帶的方法就是對尾水管補氣，因此進行補氣試驗也是水力機械模型試驗的一項重要內容。

水力機械用途廣泛，種類、結構、功能多種多樣、試驗要求也各不相同，目前國內外已建成試驗臺數十個，此類模型試驗臺可完成水力機械模型試驗的氣蝕試驗，一般在水力機械模型的進水口或出水口處布置一個壓力調節系統進行壓力調節，造成氣蝕特性條件。但隨著海洋能的開發，抽水蓄能機組的廣泛應用，很多機型即當水輪機應用，也作為泵運行，運行的方向也是雙向的，因此對其氣蝕特性測量時，應在水力機械模型的進水口與出水口處同時布置壓力調節系統調節壓力，造成水力機械在雙向運行時的氣蝕條件，同時該壓力調節系統還能提供進行補氣試驗的所需的氣體壓力。

技術實現要素：

本發明的目的是設計一種水力機械模型試驗臺的壓力調節循環系統，滿足不同種類、不同結構、不同功能的水力模型試驗機組的氣蝕試驗、補氣試驗的要求，具有多功能、靈活安裝，便於使用特點。

為滿足上述技術要求，本發明的技術方案如下：

一種水力機械模型試驗壓力調節系統，所述的壓力調節系統由上遊水罐、下遊水罐、真空罐、加壓罐、空壓機、真空泵、閥門1-7組成；

所述的上遊水罐、下遊水罐具有相同的結構，與模型機組串聯使用，上遊水罐、下遊水罐相向布置；

所述下遊水罐與閥門1、3、5連通，上遊水罐與閥門2、4、6連通，閥門1、2與真空罐連通，閥門5、6與加壓罐連通，閥門3、4與外界壓力連通，真空罐與真空泵連接，空壓機與加壓罐連接；閥門7與模型機組連通，閥門7與加壓罐連通；

所述的閥門1控制對下遊水罐抽真空的操作、閥門2控制對上遊水罐的抽真空操作、閥門3與大氣壓外界連通，控制對下遊水罐進行排氣操作、閥門4與大氣壓外界連通，控制對上遊水罐進行排氣操作、閥門5控制對下遊水罐進行加壓操作、閥門6控制對上遊水罐的加壓操作，閥門7控制對模型機組的補氣操作；

所述的閥門1、2、5、6、7為流量調節閥，可根據流量需要進行流量調節；

所述真空罐內氣體的流動方向為閥門1、2至真空罐至真空泵，氣體為下進上出，所述的加壓罐內氣體流動方向為空壓機至壓力罐至閥門5、6、7，氣體為上進下出；

所述的加壓罐、真空罐具有壓力傳感器，根據壓力傳感器測量值進行調節內部壓力；

所述的真空泵、空壓機根據試驗條件，可並聯或串聯增加數量；

所述的閥門1-7，根據試驗需要可進行組合開關，從而達到試驗要求。

隨著海洋能的開發，抽水蓄能機組的廣泛應用，很多機型即當水輪機用，也作為泵運行，且運行的方向也是雙向的，本發明針對其氣蝕特性測量時應在水力機械模型的進水口與出水口處布置壓力調節系統調節壓力，造成水力機械在雙向運行時的氣蝕條件，同時本發明還能提供進行補氣試驗的所需的氣體壓力。滿足不同種類、不同結構、不同功能的水力模型試驗機組的氣蝕試驗、補氣試驗的要求，具有多功能、靈活安裝，便於使用特點。

附圖說明

圖1壓力調節系統圖。

具體實施方式

下面結合附圖1對本發明的原理和具體實施作進一步的說明。

一種水力機械模型試驗壓力調節系統，該壓力調節系統由上遊水罐、下遊水罐、真空罐、加壓罐、空壓機、真空泵、閥門1-7組成；

下遊水罐與閥門1、3、5連通，上遊水罐與閥門2、4、6連通，閥門1、2與真空罐連通，閥門5、6與加壓罐連通，閥門3、4與外界壓力連通，真空罐與真空泵連接，空壓機與加壓罐連接；閥門7與模型機組連通，閥門7與加壓罐連通；

閥門1控制對下遊水罐抽真空的操作、閥門2控制對上遊水罐的抽真空操作、閥門3與大氣壓外界連通，控制對下遊水罐進行排氣操作、閥門4與大氣壓外界連通，控制對上遊水罐進行排氣操作、閥門5控制對下遊水罐進行加壓操作、閥門6控制對上遊水罐的加壓操作，閥門7控制對模型機組的補氣操作；

閥門1、2、5、6、7為流量調節閥，可根據流量需要進行流量調節；

真空罐內氣體的流動方向為閥門1、2至真空罐至真空泵，氣體為下進上出，加壓罐內氣體流動方向為空壓機至壓力罐至閥門5、6、7，氣體為上進下出；

真空泵、空壓機根據試驗條件，可並聯或串聯增加數量；

加壓罐、真空罐具有壓力傳感器，根據壓力傳感器測量值進行調節內部壓力；

具體工作過程為：

(1)當對下遊水罐抽真空的操作時，真空泵工作，閥門1開啟、閥門2、3、4、5、6、7關閉；

(2)當對上遊水罐抽真空的操作時，真空泵工作，閥門2開啟、閥門1、3、4、5、6、7關閉；

(3)當對下遊水罐加壓的操作時，空壓機工作，閥門5開啟、閥門2、1、4、3、6、7關閉；

(4)當對上遊水罐加壓的操作時，空壓機工作，閥門6開啟、閥門2、1、4、3、5、7關閉；

(5)當對下遊水罐充水或者試驗結束對上遊水罐排氣時、閥門3開啟，閥門2、1、4、5、6、7關閉；

(6)當對上遊水罐充水或者試驗結束對上遊水罐排氣時，閥門4開啟，閥門2、1、3、5、6、7關閉；

(7)當對模型機組補氣時，空壓機工作，閥門7開啟，閥門2、1、3、5、6、4關閉；

(8)當對上、下遊水罐同時抽真空操作時，真空泵工作，閥門1、2開啟、閥門3、4、5、6、7關閉；

(9)當對上、下遊水罐加壓的操作時，空壓機工作，閥門5、6開啟、閥門2、1、4、3、7關閉；

(10)當對下遊水罐同時抽真空，上遊水罐加壓的操作時，真空泵、空壓機工作，閥門1、6開啟、閥門3、4、5、2、7關閉；

(11)當對上遊水罐同時抽真空，下遊水罐加壓的操作時，真空泵、空壓機工作，閥門2、5開啟、閥門3、4、1、6、7關閉；

(12)當對上、下遊水罐充水或者試驗結束對上遊水罐排氣時、閥門3、4開啟，閥門2、1、5、6、7關閉；

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案脫離本發明實施例技術方案的精神與範圍。