一種大型水泵閉式試驗臺位用裝配式流場優化裝置的製作方法

2023-06-10 03:52:36 1

本發明涉及一種大型水泵閉式試驗管路系統中優化流體介質流態的裝置，主要用於泵殼作為管路一部分的大型水泵試驗臺位產品的試驗過程。
背景技術：
：水泵工廠在大型水泵出廠前，需要將水泵放在試驗臺位上進行一系列出廠及性能試驗。考慮到臺位建設成本，有些臺位被建設為可以進行兩種或多種泵型試驗的閉式試驗臺位，此時，會將兩種或多種泵型的通用泵殼焊裝於試驗管路中，試驗一種泵型時，另一種泵型的泵殼端面用盲板封住，作為管路系統的一部分參與試驗。由於試驗迴路為閉式迴路，要求管路流態平穩，泵殼作為管路系統的一部分時，流體介質流經泵殼，會產生較為複雜的旋渦，影響後續流場的流態。技術實現要素：本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的大型水泵閉式試驗臺位用裝配式流場優化裝置。本發明解決上述問題所採用的技術方案是：該大型水泵閉式試驗臺位用裝配式流場優化裝置，其特徵在於設置有導流彎管、筒體、主支撐板、豎向筋板、水平筋板、上蓋板、底連接板，筒體上部與上蓋板連接，筒體下部與底連接板連接，筒體前面、上蓋板開孔，導流彎管安裝在筒體前面、上蓋板的開孔處，導流彎管與水平筋板、豎向筋板、主支撐板連接，豎向筋板、水平筋板與筒體內壁固定，底連接板與泵殼盲板固定連接。本發明還設置有襯墊，所述底連接板上開有螺栓孔，底連接板通過襯墊與泵殼盲板螺栓連接。本發明所述襯墊上端面設計了一個排水孔，襯墊前面設有排水通道，排水孔與排水通道連通，可以將泵殼內積水及時排出。本發明所述筒體由筒體前件、筒體側件、筒體後件固定連接而成。本發明所述水平筋板、豎向筋板均有兩塊。本發明所述導流彎管由直角彎管和圓管連接構成，直角彎管圓弧圓心至直角彎管中心線的距離為550毫米，圓管前面至直角彎管上面中心線的距離為701毫米，圓管的長度為151毫米，直角彎管、圓管的內徑均為700毫米，直角彎管、圓管的外徑均為740毫米。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：結構設計合理，根據泵殼結構及尺寸，以及試驗管路流向，用導流彎管以及筋板、筒體、底連接板、襯墊等焊接加工及組裝而成，與泵殼盲板採用螺栓連接，便於加工製造，簡化了部件加工工藝，同時使本裝置在泵殼中的安裝更為方便，保證了流場優化效果。附圖說明圖1是本發明實施例的應用示意圖。圖2是本發明實施例的結構示意圖。圖3是圖2的B向視圖。圖4是本發明實施例導流彎管的結構示意圖。圖5是本發明實施例豎向筋板的結構示意圖。圖6是本發明實施例水平筋板的結構示意圖。圖7是本發明實施例主支撐板的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖並通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。參見圖1～圖7，本實施例大型水泵閉式試驗臺位用裝配式流場優化裝置Ⅰ包括導流彎管3、筒體、豎向筋板7、水平筋板8、上蓋板2、底連接板9，筒體上部與上蓋板2、下部與底連接板9焊接，筒體前面（圖1左邊為前，右邊為後）及上蓋板2開孔，構成導流彎管3的進出口，導流彎管3與水平筋板8、豎向筋板7、主支撐板5焊接，放置於筒體內，豎向筋板7、水平筋板8與筒體內壁焊接，底連接板9上開螺栓孔，通過襯墊13與泵殼盲板螺栓連接，再通過大螺栓將泵殼盲板與泵殼連接。本實施例所述筒體由筒體前件1、筒體側件4、筒體後件6固定連接而成，方便製造運輸安裝。本實施例所述水平筋板8、豎向筋板7均有兩塊，分別從側面、側後方固定導流彎管3，主支撐板5從下後方支撐導流彎管3。本實施例導流彎管3由直角彎管31和圓管32連接構成，直角彎管31（圓弧）圓心至直角彎管31中心線的距離R為550毫米，圓管32前面至直角彎管31上面中心線的距離L為701毫米，圓管32的長度S為151毫米，直角彎管31、圓管32的內徑為700毫米，直角彎管31、圓管32的外徑為740毫米。本實施例的優點及效果：閉式水泵試驗迴路試驗時，迴路內流體流速高，在經過泵殼10等內壁形狀較為複雜的腔室時，會產生大量的複雜渦流，影響迴路內流體的速度場，使流體流線雜亂，速度場極不均勻，影響迴路流量計的測量精度，同時極易造成管路振動和噪聲，對影響臺位穩定性。本流場優化裝置與泵殼10內壁間隙較小，結構緊湊，減少了管路中的介質在流動時從間隙中流入泵殼10的量，使迴路中主要的介質都經過裝置入口（圖2導流彎管3上部）進入，出口（圖2導流彎管3左部）流出，減少渦流的產生，保證了流場優化效果。本流場優化裝置與泵殼10內壁間隙小，尺寸精度要求高，設計時充分考慮其加工工藝的方便與可實現性。導流彎管3與筒體焊接完成後，與襯墊13的連接採用螺栓連接。使用螺栓連接可以保證筒體與襯墊13的連接精度，若採用焊接連接，由於襯墊13厚度大，筒體及底連接板9厚度薄，焊接時極易發生焊接變形，不能保證裝置的尺寸精度，在安裝於泵殼10內時，極可能發生幹涉，需要再焊後再次進行精加工。本流場優化裝置尺寸大，進行精加工需要大型工具機，且形狀不規則，校正困難，加工難度大，費用高；底連接板9與襯墊13採用螺栓連接，則有效避免了這些問題既保證了裝置的尺寸精度，又有效節省了較大的加工費用，體現了製造工藝的便捷性。本流場優化裝置襯墊13設計時考慮了泵殼盲板11拆除時泵殼10內積水排放的問題，在襯墊13上端面設計了一個排水孔12，引到襯墊13前面排水通道14排出，使得操作人員在試驗結束後拆除泵殼盲板11的過程中不會因泵殼10內積水漏出而受影響。本發明根據泵殼和本實施例，提取其內部流場空間，通過Solidworks軟體進行三維建模，並採用Gambit軟體進行網格劃分，採用四面體網格進行劃分。模型運行工況選取了管道運行時壓力降最大的熱態（工況1）和冷態（工況2）的兩個條件進行了計算，如表1所示。需要說明的是，在不影響計算結果的前提下，為了更為直觀的表示模型的壓力降分布，統一將模型出口表壓均設置為0，介質均為液態水。表1CAP1400泵殼模型計算工況採用非穩態模型進行計算，可以準確的捕捉泵殼在流動啟動直至達到穩定狀態的各時刻點的流動情況。各不同工況下的壓力降值（泵殼入口總壓與泵殼出口總壓差）如表2所示。表2CAP1400泵殼模型壓力降計算結果工況點壓力降時均值（Pa）壓力降最大值（Pa）壓力降最小值（Pa）泵殼-工況1224224.5257484.0191271.2流場優化裝置-工況1144383.0159418.7127433.0泵殼-工況2290707.1353398.5230234.8流場優化裝置-工況2191694.0201133.2179714.5流體進入穩定流動階段後，增加流場優化裝置後，壓力降振蕩幅度明顯減小，其平均壓力降小於原泵殼的壓力降；工況2與工況1相比，液體粘度增大後，壓力降降低幅度更大。本流場優化裝置經過試驗迴路三維流場分析對比，泵殼10內未安裝本裝置時，流體流經泵殼10存在明顯的速度場不均勻，流線較為雜亂，且管路壓力損失較大；加上本裝置後，速度場分布均勻性有較大提高，殼內並未出現較為複雜的漩渦結構，表明本裝置的流場優化效果顯著。凡是本發明的簡單變形或者組合，應認為落入本發明的保護範圍。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp