一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，以下模块组成：水流模块、动力模块、流量测量模块、稳压模块。模块间根据不同模型试验要求，与模型机组进行自由组合，模块化水力循环系统高度集中了各种流动部件，模块化各部件具有相对独立性，各模块可单独或组合进行调试、使用；模块化内部单元具有互换性，模块间接口部位的结构、尺寸和参数标准化，实现模块内、模块间的互换，保证模块的通用性；各模块内及模块间空间位置大位移可调，满足的不同试验的需要。最终实现满足不同种类、不同结构、不同功能的水力模型试验机组的各项基础性及应用基础性试验要求，同时可拓展完成水力学试验，具有高精度、高稳定性、多功能、灵活安装，便于使用等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水力机械试验
，特别涉及一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统。
技术介绍
水力机械，指以液体为工作介质与能量载体的机械设备，是动力工程中最重要一类机械设备，广泛应用于能源、矿山、冶金、石油、化工、环境、建筑、水利、运输、航天航空、海事、军事等各个学科领域及各部门和国民经济的各行各业，不同应用场合的水力机械的结构型式和工作特点有很大差别。水力机械模型的水力性能试验是正确验证水力机械的一个极为重要手段，它能提供水力机械的全面特性资料，进行水力机械模型试验也是当前水力机组性能验收的主要方法。因此水力机械模型试验台在水力机械行业发展起着十分重要的作用，它是水力机械机组性能优化重要设备。高精度、高稳定性的水力机械模型试验台是大型水力机械制造、研发企业或教学、科研单位必备的基础设施。水力机械用途广泛，因此水力机械模型机组种类、结构、功能多种多样、其模型试验要求也各不相同。模型机组包括但不限于：不同结构的水轮机组，例如：混流式、轴流式、贯流式等；不同结构的叶片式水泵，例如：离心式、轴流式、混流式、贯流式等；水泵水轮机；水力机械过渡过程试验模型；水工建筑物模型、水力学模型、流量计标定系统等。模型机组的试验项目，包括但不限于：能量特性、气蚀特性、飞逸转速特性、水压力脉动特性、力特性、流动内特性、补气、四象限等。目前国内外已建成试验台数十个，其中近年来新建的大部分试验台多为水力机械通用模型试验台，也被称为水力机械多功能模型试验台。文献CN1808091A、CN104458316A、文献《水力机械多功能试验台》、《水力机械多功能模型试验台》、《东芝水电水力机械通用试验台的特点》、《水力机械多功能模型试验台循环管路系统水力设计》、《DF-1大能量水轮机模型试验台》等，公开了多个水力机械多功能模型试验台，此类模型试验台可完成有限机型水力机械模型的部分试验。上述多个水力机械多功能模型试验台的水力循环系统具有共同特点为：试验台部件相对位置固定、试验调整能力不足；功能覆盖机型有限，可拓展性不强；试验台部件非标件多，互换性差，维修、使用成本高；投资大，占地广。模块化设计在电子设备、汽车、造船和家电等行业，模块化得到了不同程度地应用和发展，取得了较多成果。模块化的机械产品主要具有互换性强、可拓展性强、便于维修、节约成本等特点。综上所述，我们需要一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，采用模块化组件技术将水力机械模型试验台水力循环系统分解为更小的易管理、控制的组件单元即模块化单元进行设计、安装、运行,可有效的提高试验台试验能力。满足不同种类、不同结构、不同功能的水力模型机组的试验要求，使其具有高精度、高稳定性、多功能、灵活安装，便于使用特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，满足
技术介绍
所述的不同种类、不同结构、不同功能的水力模型试验机组的试验要求，使其具有高精度、高稳定性、多功能、灵活安装，便于使用特点。为满足上述技术要求，本专利技术的技术方案如下：一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，所述模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，由以下模块组成：水流模块、动力模块、流量测量模块、稳压模块。所述水流模块为水力循环系统提供完整的液流通道，改变水力循环不同液流方向，连接水力模型试验模型机组与其他模块。所述水流模块由阀门单元1-8，三通单元9、11、18、20、24、29，弯管单元10、12、15、19、21、25、28、32，直管单元13、14、16、17、22、23、30、31，弹性伸缩节单元26、27组成，全部单元具有相同内径尺寸，连接处采用同规格、尺寸的法兰与伸缩节，通过螺栓螺母结构锁紧进行组合连接。其中：所述的三通单元11、18与动力模块，三通单元20、弯管单元21与流量测量模块，弹性伸缩节单元26、27与稳流模块均采用标准化接口，连接处采用同规格、尺寸法兰与伸缩节，通过螺栓螺母结构锁紧进行弹性连接，解除相对位置的连接，增加直管单元，动力模块、流量测量模块、稳流模块可根据实际试验需要进行空间大距离位移调整；所述的直管单元13、14、16、17、22、23、30、31长度根据实际安装需要进行设计；阀门单元、三通单元、弯管单元、弹性伸缩节单元同类单元内采用标准化、同规格产品、具有互换性。所述的阀门1-8，根据试验需要可进行组合开关，改变水力循环不同液流方向、切换不同模块参加试验过程，从而达到试验要求；所述动力模块提供水力循环动力，保证模型机组试验所需流量、水头试验条件，由至少一组泵阀单元组成，所述的泵阀单元由泵36，阀门37-39，三通47、48及直管46组成。泵阀单元与水流模块的进口水通过三通33、34相连，泵阀单元与水流模块出水口与三通44、45相连，三通33、34、44、45为标准化、同规格产品，具有互换性，连接处采用同规格、尺寸的法兰与伸缩节，通过螺栓螺母结构锁紧后弹性连接泵阀单元，并可通过增加同类部件35、49等拓展增加泵阀单元，泵阀单元并列布置，并提供正向液流，泵阀单元间通过标准化三通47连接。所述的泵阀单元可多级串联或并联使用。所述流量测量模块完成水力循环系统的流量测量、校验，由至少一个流测单元组成。所述的流测单元由阀门52、变径53、变径58、直管54、直管57、电磁流量计55组成，其特征在于直管54、直管17、电磁流量计55具有相同内径尺寸，采用同规格尺寸法兰、伸缩节通过螺栓螺母结构进行组合连接，直管54、直管57长度相同，且长度大于流量计55直径的10倍，可测量正负双向液流流量。所述的流测单元进、出水口与三通50、65相连，三通50、65为标准化、同规格产品、具有互换性，采用同规格尺寸法兰、伸缩节进行弹性连接流测单元，并可通过增加同类部件三通51、66可拓展增加流测单元，流测单元并列布置，安装的电磁流量计直径可大小不同，也可相同。一些实施例中，试验分别测量大流量工况流量，小流量工况流量，电磁流量计55采用大直径电磁流量计、电磁流量计62采用小直径电磁流量计，测量大流量工况时，阀门52开启，阀门59关闭，测量小流量工况时，阀门52关闭，阀门59开启，一些实施例中，试验需互为校验两个直径相同电磁流量计准确性，电磁流量计55、62采用相同直径，阀门52开启，阀门59关闭，电磁流量计55工作，阀门52关闭，阀门59开启，电磁流量计62工作，比较两者测量值，是否相同。所述稳压模块提供大容量、稳定的水力边界条件，由至少一个压力罐单元组成。压力罐单元由法兰67、地脚68、排水管69、窥视孔71、传感器接口72、70、压力帽80、气体接口81、罐体74、罐体法兰76、伸缩节法兰77、79，伸缩节78、盲板73、稳流栅82组成。其中：法兰67通过螺栓螺母结构连接水流模块的弹性伸缩节；地脚68安装于试验台架的预埋滑轨上，可以前后大位移移动；排水管69具有标准化法兰接口，用来放空压力罐单元内部液体，便于检修；窥视孔71具有透明高压玻璃视窗，观察压力罐单元内部液流状态；传感器接口70、72采用标准传感器内螺纹开孔，连接液位计、温度计、压力传感器等测量设备；压力帽80、气体接口81为压力罐单元加压，抽真空功能发生装置；气体接口81具有标准化内螺纹结构，外接加压、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，其特征在于：所述模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，由以下模块组成：水流模块、动力模块、流量测量模块、稳压模块。
【技术特征摘要】
1.一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，其特征在于：所述模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，由以下模块组成：水流模块、动力模块、流量测量模块、稳压模块。2.根据权利要求1所述的一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，其特征在于：水流模块为水力循环系统提供完整的液流通道，切换水力循环不同液流方向，连接模型机组与其他模块，由阀门单元1-8，三通单元9、11、18、20、24、29，弯管单元10、12、15、19、21、25、28、32，直管单元13、14、16、17、22、23、30、31，弹性伸缩节单元26、27组成，全部单元具有相同内径尺寸，采用同规格尺寸法兰、伸缩节通过螺栓螺母结构进行组合连接；所述的三通单元11、18与动力模块，三通单元20、弯管单元21与流量测量模块，弹性伸缩节单元26、弹性伸缩节单元27与稳流模块均采用标准化、参数化接口，采用同规格尺寸法兰、伸缩节通过螺栓螺母结构进行弹性连接，解除螺栓螺母的相对位置的连接，通过增加直管单元，动力模块、流量测量模块、稳流模块1、稳流模块2可根据实际试验需要进行空间大距离位移调整；所述的直管单元13、14、16、17、22、23、30、31长度根据实际安装需要进行设计；所述的阀门单元、三通单元、弯管单元、弹性伸缩节单元同类单元内采用标准化、同规格产品、具有互换性。3.根据权利要求1所述的一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，其特征在于：动力模块可提供水力循环动力，保证模型机组试验所需流量、水头试验条件，由至少一组泵阀单元组成；所述的泵阀单元由泵36，阀门37、38、39，三通48、47及直管46组成；所述的泵阀单元与水流模块的进口水通过三通33、34相连，泵阀单元与水流模块出水口与三通44、45相连，三通33、34、44、45为标准化、同规格产品、具有互换性，采用同规格尺寸法兰、伸缩节通过螺栓螺母结构弹性连接泵阀单元，并可通过增加同类部件35、49拓展增加泵阀单元；所述的泵阀单元并列布置，并提供正向液流，泵阀单元间通过标准化、同类部件三通47连接。4.根据权利要求1所述的一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统，其特征在于：流量测量模块可完成水力循环系统流量测量、校验，由至少一个流测单元组成；所述的流测单元由阀门52、变径53、变径58、直管54、直管57、电磁流量计55组成，其特征在于直管54、直管17、电磁流量计55具有相同内径尺寸，采...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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