一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置，由1#取压孔9、1#测压腔8、1#测压导管16、1#对丝接头17、1#压力软管19、1#球阀21、2#取压孔12、2#测压腔11、2#测压导管31、2#对丝接头18、2#压力软管20、2#球阀25、稳压罐24、排气阀22、正负压力表23构成的压力测试单元实现了叶轮3与平衡孔36在高速旋转时平衡孔36进出口压力的准确测量。由引流腔13、引水管47、回流腔27、电磁流量计29、平衡腔14、平衡孔36组成的泄漏量测试单元是闭环的，可以测量泵在任何工况及空化状态下运行时的泄漏量。本发明专利技术结构简单，功能实用，无需反复拆卸测试装置即可实现平衡孔36泄漏量的测量及平衡孔36流量系数的标定，因此操作极其方便，省时省力。省时省力。省时省力。
【技术实现步骤摘要】
一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置
[0001]本专利技术属于泵技术检测领域，具体涉及一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置。
技术介绍
[0002]在离心泵设计中，常在叶轮上附设密封环，并在叶轮上开设若干个平衡孔来平衡轴向力。这种离心泵在工作时，叶轮出口的一部分高压液体依次经后泵腔、后密封环间隙、平衡腔、平衡孔回流到叶轮进口处，形成了叶轮后盖板侧腔泄漏量。由流体力学连续性方程可知，叶轮后盖板侧腔泄漏量与平衡孔泄漏量是相等的。根据平衡孔流量系数准确地计算平衡孔泄漏量，是预测轴向力、研究平衡孔的高速射流对泵空化性能的影响机理、减小泵的容积损失节能减排的先决条件，然而目前，平衡孔流量系数只能依靠经验公式估算，且估算结果误差很大。因此，用试验的方法标定平衡孔流量系数具有十分重要的工程应用价值。要标定平衡孔流量系数首先要准确测量平衡孔泄漏量及其进出口压力。但是，由于叶轮随泵轴一起高速旋转，这使得直接测量平衡孔泄漏量及其进出口压力异常困难。
[0003]经检索，关于标定平衡孔流量系数的文献有：农业工程学报《离心泵平衡孔液体泄漏量试验与分析》（2017年第33卷，第7期），基于后密封环间隙泄漏量与平衡孔泄漏量相等，提出了一种间接测量平衡孔泄漏量的方法，并标定了不同扬程系数时的平衡孔流量系数。具体为：在平衡腔的闷盖上开设液体泄漏孔，首先关闭液体泄漏孔打开平衡孔，让平衡腔内液体经平衡孔流入叶轮进口处，测量后密封环间隙进口及平衡腔的压力。然后堵死平衡孔，打开液体泄漏孔将平衡腔液体引至外界，通过反复调节液体泄漏孔及泵出口管路上闸阀的开度，使后密封环间隙进口压力及平衡腔的压力与平衡孔打开时的压力相等，此时液体泄漏孔的流量即为平衡孔的泄漏量。该方法基本实现了平衡孔泄漏量的间接测量，但不足之处在于：将平衡腔液体引至外界，液体泄漏孔出口处的压力为大气压，而空化状态下叶轮进口处为负压，因此该方法无法测量泵发生空化时的平衡孔泄漏量。
[0004]华中科技大学学报（自然科学版）《离心泵平衡腔泄漏量和压力的计算与试验研究》，对泄漏量的测试装置进行了改进，并根据试验结果标定了不同比面积时平衡孔流量系数。其通过回水管路将平衡腔与泵进口管路联通，当平衡孔堵死时，平衡腔液体回流到泵进口处，初步实现了泄漏量的闭环测量。由于该测试装置是封闭的，故可以实现空化状态平衡孔泄漏量的间接测量。该装置的不足之处在于：其将平衡腔液体引至泵进口处，平衡孔打开与堵死两种状态下叶轮进口处的流态发生了较大变化，这直接改变了泵的外特性和空化性能，因此在泵空化状态泄漏量的测试结果误差较大。
[0005]上述两篇文献中的测试装置都具有以下不足：一方面，在测量平衡孔泄漏量时均需先打开平衡孔测压，再堵死平衡孔测压，其试验步骤繁琐，需多次拆卸测试装置，费时费力；另一方面，在标定平衡孔流量系数时，均采用平衡腔压力与泵进口压力分别代替平衡孔的进出口压力。其实离心泵在运转时平衡腔内压力并非均匀分布的，泵进口压力与平衡孔
出口压力也有较大差别，因此无法实现平衡孔流量系数的准确标定。
技术实现思路
[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置，主要包括定子部件、转子部件、压力测试单元和泄漏量测试单元。定子部件由泵体、后泵盖、前密封环、后密封环、透筒、2#骨架密封、3#骨架密封组成；转子部件由泵轴、叶轮、平衡孔盘、平衡孔、1#骨架密封、键、圆螺母组成；压力测试单元由1#取压孔、1#测压腔、1#测压导管、1#对丝接头、1#压力软管、1#球阀、2#取压孔、2#测压腔、2#测压导管、2#对丝接头、2#压力软管、2#球阀、稳压罐、排气阀、正负压力表组成；泄漏量测试单元由引流腔、引水管、回流腔、电磁流量计、平衡腔组成。
[0007]所述定子部件中，后泵盖由左侧大圆环和右侧圆筒两部分组成，后泵盖通过A组螺栓固定在泵体右侧。前密封环以过盈配合的方式安装在泵体内侧，后密封环以过盈配合的方式安装在后泵盖右侧圆筒的左端，后密封环的左侧端面与后泵盖大圆环的左侧端面平齐。透筒通过B组螺栓螺母组件固联在后泵盖的右侧，透筒左侧端面与叶轮后盖板右侧壁面留有一定间隙，从透筒左侧端面开始，在透筒内侧沿轴向自左向右加工有两级内台阶，内台阶面与中轴线垂直。2#骨架密封通过止口定位安装在透筒第一级内台阶面右侧的透筒内壁上，2#骨架密封的左侧端面与透筒第一级内台阶面平齐。3#骨架密封通过止口定位安装在透筒第二级内台阶面右侧的透筒内壁上，3#骨架密封的左侧端面与透筒第二级内台阶面平齐。
[0008]所述转子部件中，叶轮通过键固定安装在泵轴上。在叶轮后盖板上半径较小位置开设有叶轮预留孔，为了减小叶轮预留孔对平衡孔出口液体流态的干扰，叶轮预留孔的直径要尽量大一些，以足以将平衡孔和1#取压孔左侧端面囊括在内且不至于破坏叶轮轮毂强度为准。平衡孔盘通过叶轮轮毂上的止口定位安装在泵轴和键上。从平衡孔盘右侧端面开始，沿轴向自右向左在平衡孔盘的外侧加工有两级外台阶，外台阶面与中轴线垂直。平衡孔盘的左侧外表面与2#骨架密封的密封唇吻合，平衡孔盘右侧外表面与3#骨架密封的密封唇吻合，平衡孔盘右侧第一级台阶面与3#骨架密封的左端留有间隙。叶轮和平衡孔盘通过圆螺母轴向固定在泵轴上。平衡孔沿轴向水平开设在平衡孔盘上。1#骨架密封安装在叶轮密封环的内侧，1#骨架密封的左侧端面与叶轮后盖板贴合，1#骨架密封的密封唇与透筒左侧外表面吻合。
[0009]所述压力测试单元中，1#取压孔是沿径向和轴向垂直开设在平衡孔盘左部的反L型孔，可以将平衡孔出口压力传递到1#测压腔内。1#取压孔的数量与平衡孔的数量相等。叶轮后盖板、平衡孔盘、2#骨架密封、透筒的第一级台阶面、透筒内壁、1#骨架密封围成了1#测压腔。1#测压导管开设在透筒上，1#测压导管的左端与1#测压腔联通，1#测压导管的右端通过1#对丝接头与1#压力软管左端联通。1#压力软管右端通过1#球阀与稳压罐联通。2#取压孔是沿径向垂直开设在平衡孔盘右部的短孔，可以将平衡孔进口压力传递到2#测压腔，2#取压孔的数量与平衡孔的数量相等。平衡孔盘外表面、平衡孔盘的第二级外台阶面、3#骨架密封、透筒第二级台阶面、透筒内壁、2#骨架密封围成了2#测压腔。2#测压导管沿轴向水平开设在透筒上，2#测压导管的左端与2#测压腔联通，2#测压导管的右端通过2#对丝接头与2#压力软管左端联通。2#压力软管右端通过2#球阀与稳压罐联通。稳压罐上端安装有排气
阀、稳压罐右侧安装有正负压力表。
[0010]所述泄漏量测试单元中，透筒的外表面、透筒法兰盘左侧表面、后泵盖右侧圆筒内壁面、后密封环右侧端面、叶轮密封环和1#骨架密封围成了引流腔。两根引水管沿径向对称固定安装在后泵盖右侧圆筒的两侧，两根引水管的对称中心轴线与泵轴的中心线等高。引水管左侧的法兰与后泵盖右侧圆筒两侧的法兰对接，并用E组螺栓螺母组件固联在一起。引水管右侧的法兰与回流腔两侧的法兰对接，并用F组螺栓螺母组件固联在一起。回流腔左侧法兰与电磁流量计右侧法兰对接，并用D组螺栓螺母组件固联在一起。电磁流量计左侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置，主要包括定子部件、转子部件、压力测试单元和泄漏量测试单元，其特征在于：所述定子部件由泵体（43）、后泵盖（6）、前密封环（1）、后密封环（39）、透筒（32）、2#骨架密封（40）、3#骨架密封（35）组成；所述转子部件由泵轴（44）、叶轮（3）、平衡孔盘（10）、平衡孔（36）、1#骨架密封（42）、键（37）、圆螺母（34）组成；所述压力测试单元由1#取压孔（9）、1#测压腔（8）、1#测压导管（16）、1#对丝接头（17）、1#压力软管（19）、1#球阀（21）、2#取压孔（12）、2#测压腔（11）、2#测压导管（31）、2#对丝接头（18）、2#压力软管（20）、2#球阀（25）、稳压罐（24）、排气阀（22）、正负压力表（23）组成；所述泄漏量测试单元由引流腔（13）、引水管（47）、回流腔（27）、电磁流量计（29）、平衡腔（14）组成。2.根据权利要求1所述的一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置，其特征在于：所述定子部件中，透筒（32）通过B组螺栓螺母组件（33）固联在后泵盖（6）的右侧，透筒（32）左侧端面与叶轮后盖板（4）右侧壁面留有一定间隙，从透筒（32）左侧端面开始，在透筒（32）内侧沿轴向自左向右加工有两级内台阶，内台阶面与中轴线垂直；2#骨架密封（40）通过止口定位安装在透筒（32）第一级内台阶面右侧的透筒（32）内壁上，2#骨架密封（40）的左侧端面与透筒（32）第一级内台阶面平齐；3#骨架密封（35）通过止口定位安装在透筒（32）第二级内台阶面右侧的透筒（32）内壁上，3#骨架密封（35）的左侧端面与透筒（32）第二级内台阶面平齐。3.根据权利要求1所述的一种离心泵叶轮平衡孔流量系数的标定装置，其特征在于：所述转子部件中，叶轮（3）通过键（37）固定安装在泵轴（44）上，在叶轮后盖板（4）上半径较小位置开设有叶轮预留孔（2），平衡孔盘（10）通过叶轮（3）轮毂上的止口定位安装在泵轴（44）和键（37）上，从平衡孔盘（10）右侧端面开始，沿轴向自右向左在平衡孔盘（10）的外侧加工有两级外台阶，外台阶面与中轴线垂直；平衡孔盘（10）的左侧外表面与2#骨架密封（40）的密封唇吻合，平衡孔盘（10）右侧外表面与3#骨架密封（35）的密封唇吻合，平衡孔盘（10）右侧第一级台阶面与3#骨架密封（35）左端留有间隙；叶轮（3）和平衡孔盘（10）通过圆螺母（34）轴向固定在泵轴（44）上；平衡孔（36）沿轴向水平开设在平衡孔盘（10）上；1#骨架...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾继来，刘在伦，张森，顾生富，吕佩涛，
申请(专利权)人：曾继来，
类型：发明
国别省市：
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