[发明专利]一种用于模型试验的竖井式贯流泵装置

说明书

技术领域

本发明属于水利工程泵站技术领域，具体涉及一种用于模型试验的竖井式贯流泵装置，应用于通过模型试验的方法研究大型竖井式贯流泵装置的水力特性。

背景技术

大型竖井式贯流泵装置具有水力性能优异、安装检修较方便、工程投资较少等优点，近些年来，在水资源配置、农业排灌、水环境治理和城市排涝等领域的大型低扬程泵站得到越来越多的应用。为研究解决大型低扬程泵站竖井式贯流泵装置水力设计中存在的问题、充分提高其水力性能，需借助于模型试验的方法对其进行深入研究。现有用于模型试验的竖井式贯流泵装置采用长轴传动系统；试验台的进水箱通过左、右两根分岔管与短水箱连接，短水箱与进水流道进口连接，在进行模型试验时，水流从进水箱分成两股，由分岔管流入短水箱，再流入进水流道和模型泵；所述模型泵装置的驱动电机、扭矩仪和轴承座等设备依次布置在进水箱之后、短水箱之前和两根分岔管之间的空间内；模型泵的泵轴由模型泵叶轮室穿过整个进水流道和短水箱，其支点一个在模型泵导叶体内，另一个则在短水箱之前的轴承上；所述模型泵和所述短水箱前的轴承座分别固定在试验台的基础上，所述两个轴承的同心度在试验台现场通过分别调节模型泵和轴承座的位置实现。由于模型泵轴系的跨度大且安装同心度难以保证，极易导致轴系运转不稳定甚至振动，显著影响到泵装置性能测试数据的稳定性。

发明内容

本发明针对上述现有竖井式贯流泵装置模型存在的缺陷，设计制作了采用短轴系统的竖井式贯流泵装置模型，以保证模型泵泵轴的安装精度和运行稳定性。对于竖井式贯流泵装置，本发明用于模型试验的竖井式贯流泵装置模型包括进水流道段、模型泵和出水流道段3个部分，其特征是，所述泵装置模型采用短轴传动系统；将所述泵装置模型的推力轴承和扭矩仪设置在该模型的竖井内，模型泵的驱动电机设置在所述竖井的上方；将进水流道段从结构上分为竖井段和圆台段，两段之间设法兰，模型泵泵轴的推力轴承座安装于圆台段一侧的法兰上；所述圆台段、模型泵叶轮及叶轮室、模型泵导叶体组成模型泵总成，模型泵泵轴的两个支点均在该模型泵总成中。本发明提供的新型竖井式贯流泵装置模型，具有泵轴短、安装同心度高、轴系运转稳定的优点，泵装置模型水力特性测试的数据稳定、重复性好，为准确研究和有效改善竖井式贯流泵装置的水力特性提供了必要条件。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

1.采用短轴传动系统，充分利用所述泵装置模型中的竖井，布置承受模型泵泵轴轴向力的推力轴承及轴承座、测试模型泵泵轴扭矩的扭矩仪和传递驱动电机动力的皮带盘及皮带盘座等设备；

2.受所述泵装置模型竖井尺寸的限制，模型泵的驱动电机不可能布置在竖井内，故在所述竖井内设置皮带盘座，将驱动电机布置在竖井的上方，电机轴端的皮带盘与竖井内的皮带盘通过皮带连接；

3.将所述进水流道段从结构上分为竖井段和圆台段，两者通过断面形状为直边圆角形的法兰连接；该两段分界面位于所述竖井的后部，该断面的水流从竖井的两侧流过，故所述法兰的中间为与圆形相贯的竖向长条形钢板；在圆台段靠近竖井段一侧法兰中部的所述长条形钢板上设置推力轴承及轴承座，承受泵轴传递的轴向力；

4.所述圆台段通过法兰与模型泵叶轮室连接，后者通过法兰与模型泵导叶体连接，三者连接后组成模型泵总成；模型泵泵轴的支点一个在圆台段与所述竖井段连接的法兰上，另一个则在模型泵的导叶体内，两者均在所述模型泵总成中，这种结构便于在模型泵制造厂完成模型泵的安装及调整等工作；

6.在竖井段靠近圆台段一侧直边圆角形法兰所述长条形钢板中心开一个大于所述推力轴承座外径的孔，使其在竖井段和模型泵总成连接后可从该孔中穿出；

7.为便于对采用不同模型泵的泵装置水力性能进行比较，将模型泵叶轮轮毂体前面的导流锥以竖井末端为界分为固定部分和活动部分，两者之间采用螺纹连接，其中，活动部分的形线可根据所采用的模型泵轮毂体直径进行设计，以实现与不同直径轮毂体的光滑连接；

8.所述进水流道竖井段、模型泵总成和出水流道段可分开运输，在泵装置模型试验台用法兰依次连接，并通过各自的基础固定于试验台上。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于模型试验的竖井式贯流泵装置，包括驱动电动机以及沿水流方向依次设置的进水流道竖井段、进水流道圆台段、模型泵叶轮及叶轮室、模型泵导叶体、出水流道段；

进水流道竖井段、进水流道圆台段、模型泵叶轮室、模型泵导叶体、出水流道通过法兰依次相连接，其中，进水流道圆台段、模型泵叶轮室、模型泵导叶体组成模型泵总成；