[发明专利]一种离心泵进口空化可视化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装在离心泵试验系统回路中用于观察泵内部空化情况的可视化装置，通过该装置能观察或拍摄到离心泵内叶轮叶片进口处的空化流场情况。

背景技术

空化是指当液体中的压力降低到当前温度的临界汽化压力以下时，液体就会发生汽化形成空泡，这些空泡形成和发展的状态称为空化。离心泵中，空化现象的发生主要集中在叶轮叶片进口处，空化发生时液体的能量交换受到干扰和破坏，引起泵运行特性改变、振动噪声、材料侵蚀、结构破坏等一系列问题，严重时会使泵液流中断，不能正常工作。因此对离心泵内空化情况的掌握对泵的安全、稳定、高效运行具有重要意义，而对离心泵进口空化情况的观察拍摄及分析是揭示空化机理最直接有效的方法。

现有的离心泵内部空化拍摄装置有三种，第一种为将泵进口处的吸入管段采用有机玻璃制造，从吸入管的侧面对离心泵的叶轮内叶片进口处进行观察及拍摄，该装置的缺点在于：由于从吸入管侧面观察拍摄以及吸入管管壁为空间曲面，所以折射导致的图像失真较为严重，准确性差。第二种是在蜗壳壁面上开有观察窗，通过观察窗拍摄离心泵的叶轮流道内空化的情况，其缺点在于：由于观察窗所处位置的局限性，通过它只能观察或拍摄到叶轮流道中后部的空化情况，很难看到叶片进口处也就是空化现象发生的主要部位的空化情况。第三种是在离心泵的进口处采用环形吸入室，离心泵的电机放置在进口同侧，蜗壳及叶轮采用有机玻璃制造，这样可以从蜗壳背面进行观察拍摄，其缺点在于：由于叶轮叶片一般是空间扭曲形状，因此，无法看清叶片进口处背面上空化的情况，而且采用环形吸入室后离心泵的进口流动状况发生了改变。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前离心泵空化实验中无法对叶片进口处空化情况进行直观清晰地观察及准确测量的不足，提供一种离心泵进口空化可视化装置，能直接且清楚地观察拍摄到离心泵叶轮内叶片进口处空化流场情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有直管段和吸入管，直管段和吸入管的一端分别垂直固定连接于稳流箱的相邻的两个侧面上，稳流箱外形为正方体、内腔是正方体空腔；直管段的中心轴和吸入管的中心轴汇交于稳流箱内腔的中心点处；与吸入管相面对的稳流箱的侧面是拍摄面；直管段、稳流箱和吸入管均采用透明有机玻璃制成；直管段的另一端与实验系统管路相连接，吸入管的另一端固定连接离心泵。 

本发明的结构简单且安装方便，最大特点为在不影响离心泵进口处流动状况的情况下，通过该装置能直接并且清楚地观察拍摄离心泵叶轮内叶片进口处空化流场情况，并且所拍摄图像不会失真，弥补了其他技术手段难以准确捕捉离心泵进口处空化现象的不足。

附图说明

图1是本发明的结构剖面图；

图2是本发明的安装示意图；

图中：1.直管段；2.稳流箱；3.吸入管；4.拍摄面；5.实验系统管路；6.离心泵；7.水罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明由一直管段1、一稳流箱2以及一吸入管3组成，直管段1和吸入管3均为中空的管状结构，稳流箱2外形为正方体的壳体，稳流箱2的内腔是正方体空腔。直管段1以及吸入管3的一端分别通过法兰垂直固定连接在稳流箱2的相邻的两个侧面上，直管段1的中心轴以及吸入管3的中心轴汇交于稳流箱2内腔的中心点处。与吸入管3相面对的稳流箱2的侧面是拍摄面4，拍摄面4是稳流箱2的一部分。

直管段1、稳流箱2以及吸入管3均采用透明有机玻璃制成，直管段1以及吸入管3的直径根据试验需求确定，直管段1以及吸入管3的管路直径和稳流箱2的壁厚根据强度要求决定。为保证来流的稳定性，吸入管3的长度应为吸入管3内径的3至5倍。稳流箱2的正方体边长为吸入管3内径的1.6至2.2倍。直管段1、稳流箱2及吸入管3中流体流动方向如图1中箭头所示。

如图2所示，安装使用时，将本发明与离心泵实验系统相接，离心泵实验系统主要由水罐7，离心泵6及管路组成。将直管段1的另一端通过法兰与离心泵实验系统中的实验系统管路5相连接，吸入管3的另一端固定连接离心泵6，与离心泵6的蜗壳通过法兰相连接。当离心泵6叶轮叶片进口处发生空化时，按拍摄面4旁箭头方向对叶片进口空化情况进行观察及拍摄，通过稳流箱2的拍摄面4能清楚观察到离心泵6的叶轮内叶片进口处空化的情况。