[实用新型]带前导叶测流的新型高效立式轴流泵装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带测流功能的流体动力机械装置，尤其是带前导叶测流的立式轴流泵装置，它将流体机械中的水泵技术和流体流量测量技术结合起来，特别适用于大、中型立式轴流泵站抽水工程，属于泵装置技术领域。

背景技术

立轴式轴流泵装置是低扬程大型泵站的主要型式，主要由进水流道、叶轮、导叶、扩散管、出水流道等安装连接组成。国内已建300余座低扬程大型泵站多采用此型式。低扬程大型立式轴流泵装置有肘形-虹吸式、肘形-直管式、钟形-直管式和钟形-箱涵式。钟形-箱涵式具有结构简单、安装检修方便、轴向尺寸短等优点，在低扬程大型泵站中得到广泛应用。低扬程大型泵站出水流道水力损失是影响泵站效率的主要因素，现钟形-箱涵式泵装置出水部分采用导叶体-扩散管与箱涵分离的结构形式，导叶体-扩散管直接置于箱体内，严重阻水，影响装置效率。钟形-箱涵式大型泵装置的流量测量一直是工程中的技术难题。大型轴流泵的流量测量曾采用盐水浓度法、进水流道压差测量法、多点流速仪测流和五孔探针测流方法，近年超声波流量计在大型泵站流量测量中也有应用。盐水浓度法在上世纪七十年代曾有采用，由于其操作复杂、成本高、精度差，现已淘汰；进水流道压差测量法存在压差稳定性差、数据可靠性不高的问题，因而，应用效果不佳；多点流速仪测流和五孔探针测流方法存在测量工作量大、操作困难、数据采集周期长且不能作为固定仪器装备进行在线检测的缺点，因而使用受到限制；超声波流量计由于无法安装于进、出水流道及抽水装置中，只能在进水渠过流断面中逐点地测量，再累加，因而有工作量大、成本高且精度较低等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的钟形-箱涵式大型泵装置存在的上述不足，提供一种出水部分整体性好和具有测流功能的带前导叶测流的新型高效立式轴流泵装置。

本实用新型的目的是这样的，带前导叶测流的新型高效立式轴流泵装置，包括依次安装连接的进水流道、前导叶测流装置、叶轮、导叶体、出水流道，其特征是，所述出水流道为对称伞形蜗壳式出水流道，对称伞形蜗壳式出水流道包括伞形扩散管、导水锥、ω形后壁和出水箱涵，导水锥与伞形扩散管、ω形后壁构成对称伞形蜗壳结构，对称伞形蜗壳与箱涵光滑连接成整体。

所述进水流道为钟形进水流道，所述前导叶测流装置固定安装于钟形进水流道出口。

所述伞形扩散管的管壁由椭圆段与直线下降段组成，椭圆段分别与导叶体和直线下降段相切连接，下降段与水平倾角为45°～60°，所述椭圆段由椭圆金属段和椭圆混凝土段连接组成，椭圆混凝土段与所述直线下降段由混凝土一次浇筑成型。

所述前导叶测流装置由测流叶片和环座、轮毂构成，4只测流叶片对称布置在环座和轮毂之间，每只测流叶片上设有动、静压测压孔，动压测压孔正对水流方向，静压测压孔设置在测流叶片侧面，每只测流叶片上设有5对动、静压测压孔，4只测流叶片上的5对动、静压测压孔与所述轮毂的距离分别相同。

本实用新型机构合理简单，采用前导叶测流装置固定安装于钟形进水流道出口，该测流部件也作为轴流泵前导叶，可改善水泵入流流态，采用对称伞形蜗壳式出水流道，将导叶体后扩散管改设为伞形蜗壳，箱涵与伞形蜗壳光滑连接，形成整体式结构，水流为有组织出流，减少水力损失，提高了装置效率。

前导叶测流装置是一种基于流体伯努利方程和叶栅绕流原理的具有高精度、适应性强、低成本、多功能、固定安装特点的流量测量装置，可实现流量测量系统的实时自动测量。

前导叶测流装置采用4只对称布置的测流叶片、每只叶片布设5对动静测压孔的结构形式，固定安装于进水流道出口。采用了叶栅理论分析和水槽试验研究获得了测流叶片翼型，根据进水流道出口流场分布规律，确定了动压采样位置和水流分离点即静压采样位置，依据等流量原则，划分过流环宽度，确定测流叶片上测压点间距及位置。根据正对水流方向的动压孔和侧面静压孔间的压差Δp，见公式(1)，计算出水流流速V，据此可得4只测流叶片上的速度分布，将相同半径上的4点流速平均值作为此测压孔所在过流环的平均流速计算5个过流环的流量，累加即为总流量Q，见公式(2)。