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专利名称：一种用于三维piv测量的离心泵的制作方法
技术领域：
本实用新型属于离心泵技术领域，具体涉及一种用于三维Piv测量的离心泵，主 要用于离心泵内部流动的速度场测量，以提高其标定精度。
背景技术：
PIV (Particle Image Velocimetry)测试技术由于具有全流场快速测量、直观、不 干扰流场等优点，近年来在泵内部流动研究中得到了广泛的应用。在三维PIV试验过程中， 标定至关重要，其精度直接影响Piv测量结果。目前，PIV用泵的叶轮和蜗壳大都采用有机 玻璃制作而成，装配到试验台之后，形成一个封闭的系统，标定困难，无法实现将标定靶盘 放在泵体里面进行标定。目前，普遍采用标定方法是把标定靶盘放在泵体外的水箱内进行近似标定。扬州 大学硕士学位论文“轴流泵叶轮出口流场的3D-PIV测量”(2005年)和“轴流泵叶轮与导叶 轴向间隙内流场的3D-PIV测量”(2006年)加工一个与实际测量时尺寸一样的水箱进行标 定；上海交通大学硕士学位论文“轴流泵内流场的数值模拟与PIV实验研究”(2008年)加 工一个和被测管段相同材质的有机玻璃管段，并在管内注满水，然后把标定尺放在管底进 行标定。这种方法在一定程度上解决了标定困难的问题，但存在着较大的标定误差，降低了 测量数据的准确性。显然，这是现有的水泵三维PIV测量标定方法的不足之处。经检索，目前还没有相关的申请专利。
发明内容本实用新型的目的是克服离心泵三维PIV测量时标定困难、误差大的不足，而提 出一种用于三维PIV测量的离心泵，可以将标定靶盘放入泵体内进行三维标定，设计简单， 通用性强，标定精度高。为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案将蜗壳分为两个零件进行铸造，PIV三维标定时使用端盖A，而PIV测量时采用端 盖B ；同时采用自制的标定靶盘，能够在泵内较小空间内进行三维标定。本实用新型所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，包括蜗壳、叶轮、端盖A、开 槽平端紧定螺钉A、标定导杆、内六角平端紧定螺钉、定位滑块、标定靶盘、开槽平端紧定螺 钉B、内六角圆柱头螺钉、端盖B。三维标定时，端盖A通过内六角圆柱头螺钉固定在蜗壳上； 标定导杆通过端盖A上的T型槽装到端盖A上；内六角平端紧定螺钉固定在标定导杆上，在 标定导杆通过内六角平端紧定螺钉相对端盖A滑动；定位滑块通过开槽平端紧定螺钉A固 定在标定导杆上；标定靶盘通过开槽平端紧定螺钉B固定在定位滑块上。PIV测量时，端盖 B通过内六角圆柱头螺钉固定在蜗壳上。本实用新型所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其蜗壳、叶轮、端盖A、标定导 杆和端盖B都采用有机玻璃加工，并且蜗壳、叶轮、端盖A和端盖B分别是铸造而成。所述 端盖A为小圆柱和大圆柱组成的T型圆柱；T型圆柱的高度为叶轮外径的0. 18—0. 22 ；大圆柱上设有降低泄漏的圆环状凸台；小圆柱外径为叶轮外径的0. 7-0. 8 ；大圆柱的外径为叶 轮外径的1. 25—1. 35 ；圆环状凸台的内径为叶轮外径的0. 94—0. 96，圆环状凸台的外径为 叶轮外径1. 04—1. 06，高度为叶轮外径的0. 05—0. 1。所述端盖B为小圆柱和大圆柱组成 的T型圆柱，大圆柱上设有圆环状凸台，以降低泄漏；小圆柱外径为叶轮外径的0. 7-0. 8 ； 大圆柱的外径为叶轮外径的1. 25—1. 35 ；圆环状凸台的内径为叶轮外径的0. 94—0. 96，圆 环状凸台的外径为叶轮外径1. 04—1. 06，高度为叶轮外径的0. 05—0. 1。本实用新型所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其定位滑块采用双相不锈钢 加工，以防锈。本实用新型所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其标定靶盘的断面是正方 形，正方形的边长为叶轮外径的0. 25-0. 35，便于在泵内较小空间里进行三维标定；所述 标定靶盘采用金属材质，厚度为5mm，精度误差士0. 015mm ；标定靶盘(8)有2个平面，正反 面相同，靠近叶轮前、后盖板的截面同样标定。本实用新型的优点在于自制的标定靶盘能够直接放在泵内进行三维标定，其标 定精度高；三维标定时，各组件结构巧妙，易装配，且操作简单；标定完毕后，标定组件易拆 卸，更换端盖B即可进行PIV试验；PIV用泵是采用有机玻璃铸造而成，能够真实反映泵内 部流动情况。

图1为标定时PIV用泵的总装示意图。图2为标定时PIV用泵的总装图A向视示意图。图3为端盖A结构示意图。图4为端盖A结构的B-B向示意图。图5为端盖B结构示意图。图6为端盖B结构的C-C向示意图。图7为标定导杆结构示意图。图8为定位滑块结构示意图。图9为标定靶盘结构示意图。图中1.蜗壳，2.叶轮，3.端盖A，4.开槽平端紧定螺钉A，5.标定导杆，6.内六角 平端紧定螺钉，7.定位滑块，8.标定靶盘，9.开槽平端紧定螺钉B，10.内六角圆柱头螺钉， 11.端盖B。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型作为适用于三维PIV测量的离心泵，主要分为三位标定和PIV试验两 个阶段进行实施。(1)三维标定阶段。由蜗壳1、叶轮2、端盖A3、开槽平端紧定螺钉A4、标定导杆5、内六角平端紧定螺钉 6、定位滑块7、标定靶盘8、开槽平端紧定螺钉B9和内六角圆柱头螺钉10组成。首先，通过开槽平端紧定螺钉B9把标定靶盘8固定在定位滑块7上；其次，通过开槽平端紧定螺钉A4把定位滑块7固定在标定导杆5上；然后，通过端盖A3上的T型槽将标 定导杆5装到端盖A上；接着，将上述组件固定在蜗壳1上；最后，用内六角圆柱头螺钉10 把靶盘8移到测量断面，再通过PIV系统自带的图像处理软件即可对其进行三维标定。(2) PIV 测量阶段。由蜗壳1、叶轮2、内六角圆柱头螺钉10和端盖Bll组成。在三维标定完成后，拆掉上述标定组件，用内六角圆柱头螺钉10把端盖Bll安装 在蜗壳1后即可进行Piv试验。
权利要求1.一种用于三维PIV测量的离心泵，其特征在于，靶盘直接放到PIV用泵里进行三维标 定，包括蜗壳(1)、叶轮(2)、端盖A (3)、开槽平端紧定螺钉A (4)、标定导杆(5)、内六角平 端紧定螺钉(6)、定位滑块(7)、标定靶盘(8)、开槽平端紧定螺钉B (9)、内六角圆柱头螺钉 (10)、端盖 B (11)；三维标定时，端盖A (3)通过内六角圆柱头螺钉(10)固定在蜗壳(1)上； 三维标定时，标定导杆(5)通过端盖A (3)上的T型槽装到端盖A上；内六角平端紧定 螺钉(6)固定在标定导杆(5)上，在标定导杆(5)通过内六角平端紧定螺钉(6)相对端盖A (3)滑动；定位滑块(7)通过开槽平端紧定螺钉A (4)固定在标定导杆(5)上；标定靶盘(8) 通过开槽平端紧定螺钉B (9)固定在定位滑块(7)上；PIV测量时，端盖B (11)通过内六角圆柱头螺钉(10)固定在蜗壳(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其特征是蜗壳(1)、叶轮(2)、端盖A(3)、标定导杆(5)和端盖B (11)采用有机玻璃，其中蜗壳(1)、叶轮(2)、端盖A(3)和端盖B(11)是分别铸造而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其特征是所述端盖A (3)为小圆柱和大圆柱组成的T型圆柱；T型圆柱的高度为叶轮外径的0. 18—0. 22 ；大圆柱 上设有降低泄漏的圆环状凸台；小圆柱外径为叶轮外径的0. 7-0. 8 ；大圆柱的外径为叶轮 外径的1. 25—1. 35 ；圆环状凸台的内径为叶轮外径的0. 94—0. 96，圆环状凸台的外径为叶 轮外径1. 04—1. 06，高度为叶轮外径的0. 05—0. 1。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其特征是所述端盖 B (11)为小圆柱和大圆柱组成的T型圆柱，大圆柱上设有降低泄漏的圆环状凸台；小圆柱 外径为叶轮外径的0. 7—0. 8 ；大圆柱的外径为叶轮外径的1. 25—1. 35 ；圆环状凸台的内径 为叶轮外径的0. 94—0. 96，圆环状凸台的外径为叶轮外径1. 04—1. 06，高度为叶轮外径的 0. 05—0. 1。
5.根据权利要求1所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其特征是所述定位滑块 (7)采用双相不锈钢。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于三维PIV测量的离心泵，其特征是所述标定 靶盘的断面是正方形，正方形的边长为叶轮外径的0. 25—0. 35，便于在泵内较小空间里进 行三维标定；所述标定靶盘采用金属材质，厚度为5mm，精度误差士0. 015mm ；标定靶盘(8) 有2个平面，正反面相同，靠近叶轮前、后盖板的截面同样标定。
专利摘要本实用新型公开了一种用于三维PIV测量的离心泵，主要用于离心泵内部流动的PIV标定及测量，包括蜗壳、叶轮、端盖、开槽平端紧定螺钉、导杆、内六角平端紧定螺钉、滑块、标定靶盘、内六角圆柱头螺钉。其特征是方形结构的蜗壳，不是采用有机玻璃整体铸造而成，其目的是便于把自制的靶盘放到离心泵内进行三维标定，以提高其标定精度；在泵外能够调节靶盘的位置，便于叶轮内不同断面的标定。本实用新型结构简单、易于操作、通用性强，可适用于所有单级单吸离心泵3DPIV测量的场合。
文档编号G01P5/20GK201851367SQ20102057913
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者刘厚林, 王凯, 王勇, 袁寿其, 谈明高 申请人:江苏大学