含气工况用液力透平性能测试设备的制作方法

1.本发明涉及液力透平测试技术领域，具体涉及一种含气工况用液力透平性能测试设备。


背景技术：

2.介质在液力透平中存在一个压力衰减的过程，对于含气介质来说，其压力衰减过程中必然会伴随气体的析出，压力衰减越多，气体析出量越大，过多的气体析出会导致叶轮流道内介质流动不稳定，形成旋涡，从而导致液力透平出现水力损失增加、能量回收效率变低、转子振动幅度增大等问题。现有技术中，一般采用测功机对液力透平的能量回收效率进行测试，但是并未对含气工况下液力透平的转子振动幅度进行测试，因此，无法对液力透平在含气工况下的稳定性进行综合性测试。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种含气工况用液力透平性能测试设备，通过测功机对液力透平的能量回收效率进行测试，利用振幅检测组件对液力透平的转子的振动幅度进行测试，结合能量回收效率和转子振动幅度，对含气工况下液力透平的稳定性进行综合性测试。
4.本发明提供的含气工况用液力透平性能测试设备包括：
5.混合罐；
6.气罐，所述气罐的出气口通过输气管与所述混合罐的入口连通，所述输气管上安装有输气泵、气体流量计和第一阀门；
7.储水箱，所述储水箱的出水口通过送水管与所述混合罐的入口连通，所述送水管上安装有输水泵和第二阀门；
8.支撑箱；
9.液力透平，所述液力透平设置于所述支撑箱内，所述液力透平的进液口通过出液管与所述混合罐的出口连通，所述出液管上安装有抽液泵；
10.测功机；
11.滑动管，所述滑动管的第一端贯穿所述支撑箱，并与所述液力透平的转子连接，所述滑动管的第二端与所述测功机的转轴连接；
12.振幅检测组件，所述振幅检测组件与所述支撑箱的内壁连接，且套设所述滑动管，用于监测所述液力透平的转子的振幅。
13.可选地，所述振幅检测组件包括：
14.固定环，所述固定环与所述支撑箱的内壁固定连接，所述固定环的周向贯穿开设有多个通孔；
15.多个第一弹簧，多个所述第一弹簧的第一端与所述固定环的内壁固定连接；
16.振动环，所述振动环的外壁与每一所述第一弹簧的第二端固定连接，所述振动环的内壁套设所述滑动管，并与所述滑动管可转动连接；
17.多个滑动杆，一个所述滑动杆穿过一个所述通孔，并与所述固定环可滑动连接，每一所述滑动杆均与所述振动环抵接，每一所述滑动杆的外壁均固定有导电条和电阻条，所述导电条和所述电阻条通过导线连接；
18.多个固定套，一个所述固定套套设一个所述滑动杆，与所述滑动杆可滑动连接，并与所述固定环固定连接，每一所述固定套内壁均固定有第一导电块和第二导电块，所述第一导电块与所述导电条抵接，所述第二导电块与所述电阻条抵接；
19.多个电流传感器，一个所述电流传感器监测流经一个所述电阻条的电流值；
20.控制器，所述控制器的输入端与每一所述电流传感器的输出端通信连接。
21.可选地，所述振幅检测组件还包括：
22.多个限位板，一个所述限位板与一个所述滑动杆远离所述振动环的一端连接；
23.多个第二弹簧，一个所述第二弹簧套设一个所述滑动杆，且所述第二弹簧的相对两端分别与所述限位板及所述固定套固定连接。
24.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括：
25.密封管，所述密封管的第一端套设所述出液管，与所述出液管可移动连接，所述密封管的第二端贯穿所述支撑箱，与所述支撑箱可移动连接，并与所述液力透平的进液口连通；
26.第一伸缩件，所述第一伸缩件的固定端固定于所述支撑箱上，所述第一伸缩件的活动端与所述密封管连接，驱动所述密封管沿所述出液管移动。
27.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括：
28.滑道，所述滑道设置于所述支撑箱的底侧内壁；
29.限位架，所述液力透平固定于所述限位架上；
30.滑块，所述滑块与所述限位架固定连接，并与所述滑道可滑动连接。
31.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括：第二伸缩件，所述第二伸缩件的固定端固定于所述支撑箱的内壁，所述第二伸缩件的活动端与所述限位架固定连接。
32.可选地，所述滑动管与所述液力透平的转子及所述测功机的转轴均通过键连接；所述滑动管与所述振动环可移动连接。
33.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括：
34.挡板，所述挡板与所述滑动管露出所述支撑箱的外壁固定连接；
35.第三弹簧，所述第三弹簧套设所述滑动管，且相对两端分别与所述支撑箱的外壁及所述挡板固定连接。
36.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括：增压泵，所述增压泵与所述混合罐连通。
37.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括：压力表，所述压力表设置于所述混合罐上。
38.本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
39.采用本发明含气工况用液力透平性能测试设备，在混合罐内制备不同气体浓度的混合液，利用测功机测试不同含气工况下液力透平的能量回收效率，利用振幅检测组件监测不同含气工况下液力透平的转子的振动幅度变化，综合能量回收效率测试结果以及转子
的振幅监测结果，能够对不同含气工况下液力透平的稳定性进行综合性测试，提高液力透平稳定性测试结果的可靠性。
附图说明
40.图1为本发明一个实施例所述的含气工况用液力透平性能测试设备的示意图；
41.图2为图1所示含气工况用液力透平性能测试设备的a处放大图；
42.图3为图1所示含气工况用液力透平性能测试设备的振幅检测组件的示意图；
43.图4为图3所示振幅检测组件的b处放大图；
44.图5为图1所示含气工况用液力透平性能测试设备的支撑箱的内部结构侧视图。
45.附图标记：
46.1：混合罐；2：气罐；3：储水箱；4：支撑箱；5：液力透平；6：测功机；7：滑动管；8：振幅检测组件；801：固定环；802：第一弹簧；803：振动环；804：滑动杆；805：固定套；806：导电条；807：电阻条；808：第一导电块；809：第二导电块；810：预接导线；811：限位板；812：第二弹簧；9：输气管；10：输气泵；11：气体流量计；12：第一阀门；13：送水管；14：输水泵；15：第二阀门；16：出液管；17：抽液泵；18：密封管；19：第一伸缩件；20：滑道；21：限位架；22：滑块；23：第二伸缩件；24：连接键；25：挡板；26：第三弹簧；27：增压泵；28：压力表；29：混合管；30：测试台。
具体实施方式
47.下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
48.图1为本发明一个实施例所述的含气工况用液力透平性能测试设备的示意图；图2为图1所示含气工况用液力透平性能测试设备的a处放大图。如图1、图2所示，所述含气工况用液力透平性能测试设备包括混合罐1、气罐2、储水箱3、支撑箱4、液力透平5、测功机6、滑动管7和振幅检测组件8。
49.所述气罐2的出气口通过输气管9与所述混合罐1的入口连通，所述输气管9上安装有输气泵10、气体流量计11和第一阀门12；所述储水箱3的出水口通过送水管13与所述混合罐1的入口连通，所述送水管13上安装有输水泵14和第二阀门15；所述液力透平5设置于所述支撑箱4内，所述液力透平5的进液口通过出液管16与所述混合罐1的出口连通，所述出液管16上安装有抽液泵17；所述滑动管7的第一端贯穿所述支撑箱4，并与所述液力透平5的转子连接，所述滑动管7的第二端与所述测功机6的转轴连接；所述振幅检测组件8与所述支撑箱4的内壁连接，且套设所述滑动管7，用于监测所述液力透平5的转子的振幅。
50.使用时，开启所述第二阀门15和所述输水泵14，将所述储水箱3内的一定量的水流通过所述送水管13输送至所述混合罐1，开启所述第一阀门12和所述输气泵10，将所述气罐2内的气流通过所述输气管9输送至所述混合罐1，并借助所述气体流量计11监测输送至所
述混合罐1内的气体流量，在所述混合罐1内制备不同气体浓度的混合液。关闭所述第二阀门15、所述输水泵14、所述第一阀门12和所述输气泵10，待所述混合罐1内的气体充分溶解于水中，此时，启动所述抽液泵17，将所述混合罐1内的混合液体经所述出液管16抽取至所述液力透平5，从而带动液力透平5内的叶轮转动，叶轮转动进一步带动所述液力透平5的转子转动，转子转动带动与其连接的所述滑动管7转动，最终将动力传动给与所述滑动管7连接的所述测功机6，从而所述测功机6对所述液力透平5的能量回收效率进行测量。所述液力透平5的转子转动的同时，受到析出的气体的影响，会产生不同程度的振动，所述振幅检测组件8监测所述液力透平5的转子的振幅，从而利用所述含气工况用液力透平性能测试设备能够同时获取所述液力透平5的能量回收效率以及所述液力透平5的转子的振幅，能够对所述液力透平5在含气工况下的稳定性进行综合测试，对所述液力透平5稳定性的评定结果更加可靠。
51.采用本发明含气工况用液力透平性能测试设备，在所述混合罐1内制备不同气体浓度的混合液，利用所述测功机6测试不同含气工况下所述液力透平5的能量回收效率，利用所述振幅检测组件8监测不同含气工况下所述液力透平5的转子的振动幅度变化，综合能量回收效率测试结果以及转子的振幅监测结果，能够对不同含气工况下液力透平的稳定性进行综合性测试，提高液力透平稳定性测试结果的可靠性。
52.在本实施例中，为了提高设备集成性，增设了测试台30，如图1所示，所述测试台30内部设置有容纳腔，底端连接有多个支撑脚，所述气罐2和所述储水箱3均设置于所述测试台30内部，所述混合罐1、所述液力透平5和所述测功机6设置于所述测试台30顶部。如图1所示，所述气罐2的进气口位于其顶端，进气口连通气源，将气体输入所述气罐2，所述气罐2的出气口位于其底端，并连通所述输气管9，所述输气管9在朝向所述混合罐1延伸的方向上依次设置有所述输气泵10、所述气体流量计11和所述第一阀门12。在本实施例中，所述气罐2内储存的气体为二氧化碳。所述储水箱3的进水口位于其顶端，进水口连通水源，将水流输入所述储水箱3，所述储水箱3的出水口位于其底端，并连通所述送水管13，所述送水管13在朝向所述混合罐1延伸的方向上依次设置有所述输水泵14和所述第二阀门15。图1中在所述测试台30内部，所述输气管9的上端与所述送水管13的上端之间连通有三通阀，三通阀的出水端连通混合管29，所述混合管29贯穿所述测试台30并连通所述混合罐1的入口。所述混合罐1的入口位于其上端，所述混合罐1的出口位于其下端，并通过所述出液管16连通所述液力透平5的进液口，所述出液管16上设置有所述抽液泵17，用于将所述混合罐1内溶解有气体的混合液抽送至所述液力透平5。为了便于观察，所述支撑箱4设置为前后侧面没有封挡的空心长方体框架，所述液力透平5放置于所述支撑箱4内，所述测功机6在所述支撑箱4外与所述液力透平5对应设置，使得所述滑动管7的相对两端能够连接所述液力透平5的转子与所述测功机6的转轴，从而将所述液力透平5转子的动能传递至所述测功机6的转轴，使所述测功机6能够顺利测试所述液力透平5的能量回收效率。如图1、图2所示，所述振幅检测组件8设置于所述支撑箱4的右侧内壁，且套设所述滑动管7，则所述液力透平5的转子在含气混合液的作用下产生振动时，转子的振动带动与其连接的所述滑动管7同时同幅度振动，进而将振动传递至所述振幅检测组件8，从而所述振幅检测组件8检测出转子的振动幅度。在本实施例中，所述第一阀门12和所述第二阀门15均设置为电磁控制阀，从而更加精确地控制阀门的启闭时机。根据实际应用情况，所述第一阀门12和所述第二阀门15可以设置为满
足启闭条件的其他任意规格型号，也可以不设置测试台30，只要保证各部件之间的连接关系正确即可，所述振幅检测组件8可以为任意结构组合形式，只要能够监测其套设的所述滑动管7的振动幅度，也即能够监测所述液力透平5的转子的振动幅度即可，所述气罐2内可以储存适用于测试条件的任意气体。
53.图3为图1所示含气工况用液力透平5性能测试设备的振幅检测组件8的示意图；图4为图3所示振幅检测组件8的b处放大图。如图3、图4所示，可选地，所述振幅检测组件8包括固定环801、多个第一弹簧802、振动环803、多个滑动杆804、多个固定套805、多个电流传感器(未示出)和控制器(未示出)。所述固定环801与所述支撑箱4的内壁固定连接，所述固定环801的周向贯穿开设有多个通孔；多个所述第一弹簧802的第一端与所述固定环801的内壁固定连接；所述振动环803的外壁与每一所述第一弹簧802的第二端固定连接，所述振动环803的内壁套设所述滑动管7，并与所述滑动管7可转动连接；一个所述滑动杆804穿过一个所述通孔，并与所述固定环801可滑动连接，每一所述滑动杆804均与所述振动环803抵接，每一所述滑动杆804的外壁均固定有导电条806和电阻条807，所述导电条806和所述电阻条807通过导线连接；一个所述固定套805套设一个所述滑动杆804，与所述滑动杆804可滑动连接，并与所述固定环801固定连接，每一所述固定套805内壁均固定有第一导电块808和第二导电块809，所述第一导电块808与所述导电条806抵接，所述第二导电块809与所述电阻条807抵接；一个所述电流传感器监测流经一个所述电阻条807的电流值；所述控制器的输入端与每一所述电流传感器的输出端通信连接。此种设置，简化了所述振幅检测组件8的结构组成，便于安装及操作。
54.在本实施例中，如图3所示，所述固定环801与所述振动环803为同心圆环，所述固定环801的侧壁固定于所述支撑箱4的内壁，所述固定环801的内壁与所述振动环803的外壁之间周向均匀固定有四个所述第一弹簧802，所述振动环803套设所述滑动管7，使得所述滑动管7既能在所述液力透平5的转子的作用下相对所述振动环803转动，又能在随转子振动的同时带动所述振动环803同步振动。所述滑动杆804整体为圆柱杆，穿过所述固定环801上开设的所述通孔，下端设置为圆弧面，并与所述振动环803抵接，上端露出所述固定环801，每一所述滑动杆804的表面上均相对固定有所述导电条806和所述电阻条807，所述导电条806和所述电阻条807通过导线电连接。如图3、图4所示，每一所述滑动杆804在所述固定环801的外壁处均套设有固定于所述固定环801的固定套805，所述固定套805内壁固定有所述第一导电块808和第二导电块809，所述第一导电块808与所述导电条806抵接，所述第二导电块809与所述电阻条807抵接，所述第一导电块808和所述第二导电块809上分别连接有预接导线810，两根预接导线810分别用于连接外部电源。当所述预接导线810连接外部电源时，在所述预接导线810、所述第一导电块808、所述导电条806、所述电阻条807和所述第二导电块809之间形成电流回路，每一所述电流传感器均能监测到流经所述电阻条807的电流值，当所述液力透平5的转子在含气混合液的作用下产生振动，进而带动所述滑动管7和所述振动环803振动时，所述振动环803振动带动其振动方向上的所述滑动杆804在所述通孔内移动，所述滑动杆804移动带动其上固定的所述导电条806和所述电阻条807移动，所述电阻条807相对所述第二导电块809移动，则接入电流回路中的电阻值发生变化，所述电流传感器监测到的电流回路中的电流值发生变化，所述电流传感器将监测到的电流值实时传输至所述控制器，所述控制器根据电流值的变化能够计算出电流回路中电阻的变化，进而能
够获取所述电阻条807的移动距离，所述电阻条807的移动距离也就是所述滑动杆804被所述振动环803顶出的距离，也即对应所述液力透平5的转子的振动幅度。对应各所述电流传感器监测到的流经各所述电阻条807的电流值的变化，所述控制器将各电流值的变化均转化为所述液力透平5转子的振幅，并选取最大的振幅值作为该气体浓度工况下转子的振幅值。所述振动环803振动后，在所述第一弹簧802的弹性力作用下恢复至初始位置。所述控制器根据电流值的变化获取转子振幅的控制逻辑，根据现有的成熟算法即可实现，其具体工作原理在此不再赘述。在本实施例中，所述固定环801周向均匀开设有四个所述通孔，相应地，设置有四根所述滑动杆804，所述电阻条807的底端通过导线与所述导电条806电连接。根据实际应用情况，所述固定环801上开设所述通孔的数量及具体开设位置可以调整，相应地，所述滑动杆804的数量随之调整，所述电阻条807与所述导电条806通过导线电连接的位置可以调整，所述第一弹簧802的设置数量及在所述固定环801和所述振动环803上的具体固定位置可以调整。
55.可选地，所述振幅检测组件8还包括多个限位板811和多个第二弹簧812。一个所述限位板811与一个所述滑动杆804远离所述振动环803的一端连接；一个所述第二弹簧812套设一个所述滑动杆804，且所述第二弹簧812的相对两端分别与所述限位板811及所述固定套805固定连接。此种设置，初始状态时，所述滑动杆804能够在所述第二弹簧812作用下与所述振动环803紧密抵接，在所述振动环803随所述滑动管7及所述液力透平5转子振动并将所述滑动杆804顶出移动后，在所述第二弹簧812的弹性力作用下，所述滑动杆804可以自动恢复至初始位置，免去人工调节过程，可以连续测试不同含气浓度工况下所述液力透平5转子的振幅变化，有利于提高工作效率。
56.在本实施例中，如图3所示，每一所述滑动杆804远离所述振动环803的一端端部均固定有所述限位板811，所述第二弹簧812套设所述滑动杆804，相对两端分别与所述限位板811及所述固定套805固定连接。
57.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括密封管18和第一伸缩件19。所述密封管18的第一端套设所述出液管16，与所述出液管16可移动连接，所述密封管18的第二端贯穿所述支撑箱4，与所述支撑箱4可移动连接，并与所述液力透平5的进液口连通；所述第一伸缩件19的固定端固定于所述支撑箱4上，所述第一伸缩件19的活动端与所述密封管18连接，驱动所述密封管18沿所述出液管16移动。此种设置，在所述出液管16与所述液力透平5的进液口没有对齐，需要移动所述液力透平5时，无需拆卸所述出液管16，借助所述第一伸缩件19驱动所述密封管18沿所述出液管16向上移动，即可解除与所述液力透平5的连接关系，待移动所述液力透平5至合适位置后，再驱动所述密封管18向下移动并与所述液力透平5的进液口连通。
58.在本实施例中，所述密封管18的上端套设所述出液管16，下端贯穿所述支撑箱4，并与所述液力透平5的进液口连通，所述第一伸缩件19选用伸缩气缸，如图1所示，伸缩气缸的固定端与所述支撑箱4的顶部固定连接，所述密封管18的外壁固定有连接板，伸缩气缸的活动端，也即伸缩气缸的伸缩杆的自由端与连接板固定连接。需要移动所述液力透平5时，启动伸缩气缸，使伸缩气缸的伸缩杆向外伸出，从而带动与其连接的连接板及所述密封管18向上移动，脱离所述液力透平5；将所述液力透平5移动至合适位置后，启动伸缩气缸，使伸缩气缸的伸缩杆向内缩回，从而带动与其连接的连接板及所述密封管18向下移动，并重
新连通且压紧密封所述液力透平5的进液口。根据实际应用情况，所述第一伸缩件19可以采用任意伸缩结构，只要能够带动所述密封管18沿所述出液管16往复移动，从而连接或脱离所述液力透平5即可。
59.图5为图1所示含气工况用液力透平5性能测试设备的支撑箱4的内部结构侧视图。如图5所示，可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括滑道20、限位架21和滑块22。所述滑道20设置于所述支撑箱4的底侧内壁；所述液力透平5固定于所述限位架21上；所述滑块22与所述限位架21固定连接，并与所述滑道20可滑动连接。此种设置，在需要移动所述液力透平5时，借助所述滑块22在所述滑道20上的移动，可以轻松带动所述限位架21上的所述液力透平5移动，降低了劳动强度。
60.在本实施例中，如图1、图5所示，所述支撑箱4底侧内壁固定有两条所述滑道20，所述支撑箱4内设置有两个所述限位架21，两个所述限位架21将所述液力透平5固定在中间，每一所述限位架21底端均固定有所述滑块22，所述滑块22设置于所述滑道20上，并与所述滑道20可滑动连接。安装所述滑道20时，使所述液力透平5在垂直于所述滑道20的方向上严格对应上方的所述密封管18，则连接所述液力透平5与所述密封管18时，若无法对齐需要调整所述液力透平5位置时，只需借助所述滑块22与所述滑道20的配合，将所述液力透平5在沿所述滑道20的方向上进行位置微调即可。
61.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括第二伸缩件23，所述第二伸缩件23的固定端固定于所述支撑箱4的内壁，所述第二伸缩件23的活动端与所述限位架21固定连接。此种设置，可以借助所述第二伸缩件23对所述液力透平5的位置进行微调，避免手工调节存在较大误差。
62.在本实施例中，如图5所示，所述第二伸缩件23采用电动伸缩杆，电动伸缩杆的固定端固定于所述支撑箱4的内侧壁，电动伸缩杆的活动端与所述限位架21固定连接。需要调节所述液力透平5位置时，启动所述第一伸缩件19，驱动所述密封管18向上移动并脱离与所述液力透平5的连接，然后启动所述第二伸缩件23，驱动所述限位架21及与其连接的所述液力透平5、所述滑块22沿所述滑道20移动，直至所述液力透平5的进液口与上方的所述密封管18对齐。根据实际应用情况，所述第二伸缩件23可以采用任意伸缩结构，只要能够带动所述液力透平5沿所述滑道20往复移动即可。
63.可选地，所述滑动管7与所述液力透平5的转子及所述测功机6的转轴均通过键连接；所述滑动管7与所述振动环803可移动连接。采用键连接，简化了所述滑动管7与所述液力透平5的转子及所述测功机6的转轴之间的连接关系，且便于所述滑动管7快速插入所述振动环803内，便于组装及操作，且能够保证所述液力透平5的转子的振动可以稳定地带动所述振动环803在所述固定环801内晃动，进而保证其测试时的稳定性，同时，在需要移动所述液力透平5时，仅需将所述滑动管7向所述测功机6方向拉动，使所述滑动管7上的连接键24沿所述测功机6转轴表面的连接槽滑动，直至所述滑动管7脱离所述液力透平5即可，无需繁琐的拆卸，提高了工作效率。
64.在本实施例中，如图3所示，所述滑动管7的内壁固定有连接键24，相对应地，所述液力透平5的转子及所述测功机6的转轴表面均开设有匹配的连接槽，所述连接键24对应插入连接槽内，实现所述滑动管7与所述液力透平5的转子及所述测功机6的转轴之间的连接，且所述连接键24插入转子表面的连接槽时，所述滑动管7可相对所述振动环803移动。所述
滑动管7的外壁直径与所述振动环803的内壁直径相互匹配，所述滑动管7既可以沿所述振动环803往复直线移动，又可以相对所述振动环803转动，同时随转子振动时又可以将振动稳定地传递至所述振动环803。
65.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括挡板25和第三弹簧26。所述挡板25与所述滑动管7露出所述支撑箱4的外壁固定连接；所述第三弹簧26套设所述滑动管7，且相对两端分别与所述支撑箱4的外壁及所述挡板25固定连接。此种设置，在需要移动所述液力透平5位置时，便于通过拉动所述挡板25带动所述滑动管7沿所述振动环803内表面向所述测功机6方向移动，在解除所述滑动管7与所述液力透平5的转子之间的连接关系并移动所述液力透平5至合适位置后，释放对所述挡板25施加的外力，则在所述第三弹簧26的弹性力的作用下，所述挡板25及所述滑动管7朝向所述液力透平5方向移动，并使所述滑动管7重新插入所述振动环803内，所述滑动管7上的所述连接键24重新插入所述液力透平5的转子表面的连接槽内，实现所述滑动管7与转子的重新连接。
66.在本实施例中，如图1、图2所示，所述挡板25固定于所述滑动管7的周向，所述第三弹簧26的左端固定于所述支撑箱4的右侧外壁，右端固定于所述挡板25上。
67.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括增压泵27，所述增压泵27与所述混合罐1连通。设置所述增压泵27，可以增大所述混合罐1内的压力，从而提高气体在水中的溶解度。
68.在本实施例中，如图1所示，所述增压泵27设置于所述混合罐1的顶端。
69.可选地，所述含气工况用液力透平性能测试设备还包括压力表28，所述压力表28设置于所述混合罐1上。设置所述压力表28，可以实时监测所述混合罐1内的压力情况，防止压力过大带来安全风险。
70.在本实施例中，如图1所示，所述压力表28设置于所述混合罐1的顶端。
71.下面进一步介绍所述含气工况用液力透平性能测试设备的使用过程：
72.使用时，启动所述第一伸缩件19，驱动所述密封管18向上移动，解除与所述液力透平5的连接，拉动所述挡板25，带动所述滑动管7向所述测功机6方向移动，脱离与所述液力透平5转子之间的连接，启动所述第二伸缩件23，驱动所述限位架21带动所述液力透平5沿所述滑道20移动至所述密封管18正下方后，启动所述第一伸缩件19，驱动所述密封管18向下移动，重新与所述液力透平5的进液口连通，释放所述挡板25，所述滑动管7在所述第三弹簧26弹力作用下重新与所述液力透平5的转子连接。开启所述第二阀门15和所述输水泵14，将所述储水箱3内的一定量的水流通过所述送水管13输送至所述混合罐1，开启所述第一阀门12和所述输气泵10，将所述气罐2内的气流通过所述输气管9输送至所述混合罐1，并借助所述气体流量计11监测输送至所述混合罐1内的气体流量，在所述混合罐1内制备不同气体浓度的混合液，关闭所述第二阀门15、所述输水泵14、所述第一阀门12和所述输气泵10，通过启动所述增压泵27，可以增加所述混合罐1内的压强，以使得气体尽可能溶解在液体内，待所述混合罐1内的气体充分溶解于水中，此时，启动所述抽液泵17，将所述混合罐1内的混合液体经所述出液管16及所述密封管18抽取至所述液力透平5，从而带动液力透平5内的叶轮转动，叶轮转动进一步带动所述液力透平5的转子转动，转子转动带动与其连接的所述滑动管7转动，最终将动力传动给与所述滑动管7连接的所述测功机6，从而所述测功机6对所述液力透平5的能量回收效率进行测量。所述液力透平5的转子转动的同时，受到析出的气
体的影响，会产生不同程度的振动，进而带动所述滑动管7振动，所述滑动管7振动进一步带动所述振动环803振动，所述振动环803振动带动其振动方向上的所述滑动杆804在所述通孔内移动，所述滑动杆804移动带动其上固定的所述导电条806和所述电阻条807移动，所述电阻条807相对所述第二导电块809移动，则接入电流回路中的电阻值发生变化，所述电流传感器监测到的电流回路中的电流值发生变化，所述电流传感器将监测到的电流值实时传输至所述控制器，所述控制器根据电流值的变化能够计算出电流回路中电阻的变化，进而能够获取所述电阻条807的移动距离，所述电阻条807的移动距离也就是所述滑动杆804被所述振动环803顶出的距离，也即对应所述液力透平5的转子的振动幅度。
73.采用本发明含气工况用液力透平性能测试设备，在所述混合罐1内制备不同气体浓度的混合液，利用所述测功机6测试不同含气工况下所述液力透平5的能量回收效率，利用所述振幅检测组件8监测不同含气工况下所述液力透平5的转子的振动幅度变化，综合能量回收效率测试结果以及转子的振幅监测结果，能够对不同含气工况下液力透平的稳定性进行综合性测试，提高液力透平稳定性测试结果的可靠性。
74.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，包括：混合罐；气罐，所述气罐的出气口通过输气管与所述混合罐的入口连通，所述输气管上安装有输气泵、气体流量计和第一阀门；储水箱，所述储水箱的出水口通过送水管与所述混合罐的入口连通，所述送水管上安装有输水泵和第二阀门；支撑箱；液力透平，所述液力透平设置于所述支撑箱内，所述液力透平的进液口通过出液管与所述混合罐的出口连通，所述出液管上安装有抽液泵；测功机；滑动管，所述滑动管的第一端贯穿所述支撑箱，并与所述液力透平的转子连接，所述滑动管的第二端与所述测功机的转轴连接；振幅检测组件，所述振幅检测组件与所述支撑箱的内壁连接，且套设所述滑动管，用于监测所述液力透平的转子的振幅。2.根据权利要求1所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，所述振幅检测组件包括：固定环，所述固定环与所述支撑箱的内壁固定连接，所述固定环的周向贯穿开设有多个通孔；多个第一弹簧，多个所述第一弹簧的第一端与所述固定环的内壁固定连接；振动环，所述振动环的外壁与每一所述第一弹簧的第二端固定连接，所述振动环的内壁套设所述滑动管，并与所述滑动管可转动连接；多个滑动杆，一个所述滑动杆穿过一个所述通孔，并与所述固定环可滑动连接，每一所述滑动杆均与所述振动环抵接，每一所述滑动杆的外壁均固定有导电条和电阻条，所述导电条和所述电阻条通过导线连接；多个固定套，一个所述固定套套设一个所述滑动杆，与所述滑动杆可滑动连接，并与所述固定环固定连接，每一所述固定套内壁均固定有第一导电块和第二导电块，所述第一导电块与所述导电条抵接，所述第二导电块与所述电阻条抵接；多个电流传感器，一个所述电流传感器监测流经一个所述电阻条的电流值；控制器，所述控制器的输入端与每一所述电流传感器的输出端通信连接。3.根据权利要求2所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，所述振幅检测组件还包括：多个限位板，一个所述限位板与一个所述滑动杆远离所述振动环的一端连接；多个第二弹簧，一个所述第二弹簧套设一个所述滑动杆，且所述第二弹簧的相对两端分别与所述限位板及所述固定套固定连接。4.根据权利要求1-3任一项所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，还包括：密封管，所述密封管的第一端套设所述出液管，与所述出液管可移动连接，所述密封管的第二端贯穿所述支撑箱，与所述支撑箱可移动连接，并与所述液力透平的进液口连通；第一伸缩件，所述第一伸缩件的固定端固定于所述支撑箱上，所述第一伸缩件的活动
端与所述密封管连接，驱动所述密封管沿所述出液管移动。5.根据权利要求4所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，还包括：滑道，所述滑道设置于所述支撑箱的底侧内壁；限位架，所述液力透平固定于所述限位架上；滑块，所述滑块与所述限位架固定连接，并与所述滑道可滑动连接。6.根据权利要求5所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，还包括：第二伸缩件，所述第二伸缩件的固定端固定于所述支撑箱的内壁，所述第二伸缩件的活动端与所述限位架固定连接。7.根据权利要求5所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于：所述滑动管与所述液力透平的转子及所述测功机的转轴均通过键连接；所述滑动管与所述振动环可移动连接。8.根据权利要求7所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，还包括：挡板，所述挡板与所述滑动管露出所述支撑箱的外壁固定连接；第三弹簧，所述第三弹簧套设所述滑动管，且相对两端分别与所述支撑箱的外壁及所述挡板固定连接。9.根据权利要求1-3任一项所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，还包括：增压泵，所述增压泵与所述混合罐连通。10.根据权利要求1-3任一项所述的含气工况用液力透平性能测试设备，其特征在于，还包括：压力表，所述压力表设置于所述混合罐上。

技术总结
本发明提供一种含气工况用液力透平性能测试设备，包括：混合罐；气罐，其出气口通过输气管与混合罐的入口连通，输气管上安装有输气泵、气体流量计和第一阀门；储水箱，其出水口通过送水管与混合罐的入口连通，送水管上安装有输水泵和第二阀门；支撑箱；液力透平，设置于支撑箱内，其进液口通过出液管与混合罐的出口连通，出液管上安装有抽液泵；测功机；滑动管，其第一端贯穿支撑箱，并与液力透平的转子连接，其第二端与测功机的转轴连接；振幅检测组件，与支撑箱的内壁连接，且套设滑动管，用于监测液力透平的转子的振幅。采用本发明，综合能量回收效率测试结果以及转子的振幅监测结果，能够对不同含气工况下液力透平的稳定性进行综合性测试。合性测试。合性测试。


技术研发人员：闫国春 黄铭科 柴立平 巫建波 张军辉 宋全祝 徐春华 刘利妍
受保护的技术使用者：神华工程技术有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/21