矿用d型泵结构分析与水泵房布置论述_毕业设计论文.doc

华北科技学院毕业设计（论文）第 1 页 共 103 页毕业设计论文矿用 D 型泵结构分析与水泵房布置论述摘要：本设计论文是矿用多级泵结构设计与水泵房布置论述，利用 VRML 语言构建可视性的矿用多级泵模型是一个有较大独创性研究项目其建模过程即是对矿用多级泵的数字仿真，又是对矿用多级泵的工作原理和设计制造工艺的全面了解通过本次毕业设计掌握 VRML 语言的使用规律，并创建出矿用多级泵三维实体模型，以及其主要部件的三维实体模型，并通过编写程序实现模拟矿用多级泵的拆装过程，制作矿用多级泵拆装动画最终完成后，制作出一个三维的、交互式、可视化的矿用多级泵拆装并对泵房的布置的结构进行分析，制作出一个三维的泵房，展示了一个真实的泵房结构关键词：矿用多级泵；VRML；虚拟现实；泵房结构矿用 D 型泵结构分析与水泵房布置论述第 2 页 共 103 页Abstract：This paper is designed for mine multistage pumps water seal structure design and structure analysis, the use of VRML language construct visibility for multistage pumps model is a large original research project. The modeling process is for mine multistage pumps is the digital simulation for mine multistage pumps and, and, and, and the work principle and design manufacturing process fully understand. Through the graduation design master VRML language use law, and create mine multistage pumps three-dimensional entity model, and the main components of the three-dimensional entity model, and through the program for simulating the multistage pumps, tear open outfit process, make mine multistage pumps disassembling animation. After the completion of the final, produce a three dimensional, interactive and visualization of mine multistage pumps, tear open outfit. And the structure of the pumping station on the analysis, produce a three dimensional pumping station the paper discusses packing seal. Show a real pumping station structure.KeyWords：：Mine multistage pumps; VRML; Virtual reality; The pumping station structure analysis华北科技学院毕业设计（论文）第 3 页 共 103 页1 绪论1.1 离心泵概述1.1.1 离心泵工作原理在启动泵前，泵体及吸入管路内充满液体。

当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一起旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，动能也随之增加当液体进入泵壳后，液体以较高的压强沿排出口流出与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵内叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出离心泵之所以能够输送液体，主要靠离心力的作用，故称为离心泵1.1.2 离心泵的分类离心泵有根据不同结构和方式有多种分类：一、按工作叶轮数目来分类1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮2、多级泵.：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为 n 个叶轮产生的扬程之和二、按工作压力来分类1、低压泵：压力低于 100 米水柱；2、中压泵：压力在 100~650 米水柱之间；3、高压泵：压力高于 650 米水柱三、按叶轮进水方式来分类1、单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；2、双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起四、按泵壳结合缝形式来分类1、水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。

2、垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直五、按泵轴位置来分类1、卧式泵：泵轴位于水平位置2、立式泵：泵轴位于垂直位置矿用 D 型泵结构分析与水泵房布置论述第 4 页 共 103 页六、按叶轮出来的水引向压出室的方式分类1、蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳2、导叶泵：水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进入下一级或流入出口管平时我们说某台水泵属于多级泵，是指叶轮多少来讲的根据其它结构特征，它又有可能是卧式泵、垂直结合面泵、导叶式泵、高压泵、单面进水式泵等所以依据不同，叫法就不一样另外，根据用途也可进行分类，如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等1.1.3 离心泵的工作特点(1)水沿离心泵的流经方向是沿叶轮的轴向吸入，垂直于轴向流出，即进出水流方向互成 90°2)由于离心泵靠叶轮进口形成真空吸水，因此在起动前必须相泵内和吸水管内灌注引水，或用真空泵抽气，以排出空气形成真空，而且泵壳和吸水管路必须严格密封，不得漏气，否则形不成真空，也就吸不上水来3)由于叶轮进口不可能形成绝对真空，因此离心泵吸水高度不能超过 10 米，加上水流经吸水管路带来的沿程损失，实际允许安装高度(水泵轴线距吸入水面的高度)远小于 10 米。

如安装过高，则不吸水；此外，由于山区比平原大气压力低，因此同一台水泵在山区，特别是在高山区安装时，其安装高度应降低，否则也不能吸上水来1．2 矿用泵排水的研究背景与重要性众所周知，矿井有它一定的局限性，那便是地下作业在矿井建设和生产过程中，矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用矿用排水泵多用离心式多级泵，主要有以下优点：流量、扬程的范围大，并且流量和压力都很平稳，没有波动；效率较高；转数较高，可以与电动机直接相连；操作方便可靠，故障少，维修容易，易于实现自动化；于同一指标的往复泵相比，离心泵结构紧凑，体积小，重量轻，零部件少，制造方便，造价低，占地面积小设计出不同类型和不同结构尺寸的泵以及合理的布置泵站房，才能更好的使矿井的涌水及时、安全、经济地排出，因此设计工作也较繁重，在设计过程中，对设华北科技学院毕业设计（论文）第 5 页 共 103 页计结果的有效模拟和检验是提高设计工作效率的重要途径本次设计主要真对矿用D 型泵进行了结构分析1.3 虚拟现实造型语言（Virtual Reality Modeling Language）VRML 是虚拟现实造型语言（Virtual Reality Modeling Language）的简称，本质上是一种面向 WEB，面向对象的三维造型语言，而且它是一种解释性语言。

虚拟现实技术是许多相关学科领域交叉、集成的产物人们通过计算机运用虚拟现实技术对复杂数据进行可视化操作与交互，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃虚拟现实技术是一种能对现实场景实现有效模拟的技术，它是高度发展的计算机技术在各领域的广泛应用过程中的结晶，它不仅仅包括所说的图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能等计算机技术，还涉及了数学、物理等学科领域，甚至与气象学、美学、地理、生物、心理学及社会学科等相关此技术也不仅为采煤机的设计起到很好的辅助作用，也是为现有产品的展示和宣传的提供了很大的方便VRML 的应用领域相当广泛，大致有以下几个领域：娱乐、教台、训练、医学、设计、商业、简报、军事、太空、艺术、监控、科学视觉化、听觉评估、刑事调查和网络应用等国内最早开展此项技术试验的是西安虚拟现实工程技术研究中心北京航空航天大学计算机系也是国内最早研究 VR 的单位之一，它在 VR 视觉接口方面获得了一部分研究成果；北京大学设计了基于 PC 机的 VR 系统；清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫” ，采用了 QuickTime 技术，实现大全景 VR 制作；浙江大学 CADrevolve[1]=1;revolve[2]=1; #旋转轴为（1，1，1）revolve[3]=angle;angle+=0.1; #设置步进角度 0.1}“}ROUTE TouchS.isOver TO revolver.startRevolving #脚本输入路由ROUTE revolver.revolve TO cube.set_rotation #脚本输出路由其中，方块 cube 包含两个子节点，前者定义了它的形态（红色的单位立方体） ，后者把它定义成接触传感器。

注意，cube 的类型是 Transform 节点，它的 rotation 域是外露域，指定本组相对于上层坐标系的旋转值，这里指定的初始值是“1 1 1 0 ” ，其中前三个数值定义旋转轴，最后一个值定义旋转角由于它是外露域，因而可以通过入事件（名为 set_rotation）进行修改，下面定义的动态行为就是这样实现的Script 节点 revolver 的核心是内联的 ECMAScript 脚本函数它给定一个不断变化的旋转值当鼠标指针移动到方块之上时，接触传感器发出 isOver,和第一节中采用的 isActive 事件不同，isOver 只有在鼠标左钮按下时才会发出isOver 事件通过华北科技学院毕业设计（论文）第 57 页 共 103 页路由传递给脚本节点的事件入口 startRevolving,从而启动函数 startRevolving,函数将一个新的旋转值发往事件出口 revolve,这个旋转值通过路由进入 cube 的外露域rotation,修改了方块的旋转角，引起它的朝向变化鼠标指针在 cube 上面的每次方位变化都引起 isOver 事件发送一次，从而导致方块旋转一次。

2、时间传感器为了使方块能够连续旋转，需要引进等间隔连续发送的时间序列，这正是时间传感器的用武之地时间传感器随着时间推移不断产生事件，可用于多种目的，包括：a. 驱动连续性的仿真和动画b. 控制周期性的活动（如每分钟一次）c. 初始化单独事件，如报警钟下面是我们要用的时间传感器和修改后的路由关系：DEF ticker TimeSensor {cleInterval 0.1 #周期为 0.1 秒loop TRUE #自动循环为真enabled FALSE #开始为不启动}ROUTE TouchS.isOver TO ticker.set_enabled #多个路径传递事件ROUTE ticker.cycleTime TO revolver.startRevolvingROUTE revolver.revolve TO cube.set_rotation enabled 用于启用和停用时间传感器，开。