Экспериментальная установка для исследования характеристик насосов
Владельцы патента RU 2651924:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева" (ФГБОУ ВО "ОГУ имени И.С. Тургенева") (RU)
Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования. Экспериментальная установка для исследования характеристик центробежных насосов содержит станину, на которую установлен тестируемый насос с шлангом высокого давления на выходе. Установка включает контрольно-измерительную аппаратуру, содержащую расходомер и датчик давления, емкость с рабочей жидкостью, компьютер, подключенный через электронный преобразователь сигналов к расходомеру и датчику давления, которые размещены на шланге высокого давления, шлицевую муфту, соединяющую тестируемый насос с электродвигателем. На входе тестируемого насоса установлен шланг высокого давления с контрольно-измерительной аппаратурой, которая дополнительно содержит датчик температуры, связанный с емкостью через вентиль, соединенный с шаговым электродвигателем. Компьютер дополнительно связан через электронный преобразователь сигналов с датчиком температуры, частотным преобразователем, подключенным к асинхронному электродвигателю, и шаговым электродвигателем. Изобретение направлено на увеличение глубины и ширины исследований центробежных насосов за счет применения частотного управления скоростью вращением асинхронного электродвигателя и управления шаговым электродвигателем, регулирующим положение вентиля. 2 ил.
Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использовано в учебном процессе, при проведении лабораторных работ и практических занятий по общеинженерным дисциплинам в высших и средних специальных учебных заведениях.
В качестве прототипа данного технического решения выбран стенд для тестирования погружных центробежных насосов, включающий станину с каретками для установки тестируемого насоса с водоподводящей головкой на входе насоса и шлангом высокого давления на выходе, с контрольно-измерительной аппаратурой: расходомерами, тахометром, датчиком крутящего момента и датчиком давления, подкачивающий насос и емкости с рабочей жидкостью, отличающийся тем, что снабжен компьютером с программным обеспечением тестирования и принтером для распечатки рабочих характеристик насоса, и электронными преобразователями сигналов контрольно-измерительной аппаратуры, соединяющими компьютер с датчиками контрольно-измерительной аппаратуры, размещенными на водоподводящей головке и на шланге высокого давления, и электродвигателем главного привода, а водоподводящая головка - валом со шлицами и шлицевыми муфтами, соединяющими электродвигатель главного привода с тестируемым насосом, сообщенного своей полостью с полостью подкачивающего насоса (патент РФ №17346, МПК G01M 10/00, F04D 13/10, F15В 19/00, опубл. 27.03.2001 г.).
Недостатком данного экспериментального стенда является невозможность исследовать центробежные насосы с активным управлением скоростью вращения и разрежением в питающем трубопроводе.
Техническая задача, которую решает данное изобретение, - повышение уровней вариабельности управляющих факторов испытаний за счет управления скоростью вращения центробежного насоса и положением вентиля.
Поставленная задача достигается тем, что экспериментальная установка для исследования характеристик центробежных насосов содержит станину, на которую установлен тестируемый насос с шлангом высокого давления на выходе, с контрольно-измерительной аппаратурой, содержащей расходомер и датчик давления, емкость с рабочей жидкостью, компьютер, подключенный через электронный преобразователь сигналов к расходомеру и датчику давления контрольно-измерительной аппаратуры, которые размещены на шланге высокого давления, шлицевую муфту, соединяющую тестируемый насос с электродвигателем, согласно изобретению на входе тестируемого насоса дополнительно установлен шланг высокого давления с контрольно-измерительной аппаратурой, которая дополнительно содержит датчик температуры, связанный с емкостью через вентиль, соединенный с шаговым электродвигателем, при этом компьютер дополнительно связан через электронный преобразователь сигналов с датчиком температуры, частотным преобразователем, подключенным к асинхронному электродвигателю, и шаговым электродвигателем.
Технический результат применения данного устройства заключается в увеличение глубины и ширины исследований центробежных насосов за счет применения частотного управления скоростью вращением асинхронного электродвигателя и управления шаговым электродвигателем, регулирующим положение вентиля.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема экспериментальной установки для исследования характеристик насосов; на фиг. 2 изображена схема контрольно-измерительной аппаратуры.
Экспериментальная установка для исследования характеристик центробежных насосов (фиг. 1) содержит станину 1, на которой установлен тестируемый насос 2 с шлангом 3 высокого давления на входе и шлангом 4 высокого давления на выходе, контрольно-измерительную аппаратуру 5, емкость 6 с рабочей жидкостью, компьютер 7, электронный преобразователь 8 сигналов, шлицевую муфту 9, асинхронный электродвигатель 10, соединенный с частотным преобразователем 11, вентиль 12, соединенный с шаговым электродвигателем 13. Тестируемый насос 2 связан через шлицевую муфту 9 с асинхронным электродвигателем 10. Контрольно-измерительная аппаратура 5 размещена на шланге 3 и 4 высокого давления. Шланг 3 высокого давления связан с емкостью 6 через вентиль 12. Компьютер 7 связан через электронный преобразователь 8 сигналов с контрольно-измерительной аппаратурой 5, частотным преобразователем 11 и шаговым электродвигателем 13.
Контрольно-измерительная аппаратура (фиг. 2) состоит из последовательно установленных расходомера 14, датчика 15 давления и датчика 16 температуры, которые через электронный преобразователь 8 сигналов связаны с компьютером 7.
Экспериментальная установка работает следующим образом.
В начальный промежуток времени испытуемый центробежный насос 2 остановлен, а вентиль 12 полностью открыт. В соответствии с параметрами испытаний компьютер 7 через электронный преобразователь 8 сигналов подает управляющие сигналы на частотный преобразователь 11, который регулирует скорость вращения асинхронного двигателя 10, приводящего в движение через шлицевую муфту 9 испытуемый насос 2, и на шаговый электродвигатель 13, который регулирует угол поворота вентиля 12, тем самым регулируя разрежение в шланге 3 высокого давления. Информация с расходомеров 14, датчиков 15 давления и датчиков 16 температуры через электронный преобразователь 8 сигналов поступает на компьютер 7.
Испытание считается законченным после полной остановки испытуемого насоса 2 и полного открытия вентиля 12.
Экспериментальная установка для исследования характеристик центробежных насосов, содержащая станину, на которой установлен тестируемый насос с шлангом высокого давления на выходе, с контрольно-измерительной аппаратурой, содержащей расходомер и датчик давления, емкость с рабочей жидкостью, компьютер, подключенный через электронный преобразователь сигналов к расходомеру и датчику давления контрольно-измерительной аппаратуры, которые размещены на шланге высокого давления, шлицевую муфту, соединяющую тестируемый насос с электродвигателем, отличающаяся тем, что на входе тестируемого насоса дополнительно установлен шланг высокого давления с контрольно-измерительной аппаратурой, которая дополнительно содержит датчик температуры, связанный с емкостью через вентиль, соединенный с шаговым электродвигателем, при этом компьютер дополнительно связан через электронный преобразователь сигналов с датчиком температуры, частотным преобразователем, подключенным к асинхронному электродвигателю, и шаговым электродвигателем.
