CN103629122B - 一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，包括：将水箱（2）固定在含有振动保持装置的激振台（3）上，并通过水箱（2）进出口管道灵活连接装置（7）安装在离心泵系统管路中，激振台（3）通过固定导柱（9）与起平衡振动作用的弹簧（10）相对固定地安装在底座（1）上。调频式检测台实现了激振台的主动振动，可检测离心泵内部发生空化不稳定流动引起的泵系统管路产生强烈振动的特性，从而对离心泵的性能及故障诊断进行深入分析。本发明可应用于检测离心泵空化发生、发展以及空化严重时产生的不同振动特性，可全面了解离心泵运行状态及其性能，从而指导离心泵运行，同时对离心泵空化状态诊断实现主动控制。

Description

一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台

技术领域

本发明涉及一种离心泵空化产生的振动频率特性的调节装置，特别是涉及一种检测离心泵故障运行的检测台。

背景技术

离心泵广泛应用于航空航天，石油、化工、水利等重要的国民经济领域，具有结构简单、性能可靠和维修方便等优点。泵在偏离设计工况下运行时，特别是小流量工况运行时，离心泵进口容易产生回流，回流漩涡中心的压力极低，并容易在吸水管路中出现低压区，而低压区会导致空化产生，严重时会有诱发离心泵及其管路系统发生低频压力脉动，产生强烈机械振动，消耗能量，降低泵的运行可靠性和工作性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，避免离心泵在非设计工况下产生的回流，空化等流动不稳定性引起的工作不稳定，性能差，以及离心泵管路系统振动等上述诸多问题，以提高离心泵管路系统工作的稳定性和工作性能。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，主要由底座（1）、一个水箱（2），一个包含振动平衡机构的激振台（3）和包含一个频率调节装置的测控系统（4）组成，其特征在于：将具有调节泵进口压力实现空化试验功能的水箱（2）安装在具有振动平衡机构的激振台（3）上，且将激振台（3）相对固定安装在底座（1）上。

所述的激振台（3）含有振动平衡机构（5），振动平衡机构（5）是在长方形振动板（8）两端的下工作面上与加速度传感器（9）和振动平衡架（10）依次固定连接。

所述的具有实现离心泵空化实验功能的水箱（2）的顶部安装了进口压力的调节阀门（6），并在水箱（2）的左上侧、右下侧分别安装了进口、出口管道灵活连接装置（7）。

所述的水箱（2）可通过其进出口管道灵活连接装置分别能固定安装在含有离心泵的管道系统的管路中。

所述的振动平衡机构（5）是在长方形振动板（8）两端的下工作面上分别与加速度传感器（9）和振动平衡架（10）固定连接，四根固定导柱（11）分别固定在左右两个振动平衡架（10）的两端，振动平衡架（10）上的两根固定导柱（11）之间的下工作面上与滚柱轴承（16）的外环相接触，且四根固定导柱（11）的另一端固定在底座（1）上，四根固定导柱（11）的外侧上分别是起平衡振动与使振动板（8）回位作用的四个弹簧（12），弹簧（12）的一端固定在振动平衡架（10）上，另一端固定在底座（1）上，四个弹簧（12）位于四根固定导柱（11）的外侧。

所述的测控系统（4）含有一个频率调节装置，由计算机、变频器（13）和交流电机（14）组成，计算机与变频器（13）、变频器（13）和交流电机（14）之间是电线连接，交流电机（14）的一端的输出轴通过联轴器（16）连接至滚柱轴承（15）上。

本发明具有有益效果。本发明利用变频器控制三相交流异步交流电机输出不同的稳定转速，实现激振台的主动振动。通过设定变频器的工作模式，可以控制激振台，同时还可以实现对振动台的振动频率进行任意控制，通过对时间参数的设定，可以实现对振动时间的控制。本发明测控系统控制频率调节装置输出不同的频率，使得水箱输入不同的振动频率，来模拟离心泵实际空化运行时管路输入的振动特性，从而使新系统为水箱提供的振动更符合现实情况，使得到的结果更能真实地反映离心泵空化引起的振动特性，从而对离心泵性能分析与故障诊断进行深入分析。同时并为实现离心泵内部空化主动控制的研究提供借鉴。

附图说明

图1是实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台的总体结构示意图。

图2是实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台的频率测控系统的频率调节装置的结构原理示意图。

图中：1底座，2水箱，3激振台，4测控系统，5振动平衡机构，6阀门，7管道灵活连接装置，8长方形振动板，9加速度传感器，10振动平衡架，11固定导柱，12弹簧，13变频器，14交流电机，15滚柱轴承，16联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步详细说明。

如图1所示，为本发明为实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，从安装位置上可分为安装在底坑内地基上的主机部分，这部分的工作面和地平面共面，便于水箱的固定安放。另一工作部分就是测控部分，安装在便于操作与观察测试的位置，其主要解决数据采集，分析处理和指令发布。安装在地基上的主机部分是激振台，这部分是振动源，是为试验提供模拟实际离心泵空化时管路的输入特性，提供按要求的变频振动源，从而对离心泵空化运行进行深入的性能分析与故障诊断。

为了使激振台输出可控制的变化的频率，使振动平衡架与激振台和一个频率调节装置连接起来。如图2所示，所述的频率调节装置是由计算机、变频器和在一输出轴上的交流电机组成，计算机与变频器，变频器与交流电机是电线连接。计算机与变频器安装在容纳测控系统的测控柜里，交流电机安装在底座上，使得交流电机的另一输出轴通过联轴器与滚柱轴承连接。这样操作者可通过计算机向变频器发出指令，变频器接收指令后分析处理，调频后向交流电机提供电源，使得交流电机在新的频率工况下工作。将加速度传感器与测控系统连接，将水箱通过其进出口管道灵活连接装用管路与测控系统连接起来。一套完整的可实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台实施完成。

实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台（以下简称检测台）工作过程：开启检测台测控系统的电源，启动计算机。通过调节水箱进口压力阀门使离心泵内部未发生空化，此时泵管路系统存在一定的振动频率，并通过管路输入水箱。此时，检测台处于检测状态。当调节水箱阀门使得进口压力降低当离心泵内部空化时，由于水箱自身重力及回位弹簧的作用，振动板带动加速度传感器、振动平衡架下降至一定距离，使振动平衡架与滚柱轴承的外环相互接触。通过频率调节装置给三相异步交流电机设定一个固定的转动频率。三相异步交流电机通过联轴器带动滚柱轴承旋转，在振动平衡架的限制下，振动板会产生垂直方向的振动，使得水箱产生受迫振动，当三相异步交流电机的转速达到程序设定的频率且稳定后，此时水箱会产生共振，检测台的测控部分通过加速度传感器所采集的空化与未空化水箱共振速度并绘制相应的振动曲线来判别离心泵的空化发展状态。

频率调节装置的工作原理：计算机控制变频器输出不通的电源频率，则三相异步交流电机按照变频器输出的电源频率转动，即实现了调节激振台的振动频率的调节。

Claims (5)

1.一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，主要由底座（1）、一个水箱（2），一个包含振动平衡机构的激振台（3）和包含一个频率调节装置的测控系统（4）组成，其特征在于：将具有调节泵进口压力实现空化试验功能的水箱（2）安装在具有振动平衡机构的激振台（3）上，且将激振台（3）相对固定安装在底座（1）上；所述的振动平衡机构（5）是在长方形振动板（8）两端的下工作面上分别与加速度传感器（9）和振动平衡架（10）固定连接，四根固定导柱（11）分别固定在左右两个振动平衡架（10）的两端，振动平衡架（10）上的两根固定导柱（11）之间的下工作面上与滚柱轴承（15）的外环相接触，且四根固定导柱（11）的另一端固定在底座（1）上，四根固定导柱（11）的外侧上分别是起平衡振动与使振动板（8）回位作用的四个弹簧（12），弹簧（12）的一端固定在振动平衡架（10）上，另一端固定在底座（1）上，四个弹簧（12）位于四根固定导柱（11）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，其特征在于：所述的激振台（3）含有振动平衡机构（5），振动平衡机构（5）是在长方形振动板（8）两端的下工作面上与加速度传感器（9）和振动平衡架（10）依次固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，其特征在于：所述的具有实现离心泵空化实验功能的水箱（2）的顶部安装了进口压力的调节阀门（6），并在水箱（2）的左上侧、右下侧分别安装了进口、出口管道灵活连接装置（7）。

4.根据权利要求1所述的一种实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，其特征在于：所述的水箱（2）可通过其进出口管道灵活连接装置分别能固定安装在含有离心泵的管道系统的管路中。

5.根据权利要求1所述的实现离心泵内部空化振动频率主动控制的检测台，其特征在于：所述的测控系统（4）含有一个频率调节装置，由计算机、变频器（13）和交流电机（14）组成，计算机与变频器（13）、变频器（13）和交流电机（14）之间是电线连接，交流电机（14）的一端的输出轴通过联轴器（16）连接至滚柱轴承（15）上。