CN104990661A - 一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心泵叶片表面非定常压力测试方法和装置，通过在离心泵叶片表面需监测处打孔，将微型压力传感器埋进叶片内部，微型压力传感器的引线由叶片内部经过离心泵叶轮后盖板及空心泵轴引出，然后与固定在泵轴上的滑环相连，最后将滑环与外部信号调理与采集装置连接，以实现信号的传输与采集。

Description

一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置

技术领域

本发明属于水泵技术领域，尤其是一种能够实现离心泵叶片表面非定常压力测量的方法和装置。

背景技术

离心泵作为重要的能量转换和流体输送装置，广泛应用于国民经济的各部分以及航空航天等尖端技术领域。据统计，泵的耗电量约占全国总发电量的20.9％。因此，降低其能耗，提高运行安全和可靠性，具有巨大的经济效益，对提高我国工业发展水平具有重要意义。而离心泵内的叶片表面压力脉动是影响离心泵稳定高效运行的关键因素，当压力脉动的幅值过大或压力脉动的振荡频率与系统固有频率一致或接近时，会使泵的效率急剧下降，并引起泵系统及其设备强烈的振动和噪声，严重时还会损坏设备，造成巨大的经济损失。同时，叶片表面异常的压力脉动也会直接影响叶片的疲劳强度，使叶片的使用寿面大大降低。为此，人们提出了多种监测离心泵内部压力脉动的方案，如中国专利文献记载了一种离心泵压力监测总成【申请号：201410264462.4，公开号：CN103994064A】，用于测量泵腔内的压力，但是该方案是针对静止部件进行测量；一种振动叶片表面非定常压力测试系统及方法【申请号：201110122925.X，公开号：CN102288362A】，用于测量振动叶片表面的非定常压力，该方案能够测量非定常压力，但是只是针对振动叶片的，对旋转的离心泵叶片进行测量尚有困难；一种旋转体的压力测量方法【申请号：201210439265.2，公开号：CN102937502A】，介绍了一种旋转体的压力测量方法，该方案虽然针对旋转体进行测量，但是其将压力传感器固定旋转机械的转轴左右两侧，无法监测离心泵叶片表面压力状况。目前，针对离心泵内部非定常压力的研究主要集中在理论分析与数值模拟上，关于旋转的离心泵叶片表面非定常压力的监测很少出现。为此，本发明提出一种离心泵叶片表面压力测试方法及装置。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置，包括组合装配式叶片7、后盖板10、微型压力传感器5、中空的泵轴12、滑环13、信号调理与采集装置，所述叶片7上设置有若干个测压孔3与叶片导线孔4，所述测压孔3沿叶片的径向均匀分布，并且贯通叶片的压力面1与吸力面2；所述叶片导线孔4设置在叶片与后盖板连接的端面，并且其沿着叶片7的宽度方向延伸与测压孔3相通；所述后盖板10上设有导线槽8，所述导线槽8与叶片线型重合且沿后盖板10表面分布，并且所述导线槽8与所述叶片导线孔4相连通；所述泵轴12上设有径向孔9与轴向孔11，所述轴向孔11通过径向孔9与所述导线槽8连通；所述微型压力传感器5固定设置在所述测压孔3内，所述微型压力传感器5的引线依次通过叶片导线孔4、导线槽8、径向孔9与轴向孔11与所述信号调理与采集装置相连接。

进一步地，所述测压孔3的直径为0.5-1.0mm，所述叶片导线孔4的直径与导线槽8的宽度均为5mm。

进一步地，所述滑环13套接在所述泵轴12上，其导电介质为液态水银。

进一步地，所述测压孔3内的微型压力传感器5数量为2个，所述微型压力传感器5分别用于测量叶片压力面1与吸力面2的压力。

本发明的有益效果是：(1)通过本发明所涉及的微型传感器布置及其引线的走线方式，消除了因离心泵叶片及泵轴转动对叶片表面压力测量所造成的障碍，实现了离心泵叶片表面压力的动态测量；(2)本发明所涉及的离心泵叶片表面非定常压力测试装置具备精度高、分辨率高以及抗干扰能力强等优点，并且能够实现离心泵全工况下叶片表面压力的动态测量。

附图说明

图1为本发明的叶轮结构示意图。

图2为本发明的叶片表面测压孔及叶片导线孔的位置示意图。

图3为本发明的微型压力传感器埋设示意图。

图4为本发明的后盖板结构示意图。

图5为本发明的泵轴结构示意图。

附图标记说明如下：1-压力面、2-吸力面、3-测压孔、4-叶片导线孔、5-微型压力传感器、6-引线、7-叶片、8-后盖板导线槽、9-径向孔、10-后盖板、11-轴向孔、12-泵轴、13-滑环。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如附图1-2所示，组合装配式叶轮可拆卸的与后盖板连接，所述叶片7上设置有若干个测压孔3与叶片导线孔4，所述测压孔3沿叶片的径向均匀分布，并且贯通叶片的压力面1与吸力面2，测压孔直径为0.5-1.0mm。所述叶片导线孔4设置在叶片7与后盖板10连接的端面，并且其沿着叶片7的宽度方向延伸与测压孔3相通。

如附图4所示，组合式叶轮后盖板10上设有宽度为5mm的导线槽8，所述导线槽8与叶片线型重合且沿后盖板10表面分布，并且所述导线槽8延伸至与泵轴12的连接处，所述导线槽8与所述叶片导线孔4相连通。

如附图5所示所述泵轴12上设有径向孔9与轴向孔11，所述轴向孔11通过径向孔9与所述导线槽8连通。

如附图3所示，所述微型压力传感器5固定设置在所述测压孔3内，所述微型压力传感器5的引线依次通过叶片导线孔4、导线槽8、径向孔(9)与轴向孔11与所述信号调理与采集装置相连接。

采用液态水银为导电介质的水银滑环13，其结构紧凑，尺寸小、无磨损，可降低对转子动力学特性的影响。同时，水银滑环13接触电阻小，测量噪声低，可较大程度地保证输出信号不失真。

将离心泵叶片7与前后盖板10在对应位置进行装配，叶片7与后盖板10的结合面用密封胶密封保证叶片与流道之间的密封。将穿过叶轮后盖板的传感器引线装入泵轴12，引线一端与传感器引线相连，另一端与匹配电源线及显示装置相连。然后泵轴与匹配电机相连将离心泵叶轮与泵体、泵轴12进行装配，并将水银滑环13固定在中空泵轴12上。连接完成后，装置上电，启动信号调理与显示装置，当离心泵工作时，通过埋设在离心泵叶片表面的若干微型压力传感器测量离心泵叶片表面压力，通过信号调理与采集装置对信号进行采集。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置，包括组合装配式叶片(7)、后盖板(10)、微型压力传感器(5)、中空的泵轴(12)、滑环(13)、信号调理与采集装置，其特征在于，

所述叶片(7)上设置有若干个测压孔(3)与叶片导线孔(4)，所述测压孔(3)沿叶片的径向均匀分布，并且贯通叶片的压力面(1)与吸力面(2)；所述叶片导线孔(4)设置在叶片与后盖板连接的端面，并且其沿着叶片(7)的宽度方向延伸与测压孔(3)相通；

所述后盖板(10)上设有导线槽(8)，所述导线槽(8)与叶片线型重合且沿后盖板(10)表面分布，并且所述导线槽(8)与所述叶片导线孔(4)相连通；

所述泵轴(12)上设有径向孔(9)与轴向孔(11)，所述轴向孔(11)通过径向孔(9)与所述导线槽(8)连通；

所述微型压力传感器(5)固定设置在所述测压孔(3)内，所述微型压力传感器(5)的引线依次通过叶片导线孔(4)、导线槽(8)、径向孔(9)与轴向孔(11)与所述信号调理与采集装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置，其特征在于：所述测压孔(3)的直径为0.5-1.0mm，所述叶片导线孔(4)的直径与导线槽(8)的宽度均为5mm。

3.根据权利要求2所述的一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置，其特征在于：所述滑环(13)套接在所述泵轴(12)上，其导电介质为液态水银。

4.根据权利要求3所述的一种离心泵叶片表面非定常压力测试装置，其特征在于：所述测压孔(3)内的微型压力传感器(5)数量为2个，所述微型压力传感器(5)分别用于测量叶片压力面(1)与吸力面(2)的压力。