CN106894982B - 泵性能测试自组装实验装置及其实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泵性能测试自组装实验装置，包括水箱、第一水泵、第二水泵、真空表、入口压力变送器、功率传感器、控制器，水箱由隔板分隔成水泵室与回水室，第一水泵与第二水泵的进水口分别与竖直插入水泵室的进水管连接、出水口分别经出水支管连接至出水总管，出水总管与回水室连通，进水管上均设有入口控制阀，进水管的底端均设有单向阀、顶端均设有灌水装置和灌水阀，出水总管上依次设有排气阀、出口压力变送器、涡轮流量计、出口流量调节阀，出口压力变送器经支管与出水总管连接，排气阀连接于出口压力变送器下方支管上，第一水泵的出水支管设有第一水路切换阀门，第二水泵的出水支管设有第二水路切换阀门，回水室内设有温度计，结构简单。

Description

泵性能测试自组装实验装置及其实验方法

技术领域

本发明涉及一种泵性能测试自组装实验装置及其实验方法。

背景技术

化工原理实验是化工和近化工相关专业的专业基础必修课，属于工程实验范畴，具有显著的工程特点。每个实验项目都相当于化工生产中的一个单元操作，通过实验能建立起一定的工程概念，而泵的性能测试实验是该课程教学中重要的环节之一。为了使学生进一步学习泵性能测试实验设备的设计原理、实验方案的设计、实验器材的选择、实验装置的安装、调试等能力，本案由此产生。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种泵性能测试自组装实验装置及其实验方法，不仅结构简单，而且便捷高效。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种泵性能测试自组装实验装置，包括水箱、第一水泵、第二水泵、真空表、入口压力变送器、功率传感器、出口压力变送器、涡轮流量计、控制器，所述水箱由隔板分隔成水泵室与回水室，第一水泵与第二水泵的进水口分别与竖直插入水泵室的进水管连接，第一水泵与第二水泵的出水口分别经出水支管连接至出水总管，出水总管与回水室连通，进水管上均设有入口控制阀，所述进水管的底端均设有单向阀、顶端均设有灌水装置和灌水阀，真空表经支管连接于第一水泵的灌水阀下方进水管上，入口压力变送器经支管连接于第二水泵的灌水阀下方进水管上，出水总管上沿着流体流动方向依次设有排气阀、出口压力变送器、涡轮流量计、出口流量调节阀，其中出口压力变送器经支管与出水总管连接，排气阀连接于出口压力变送器下方支管上，第一水泵的出水支管上设有第一水路切换阀门，第二水泵的出水支管上设有第二水路切换阀门，回水室内设有温度计。

优选的，所述第一水泵与第二水泵均电性连接有功率传感器，所述第一水泵、第二水泵、真空表、入口压力变送器、功率传感器、出口压力变送器、涡轮流量计均与控制器电性连接。

优选的，所述控制器设置在电控箱内，所述电控箱上还设置有与控制器电性连接的变频器、流量显示仪表、转速显示仪表、压力显示仪表、功率显示仪表。

优选的，所述隔板竖直设置，所述隔板的底部与水箱的内底部之间设有连通水泵室与回水室的通口。

优选的，所述第一水泵的入口控制阀与真空表之间的进水管上还经一水管与第二水泵的出水支管连通，水管上设置有第三水路切换阀门。

优选的，泵性能测试自组装实验装置各部件经可拆卸的卡箍卡盘进行连接定位，便于自由拆装和组装。

一种泵性能测试自组装实验装置的实验方法，按以下步骤进行：

（1）泵特性曲线测试：选取第一水泵，在关闭出口流量调节阀的情况下，先打开灌水阀进行罐泵，然后打开电源开关，启动第一水泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点；通过出口流量调节阀控制水流量的变化，测试不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵特性曲线；

（2）管路特性曲线：在完成泵特性曲线测试之后，保持实验装置不变，将出口流量调节阀开至最大，按电机频率分布实验测试点，分别读取不同电机频率下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速和电机频率的值，所测试的数据经过数据处理即可获得管路特性曲线；调节出口流量调节阀的开度时，可以测试出不同出口流量调节阀开度下的管路特性曲线；

（3）不同转速下流量与扬程关系曲线：在完成泵特性曲线测试之后，保持实验装置不变，将电机频率下调到一预定值，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，测试不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，将所测试的数据经过数据处理即可获得该转速下的流量与扬程关系曲线，同理可以测试出不同转速下的流量与扬程关系曲线；

（4）泵串联特性曲线：选取第一水泵与第二水泵，将第一水泵的入口控制阀、第二水路切换阀门关闭，第三水路切换阀门与第一水路切换阀门打开，在关闭出口流量调节阀的情况下，先灌泵，然后打开电源开关，启动泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，分别读取不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵串联特性曲线；

（5）泵并联特性曲线：选取第一水泵与第二水泵，将水管上的第三水路切换阀门关闭，第一水路切换阀门与第二水路切换阀门打开，在关闭出口流量调节阀的情况下，先灌泵，然后打开电源开关，启动泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，分别读取不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵并联特性曲线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该泵性能测试自组装实验装置的结构简单，设计合理，学生可以通过该装置进行实验部件的选择、安装、调试，通过该实验装置测试出不同工况下的各种泵特性曲线，为学生的探究学习提供了更为灵活的硬件条件。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的构造示意图。

图2为本发明实施例中水箱的俯视图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~2所示，一种泵性能测试自组装实验装置，包括第一水泵1、第二水泵2、水箱3、真空表4、入口压力变送器5、功率传感器6、出口压力变送器、涡轮流量计、控制器，所述水箱由隔板8分隔成水泵室9与回水室10，第一水泵与第二水泵的进水口分别与竖直插入水泵室的进水管11连接，第一水泵与第二水泵的出水口分别经出水支管12连接至出水总管13，出水总管与回水室连通，进水管上均设有入口控制阀14，所述进水管的底端均设有单向阀15、顶端均设有灌水装置16和灌水阀17，真空表经支管18连接于第一水泵的灌水阀下方进水管上，入口压力变送器经支管连接于第二水泵的灌水阀下方进水管上，出水总管上沿着流体流动方向依次设有排气阀19、出口压力变送器20、涡轮流量计21、出口流量调节阀22，其中出口压力变送器经支管与出水总管连接，排气阀连接于出口压力变送器下方支管上，排气阀用于排出测压点的气体，使压力准确稳定，第一水泵的出水支管上设有第一水路切换阀门23，第二水泵的出水支管上设有第二水路切换阀门30，回水室内设有温度计24。

在本发明实施例中，第一水泵、第二水泵为离心泵或旋涡泵，水泵可以安装在水箱液面以上，也可以安装在水箱液面以下。

在本发明实施例中，灌水装置可以为用于盛装水的储水罐体，或直接接自来水管。

在本发明实施例中，所述第一水泵与第二水泵均电性连接有功率传感器，所述第一水泵、第二水泵、真空表、入口压力变送器、功率传感器、出口压力变送器、涡轮流量计均与控制器电性连接。

在本发明实施例中，所述控制器设置在电控箱25内，所述电控箱上还设置有与控制器电性连接的变频器26、流量显示仪表27、转速显示仪表28、压力显示仪表、功率显示仪表、电源开关等；本实施例中的测试仪表还包括转速传感器、温度传感器。

在本发明实施例中，所述隔板竖直设置，所述隔板的底部与水箱的内底部之间设有连通水泵室与回水室的通口29，水箱为方形，隔板的目的是降低回水室的水流对水泵室的扰动，使水泵室的水流保持相对平稳。

在本发明实施例中，所述第一水泵的入口控制阀与真空表之间的进水管上还经一水管7与第二水泵的出水支管连通，水管上设置有第三水路切换阀门31。

在本发明实施例中，泵性能测试自组装实验装置各部件经可拆卸的卡箍卡盘进行连接定位，便于自由拆装和组装。

一种泵性能测试自组装实验装置的实验方法，按以下步骤进行：

（1）泵特性曲线测试：选取第一水泵，在关闭出口流量调节阀的情况下，先打开灌水阀进行罐泵，然后打开电源开关，启动第一水泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点；通过出口流量调节阀控制水流量的变化，测试不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵特性曲线；

（2）管路特性曲线：在完成泵特性曲线测试之后，保持实验装置不变，将出口流量调节阀开至最大，按电机频率分布实验测试点，分别读取不同电机频率下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速和电机频率的值，所测试的数据经过数据处理即可获得管路特性曲线；调节出口流量调节阀的开度时，可以测试出不同出口流量调节阀开度下的管路特性曲线；

（3）不同转速下流量与扬程关系曲线：在完成泵特性曲线测试之后，保持实验装置不变，将电机频率下调到一预定值，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，测试不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，将所测试的数据经过数据处理即可获得该转速下的流量与扬程关系曲线，同理可以测试出不同转速下的流量与扬程关系曲线；

（4）泵串联特性曲线：选取第一水泵与第二水泵，将第一水泵的入口控制阀、第二水路切换阀门关闭，第三水路切换阀门与第一水路切换阀门打开，在关闭出口流量调节阀的情况下，先灌泵，然后打开电源开关，启动泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，分别读取不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵串联特性曲线；

（5）泵并联特性曲线：选取第一水泵与第二水泵，将水管上的第三水路切换阀门关闭，第一水路切换阀门与第二水路切换阀门打开，在关闭出口流量调节阀的情况下，先灌泵，然后打开电源开关，启动泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，分别读取不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵并联特性曲线。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的泵性能测试自组装实验装置及其实验方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种泵性能测试自组装实验装置，其特征在于：包括水箱、第一水泵、第二水泵、真空表、入口压力变送器、功率传感器、出口压力变送器、涡轮流量计、控制器，所述水箱由隔板分隔成水泵室与回水室，第一水泵与第二水泵的进水口分别与竖直插入水泵室的进水管连接，第一水泵与第二水泵的出水口分别经出水支管连接至出水总管，出水总管与回水室连通，进水管上均设有入口控制阀，所述进水管的底端均设有单向阀、顶端均设有灌水装置和灌水阀，真空表经支管连接于第一水泵的灌水阀下方进水管上，入口压力变送器经支管连接于第二水泵的灌水阀下方进水管上，出水总管上沿着流体流动方向依次设有排气阀、出口压力变送器、涡轮流量计、出口流量调节阀，其中出口压力变送器经支管与出水总管连接，排气阀连接于出口压力变送器下方支管上，第一水泵的出水支管上设有第一水路切换阀门，第二水泵的出水支管上设有第二水路切换阀门，回水室内设有温度计。

2.根据权利要求1所述的泵性能测试自组装实验装置，其特征在于：所述第一水泵与第二水泵均电性连接有功率传感器，所述第一水泵、第二水泵、真空表、入口压力变送器、功率传感器、出口压力变送器、涡轮流量计均与控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的泵性能测试自组装实验装置，其特征在于：所述控制器设置在电控箱内，所述电控箱上还设置有与控制器电性连接的变频器、流量显示仪表、转速显示仪表、压力显示仪表、功率显示仪表。

4.根据权利要求1所述的泵性能测试自组装实验装置，其特征在于：所述隔板竖直设置，所述隔板的底部与水箱的内底部之间设有连通水泵室与回水室的通口。

5.根据权利要求1所述的泵性能测试自组装实验装置，其特征在于：所述第一水泵的入口控制阀与真空表之间的进水管上还经一水管与第二水泵的出水支管连通，水管上设置有第三水路切换阀门。

6.根据权利要求1所述的泵性能测试自组装实验装置，其特征在于：泵性能测试自组装实验装置各部件经可拆卸的卡箍卡盘进行连接定位，便于自由拆装和组装。

7.一种泵性能测试自组装实验装置的实验方法，其特征在于，采用如权利要求1-6所述的任一种泵性能测试自组装实验装置，并按以下步骤进行：

（1）泵特性曲线测试：选取第一水泵，在关闭出口流量调节阀的情况下，先打开灌水阀进行罐泵，然后打开电源开关，启动第一水泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点；通过出口流量调节阀控制水流量的变化，测试不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵特性曲线；

（2）管路特性曲线：在完成泵特性曲线测试之后，保持实验装置不变，将出口流量调节阀开至最大，按电机频率分布实验测试点，分别读取不同电机频率下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速和电机频率的值，所测试的数据经过数据处理即可获得管路特性曲线；调节出口流量调节阀的开度时，可以测试出不同出口流量调节阀开度下的管路特性曲线；

（3）不同转速下流量与扬程关系曲线：在完成泵特性曲线测试之后，保持实验装置不变，将电机频率下调到一预定值，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，测试不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，将所测试的数据经过数据处理即可获得该转速下的流量与扬程关系曲线，同理可以测试出不同转速下的流量与扬程关系曲线；

（4）泵串联特性曲线：选取第一水泵与第二水泵，将第一水泵的入口控制阀、第二水路切换阀门关闭，第三水路切换阀门与第一水路切换阀门打开，在关闭出口流量调节阀的情况下，先灌泵，然后打开电源开关，启动泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，分别读取不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵串联特性曲线；

（5）泵并联特性曲线：选取第一水泵与第二水泵，将水管上的第三水路切换阀门关闭，第一水路切换阀门与第二水路切换阀门打开，在关闭出口流量调节阀的情况下，先灌泵，然后打开电源开关，启动泵，用出口流量调节阀将流量调节至最大，观察最大流量范围，据此确定合理的实验布点，通过出口流量调节阀控制水流量的变化，分别读取不同流量下的流量、入口真空度、出口压力、温度、电机功率、转速的值，所测试的数据经过数据处理即可获得泵并联特性曲线。