CN107387408B - 一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台 - Google Patents

一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台 Download PDF

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    • F04C2270/86—Detection

Abstract

本发明公开了一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台，包括固液混合部、进出导流结构、供气部和控制部；所述固液混合部包括第一电机、减速器、外壳体、内壳体、螺旋叶片、导流部、搅拌杆、第二电机、螺杆、底座；所述进出导流结构包括气孔板、气道、固液进道和气固液出道；所述供气部包括气泵和气阀；所述控制部包括电机驱动器和控制器。本发明能够模拟实际工况的固液气及流速状态，通过控制器对电机、气泵、气阀的控制，自动调整以匹配实际工况，从而可实现弹性体凸轮泵的固气液一体模拟测试。

Description

一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台
【技术领域】
本发明涉及弹性凸轮泵的技术领域，特别是一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台的技术领域。
【背景技术】
弹性体凸轮泵技术始于90年代德国。其技术特点堪称完美，其转子是采用螺旋三叶片特种橡胶全包覆的，具有较高的真空度及超强抗耐磨、耐腐蚀性，被军工、石油开采等领域广泛运用。
弹性体凸轮泵采用两个同步运转的转子，转子在主副轴带动下，进行同步反方向旋转，使泵的容积产生变化，转子与泵壳之间采用无间隙设计，转子不断转动，将介质由吸入端推送至出口端。弹性体凸轮泵广泛应用于市政强排，工程抢险，污水提升，污泥输送，真空排放，粪污干输，野外消防，清仓卸污，油品输送，油田检修，浆料传输，乳粉混输等领域。弹性体凸轮泵结构完全对称，输送方向可逆。只需改变驱动方向，正传抽吸、反转可冲洗。
油气混输属于世界性难题，其含沙量、含水、含气变化大，现阶段急需一种可以完全解决固气液一体模拟测试装置。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台，能够模拟实际工况的固液气及流速状态，通过控制器对电机、气泵、气阀的控制，自动调整以匹配实际工况，从而可实现弹性体凸轮泵的固气液一体模拟测试。本发明中的工况与电机、气泵、气阀的控制及注入的固液浓度的对应关系，可以通过去除泵后的实验获得。
为实现上述目的，本发明提出了一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台，包括固液混合部、进出导流结构、供气部和控制部；所述固液混合部包括第一电机、减速器、外壳体、内壳体、螺旋叶片、导流部、搅拌杆、第二电机、螺杆、底座；所述进出导流结构包括气孔板、气道、固液进道和气固液出道；所述供气部包括气泵和气阀；所述控制部包括电机驱动器和控制器；所述底座上设有外壳体，外壳体上端内部设有内壳体；所述外壳体上端设有减速器，减速器上机械连接有第一电机，减速器下端机械连接有搅拌杆，搅拌杆上设有螺旋叶片；所述外壳体与内壳体之间设有导流部；所述内壳体底部横向设有螺杆，螺杆一端连接有第二电机；所述螺杆中部通过导管连接固液进道，固液进道右侧设有气孔板，气孔板上端设有气道；所述固液进道右端连接弹性体凸轮泵后连接气固液出道；所述气道上端设有气阀，气阀后端设有气泵；所述控制器与电机驱动器、气泵、气阀均电性连接；所述电机驱动器与第一电机或第二电机电性连接；所述第一电机、第二电机为步进电机或伺服电机，所述电机驱动器为步进电机驱动器或伺服电机驱动器；所述螺杆包括橡胶层、金属内芯和键槽，金属内芯外侧套有橡胶层，金属内芯内壁上开有键槽；所述气孔板上开有若干气孔，所述气孔为圆形通孔；所述控制器为PLC控制器，控制器内置控制程序。
本发明的有益效果：本发明能够模拟实际工况的固液气及流速状态，通过控制器对电机、气泵、气阀的控制，自动调整以匹配实际工况，从而可实现弹性体凸轮泵的固气液一体模拟测试。本发明中的工况与电机、气泵、气阀的控制及注入的固液浓度的对应关系，可以通过去除泵后的实验获得。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台的平台固液混合部剖面图；
图2是本发明图1的C处放大图；
图3是本发明一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台的螺杆剖面图；
图4是本发明一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台的泵安装及导流结构的示意图；
图5是本发明一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台的无泵时的进出道示意图；
图6是本发明一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台的控制原理图。
图中：1-第一电机、2-减速器、3-外壳体、4-内壳体、5-螺旋叶片、6-导流部、7-搅拌杆、8-第二电机、9-螺杆、10-底座、11-橡胶层、12-金属内芯、13-键槽、14-气孔板、15-气道、16-弹性体凸轮泵、17-固液进道、18-气固液出道、19-电机驱动器、20-控制器、21-气泵、22-气阀。
【具体实施方式】
参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，本发明，包括固液混合部、进出导流结构、供气部和控制部；所述固液混合部包括第一电机1、减速器2、外壳体3、内壳体4、螺旋叶片5、导流部6、搅拌杆7、第二电机8、螺杆9、底座10；所述进出导流结构包括气孔板14、气道15、固液进道17和气固液出道18；所述供气部包括气泵21和气阀22；所述控制部包括电机驱动器19和控制器20；所述底座10上设有外壳体3，外壳体3上端内部设有内壳体4；所述外壳体3上端设有减速器2，减速器2上机械连接有第一电机1，减速器2下端机械连接有搅拌杆7，搅拌杆7上设有螺旋叶片5；所述外壳体3与内壳体4之间设有导流部6；所述内壳体4底部横向设有螺杆9，螺杆9一端连接有第二电机8；所述螺杆9中部通过导管连接固液进道17，固液进道17右侧设有气孔板14，气孔板14上端设有气道15；所述固液进道17右端连接弹性体凸轮泵16后连接气固液出道18；所述气道15上端设有气阀22，气阀22后端设有气泵21；所述控制器20与电机驱动器19、气泵21、气阀22均电性连接；所述电机驱动器19与第一电机1或第二电机8电性连接；所述第一电机1、第二电机8为步进电机或伺服电机，所述电机驱动器19为步进电机驱动器或伺服电机驱动器；所述螺杆9包括橡胶层11、金属内芯12和键槽13，金属内芯12外侧套有橡胶层11，金属内芯12内壁上开有键槽13；所述气孔板14上开有若干气孔，所述气孔为圆形通孔；所述控制器20为PLC控制器，控制器20内置控制程序。
本发明工作过程：
本发明一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台在工作过程中，通过向内壳体4内注入固液混合体，第一电机1通过减速器2减速后带动搅拌杆7搅拌混合均匀，杂质从导流部6导出；混合后的固液混合体在第二电机8的作用下，从固液进道17进入弹性体凸轮泵16；气泵21将气体打入气道15后从气孔板14上的气孔进入固液混合体，从而形成气固液混合体，一并进入弹性体凸轮泵16；气固液混合体从气固液出道18流出。控制器20可以编写算法程序载入，通过电机驱动器控制电机、控制气泵及气阀，结合加入的固液混合比例，即可调节模拟成不同工况，从而达到模拟效果。
上述工况与电机、气泵、气阀的控制及注入的固液浓度的对应关系，可以通过去除泵后的实验获得。如附图5的无泵时的进出道示意图，即可实验获得气固液出道18出口处的气固液各成分占比及流速，该数据即是接入弹性体凸轮泵16后流入该泵的气固液状况。
本发明，能够模拟实际工况的固液气及流速状态，通过控制器对电机、气泵、气阀的控制，自动调整以匹配实际工况，从而可实现弹性体凸轮泵的固气液一体模拟测试。本发明中的工况与电机、气泵、气阀的控制及注入的固液浓度的对应关系，可以通过去除泵后的实验获得。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种集成弹性体凸轮泵油气混输自适应实际工况模拟平台，其特征在于：包括固液混合部、进出导流结构、供气部和控制部；所述固液混合部包括第一电机(1)、减速器(2)、外壳体(3)、内壳体(4)、螺旋叶片(5)、导流部(6)、搅拌杆(7)、第二电机(8)、螺杆(9)、底座(10)；所述进出导流结构包括气孔板(14)、气道(15)、固液进道(17)和气固液出道(18)；所述供气部包括气泵(21)和气阀(22)；所述控制部包括电机驱动器(19)和控制器(20)；所述底座(10)上设有外壳体(3)，外壳体(3)上端内部设有内壳体(4)；所述外壳体(3)上端设有减速器(2)，减速器(2)上机械连接有第一电机(1)，减速器(2)下端机械连接有搅拌杆(7)，搅拌杆(7)上设有螺旋叶片(5)；所述外壳体(3)与内壳体(4)之间设有导流部(6)；
所述内壳体(4)底部横向设有螺杆(9)，螺杆(9)一端连接有第二电机(8)；
所述螺杆(9)中部通过导管连接固液进道(17)，固液进道(17)右侧设有气孔板(14)，气孔板(14)上端设有气道(15)；所述固液进道(17)右端连接弹性体凸轮泵(16)后连接气固液出道(18)；所述气道(15)上端设有气阀(22)，气阀(22)后端设有气泵(21)；所述控制器(20)与电机驱动器(19)、气泵(21)、气阀(22)均电性连接；所述电机驱动器(19)与第一电机(1)或第二电机(8)电性连接；所述第一电机(1)、第二电机(8)为步进电机或伺服电机，所述电机驱动器(19)为步进电机驱动器或伺服电机驱动器；所述螺杆(9)包括橡胶层(11)、金属内芯(12)和键槽(13)，金属内芯(12)外侧套有橡胶层(11)，金属内芯(12)内壁上开有键槽(13)；
所述气孔板(14)上开有若干气孔，所述气孔为圆形通孔；所述控制器(20)为PLC控制器，控制器(20)内置控制程序。
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