CN107389486A - 一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法 - Google Patents

一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法，包括以下步骤：将待测弹性体凸轮转子泵接入耐磨特性实验台中；根据工况数据库，获得注入的固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度的数据；调节耐磨特性实验台，获得不同工况下，弹性体凸轮转子泵的转子与衬板出现损坏的时间；根据耐磨特性数据，拟合耐磨特性曲线公式。本发明能够利用耐磨特性实验台，通过实验手段获得待测弹性体凸轮转子泵在不同工况下的损坏时间；对工况与损坏时间的数据进行插值拟合以获得损坏时间与工况的关系式，该关系式对应的曲线即为耐磨特性曲线，从而可以利用该关系式对该弹性体凸轮转子泵转子与衬板的耐磨特性进行预测。

Description

一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法
【技术领域】
本发明涉及耐磨特性预测方法的技术领域，特别是弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法的技术领域。
【背景技术】
弹性体凸轮转子泵，归属于容积泵。是借助工作腔里的多个固定容积输送单位的周期性转化来达到输送液体的目的的；原动机的机械能经泵直接转化为输送液体的压力能；泵的流量只取决于工作腔容积变化值以及其在单位时间内的变化频率，而理论上与排出压力无关；工作过程中实际上是通过一对同步旋转的转子来达到输送物料的目的。相比离心泵等，流量稳定性好，效率高、自吸能力强、输送介质范围广等优点。
如附图4所示，弹性体凸轮转子泵采用两个同步运动的转子，转子由一对外置式同步齿轮箱进行传动，转子在传动轴的带动下进行同步反方向旋转，从而构成了较高的真空度和排放压力，并按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ的次序运转，介质即被输送至出料口。如此循环往复，介质(物料)即被源源不断输送出去。特别适合医药级介质和腐蚀性高粘度介质的输送。
弹性体凸轮转子泵在使用过程中，常常出现转子与衬板的磨损失效，从而使得整个泵不能使用。因而，我们需要获得弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性。弹性体凸轮转子泵的转子与衬板出现损坏的的时候，常常伴随着异常噪音，且同一型弹性体凸轮转子泵的耐磨特性差别不大。因而，可以通过实测的方式，获得同一型弹性体凸轮转子泵在不同工况下的损坏时间，通过插值拟合获得工况与损坏时间的关系，从而可以利用该公式对该型弹性体凸轮转子泵转子与衬板的耐磨特性进行预测。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法，能够利用耐磨特性实验台，通过实验手段获得待测弹性体凸轮转子泵在不同工况下的损坏时间；对工况与损坏时间的数据进行插值拟合以获得损坏时间与工况的关系式，该关系式对应的曲线即为耐磨特性曲线，从而可以利用该关系式对该弹性体凸轮转子泵转子与衬板的耐磨特性进行预测。
为实现上述目的，本发明提出了一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法，包括以下步骤：
步骤一：将待测弹性体凸轮转子泵接入耐磨特性实验台中；
步骤二：根据工况数据库，获得注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；
步骤三：根据注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α调节耐磨特性实验台的注入固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度，获得不同工况下，弹性体凸轮转子泵的转子与衬板出现损坏的时间，并记录该时间为T；
步骤四：重复步骤一至步骤三，获得至少3组耐磨特性数据；
步骤五：根据耐磨特性数据，拟合建立关于固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度的耐磨特性曲线公式，所述公式为其中T为损坏时间，T为关于注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的函数。
作为优选，所述耐磨特性实验台包括第一电机、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、气孔板、气道、固液进道和气固液出道，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转子泵后连接气固液出道，或固液进道右端连接气固液出道；所述气道上端设有气阀，气阀后端设有气泵。
作为优选，所述工况数据库包括工况信息及耐磨特性实验台调节信息，工况信息包括气液固成分比例及流速，耐磨特性实验台调节信息包括注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；所述工况数据库通过实验获得。
本发明的有益效果：本发明能够利用耐磨特性实验台，通过实验手段获得待测弹性体凸轮转子泵在不同工况下的损坏时间；对工况与损坏时间的数据进行插值拟合以获得损坏时间与工况的关系式，该关系式对应的曲线即为耐磨特性曲线，从而可以利用该关系式对该弹性体凸轮转子泵转子与衬板的耐磨特性进行预测。
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是本发明一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法的耐磨特性实验台的主视剖面；
图2是本发明图1的C处放大图；
图3是本发明一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法的螺杆剖面图；
图4是本发明一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法的弹性体凸轮转子泵及导流结构示意图；
图5是本发明一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法的获取工况数据库时的耐磨特性实验台的进出道示意图。
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-弹性体凸轮转子泵、17-固液进道、18-气固液出道。
【具体实施方式】
参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明，包括以下步骤：
步骤一：将待测弹性体凸轮转子泵接入耐磨特性实验台中；
步骤二：根据工况数据库，获得注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；
步骤三：根据注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α调节耐磨特性实验台的注入固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度，获得不同工况下，弹性体凸轮转子泵的转子与衬板出现损坏的时间，并记录该时间为T；
步骤四：重复步骤一至步骤三，获得至少3组耐磨特性数据；
步骤五：根据耐磨特性数据，拟合建立关于固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度的耐磨特性曲线公式，所述公式为其中T为损坏时间，T为关于注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的函数。
具体的，所述耐磨特性实验台包括第一电机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、气孔板14、气道15、固液进道17和气固液出道18，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转子泵16后连接气固液出道18，或固液进道17右端连接气固液出道18；所述气道15上端设有气阀，气阀后端设有气泵。
具体的，所述工况数据库包括工况信息及耐磨特性实验台调节信息，工况信息包括气液固成分比例及流速，耐磨特性实验台调节信息包括注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；所述工况数据库通过实验获得。
本发明工作过程：
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-弹性体凸轮转子泵、17-固液进道、18-气固液出道
本发明一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法在工作过程中，耐磨特性实验台可以将弹性体凸轮转子泵16置设于固液进道17和气固液出道18之间，从而可以通过第一电机1和第二电机8从弹性体凸轮转子泵16左端加入固液混合体，通过气泵从弹性体凸轮转子泵16左端的气道15加入气体，对弹性体凸轮转子泵16的运行工况进行模拟。
耐磨特性实验台上的电机、注入固液浓度等的参数，通过实验获得。如附图5所示，中间不连接弹性体凸轮转子泵16，调整电机、注入固液浓度等的参数，从气固液出道18处取样检测气固液的比例及流速，从而将电机、注入固液浓度等的参数与工况对应，获得工况数据库。
根据工况数据库，获得注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；根据注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α调节耐磨特性实验台的注入固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度，获得不同工况下，弹性体凸轮转子泵的转子与衬板出现损坏的时间，并记录该时间为T。重复上述步骤，获得几组损坏时间与固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度的数据，拟合获得公式该公式对应的曲线即为耐磨特性曲线，从而可以根据公式预测不同工况下的该型弹性体凸轮转子泵的转子与衬板磨损时间。
本发明，能够利用耐磨特性实验台，通过实验手段获得待测弹性体凸轮转子泵在不同工况下的损坏时间；对工况与损坏时间的数据进行插值拟合以获得损坏时间与工况的关系式，该关系式对应的曲线即为耐磨特性曲线，从而可以利用该关系式对该弹性体凸轮转子泵转子与衬板的耐磨特性进行预测。
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 (3)

1.一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将待测弹性体凸轮转子泵接入耐磨特性实验台中；
步骤二：根据工况数据库，获得注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；
步骤三：根据注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α调节耐磨特性实验台的注入固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度，获得不同工况下，弹性体凸轮转子泵的转子与衬板出现损坏的时间，并记录该时间为T；
步骤四：重复步骤一至步骤三，获得至少3组耐磨特性数据；
步骤五：根据耐磨特性数据，拟合建立关于固液混合浓度、电机转速、气体阀门开度的耐磨特性曲线公式，所述公式为其中T为损坏时间，T为关于注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的函数。
2.如权利要求1所述的一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法，其特征在于：所述耐磨特性实验台包括第一电机(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)、气孔板(14)、气道(15)、固液进道(17)和气固液出道(18)，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转子泵(16)后连接气固液出道(18)，或固液进道(17)右端连接气固液出道(18)；所述气道(15)上端设有气阀，气阀后端设有气泵。
3.如权利要求1所述的一种弹性体凸轮转子泵转子与衬板耐磨特性预测方法，其特征在于：所述工况数据库包括工况信息及耐磨特性实验台调节信息，工况信息包括气液固成分比例及流速，耐磨特性实验台调节信息包括注入的固液混合浓度电机转速N＝{n1,n2,n3,n4}、气体阀门开度α的数据；所述工况数据库通过实验获得。
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