CN109973403A - 一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置。本发明包括水箱、增压泵、变频器、负载泵、扭矩仪和泵作透平；电动机驱动增压泵。电动机驱动增压泵，产生高压流体，高压流体一部分流回水箱，一部分通过分流阀流入泵作透平。通过调节增压泵出口阀和分流阀来控制高压流体流入泵作透平的流量。流入泵作透平的高压流体驱动泵反转并输出功率，通过扭矩仪的作用，带动负载泵转动，流体经负载泵进口阀进入负载泵。通过调节负载泵出口阀可以控制流体进入负载泵的流量和负载泵的功率。负载泵所消耗的输入功率等同于泵作透平产生的输出功率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置。准确地说是一种采用负载泵来消耗泵反转作透平产生的输出功率，并实现泵作透平转速和输出功率的测量。
背景技术
能源是国家发展经济的重要物资，然而随着经济的快速发展，工业化的扩大，我国对能源的需求量不断的提升。然而，目前我国资源污染严重，能源短缺、能源供需矛盾日益突出。因此，针对目前的状况，建立一个新能源的可持续发展战略和对新能源进行有效的开发和利用是非常重要的。在日常生活中，石油加工、海水淡化、钢铁冶炼等生产过程中都存在着大量的高压液体，这些高压液体大都数都进行处理以后直接排放。如果这些液体不进行回收利用，就会造成能源的极度浪费。因此，能量回收利用具有较大的研究价值与意义。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明包括水箱、增压泵、变频器、负载泵、扭矩仪和泵作透平；电动机驱动增压泵，增压泵使管道内的流体压力升高，形成高压流体。高压流体一部分通过管道流回水箱，一部分通过分流阀，流入泵作透平。通过调节增压泵出口阀和分流阀可以控制流体进入泵作透平的流量。高压流体流入泵作透平以后，驱动泵反转并输出功率。通过扭矩仪的作用，带动负载泵转动。从负载泵进口阀流出的流体流入负载泵，通过流入负载泵的流体做功产生输入功率来消耗掉泵作透平产生的输出功率。通过调节负载泵出口阀可以控制进入负载泵的流量，完成泵作透平转速和功率的测量。流量计安装在分流阀之后，用来测量高压流体进入泵作透平之前的流量。进口压力传感器安装在泵作透平的进口，出口压力传感器安装在泵作透平的出口，通过进口压力传感器和出口压力传感器可以计算出泵作透平的扬程。打开通气阀可以完成泵作透平的实验性能，关闭通气阀可以完成泵作透平的汽蚀实验。
本发明的技术效果：
本发明基于负载泵使得泵作透平性能实验测试和泵作透平的汽蚀实验测试变得切实可行。变频器用来控制电动机转速，通过调节变频器频率，从而改变电动机的转速大小，进而使得管道内流体压力大小改变。增压泵进口阀和增压泵出口阀可以控制进入泵作透平的流量；负载泵进口阀和负载泵出口阀可以控制进入负载泵的流量。负载泵和扭矩仪可以消耗掉泵作透平产生的功率。进口压力传感器和出口压力传感器可以通过压力差计算得到泵作透平的扬程。通气阀的打开和关闭分别可以完成泵作透平的实验性能和泵作透平的汽蚀实验。
本发明对进入负载泵的流体做功所需要的输入功率来消耗掉泵作透平产生的输出功率，使得大量余压废液可以得到有效的回收和利用。这是一种十分有效的技术手段，可以大大的减少能源的浪费。
附图说明
图1为透平装置俯视图；
图2位透平装置左视图；
图3位透平装置局部视图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1～3中，本发明包括水箱(2)、增压泵装置、管路系统、负载泵装置、扭矩仪(17)、泵作透平(18)和测试装置；
增压泵装置主要由增压泵出口阀(5)、增压泵进口阀(6)、增压泵(12)和变频器(14)组成；负载泵装置主要由载泵出口阀(3)、负载泵进口阀(4)和负载泵(16)组成；测试装置主要由流量计(9)、进口压力传感器(10)、出口压力传感器(11)和计算机(15)组成；
测试之前，水箱(2)内的液面要高于增压泵(12)、泵作透平(18)和负载泵(16)。打开增压泵进口阀(6)、泵作透平出口阀(7)、负载泵进口阀(4)和通气阀(1)，关闭增压泵出口阀(5)、负载泵出口阀(3)以及分流阀(8)。启动电动机(13)，电动机(13)驱动增压泵(12)，增压泵(12)使管道内的流体形成高压流体。通过变频器(14)，可以改变频率，从而调节电动机(13)的转速，进而改变高压流体的压力大小。打开增压泵出口阀(5)和分流阀(8)，高压流体一部分通过管道流回水箱(2)，一部分通过分流阀(8)，流经流量计(9)，流入泵作透平(18)。流量计(9)安装在分流阀(8)之后，泵作透平(18)之前，用来测高压流体流入泵作透平(18)之前的流量。通过调节增压泵出口阀(5)和分流阀(8)可改变高压流体流入泵作透平(18)的流量。高压流体流入泵作透平(18)以后，驱动泵反转同时输出功率。通过扭矩仪(17)的作用，带动负载泵(16)转动。打开负载泵出口阀(3)，负载泵进口阀(4)流出流体，流入负载泵(16)，通过流入负载泵(16)的流体做功来消耗泵作透平(18)产生的功率，使得高压流体的压力降低。最终流体一部分通过泵作透平出口阀(7)流入水箱(2)，一部分通过负载泵出口阀(3)流回水箱(2)。通过调节负载泵出口阀(3)可调节流体流入负载泵(16)的流量。进口压力传感器(10)和出口压力传感器(11)安装在泵作透平(18)的进出口，用来计算测量泵作透平(18)进出口的扬程。所有的测量数据将通过数据线采集，输送到计算机(15)，通过计算机(15)处理数据最终可得到泵作透平(18)流量、扬程、功率、效率的测量。
Claims (3)
1.一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置，其特征在于包括水箱(2)、增压泵(12)、变频器(14)、负载泵(16)、扭矩仪(17)和泵作透平(18)；电动机(13)驱动增压泵(12)，产生高压流体；高压流体一部分通过增压泵出口阀(5)流回水箱(2)，一部分通过分流阀(8)，流经流量计(9)，流入泵作透平(18)；变频器(14)与电动机(13)相连接，用来控制电动机(13)转速，通过调节变频器(14)频率，从而改变电动机(13)的转速大小，进而改变高压流体流入泵作透平(18)的压力大小；同时通过调节增压泵出口阀(5)控制进入泵作透平(18)的流量；高压流体流入泵作透平(18)以后，驱动泵反转并输出功率，通过扭矩仪(17)的作用，带动负载泵(16)转动；流体经负载泵进口阀(4)进入负载泵(16)，负载泵(16)对流体做功，所消耗的输入功率等同于泵作透平(18)产生的输出功率；通过调节负载泵出口阀(3)控制进入负载泵(16)的流量和负载泵(16)的功率大小；流量计(9)安装在分流阀(8)和泵作透平(18)之间的管道上，用来测量高压流体流入泵作透平(18)的流量；进口压力传感器(10)安装在泵作透平(18)的进口，出口压力传感器(11)安装在泵作透平(18)的出口；通过进口压力传感器(10)和出口压力传感器(11)计算出泵作透平(18)的扬程；当需要降低泵作透平(18)转速时，可调大负载泵出口阀(3)的开度；反之，当需要增加泵作透平(18)转速时，可调小负载泵出口阀(3)的开度。
2.根据权利要求1所述的一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置，其特征在于水箱(2)顶端设置有通气阀(1)，通气阀(1)的关闭用于进行泵作透平(18)的性能实验，同时还能够用于进行泵作透平(18)的汽蚀实验。
3.根据权利要求2所述的一种基于负载泵的泵作透平性能测试装置，其特征在于测试之前，水箱(2)内的液面要高于增压泵(12)、泵作透平(18)和负载泵(16)。
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