CN112814885A - 工业泵的高精度自动化试验设备及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种工业泵的高精度自动化试验设备包括管路设备和控制系统，储液罐与主进口管路、主出口管路相连，主进口管路、主出口管路之间又通过进口支管路、被试泵、出口支管路连通，并在主出口管路上设置流量计管路，这样形成了闭合管路循环系统，可进行被试泵的性能试验。本发明各个部位的管路连接，均采用封闭式，试验过程中不会有试验介质水的漏出，试验完成后的试验介质水，通过封闭的管路全部回流到储液罐，减少了水资源的浪费，实现绿色环保生产。
Description
【技术领域】
本发明涉及石油、化工行业中的工业泵性能试验技术领域，特别是涉及一种工业泵的高精度、自动化的性能试验设备及其试验方法。
【背景技术】
目前，在石油、化工行业里用的工业泵，在生产制造后，都需要进行常规的性能试验，其中一部分工业泵还需做汽蚀试验、热态试验等，以检测其是否满足设计和使用要求。
现阶段工业泵的性能试验，大部分是在开式台或闭式台做性能试验，试验设备上各阀门的操作基本上都采用人工手操作，比较费时费力、测量精度偏低。通常的闭式试验台，储液罐高度位置高于被试泵，这种方式启动被试验泵方便，但一是由于试验的管路、阀门等内部长时间充满水，易使设备内部锈蚀、老化，从而造成设备渗漏及损坏，缩短设备使用寿命，也造成水资源浪费和增加试验现场清理工作量；二是汽蚀性能试验时，通常采用真空泵抽储液罐内的空气、然后调节进出口阀的开度大小来进行汽蚀性能试验，这样的试验，操作繁琐，也会由于人工操作控制阀门的滞后性影响到汽蚀试验的效率及测试精度。通常的开式试验台，循环水池高度位置低于被试泵；试验泵时，需要灌泵才能做性能试验。灌泵有两种方式，一是通过真空泵抽出被测试泵吸入口与循环水池之间管道的空气直至真空；二是通过潜水泵往被测试泵的泵腔及吸入口与循环水池之间管路灌水，这种方式必须在与循环水池连接的管路底部安装底阀，这样性能试验同样操作繁琐，测试效率较低。在做汽蚀试验时，不能抽真空，只能通过调节进出口阀的开度来进行汽蚀试验，测试精度也偏低。试验设备上各阀门的操作采用手动操作，一是增加了测试的工作量，增加了人工成本；二是人工操作控制阀门有一定的提前性和滞后性，也无法准确调节需要的流量和压力参数，都会带来测试结果的偏差，影响测试精度。
随着社会的进步、绿色生产理念的倡导、产品质量的更高要求，如何避免试验水介质浪费，如何在满足减少生产人工、材料、能源等生产成本的同时，提高自动化生产、提高生产效率，提高产品质量，成为工业泵生产企业迫切需要解决的难题。
由此可见，提供一种即既能满足工业泵的高精度、自动化测试试验，又能满足产品高质量的要求的高精度自动化试验设备及其试验方法是本领域亟需解决的问题。
【发明内容】
针对上述问题，本发明通过操作不同的阀门，就可进行工业泵的常规性能试验、汽蚀试验、热态试验等，使试验设备操作简单、准确、快捷，通过空压站产生的压缩空气气压,能快速、简便的将储液罐内的水压缩灌满被试泵的泵腔及吸入口到储液罐之间的试验管道中，通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，能准确的进行被试泵的汽蚀试验，各个阀门和开关操作和控制均通过操控台上的PC机执行，可实现高精度、自动化的试验和测量。
为解决上述问题，本发明工业泵的高精度自动化试验设备包括管路设备和控制系统，其中管路设备包括储液罐、空压站、热交换器，其中储液罐与空压站之间通过压缩气管路连接，热交换器与储液罐之间连接有热水管路和冷水管路，所述储液罐上还连接有主进口管路和主出口管路，主进口管路和主出口管路之间连接有热水循环管路，主进口管路向前延伸形成进口支管路，主出口管路向前延伸形成流量计管路，流量计管路向外延伸形成出口支管路，进口支管路连接到被试泵的进口端，出口支管路连接到被试泵的出口端。
进一步的，所述控制系统包括PLC机柜、操控台、操控台上的PC机和安装在管路设备上的流量计、压力变送器、温度传感器、振动传感器、转速传感器、液位传感器，各类传感器的信号线通过PLC柜后，连接到操控台，把泵试验的状态和测试数据，实时、准确的传输到PC机上显示和储存，以实现自动化检测。
进一步的，所述管路设备还包括连接在储液罐上的抽真空管路，其中抽真空管路上安装有真空泵，真空泵与储液罐之间安装有第九气动开关阀。
进一步的，所述管路设备还包括连接在储液罐上补水管路，补水管路与储液罐之间安装有第十气动开关阀。
进一步的，所述热水管路上安装有循环泵和第二气动开关阀，所述冷水管路上安装有第三气动开关阀。
进一步的，工业泵的高精度自动化试验方法包括一下步骤：
步骤一:将被试泵的进口端与进口支管连接，将被测试泵出口端与出口支管连接。
步骤二:通过PC机打开主进口管路上的第四气动开关阀和主出口管路上的第五气动开关阀，打开流量计管路上的第八气动开关阀，打开进口支管上的气动调节阀，打开出口支管上的高压电动调节阀。
步骤三:打开压缩气管路上的第一气动开关阀，启动空压站，产生的压缩气气压使储液罐内部的水，压缩输送灌满储液罐到被试泵的泵腔及入口端之间的管道中。
步骤四:启动被试泵，调节出口支管上的高压调节阀的开度，来调节被试泵的流量和出口压力，进行泵的性能试验。
步骤五:开第九气动开关阀,启动真空泵,通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，来进行泵的汽蚀试验。
步骤六:关闭主进口管路第四气动开关阀、主出口管路第五气动开关阀，使热水循环管路、进口支管路、被试泵、出口支管路、流量计管路形成一个闭合的循环管路，启动被试泵后，使试验介质水在此闭合的循环管路中连续循环流动，产生的热量使水温升高，进行泵的热态试验。
步骤七：被试泵停机，关闭压缩气管路上的第一气动开关阀，试验介质水自动回流到储液罐，关闭出口支管上的高压电动调节阀，关闭进口支管上的气动调节阀，关闭主进口管路第四气动开关阀和主出口管路上的第五气动开关阀，试验完成。
进一步的，所述步骤2和4，通过调节出口支管上的高压调节阀的开度，来调节被试泵的流量和出口压力，进行泵的性能试验。通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，来进行泵的汽蚀试验。做泵的热态试验时，关闭主进口管路、主出口管路上的气动开关阀，使热水循环管路、进口支管路、被试泵、出口支管路、流量计管路形成一个闭合的循环管路；启动被试泵后，使试验介质水在此闭合的循环管路中连续循环流动，产生的热量使水温升高，进行泵的热态试验。
再者，本发明各个部位的管路连接，均采用封闭式，试验过程中不会有试验介质水的漏出，试验完成后的试验介质水，通过封闭的管路全部回流到储液罐，减少了水资源的浪费，实现绿色环保生产。
【附图说明】
图1是本发明工业泵的高精度自动化试验设备及其试验方法中管路设备的连接图。
图2是本发明工业泵的高精度自动化试验设备及其试验方法中控制系统的原理图。
【具体实施方式】
本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。
参见图1和图2，给出了本发明工业泵的高精度自动化试验设备及其试验方法的组成结构，其中工业泵的高精度自动化试验设备包括管路设备和控制系统。
所述管路设备包括储液罐1、空压站2、热交换器3，其中储液罐1与空压站2之间通过压缩气管路连接，在压缩气管路上安装有第一气动开关阀4。热交换器3与储液罐1之间连接有热水管路和冷水管路，其中热水管路上安装有循环泵5和第二气动开关阀6，冷水管路上安装有第三气动开关阀7。所述储液罐1上还连接有主进口管路和主出口管路，主进口管路与主出口管路上分别安装有第四气动开关阀8和第五气动开关阀9，主进口管路和主出口管路之间连接有热水循环管路，热水循环管路的两端分别安装有第六气动开关阀10和第七气动开关阀11，此外主进口管路向前延伸形成进口支管路，主出口管路向前延伸形成流量计管路，流量计管路向外延伸形成出口支管路，进口支管路连接到被试泵12的进口端，出口支管路连接到被试泵12的出口端，进口支管路与被试泵12之间安装有气动调节阀13，出口支管上安装有高压电动调节阀14，出口支管路与主出口管路之间的流量计管上安装有第八气动开关阀15和流量计16，综上，储液罐与主进口管路、主出口管路相连，主进口管路、主出口管路之间又通过进口支管路、被试泵、出口支管路连通，并在主出口管路上设置流量计管路，这样形成了闭合管路循环系统，可进行被试泵的性能试验。此外，所述管路设备还包括连接在储液罐1上的补水管路和抽真空管路，其中抽真空管路上安装有真空泵17，真空泵17与储液罐1之间安装有第九气动开关阀18，补水管路与储液罐1之间安装有第十气动开关阀19，在储液罐1与主出口管路之间连接有缓冲管20，储液罐1上安装有液位计21。
所述管路设备的安装方式与工作原理如下：储液罐1的位置高度低于被试泵12，处于地面以下的设备坑内，试验完成后，介质水自动回流到储液罐内。储液罐1与空压站2通过压缩气管路连接，可通过空压站2产生的压缩空气气压，将储液罐内的水，快速压缩输送灌满被试泵的泵腔及吸入口与储液罐之间的管道中。在主进口管路、主出口管路之间连通的热水循环管路，被试泵启动后，水介质在管内不断循环，水温升高，可进行被试泵的热态试验。从储液罐引出的抽真空管路和真空泵17，抽出储液罐与被试泵吸入口之间管道内部的空气，改变被试泵的进口压力，可进行泵的汽蚀试验。从储液罐引出的热水管路，将储液罐1中的热水通过循环泵7输送到热交换器3，冷却后再从热交换器3引出一条冷却水管路，让冷却水回流到储液罐内，可将被试泵循环运行时产生的热量及温度升高的热水进行冷却，从而使试验介质水满足测试条件，也达到节约水资源的目的。在储液罐内，主出口管路末端设置的缓冲管20，以分散和减少试验介质水中产生的汽泡，减小其对被试泵的性能试验及汽蚀试验的影响，提高测试精度。
所述控制系统包括PLC机柜、操控台、操控台上的PC机和安装在管路设备上的流量计、压力变送器、温度传感器、振动传感器、转速传感器、液位传感器，各类传感器的信号线通过PLC柜后，连接到操控台，把泵试验的状态和测试数据，实时、准确的传输到PC机上显示和储存，以实现自动化检测。
本发明工业泵的高精度自动化试验设备的试验方法如下，所述试验方法具体包括以下步骤：
步骤一:将被试泵12的进口端与进口支管连接，将被测试泵出口端与出口支管连接。
步骤二:通过PC机打开主进口管路上的第四气动开关阀8和主出口管路上的第五气动开关阀9，打开流量计管路上的第八气动开关阀15，打开进口支管上的气动调节阀13，打开出口支管上的高压电动调节阀14。
步骤三:打开压缩气管路上的第一气动开关阀4，启动空压站2，产生的压缩气气压使储液罐1内部的水，压缩输送灌满储液罐到被试泵12的泵腔及入口端之间的管道中。
步骤四:启动被试泵12，调节出口支管上的高压调节阀的开度，来调节被试泵的流量和出口压力，进行泵的性能试验。
步骤五:开第九气动开关阀18,启动真空泵17,通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，来进行泵的汽蚀试验。
步骤六:关闭主进口管路第四气动开关阀8、主出口管路第五气动开关阀9，使热水循环管路、进口支管路、被试泵、出口支管路、流量计管路形成一个闭合的循环管路，启动被试泵后12，使试验介质水在此闭合的循环管路中连续循环流动，产生的热量使水温升高，进行泵的热态试验。
步骤七：被试泵12停机，关闭压缩气管路上的第一气动开关阀4，试验介质水自动回流到储液罐1，关闭出口支管上的高压电动调节阀14，关闭进口支管上的气动调节阀13，关闭主进口管路第四气动开关阀8和主出口管路上的第五气动开关阀9，试验完成。
本发明与现有技术相比具有一下有益效果：本发明通过操作不同的阀门，就可进行工业泵的常规性能试验、汽蚀试验、热态试验等，使试验设备操作简单、准确、快捷，通过空压站产生的压缩空气气压,能快速、简便的将储液罐内的水压缩灌满被试泵的泵腔及吸入口到储液罐之间的试验管道中，通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，能准确的进行被试泵的汽蚀试验，各个阀门和开关操作和控制均通过操控台上的PC机执行，可实现高精度、自动化的试验和测量。各个部位的管路连接，均采用封闭式，试验过程中不会有试验介质水的漏出，试验完成后的试验介质水，通过封闭的管路全部回流到储液罐，减少了水资源的浪费，实现绿色环保生产。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种工业泵的高精度自动化试验设备，其特征在于，所述工业泵的高精度自动化试验设备包括管路设备和控制系统，其中管路设备包括储液罐(1)、空压站(2)、热交换器(3)，其中储液罐(1)与空压站(2)之间通过压缩气管路连接，热交换器(3)与储液罐(1)之间连接有热水管路和冷水管路，所述储液罐(1)上还连接有主进口管路和主出口管路，主进口管路和主出口管路之间连接有热水循环管路，主进口管路向前延伸形成进口支管路，主出口管路向前延伸形成流量计管路，流量计管路向外延伸形成出口支管路，进口支管路连接到被试泵(12)的进口端，出口支管路连接到被试泵(12)的出口端。
2.根据权利要求1所述的一种工业泵的高精度自动化试验设备，其特征在于，所述控制系统包括PLC机柜、操控台、操控台上的PC机和安装在管路设备上的流量计、压力变送器、温度传感器、振动传感器、转速传感器、液位传感器，各类传感器的信号线通过PLC柜后，连接到操控台，把泵试验的状态和测试数据，实时、准确的传输到PC机上显示和储存，以实现自动化检测。
3.根据权利要求1所述的一种工业泵的高精度自动化试验设备，其特征在于，所述管路设备还包括连接在储液罐(1)上的抽真空管路，其中抽真空管路上安装有真空泵(17)，真空泵(17)与储液罐之间安装有第九气动开关阀(18)。
4.根据权利要求1所述的一种工业泵的高精度自动化试验设备，其特征在于，所述管路设备还包括连接在储液罐(1)上补水管路，补水管路与储液罐(1)之间安装有第十气动开关阀(19)。
5.根据权利要求1所述的一种工业泵的高精度自动化试验设备，其特征在于，所述热水管路上安装有循环泵(5)和第二气动开关阀(6)，所述冷水管路上安装有第三气动开关阀(7)。
6.一种工业泵的高精度自动化试验设备的试验方法，其特征在于，该方法包括一下步骤：
步骤一:将被试泵(12)的进口端与进口支管连接，将被测试泵出口端与出口支管连接。
步骤二:通过PC机打开主进口管路上的第四气动开关阀(8)和主出口管路上的第五气动开关阀(9)，打开流量计管路上的第八气动开关阀(15)，打开进口支管上的气动调节阀(13)，打开出口支管上的高压电动调节阀(14)。
步骤三:打开压缩气管路上的第一气动开关阀(4)，启动空压站(2)，产生的压缩气气压使储液罐(1)内部的水，压缩输送灌满储液罐到被试泵(12)的泵腔及入口端之间的管道中。
步骤四:启动被试泵(12)，调节出口支管上的高压调节阀的开度，来调节被试泵的流量和出口压力，进行泵的性能试验。
步骤五:开第九气动开关阀(18),启动真空泵(17),通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，来进行泵的汽蚀试验。
步骤六:关闭主进口管路第四气动开关阀(8)、主出口管路第五气动开关阀(9)，使热水循环管路、进口支管路、被试泵、出口支管路、流量计管路形成一个闭合的循环管路，启动被试泵后(12)，使试验介质水在此闭合的循环管路中连续循环流动，产生的热量使水温升高，进行泵的热态试验。
步骤七：被试泵(12)停机，关闭压缩气管路上的第一气动开关阀(4)，试验介质水自动回流到储液罐(1)，关闭出口支管上的高压电动调节阀(14)，关闭进口支管上的气动调节阀(13)，关闭主进口管路第四气动开关阀(8)和主出口管路上的第五气动开关阀(9)，试验完成。
7.根据权利要求6所述的工业泵的高精度自动化试验设备的试验方法，其特征在于，所述步骤2和4中，通过调节出口支管上的高压调节阀的开度，来调节被试泵的流量和出口压力，进行泵的性能试验。通过真空泵对管道系统内抽真空，调节被试泵的进口压力，来进行泵的汽蚀试验。做泵的热态试验时，关闭主进口管路、主出口管路上的气动开关阀，使热水循环管路、进口支管路、被试泵、出口支管路、流量计管路形成一个闭合的循环管路；启动被试泵后，使试验介质水在此闭合的循环管路中连续循环流动，产生的热量使水温升高，进行泵的热态试验。
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Denomination of invention: High precision automated testing equipment and testing methods for industrial pumps Granted publication date: 20221028 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Kunming Chenggong District sub branch Pledgor: Kunming Jiahe Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024530000011 |