CN114608853A - 基于液液分离设备的最大通量检测装置及能效检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液液分离设备能效检测技术领域，具体涉及一种基于液液分离设备的最大通量检测装置及能效检测方法。本发明所述的检测装置包括检测台架，检测台架的台面构成可供待检设备固定的固定面；该检测装置还包括蓄水罐及定容积罐；介质经待检设备的出料口引出，并依序经定容积罐、蓄水罐、进液泵后返流至待检设备的进料口；定容积罐与蓄水罐之间、蓄水罐与进液泵之间以及进液泵与待检设备之间的连接管路上均布置有阀门；所述进液泵与待检设备之间的连接管路上还布置有流量计F，从而为最终为液液分离设备能效的便捷化和快速化计算提供先决条件。本发明还提供了一种能效检测方法，具备了计算便捷化和数据结果准确化的优点。

Description

基于液液分离设备的最大通量检测装置及能效检测方法

技术领域

本发明涉及液液分离设备能效检测技术领域，具体涉及一种基于液液分离设备的最大通量检测装置及能效检测方法。

背景技术

液液分离设备发展至今，已形成较大市场规模。但是，目前仍没有能源效率(简称能效)测试及分级标准，对分离机械能效水平没有强制性的规定，致使一些低能效产品仍大行其道，加之生产厂家各自举张，带来用户选型误导及市场紊乱，不利于产业健康有序发展，也与促进高质量发展战略不相适应。因此，规范液液分离设备能效检测已成当务之急。有效的能效检测方法将引领液液分离设备向着绿色低碳方向发展，为离机械绿色规范建立奠定基础，也会促进生产企业技术提升和行业进步，因此亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，首先提供一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，从而为最终为液液分离设备能效的便捷化和快速化计算提供先决条件；本发明还提供了一种能效检测方法，具备了计算便捷化和数据结果准确化的优点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：包括检测台架，检测台架的台面构成可供待检设备固定的固定面；该检测装置还包括蓄水罐及定容积罐；介质经待检设备的出料口引出，并依序经定容积罐、蓄水罐、进液泵后返流至待检设备的进料口；定容积罐与蓄水罐之间、蓄水罐与进液泵之间以及进液泵与待检设备之间的连接管路上均布置有阀门；所述进液泵与待检设备之间的连接管路上还布置有流量计F。

优选的，该检测装置还包括回流管线，所述回流管线一端连通进液泵的泵出口，另一端经由开关阀V1返流至蓄水罐处。

优选的，蓄水罐与进液泵之间的连接管路上还布置有过滤器。

优选的，该检测装置还包括出液旁路，所述出液旁路的一端连通待检设备的出料口，另一端经由开关阀V2返流至蓄水罐处。

优选的，所述定容积罐及蓄水罐的罐身处均布置有带有刻度的长视镜，进液泵的泵出口则依序经由调节阀CV1、流量计F、开关阀V3及管道视镜后连通待检设备的进料口。

优选的，所述固定面上布置由螺纹座以及与螺纹座间构成螺纹配合的螺纹推杆组合形成的锁定件；所述锁定件为四组且呈十字交叉布局，从而将待检设备锁定在固定面中心处。

优选的，所述待检设备的出料口高度高于定容积罐的进口高度；待检设备的进料口与连通进液泵出口的连接管路之间以及待检设备的出料口与连通定容积罐进料口的连接管路之间均通过软连接方式连通彼此；固定面与检测台架的架体之间通过可沿铅垂向伸缩的弹簧缓冲组件连接彼此。

优选的，待检设备的总线路上布置有用于实测供给能E_G的数字式电能测量仪，或待检设备的单相线路上分别布置有相应的电压表、电流表及电度表；数字式电能测量仪或电压表、电流表及电度表的信号输出端电连接控制组件，控制组件将供给能E_G显示在显示屏处；流量计F的信号输出端电连接控制组件。

优选的，一种根据所述的基于液液分离设备的最大通量检测装置的能效检测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、将待检设备置于检测平台处固定面上，通过锁定件逐一固定，随后依次连接各管道，从而完成待检设备的连接工作；

2)、观察蓄水罐内水位及定容积罐内状态，直至排空定容积罐内部液体；查看各阀门状态；查看仪表状态；以上满足试验条件后，进行下一步；

3)、启动待检设备，查验待检设备转向、输电接入等情况是否符合要求；

4)、待检设备达到额定转速后，检测其相关性能指标，包括转速、轴承温度、温升、振动、噪声，符合要求后；启动进液泵，向待检设备泵入作为检测介质的水；进行下一步；

5)、通过调节阀CV1控制，先小流量进，待检设备稳定后，逐渐加大流量，直至到达待检设备最大通量；此过程中，开关阀V1和开关阀V2关闭、其他开关阀开启；水通过进液泵，进入待检设备，实现最大通量运行；达到计时周期t后，观察管道视镜，看水流是否稳定；观察流量计F，查看流量是否稳定；如进料稳定，记录时间，并检测负荷运行条件下的转速、轴承温度、温升、振动、噪声是否符合要求；

当开关阀V1和开关阀V2关闭时，计时读秒，当定容积罐内的水面液位到达指定刻度时，停止读秒，记录固定容积V，单位为m³；同时可获得定容积罐内的水面液位到达指定刻度时的所述计时周期t，单位为s；读取流量计F读数Q，单位为m³/h；

6)、按照下述步骤获得此段时间内的最大通量Q’：

根据实测的固定容积V和计时周期t，按下式计算流出量Q₁，单位为m³/h；

根据流出量Q₁，验证流量计F实测的通量Q：

当：

本次测量值不符合要求，设备不合格；

当：

待检设备的最大通量Q’以Q₁与Q两者中的最小值计；

7)、按下式计算有效能E_Y：

E_Y＝Q’ω²R²tρ

将水的密度ρ＝1.0×10³kg/m³代入上式，可得：

E_Y＝Q’ω²R²t

其中：

E_Y为最大通量计时周期内的有效能，单位为J；

R为转子筒体外径，单位为m；

8)、计算能效值η：

由控制组件处读取供给能E_G；并根据获得的供给能E_G和有效能E_Y，由下式计算获得待检液夜分离设备的能效值η：

优选的，重复5)～6)步骤三次，且每次操作间隔10min以上，取三次操作的平均值为待检设备的最大通量Q’，随后再进入步骤7)。

本发明的有益效果在于：

1)、最大通量是指液液分离设备在额定转速下，转子允许通过的最大水量。最大通量反应了液液分离设备在额定工况下的负载能力，也是液液分离设备运行时消耗的有用功。液液分离设备电机输入的能量，即供给能E_G，通过电机输出轴、联轴器、液液分离设备主轴，直至驱动转子额定工况下运转，带动物料(水)达到额定转速，完成分离，实现了能量的转换，也就是电机(输入电压、电流)的供给能转换成物料(水)高速旋转的机械能，即有效能E_Y。据此，可以获得液液分离设备在规定的工作周期内，达到额定转速，加速最大通量或通过能力条件下的载荷到额定工作转速消耗的能量，即有效能EY与供给能EG之比为能效值。由于能效值的数据客观性，因此可以以其为基础形成能源效率(简称能效)测试及分级标准，从而实现对分离机械能效水平的强制性的规定效果，最终达到液液分离设备能效行业的规范化和标准化发展目的。

基于此，本发明首先提供了一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，由该检测装置可获得所需的最大通量Q’，从而为最终为液液分离设备能效的便捷化和快速化计算提供先决条件。在获得最大通量Q’后，即可进行有效能E_Y的计算，之后，或单纯通过常规的电度表法或电压电流法来现场测量和计算，或直接将电度表法或电压电流法集成在控制组件处从而实现集成化运算，即可实现对最终的能效值的准确化和便捷化的获取目的。由上述可看出，本发明最核心为有效能E_Y的检测和获取，而有效能E_Y的检测和获取的核心恰恰又是最大通量Q’的快速化和客观化获得。本发明的整套检测装置及流程客观、高效，且数据结果的准确性亦可得到有效保证，最终为液液分离设备能效的规范化检测提供先决条件。

附图说明

图1为本发明的工作流程框图；

图2为最大通量检测装置的结构示意图；

图3为螺纹推杆的布置状态图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-待检设备 10-检测台架

11-固定面 12a-螺纹推杆 12b-螺纹座 13-弹簧缓冲组件

20-蓄水罐 30-定容积罐

40-进液泵 41-回流管线 42-出液旁路

50-长视镜 60-管道视镜 70-过滤器

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-3对本发明的具体结构及实施流程作以下进一步描述：

对于能效检测，涉及的检测数据较多，按检测流程，包括了文件查验、外观查验、空运转性能检测、负载性能检测等；而性能检测中的转速、噪声、振动等可由相关仪器直接按标准规范进行检测，能效检测最核心的是待检设备a的最大通量Q’的检测，可由下述设备进行检测：

本发明的最大通量检测装置主要由检测台架10、蓄水罐20、定容积罐30、进液泵40、进液管道、排液管道以及控制组件组成；进液管道、排液管道构成了连接管道。

实际设计时，参照图2所示，检测台架10呈框架结构，具备足够钢性，四个支腿支撑，使检测台架10具备一定高度，以便因高度而产生势能。检测台架10的四个支腿上方保持一定的水平度，且每个支腿上方设弹性隔振装置，也即弹簧缓冲组件13；在弹性隔振装置上方固设有构成固定面11的检测平台。弹性隔振装置具备足够承载能力，其中弹性元件可吸纳待检设备a运行过程中的振动，使检测平台平稳。待检设备a放置在检测平台的中心位置。如图3所示的，检测平台四边各设有带有螺纹座12b的螺纹推杆12a，调节四个螺纹推杆12a，压紧待检设备a，对其产生固定作用。在弹性隔振装置、螺纹推杆12a共同作用下，待检设备a可在检测平台上安全、稳定运行。

实测时，将蓄水罐20内蓄水，液位由上面的长视镜50观察。蓄水罐20置于地面，底部一般为斜面，有利于排净内部水，其排水口设在液位最低位。通过排水管道，与进液泵40的泵进口连接，为防止水中异物进入进液泵40、流量计F以及待检设备a，在排水管道上设有过滤器70，对进液进行在线过滤。

蓄水罐20上盖上还设有定容积罐30，两者通过开关阀V4连接；定容积罐30进液管口要低于待检设备a的出料口，形成一定的势能差，使待检设备a的出液能够自流进入定容积罐30，减少输送泵等设施，也使出液检测比较稳定，整个装置也紧凑。定容积罐30的容积是定量，一般有0.5m³、1m³、1.5m³、2m³等，罐体上设有带有刻度的长视镜50，当液位到达某刻度位，可以方便观察、识别。定容积罐30的底部设锥形，最低位设出口，与蓄水罐20实现连通。定容积罐30与蓄水罐20还设有阀门，可以开启或关闭定容积罐30的排液。

进液泵40通过泵架固定在地面，泵出口通过进液管道与待检设备a的进料口连通，在进料口端还设有管道视镜60，以便观察进液情况。与待检设备a、进液泵40等动设备连接的连接管道设有软连接，以免动设备的振动传递到管道造成危害。进液管道上设有流量计F，可检测进液的流量Q，流量计F带现场显示，也可电信号输入到控制组件，实现逻辑自控。流量可通过设在进液管道上、靠近泵出口侧的调节阀CV1控制，也可由进液泵40通过流量调节、转速调节等方式实现。当然，根据规范，流量计F需配置带有并联开关的并联管路，此处就不再赘述。

进液管道还设有回流管线41，回流管线41直接与蓄水罐20连通，通过开关阀V1切换，可将进液泵40输出的水全部或部分回流至蓄水罐20，实现待检设备a的进料调节。

排液管道一端与待检设备a的出料口连通，一端与定容积罐30连通，同时还设有出液旁路42，直接与蓄水罐20连通，由开关阀V2实现出液旁路42的通断。当定容积罐30满液或故障，可由出液旁路42进入蓄水罐20，实现待检设备a运转的连续性。

通过以上设备、管线连接，作为检测介质的水可定量储备在蓄水罐20内，检测过程实现水循环，有利于节约检测用水，也不对外造成污染。

为便于进一步理解本发明，以下结合图1，对本发明的实际操作进行说明：

1)、待检设备a置于检测平台中心，通过螺纹推杆12a逐一固定。待检设备a的进料口与检测装置的进液管道的软连接接通，待检设备a的出料口与检测装置的排液管道的软连接接通，待检设备a的电机用电通过控制组件接入。

以上完成待检设备a的连接工作。

2)、通过蓄水罐20处长视镜50观察蓄水罐20内水位；通过定容积罐30处长视镜50观察定容积罐30内状态，排空定容积罐30内部液体；查看各阀门状态；查看仪表状态；以上满足试验条件后，进行下一步；

3)、通过控制组件点动待检设备a，查验待检设备a转向、输电接入等情况是否符合要求；

4)、通过控制组件启动待检设备a，达到额定转速后，记录时间，按标准规范要求，检测其相关性能指标，如转速、轴承温度、温升、振动、噪声等；符合要求后，启动进液泵40，向待检设备a进入水，进行下一步；

5)、通过调节阀CV1控制，先小流量进，待检设备a稳定后，逐渐加大流量，流量Q由流量计F读出，直至到达待检设备a最大通量；此过程中，开关阀V1和开关阀V2关闭，其他阀路开启；当有并联开关时，并联开关也关闭，以便流量计F进行正常测量。水通过进液泵40进入待检设备a，实现最大通量运行。一段时间后，观察管道视镜60，看水流是否稳定；观察流量计F，查看流量是否稳定。如进料稳定，记录时间，按标准规范要求，检测负荷运行条件下其相关性能指标，如转速、轴承温度、温升、振动、噪声等；符合要求后，进行下一步；

而实际当开关阀V1和开关阀V2关闭时，计时读秒，当定容积罐30内的水面液位到达指定刻度时，停止读秒，记录固定容积V，单位为m³；同时可获得定容积罐30内的水面液位到达指定刻度时的所述计时周期t，单位为s；读取流量计F读数Q，单位为m³/h；

6)、按照下述步骤获得此段时间内的最大通量Q’：

根据实测的固定容积V和计时周期t，按下式计算流出量Q₁，单位为m³/h；

根据流出量Q₁，验证流量计F实测的通量Q：

当：

本次测量值不符合要求，设备不合格；

当：

待检设备a的最大通量Q’以Q₁与Q两者中的最小值计；

7)、重复5)～6)步骤三次，且每次操作间隔10min以上，取三次操作的平均值为待检设备a的最大通量Q’，随后再进入步骤8)；

8)、按下式计算有效能E_Y：

E_Y＝Q’ω²R²tρ

将水的密度ρ＝1.0×10³kg/m³代入上式，可得：

E_Y＝Q’ω²R²t

其中：

E_Y为最大通量计时周期内的有效能，单位为J；

R为转子筒体外径，单位为m；

9)、计算能效值η：

控制组件在待检设备a的总线路上设有数字式电能测量仪，可实测待检设备a的供给能E_G；同时也按三瓦计法，在待检设备a的单相线路上分别设有电压表U₁、U₂、U₃以及电流表I₁、I₂、I₃和电度表P₁、P₂、P₃,即可选择三瓦计法中电流电压法测供给能E_G，也可选择三瓦计法中电度表法测供给能E_G。待检设备a的供给能E_G测试方法根据需要，可在控制组件上根据实际接线方式自由选择。

根据获得的供给能E_G和有效能E_Y，由下式计算获得待检液夜分离设备的能效值η：

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：包括检测台架(10)，检测台架(10)的台面构成可供待检设备(a)固定的固定面(11)；该检测装置还包括蓄水罐(20)及定容积罐(30)；介质经待检设备(a)的出料口引出，并依序经定容积罐(30)、蓄水罐(20)、进液泵(40)后返流至待检设备(a)的进料口；定容积罐(30)与蓄水罐(20)之间、蓄水罐(20)与进液泵(40)之间以及进液泵(40)与待检设备(a)之间的连接管路上均布置有阀门；所述进液泵(40)与待检设备(a)之间的连接管路上还布置有流量计F。

2.根据权利要求1所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：该检测装置还包括回流管线(41)，所述回流管线(41)一端连通进液泵(40)的泵出口，另一端经由开关阀V1返流至蓄水罐(20)处。

3.根据权利要求2所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：蓄水罐(20)与进液泵(40)之间的连接管路上还布置有过滤器(70)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：该检测装置还包括出液旁路(42)，所述出液旁路(42)的一端连通待检设备(a)的出料口，另一端经由开关阀V2返流至蓄水罐(20)处。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：所述定容积罐(30)及蓄水罐(20)的罐身处均布置有带有刻度的长视镜(50)，进液泵(40)的泵出口则依序经由调节阀CV1、流量计F、开关阀V3及管道视镜(60)后连通待检设备(a)的进料口。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：所述固定面(11)上布置由螺纹座(12b)以及与螺纹座(12b)间构成螺纹配合的螺纹推杆(12a)组合形成的锁定件；所述锁定件为四组且呈十字交叉布局，从而将待检设备(a)锁定在固定面(11)中心处。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：所述待检设备(a)的出料口高度高于定容积罐(30)的进口高度；待检设备(a)的进料口与连通进液泵(40)出口的连接管路之间以及待检设备(a)的出料口与连通定容积罐(30)进料口的连接管路之间均通过软连接方式连通彼此；固定面(11)与检测台架(10)的架体之间通过可沿铅垂向伸缩的弹簧缓冲组件(13)连接彼此。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种基于液液分离设备的最大通量检测装置，其特征在于：待检设备(a)的总线路上布置有用于实测供给能E_G的数字式电能测量仪，或待检设备(a)的单相线路上分别布置有相应的电压表、电流表及电度表；数字式电能测量仪或电压表、电流表及电度表的信号输出端电连接控制组件，控制组件将供给能E_G显示在显示屏处；流量计F的信号输出端电连接控制组件。

9.一种根据权利要求1或2或3所述的基于液液分离设备的最大通量检测装置的能效检测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、将待检设备(a)置于检测平台处固定面(11)上，通过锁定件逐一固定，随后依次连接各管道，从而完成待检设备(a)的连接工作；

2)、观察蓄水罐(20)内水位及定容积罐(30)内状态，直至排空定容积罐(30)内部液体；查看各阀门状态；查看仪表状态；以上满足试验条件后，进行下一步；

3)、启动待检设备(a)，查验待检设备(a)转向、输电接入等情况是否符合要求；

4)、待检设备(a)达到额定转速后，检测其相关性能指标，包括转速、轴承温度、温升、振动、噪声，符合要求后；启动进液泵(40)，向待检设备(a)泵入作为检测介质的水；进行下一步；

5)、通过调节阀CV1控制，先小流量进，待检设备(a)稳定后，逐渐加大流量，直至到达待检设备(a)最大通量；此过程中，开关阀V1和开关阀V2关闭、其他开关阀开启；水通过进液泵(40)，进入待检设备(a)，实现最大通量运行；达到计时周期t后，观察管道视镜(60)，看水流是否稳定；观察流量计F，查看流量是否稳定；如进料稳定，记录时间，并检测负荷运行条件下的转速、轴承温度、温升、振动、噪声是否符合要求；

当开关阀V1和开关阀V2关闭时，计时读秒，当定容积罐(30)内的水面液位到达指定刻度时，停止读秒，记录固定容积V，单位为m³；同时可获得定容积罐(30)内的水面液位到达指定刻度时的所述计时周期t，单位为s；读取流量计F读数Q，单位为m³/h；

6)、按照下述步骤获得此段时间内的最大通量Q’：

根据实测的固定容积V和计时周期t，按下式计算流出量Q₁，单位为m³/h；

根据流出量Q₁，验证流量计F实测的通量Q：

当：

本次测量值不符合要求，设备不合格；

当：

待检设备(a)的最大通量Q’以Q₁与Q两者中的最小值计；

7)、按下式计算有效能E_Y：

E_Y＝Q’ω²R²tρ

将水的密度ρ＝1.0×10³kg/m³代入上式，可得：

E_Y＝Q’ω²R²t

其中：

E_Y为最大通量计时周期内的有效能，单位为J；

R为转子筒体外径，单位为m；

8)、计算能效值η：

由控制组件处读取供给能E_G；并根据获得的供给能E_G和有效能E_Y，由下式计算获得待检液夜分离设备的能效值η：

10.一种如权利要求9所述的能效检测方法，其特征在于：重复5)～6)步骤三次，且每次操作间隔10min以上，取三次操作的平均值为待检设备(a)的最大通量Q’，随后再进入步骤7)。

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