CN117052685A - 一种低温高速屏蔽泵测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种低温高速屏蔽泵测试系统及方法，涉及检测的技术领域，包括测试环路和低温调控装置，测试环路包括液氮罐和回收罐，低温调控装置包括外壳体、位于外壳体内的内壳体和温控组件，液氮通过管路进入至内壳体内，随后通过管路经过样品处，并最终通过管路进入至回收罐内。本申请具有能够对低温高速屏蔽泵进行可靠性测试的优点。
Description
技术领域
本申请涉及检测的技术领域，尤其是涉及一种低温高速屏蔽泵测试系统及方法。
背景技术
屏蔽泵广泛应用于石油化工、天然气开发、航天等行业，针对介质本身特性以及介质对环境变化的敏感性，低温高速屏蔽泵具有运行成本低、高可靠性等优点。
屏蔽泵的泵头和电动机都被封闭在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封。屏蔽泵的叶轮和电动机的转子固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传递给转子。这些特殊设计保证了屏蔽泵成为真正的无泄漏泵，避免普通离心泵因动密封设计所造成介质泄漏的缺点，节省了购置复杂的机械密封及其冲洗冷却系统的费用，同时避免了臃肿的安装空间。
低温高速屏蔽泵对于泵的密封性能要求很高，屏蔽泵因为其特殊的结构，需要一部分泵送介质流经滑动轴承及定、转子屏蔽套间隙带走轴承摩擦副和电机产生的热量，并通过特殊结构设计构造一套完整有效的冷却回路来实现轴向力的水力自平衡。在这一过程中，介质极易受热汽化而使得泵的过流部件间产生干磨并导致泵损坏。
低温屏蔽泵的可靠设计是影响其安全平稳运行的基础。尤其在较为苛刻的温度压力条件下，如果相关设计不完善，将会导致泵内循环的介质发生汽化、轴向力失衡，从而导致关键部件磨损断裂，定、转子屏蔽套泄漏、电机损坏失效等破坏性事故。用于输送低温烃类介质的低温泵，不仅泵入口压力高，介质温度低，通常也有高扬程的工艺要求。因此需要对低温高速屏蔽泵进行可靠性测试。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本申请的目的之一是提供一种低温高速屏蔽泵测试系统及方法，其具有能够对低温高速屏蔽泵进行可靠性测试的优点。
本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种低温高速屏蔽泵测试系统，包括测试环路和低温调控装置，测试环路包括液氮罐和回收罐，低温调控装置包括外壳体、位于外壳体内的内壳体和温控组件，液氮通过管路进入至内壳体内，随后通过管路经过样品处，并最终通过管路进入至回收罐内。
通过采用上述技术方案，即在使用中，液氮从液氮罐内排出进入至内壳体内并通过温控组件保持低温，并进入至待测样品内进行测试，从而能够实现对低温高速屏蔽泵进行可靠性测试的优点。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的温控组件包括真空泵一，所述的真空泵一和外壳体的内部相连通。
通过采用上述技术方案，即通过真空泵一实现对液氮的温度保持。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的测试环路还包括保温室，用于容纳样品，从保温室可观察样品状态。
通过采用上述技术方案，保温室能够有效降低环境温度对样品的影响，同时也能够对样品状态进行观察。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：测试环路还包括真空泵二，真空泵二和保温室相连通。
通过采用上述技术方案，真空泵二的存在，使得能够大大降低屏蔽泵外壳结霜，从而影响屏蔽泵密封良好性的概率。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述的回收罐和所述的液氮罐相连通且用于直接连通二者的管道上安装有阀门一。
通过采用上述技术方案，阀门一的存在使液氮罐压力平衡，保证系统长期测试要求。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：测试环路还包括复温组件，所述的复温组件和所述的保温室相连通，用于使所述的样品恢复常温。
通过采用上述技术方案，复温组件的存在，使得屏蔽泵能够快速恢复温度，便于屏蔽泵在多种工况下的快速测试。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：测试环路还包括储液罐、阀门二和阀门三，储液罐通过管道分别和样品的进液口、出液口相连通，阀门二和阀门三分别安装在和储液罐相连通的两个管道上。
通过采用上述技术方案，储液罐的存在，使得能够对液氮进行回收，从而减小液氮的消耗。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：测试环路还包括储液罐、阀门二和阀门四，储液罐和通过管道和样品的出液口相连通，阀门二安装在该管道上，阀门四和储液罐相连通。
通过采用上述技术方案，在检测时，打开阀门二和四，使得样品和储液罐相连通，储液罐和外界相连通，因此能够使屏蔽泵充分预冷，降低泵空化的概率。
本申请还公开了一种测试方法，包括如下步骤，预冷步骤，对样品进行预冷；测试步骤，对样品进行循环检测；回收步骤：对液氮进行回收；复温步骤：对液氮进行复温。
通过采用上述技术方案，可减少实验测试用介质，结合复温回收系统，实现屏蔽泵在多种工况下的快速测试。
本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：在测试步骤中，根据需要对样品进行转速调节。
通过采用上述技术方案，实现温度、压力、转速参数的调节控制，满足实验前准备、实验后液氮回收的自动控制。提供了预冷、稳定测试及复温回收三种模式，闭式循环系统具有液氮消耗量小，可进行多种参数的实验测试；复温回收模式可实现多个测试泵的快速测试。
附图说明
图1是本申请结构示意图。
图2是本申请预冷模式结构示意图。
图3是本申请测试模式结构示意图。
图4是本申请复温模式结构示意图。
附图标记：1、液氮罐；11、流量计；121、外壳体；122、内壳体；13、保温室；14、变频调节器；15、加热风机；16、回收罐；17、储液罐；21、真空泵一；22、真空泵二；23、真空泵三；31、阀门一；32、阀门二；33、阀门三；34、阀门四；35、阀门五；36、阀门六；4、温度保护装置；5、样品。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
参照图1，为本申请公开的一种低温高速屏蔽泵测试系统，包括测试环路和低温调控装置，测试环路包括液氮罐1、回收罐16、保温室13、真空泵二22、复温组件、储液罐17、阀门一31、阀门二32、阀门三33、阀门四34、阀门五35和阀门六36。低温调控装置包括外壳体121、位于外壳体121内的内壳体122和温控组件，温控组件包括真空泵一21和温度保护装置4，在本实施例中，温度保护装置4为带有加热功能的保护装置。例如水浴加热器，或者带有加热丝的加热装置，用来加热低温气体，防止损坏真空泵。
液氮罐1通过管路分别和外壳体121的内部以及内壳体122的内部相连通，真空泵一21和外壳体121的内部相连通，温度保护装置4位于真空泵一21和外壳体121之间。液氮罐1和内壳体122的内部相连通的管路上还安装有流量计11。
从内壳体122内流出的液氮通过管道进入至样品5的进液口，阀门五35安装在该管道上。样品5位于保温室13内，保温室13为透明材料制成或者保温室13上开设有用于观察样品5的观测窗。复温组件和保温室13相连通，复温组件包括加热风机15，加热风机15和真空泵二22均与保温室13相连通。样品5还与变频调节器14相连接，通过变频调节器14实现对样品5转速的调节。
样品5的出液口通过管道和回收罐16相连通，阀门六36安装在该管道上，回收罐16和液氮罐1通过管道直接连通，阀门一31安装在回收罐16和液氮罐1直接连通的管道上。
储液罐17通过管道分别和样品5的进液口和出液口相连通，阀门四34和储液罐17相连通，阀门二32安装在储液罐17和样品5出液口相连接的管道上且位于样品5出液口和阀门六36之间，阀门三33安装在储液罐17和样品5进液口相连接的管道上且位于样品5进液口和阀门五35之间。储液罐17上还连通有真空泵三23，在真空泵三23和储液罐17相连接的管道上还安装有温度保护装置4。在本实施例中，样品5为屏蔽泵。
参见图2，在预冷模式中，液氮从液氮罐1内流出，一路流经流量计11进入至内壳体122内，一路进入至外壳体121内，并经过阀门五35进入至样品5内，开启阀门二32、阀门四34和真空泵二22，储液罐17内安装有液体传感器，例如液位计，当储液罐17内有液位信号时，表明预冷完成。开启真空泵二22，能够降低屏蔽泵外壳结霜影响判断泵密封良好性的概率。
参见图3，在稳定测试模式中，当预冷模式完成时，关闭阀门二32和阀门四34，开启阀门六36，液氮经过样品5并流动至回收罐16内，当回收罐16内的压力高于液氮罐1时，开启阀门一31，实现系统闭式循环，通过真空泵一21的运行，控制液氮的温度。通过变频调节器14实现样品5在不同转速下的测试。
参见图4，当稳定测试模式完成时，关闭阀门五35和阀门六36，打开阀门二32和阀门三33。少量液氮进入储存罐，通过真空泵三23实现液氮的低温储存。同时开启加热风机15，使测试屏蔽泵复温。
在图2-4中，虚线部分即为液氮流动示意图。
本申请还公开了一种测试方法，包括如下步骤，预冷步骤，对样品5进行预冷；测试步骤，对样品5进行循环检测；回收步骤：对液氮进行回收；复温步骤：对液氮进行复温。在测试步骤中，根据需要对样品5进行转速调节。
本实施例的实施原理为：通过外壳体121压力控制来调节内壳体122内温度；真空泵二22的存在，降低屏蔽泵外部结霜的概率，加热风机15的存在，可在测试结束后迅速使泵体复温；热风机和真空泵二22的存在能够保证内部温度恒定，储液罐17可在实验结束时回收多余液氮，便于下次测试冷却泵，节约测试时间；屏蔽泵出口连接液氮回收罐16，可满足长时间测试时泵循环介质供应，回收罐16通过阀门一31与液氮罐1连接，当液氮回收罐16内压力高于液氮罐1时开启，满足闭式循环运行条件。本系统具有条件测试入口温度、压力、流量的功能，可实现测试前预冷，长时间测试以及测试后回收液氮的功能。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：包括测试环路和低温调控装置，测试环路包括液氮罐(1)和回收罐(16)，低温调控装置包括外壳体(121)、位于外壳体(121)内的内壳体(122)和温控组件，液氮通过管路进入至内壳体(122)内，随后通过管路经过样品(5)处，并最终通过管路进入至回收罐(16)内。
2.根据权利要求1所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：所述的温控组件包括真空泵一(21)，所述的真空泵一(21)和外壳体(121)的内部相连通。
3.根据权利要求1所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：所述的测试环路还包括保温室(13)，用于容纳样品(5)，从保温室(13)可观察样品(5)状态。
4.根据权利要求3所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：测试环路还包括真空泵二(22)，真空泵二(22)和保温室(13)相连通。
5.根据权利要求1所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：所述的回收罐(16)和所述的液氮罐(1)相连通且用于直接连通二者的管道上安装有阀门一(31)。
6.根据权利要求3所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：测试环路还包括复温组件，所述的复温组件和所述的保温室(13)相连通，用于使样品(5)恢复常温。
7.根据权利要求3所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：测试环路还包括储液罐(17)、阀门二(32)和阀门三(33)，储液罐(17)通过管道分别和样品(5)的进液口、出液口相连通，阀门二(32)和阀门三(33)分别安装在和储液罐(17)相连通的两个管道上。
8.根据权利要求3所述的一种低温高速屏蔽泵测试系统，其特征在于：测试环路还包括储液罐(17)、阀门二(32)和阀门四(34)，储液罐(17)和通过管道和样品(5)的出液口相连通，阀门二(32)安装在该管道上，阀门四(34)和储液罐(17)相连通。
9.一种测试方法，其特征在于：包括如下步骤，预冷步骤，对样品(5)进行预冷；测试步骤，对样品(5)进行循环检测；回收步骤：对液氮进行回收；复温步骤：对液氮进行复温。
10.根据权利要求9所述的一种测试方法，其特征在于：在测试步骤中，根据需要对样品(5)进行转速调节。
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