CN202402266U

CN202402266U - 一种开闭式泵试验控制系统

Info

Publication number: CN202402266U
Application number: CN2011204541183U
Authority: CN
Inventors: 罗宏斌; 杨玉东; 赵伟平; 江海蛟; 张锐
Original assignee: Beijing Aerospace Propulsion Institute
Current assignee: Beijing Aerospace Propulsion Institute
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2021-11-16

Abstract

本实用新型属于流体传动与控制技术领域，具体涉及一种开闭式泵试验控制系统。其增压泵输入端通过手动闸阀C与水池连接，输出端与电磁流量计B输入端连接；电磁流量计B输出端通过电动闸阀B与贮水罐补水口连接，输入端还通过手动闸阀B与水池连接；液位变送器安装在贮水罐的顶部；真空泵通过电动闸阀C与贮水罐的真空口连接；空气压缩机通过电动闸阀D与贮水罐的增压口连接；贮水罐的进口与电动三通阀的出口连接，出口通过手动闸阀A与试验泵输入端连接，试验泵输出端通过电动闸阀A与电磁流量计A输入端连接，电磁流量计A输出端与电动三通阀的工作端连接，电动三通阀的排水端与水池连接。该系统可在开式或闭式条件下对试验泵进行汽蚀试验。

Description

一种开闭式泵试验控制系统

技术领域

本实用新型属于流体传动与控制技术领域，具体涉及一种开闭式泵试验控制系统。

背景技术

常用的泵试验系统分为开式系统和闭式系统。开式系统即是试验泵从具有自由液面的水池中吸水，水池容量大，散热条件好，流量稳定；但其缺点是采用使流量保持恒定的汽蚀试验方法时，关小泵进口节流阀降低泵进口压力，会造成进口流量不稳定，从而影响汽蚀性能的测量精度。闭式系统即是试验泵从封闭容器中吸水，系统中的液体与外界空气隔绝，单独构成封闭循环系统，封闭容器抽真空降低吸入液面的压力，汽蚀性能的测量精度高；但其缺点是大流量时系统发热严重。

随着泵设计流量的不断扩大，现有的泵试验系统已不能满足泵性能试验和汽蚀试验的要求，急需针对不同工况的特点设计一种新的泵试验系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种开闭式泵试验控制系统，使试验系统既能满足泵性能试验和汽蚀试验对测量精度的要求，又能保证散热条件好、试验效率高。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：一种开闭式泵试验控制系统包括水池、电动三通阀、电磁流量计A、电动闸阀A、手动闸阀A、贮水罐、液位变送器、真空泵、空气压缩机、电动闸阀B、电磁流量计B、增压泵、电动闸阀C、电动闸阀D、手动闸阀B、手动闸阀C；

所述增压泵的输入端通过管路与手动闸阀C的输入端连接，手动闸阀C的输出端通过管路与水池连接，增压泵的输出端通过管路与电磁流量计B的输入端连接，电磁流量计B的输出端通过管路与电动闸阀B的输入端连接，电动闸阀B的输出端通过管路与贮水罐的补水口连接，电磁流量计B的输入端还通过管路与手动闸阀B的输入端连接，手动闸阀B的输出端通过管路与水池连接；所述液位变送器安装在贮水罐的顶部；所述真空泵通过管路与电动闸阀C的输入端连接，电动闸阀C的输出端通过管路与贮水罐的真空口连接；所述空气压缩机通过管路与电动闸阀D的输入端连接，电动闸阀D的输出端通过管路与贮水罐的增压口连接；所述贮水罐的进口通过管路与电动三通阀的出口连接；所述贮水罐的出口通过管路与手动闸阀A的输入端连接，手动闸阀A的输出端通过管路与试验泵的输入端连接，试验泵的输出端通过管路与电动闸阀A的输入端连接，电动闸阀A的输出端通过管路与电磁流量计A的输入端连接，电磁流量计A的输出端通过管路与电动三通阀的工作端连接，电动三通阀的排水端通过管路与水池连接。

所述的试验泵的输出端与电动闸阀A之间连接有压力表，所述压力表实时监测试验泵出口的压力。

所述的手动闸阀A与试验泵的输入端之间连接有过滤器，所述过滤器对贮水罐出口流出的液体进行过滤。

所述的贮水罐的补水口与增压泵的输出端之间并行连接有两条电磁流量计B14-电动闸阀B冗余管路。

该系统还包括控制器；所述的控制器与电动三通阀、电磁流量计A、电动闸阀A、液位变送器、电动闸阀B、电磁流量计B、增压泵、电动闸阀C和电动闸阀D之间通过信号电缆连接。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型所述开闭式泵试验控制系统将开式泵试验系统和闭式泵试验系统相结合，可根据试验泵的参数选择在开式条件下工作还是闭式条件下工作，具有自动化程度高、测量精度高、操作灵活、性能稳定可靠、试验工况扩充性强等优点，为测试和分析各种新型泵的特性，不断完善设计参数提供了可靠的试验手段。

附图说明

图1为本实用新型所述开闭式泵试验控制系统结构图；

图中：1、水池；2、电动三通阀；3、电磁流量计A；4、电动闸阀A；5、压力表；6、试验泵；7、过滤器；8、手动闸阀A；9、贮水罐；10、液位变送器；11、真空泵；12、空气压缩机；13、电动闸阀B；14、电磁流量计B；15、增压泵；16、电动闸阀C；17、电动闸阀D；18、手动闸阀B；19、手动闸阀C。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所述开闭式泵试验控制系统包括水池1、电动三通阀2、电磁流量计A3、电动闸阀A4、压力表5、过滤器7、手动闸阀A8、贮水罐9、液位变送器10、真空泵11、空气压缩机12、电动闸阀B13、电磁流量计B14、增压泵15、电动闸阀C16、电动闸阀D17、手动闸阀B18、手动闸阀C19和控制器；除控制器外，本系统各个部件之间均通过管路连接，控制器与电动三通阀2、电磁流量计A3、电动闸阀A4、液位变送器10、电动闸阀B13、电磁流量计B14、增压泵15、电动闸阀C16和电动闸阀D17之间通过信号电缆连接；

所述增压泵15的输入端通过管路与手动闸阀C19的输入端连接，手动闸阀C19的输出端通过管路与水池1连接，增压泵15的输出端通过管路与电磁流量计B14的输入端连接，电磁流量计B14的输出端通过管路与电动闸阀B13的输入端连接，电动闸阀B13的输出端通过管路与贮水罐9的补水口连接，电磁流量计B14的输入端还通过管路与手动闸阀B18的输入端连接，手动闸阀B18的输出端通过管路与水池1连接；所述液位变送器10安装在贮水罐9的顶部；所述真空泵11通过管路与电动闸阀C16的输入端连接，电动闸阀C16的输出端通过管路与贮水罐9的真空口连接；所述空气压缩机12通过管路与电动闸阀D17的输入端连接，电动闸阀D17的输出端通过管路与贮水罐9的增压口连接；所述贮水罐9的进口通过管路与电动三通阀2的出口连接；所述贮水罐9的出口通过管路与手动闸阀A8的输入端连接，手动闸阀A8的输出端通过管路与试验泵6的输入端连接，试验泵6的输出端通过管路与电动闸阀A4的输入端连接，电动闸阀A4的输出端通过管路与电磁流量计A3的输入端连接，电磁流量计A3的输出端通过管路与电动三通阀2的工作端连接，电动三通阀2的排水端通过管路与水池1连接；所述的试验泵6的输出端与电动闸阀A4之间连接有压力表5；所述的手动闸阀A8与试验泵6的输入端之间连接有过滤器7。

其中，在贮水罐9的补水口与增压泵15的输出端之间可布置两条电磁流量计B14-电动闸阀B13冗余管路，以当流量较大时，两条管路可同时开启。

在对试验泵6进行汽蚀试验的过程中，所述电磁流量计A3实时监测贮水罐9出口的累积流量；所述电磁流量计B14实时监测贮水罐9补水口的累积流量；所述电动闸阀A4的开度随试验泵6出口流量的大小自动变化；所述压力表5实时监测试验泵6出口的压力；所述过滤器7对贮水罐9出口流出的液体进行过滤；所述液位变送器10实时监测贮水罐9的液位；所述控制器实时采集电磁流量计A3测得的贮水罐9出口的累积流量和电磁流量计B14测得的贮水罐9补水口的累积流量，并将二者进行比较，同时根据液位变送器10测得的贮水罐9中的液面位置，通过控制电动闸阀B13的开度实现对进出贮水罐9的水流量的等液位控制，以保证贮水罐9的储水量稳定；控制器还可以对试验泵6的测试过程进行实时工况转换，从而自动完成对试验泵6各种性能的测试；所述控制器通过电动闸阀C16控制真空泵11对贮水罐9进行抽真空的速度，以降低贮水罐9中液面的压力，进而逐渐降低试验泵6进口的压力，从而减小系统汽蚀余量，使试验泵6发生汽蚀，而不会发生因关小试验泵6进口的手动闸阀A8而造成进口流量不稳定的现象；所述控制器根据试验泵6的压力参数，通过电动闸阀D17控制空气压缩机12，对贮水罐9的工作压力进行设定。

在对试验泵6进行汽蚀试验时，

a.若试验泵6的额定流量≤15m³，则系统在闭式条件下工作：此时电动三通阀2的工作端和出口开启，电动三通阀2的排水端关闭，手动闸阀A8开启，控制器根据试验泵6的压力参数，通过电动闸阀D17控制空气压缩机12，对贮水罐9的工作压力进行设定；试验泵6从贮水罐9中吸水，进行汽蚀试验，此过程中控制器通过电动闸阀C16控制真空泵11对贮水罐9进行抽真空的速度，以降低贮水罐9中液面的压力，进而逐渐降低试验泵6进口的压力，从而减小系统汽蚀余量，使试验泵6发生汽蚀；试验泵6排出的水经电动三通阀2的出口流回贮水罐9中，从而形成闭式泵试验控制方法，可知此时贮水灌9中的液体进出流量保持恒定；

b.若试验泵6的额定流量＞15m³，则系统在开式条件下工作：此时电动三通阀2的工作端和排水端开启，电动三通阀2的出口关闭，手动闸阀A8、手动闸阀B18和手动闸阀C19开启，控制器根据试验泵6的压力参数，通过电动闸阀D17控制空气压缩机12，对贮水罐9的工作压力进行设定；增压泵15把开式水池1中的水打入闭式贮水罐9中，试验泵6从贮水罐9中吸水，进行汽蚀试验，此过程中控制器通过电动闸阀C16控制真空泵11对贮水罐9进行抽真空的速度，以降低贮水罐9中液面的压力，进而逐渐降低试验泵6进口的压力，从而减小系统汽蚀余量，使试验泵6发生汽蚀；试验泵6排出的水经电动三通阀2的排水端流入水池1，水池1容量大，散热条件好，经过冷却的水再通过增压泵15补充到贮水罐9中，从而形成开式泵试验控制方法，此过程在控制器的控制下实现对贮水灌9中液体的等流量控制。

当系统在开式条件下工作时，实现对贮水灌9中液体等流量控制的方法包括如下步骤：

(1)前提条件：

a.所述电磁流量计A3和电磁流量计B14的量程与电动闸阀A4和电动闸阀B13的开度一一对应，即零流量时对应阀门全关，满量程流量时对应阀门全开，中间状态成线性关系；

b.当电磁流量计A3和电磁流量计B14测得的流量在±5％范围内变化时，认为流量是恒定的；

c.将贮水罐9中液面的位置从下到上划分为五个区，其高度比设定液面高度低30％、15％、10％和比设定液面高度高15％、30％。

(2)实现对贮水灌9中液体等流量控制的方法包括如下步骤：

步骤一：控制器实时采集电磁流量计A3测得的贮水罐9出口的累积流量和电磁流量计B14测得的贮水罐9补水口的累积流量；

步骤二：控制器每隔5秒将贮水罐9出口和补水口的累积流量进行一次比较，同时根据液位变送器10测得的贮水罐9中液面的位置，通过控制电动闸阀B13的开度实现对进出贮水罐9的水流量的等液位控制；

具体情况如下：

a.当贮水罐9中液面的位置在最低-30％时：

若补水口累积流量/出口累积流量＜1.2，则增大电动闸阀B13开度，每次增加10％，直到补水口累积流量/出口累积流量＞1.2为止；若补水口累积流量/出口累积流量＞1.2，则不做任何调整；

b.当贮水罐9中液面的位置在次低-15％时：

若补水口累积流量/出口累积流量＜1.1，则增大电动闸阀B13开度，每次增加5％，直到补水口累积流量/出口累积流量＞1.1为止；若补水口累积流量/出口累积流量＞1.1，则不做任何调整；

c.当贮水罐9中液面的位置在中间-10％时：

若0.95＜补水口累积流量/出口累积流量＜1.05，则电动闸阀B13开度不做任何调整；

若补水口累积流量/出口累积流量＜0.95，则增大电动闸阀B13开度，每次增加2％，直到补水口累积流量/出口累积流量＞0.95为止；

若补水口累积流量/出口累积流量＞1.05，则减小电动闸阀B13开度，每次减小2％，直到补水口累积流量/出口累积流量＜1.05为止；

d.当贮水罐9中液面的位置在次高15％时：

若补水口累积流量/出口累积流量＞0.9，则减小电动闸阀B13开度，每次减小5％，直到补水口累积流量/出口累积流量＜0.9为止；若补水口累积流量/出口累积流量＜0.9，则不做任何调整；

e.当贮水罐9中液面的位置在最高30％时：

若补水口累积流量/出口累积流量＞0.8，则减小电动闸阀B13开度，每次减小10％，直到补水口累积流量/出口累积流量＜0.8为止；若补水口累积流量/出口累积流量＜0.8，则不做任何调整；

步骤三：在上述过程中，若电磁流量计A3监测到流量下降到试验泵6额定流量的50％时，则控制器发出预警信号，提醒操作人员注意此异常。

Claims

1.一种开闭式泵试验控制系统，其特征在于：该系统包括水池（1）、电动三通阀（2）、电磁流量计A（3）、电动闸阀A（4）、手动闸阀A（8）、贮水罐（9）、液位变送器（10）、真空泵（11）、空气压缩机（12）、电动闸阀B（13）、电磁流量计B（14）、增压泵（15）、电动闸阀C（16）、电动闸阀D（17）、手动闸阀B（18）、手动闸阀C（19）；

所述增压泵（15）的输入端通过管路与手动闸阀C（19）的输入端连接，手动闸阀C（19）的输出端通过管路与水池（1）连接，增压泵（15）的输出端通过管路与电磁流量计B（14）的输入端连接，电磁流量计B（14）的输出端通过管路与电动闸阀B（13）的输入端连接，电动闸阀B（13）的输出端通过管路与贮水罐（9）的补水口连接，电磁流量计B（14）的输入端还通过管路与手动闸阀B（18）的输入端连接，手动闸阀B（18）的输出端通过管路与水池（1）连接；所述液位变送器（10）安装在贮水罐（9）的顶部；所述真空泵（11）通过管路与电动闸阀C（16）的输入端连接，电动闸阀C（16）的输出端通过管路与贮水罐（9）的真空口连接；所述空气压缩机（12）通过管路与电动闸阀D（17）的输入端连接，电动闸阀D（17）的输出端通过管路与贮水罐（9）的增压口连接；所述贮水罐（9）的进口通过管路与电动三通阀（2）的出口连接；所述贮水罐（9）的出口通过管路与手动闸阀A（8）的输入端连接，手动闸阀A（8）的输出端通过管路与试验泵（6）的输入端连接，试验泵（6）的输出端通过管路与电动闸阀A（4）的输入端连接，电动闸阀A（4）的输出端通过管路与电磁流量计A（3）的输入端连接，电磁流量计A（3）的输出端通过管路与电动三通阀（2）的工作端连接，电动三通阀（2）的排水端通过管路与水池（1）连接。

2.根据权利要求1所述的开闭式泵试验控制系统，其特征在于：所述的试验泵（6）的输出端与电动闸阀A（4）之间连接有压力表（5），所述压力表（5）实时监测试验泵（6）出口的压力。

3.根据权利要求1所述的开闭式泵试验控制系统，其特征在于：所述的手动闸阀A（8）与试验泵（6）的输入端之间连接有过滤器（7），所述过滤器（7）对贮水罐（9）出口流出的液体进行过滤。

4.根据权利要求1所述的开闭式泵试验控制系统，其特征在于：所述的贮水罐（9）的补水口与增压泵（15）的输出端之间并行连接有两条电磁流量计B14—电动闸阀B（13）冗余管路。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的开闭式泵试验控制系统，其特征在于：该系统还包括控制器；所述的控制器与电动三通阀（2）、电磁流量计A（3）、电动闸阀A（4）、液位变送器（10）、电动闸阀B（13）、电磁流量计B（14）、增压泵（15）、电动闸阀C（16）和电动闸阀D（17）之间通过信号电缆连接。