RU175709U1

RU175709U1 - STAND FOR DETERMINING THE ACCURACY OF THE DOSING OF THE MICROPUMP

Info

Publication number: RU175709U1
Application number: RU2016147583U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Королев; Василий Васильевич Трепов; Василий Григорьевич Капинос; Алексей Владимирович Колбасов; Александр Петрович Куленко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМГАЗ-ТЕХНОЛОГИЙ"
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2017-12-15

Abstract

Полезная модель относится к стендам для испытания насосов на жидком криогенном рабочем теле и может быть использована преимущественно при испытаниях насосов на точность дозирования на сжиженном природном газе, кислороде, азоте, аргоне.Технической задачей, решаемой предлагаемым стендом, является определение и учет утечек насоса, контроль массы жидкости, подаваемой в насос, использование неэлектрических средств контроля, возможность испытаний погружных насосов, учет разностей температур окружающей среды и перекачиваемой жидкости, учет температуры перекачиваемой жидкости на входе насоса.Техническая задача решается за счет того, что в стенде имеется датчик температуры окружающей среды, всасывающий и нагнетательный трубопроводы снабжены манометрами, между емкостью хранения криогенной жидкости и всасывающим трубопроводом расположена приемная емкость, установленная на весах, испытуемый насос размещается внутри емкости для испытаний и имеет датчик температуры, к напорному трубопроводу подключен измерительный модуль, содержащий испаритель, датчик температуры и измеритель расхода газа, от емкости для испытаний отходит линия, снабженная измерительным модулем, к модулю сбора данных также подключены весы и измерители расхода газа.Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение возможностей стенда по испытаниям различных насосов, повышение безопасности работ, а также повышение точности измерений.The utility model relates to stands for testing pumps on a liquid cryogenic working fluid and can be used mainly when testing pumps for metering accuracy on liquefied natural gas, oxygen, nitrogen, argon. The technical problem solved by the proposed stand is the detection and recording of pump leaks, monitoring the mass of liquid supplied to the pump, the use of non-electric means of control, the possibility of testing submersible pumps, taking into account differences in ambient temperatures and the liquid being pumped, temperature of the pumped liquid at the pump inlet. The technical problem is solved due to the fact that the stand has an ambient temperature sensor, the suction and discharge pipelines are equipped with pressure gauges, a receiving tank mounted on the balance is located between the cryogenic liquid storage tank and the suction pipe, and the test pump is located inside tanks for testing and has a temperature sensor, a measuring module containing an evaporator, a temperature sensor and gas flow meter, a line equipped with a measuring module departs from the test tank, scales and gas flow meters are also connected to the data acquisition module. The technical result of the proposed utility model is to expand the capabilities of the test bench for various pumps, increase the safety of work, and increase the accuracy of measurements .

Description

Полезная модель относится к стендам для испытания насосов на жидком криогенном рабочем теле и может быть использована преимущественно при испытаниях насосов на точность дозирования на сжиженном природном газе, кислороде, азоте, аргоне.The utility model relates to stands for testing pumps on a liquid cryogenic working fluid and can be used mainly when testing pumps for metering accuracy on liquefied natural gas, oxygen, nitrogen, argon.

Известен стенд для испытания криогенных насосов [патент на изобретение RU 2213264], содержащий расходную емкость, подключенные к ней всасывающую и напорную магистрали, соединенные с испытуемым насосом, и теплообменник, дополнительно содержит нагружающее устройство, вспомогательную емкость и газовую горелку, при этом системы дренажа расходной и вспомогательной емкостей соединены с газовой горелкой, напорная магистраль снабжена трубопроводом, сообщенным с газовым объемом вспомогательной емкости, теплообменник и нагружающее устройство размещены в напорной магистрали. Кроме того, теплообменник может быть размещен перед трубопроводом.A known test bench for cryogenic pumps [patent for invention RU 2213264], comprising a supply tank, a suction and pressure lines connected to it, connected to the pump under test, and a heat exchanger, further comprises a loading device, an auxiliary tank and a gas burner, while the expendable drainage system and auxiliary tanks are connected to a gas burner, the pressure line is equipped with a pipeline in communication with the gas volume of the auxiliary tank, a heat exchanger and a loading device escheny in the pressure line. In addition, a heat exchanger can be placed in front of the pipeline.

Наиболее близким к предлагаемому является испытательное устройство для трехцилиндрового насоса [патент на изобретение CN 104153984], согласно которому насос установлен на монтажной платформе с несколькими степенями свободы и приводится в движение с помощью электродвигателя с преобразованием частоты; измеритель скорости вращения и крутящего момента расположен между насосом и преобразователем частоты двигателя; питающий канал сообщает насос с резервуаром жидкости через переливную трубу, нагнетательный канал, снабженный датчиком давления и датчиком температуры, сообщает насос с механизмом тестирования потока (взвешивания). Механизм тестирования потока содержит трехходовой электромагнитный клапан, сливную трубу, испытательный резервуар, нормально закрытый электромагнитный клапан,весовой датчик, опору, упорную пластину и напорную трубу. Согласно устройству система измерения потока методом взвешивания имеет погрешность измерения, не превышающую 0,05%.Closest to the proposed is a testing device for a three-cylinder pump [patent for invention CN 104153984], according to which the pump is mounted on a mounting platform with several degrees of freedom and is driven by a frequency-converting electric motor; a speed and torque meter is located between the pump and the motor frequency converter; the supply channel communicates a pump with a reservoir of liquid through an overflow pipe, the discharge channel, equipped with a pressure sensor and a temperature sensor, communicates a pump with a flow testing (weighing) mechanism. The flow testing mechanism comprises a three-way solenoid valve, a drain pipe, a test tank, a normally closed solenoid valve, a weight sensor, a support, a thrust plate and a pressure pipe. According to the device, the flow measurement system by weighing method has a measurement error not exceeding 0.05%.

Известное устройство имеет следующие недостатки: отсутствие контроля массы жидкости, подаваемой в насос, отсутствие определения утечек насоса, отсутствие неэлектрических средств контроля, отсутствие возможности тестирования погружного насоса, отсутствие учета температуры окружающей среды, отсутствие учета температуры перекачиваемой жидкости на входе насоса.The known device has the following disadvantages: lack of control of the mass of fluid supplied to the pump, lack of detection of pump leaks, lack of non-electric means of control, lack of the ability to test a submersible pump, lack of consideration of ambient temperature, lack of consideration of the temperature of the pumped liquid at the pump inlet.

Технической задачей, решаемой предлагаемым стендом, является определение и учет утечек насоса, контроль массы жидкости, подаваемой в насос, использование неэлектрических средств контроля, возможность испытаний погружных насосов, учет разностей температур окружающей среды и перекачиваемой жидкости, учет температуры перекачиваемой жидкости на входе насоса.The technical problem solved by the proposed stand is the determination and accounting of pump leaks, control of the mass of liquid supplied to the pump, the use of non-electric means of control, the possibility of testing submersible pumps, taking into account differences in ambient temperature and the pumped liquid, taking into account the temperature of the pumped liquid at the pump inlet.

Техническая задача решается за счет того, что в стенде имеется датчик температуры окружающей среды, всасывающий и нагнетательный трубопроводы снабжены манометрами, между емкостью хранения криогенной жидкости и всасывающим трубопроводом расположена приемная емкость, установленная на весах, испытуемый насос размещается внутри емкости для испытаний и имеет датчик температуры, к напорному трубопроводу подключен измерительный модуль, содержащий испаритель, датчик температуры и измеритель расхода газа, от емкости для испытаний отходит линия, снабженная измерительным модулем, к модулю сбора данных также подключены весы и измерители расхода газа.The technical problem is solved due to the fact that the stand has an ambient temperature sensor, the suction and discharge pipelines are equipped with pressure gauges, a receiving tank mounted on the balance is located between the cryogenic liquid storage tank and the suction pipe, the test pump is located inside the test tank and has a temperature sensor , a measuring module containing an evaporator, a temperature sensor and a gas flow meter is connected to the pressure pipe, l Niya, equipped with measurement module, the module data collection also connected scales and gas flow meters.

Более подробно устройство изображено на фигуре. Стенд состоит из емкости хранения криогенной жидкости 1 с подключенным к нему, по крайней мере одним трубопроводом 2, снабженным вентилем 3 и предохранительным клапаном 4, переходящим в магистраль 5, снабженную вентилем 6 и датчиком температуры 7, подключенную к приемной емкости 8, установленную на весах 9, к которой, в свою очередь, подключен всасывающий трубопровод 10, снабженный манометром 11, вентилем 12, преобразователем давления 13 и датчиком температуры 14. Конец трубопровода 10 размещается внутри емкости для испытаний 15, расположенной на весах 16 и содержащей внутри себя испытуемый насос 17, снабженный управляемым приводом 18, датчиком температуры 19 и соединенный с напорным трубопроводом 20, снабженным вентилем 21, манометром 22, преобразователем давления 23 и датчиком температуры 24, а также предохранительным клапаном 25. Конец трубопровода 10 соединен со всасывающим отверстием насоса 17. Привод 18 имеет возможность изменения скорости вращения посредством блока управления 26 (в качестве которого может выступать, например, частотный преобразователь).In more detail, the device is shown in the figure. The stand consists of a storage tank for cryogenic liquid 1 with at least one pipe 2 connected to it, equipped with a valve 3 and a safety valve 4, passing into the highway 5, equipped with a valve 6 and a temperature sensor 7, connected to a receiving tank 8, mounted on a scale 9, to which, in turn, a suction pipe 10 is provided, equipped with a pressure gauge 11, a valve 12, a pressure transducer 13 and a temperature sensor 14. The end of the pipe 10 is placed inside the test container 15 located on the weight x 16 and containing the test pump 17 inside, equipped with a controlled drive 18, a temperature sensor 19 and connected to a pressure pipe 20, equipped with a valve 21, a pressure gauge 22, a pressure transducer 23 and a temperature sensor 24, as well as a safety valve 25. The end of the pipe 10 is connected with a suction port of the pump 17. The drive 18 has the ability to change the speed of rotation by means of a control unit 26 (which, for example, can be a frequency converter).

К напорному трубопроводу 20 подключен измерительный модуль 27, содержащий испаритель 28, датчик температуры 29 и измеритель расхода газа 30. Выходной канал 31 измерительного модуля 27 имеет обратный клапан 32 и управляющий клапан 33, который может направить поток газа в атмосферу либо в магистраль 34, подключенную к емкости хранения криогенной жидкости 1. К емкости для испытаний 15 подключена линия 35, снабженная вентилем 36 и измерительным модулем 37, содержащим испаритель 38, датчик температуры 39 и измеритель расхода газа 40, к которому подключен выходной канал 41 измерительного модуля 37, имеющий обратный клапан 42 и управляющий клапан 43, который может направить поток газа в атмосферу либо в магистраль 34. Весы 9 и 16, преобразователи давления 13 и 23, датчики температуры 7, 14, 19, 24, 29 и 39, а также измерители расхода газа 30 и 40 подключены к модулю сбора данных 44, к которому также подключен датчик температуры окружающей среды 45. Для повышения безопасности проведения работ на магистрали 34 также может быть установлен предохранительный клапан 46 и вентиль 47.A measuring module 27 is connected to the pressure pipe 20, comprising an evaporator 28, a temperature sensor 29, and a gas flow meter 30. The output channel 31 of the measuring module 27 has a check valve 32 and a control valve 33 that can direct the gas flow to the atmosphere or to a highway 34 connected to the storage tank of the cryogenic liquid 1. To the test tank 15 is connected a line 35 provided with a valve 36 and a measuring module 37 containing an evaporator 38, a temperature sensor 39 and a gas flow meter 40, to which the outlet the first channel 41 of the measuring module 37, having a check valve 42 and a control valve 43, which can direct the gas flow to the atmosphere or to the highway 34. Scales 9 and 16, pressure transducers 13 and 23, temperature sensors 7, 14, 19, 24, 29 and 39, as well as gas flow meters 30 and 40, are connected to a data acquisition module 44, to which an ambient temperature sensor 45 is also connected. To increase the safety of work, a safety valve 46 and a valve 47 can also be installed on line 34.

Стоит отметить, что вентиль 21 может создавать эффект дросселирования для имитации нагрузки насоса 17. Кроме того все трубопроводы и магистрали выполнены с вакуумной изоляцией, а емкости представляют собой сосуды Дьюара. Преобразователь давления по сути является датчиком давления, представляющим свою информацию в электронном виде, удобном для восприятия модулем сбора данных. Вентили могут быть выполнены как с ручным, так и с автоматическим управлением. Для оператора стенда информация о давлении во всасывающем и напорном трубопроводах представлена на манометрах, что обеспечивает дополнительную безопасность, особенно при работе с такими газами, как кислород и метан.It is worth noting that the valve 21 can create a throttling effect to simulate the load of the pump 17. In addition, all pipelines and lines are made with vacuum insulation, and the tanks are Dewar vessels. The pressure transducer is essentially a pressure transducer, presenting its information in electronic form, convenient for perception by the data acquisition module. Valves can be made with either manual or automatic control. For the stand operator, information about the pressure in the suction and pressure pipelines is presented on manometers, which provides additional safety, especially when working with gases such as oxygen and methane.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

Наполнение емкости 8 происходит по магистрали 5 через вентиль 6, при этом контролируется температура поступающей жидкости датчиком 7. При закрытых вентилях 3 и 6 предохранительный клапан 4 обеспечивает сброс давления из трубопроводов и магистралей при его повышении в случае испарения запертой в них жидкости. Контроль массы жидкости, поступившей в емкость 8, производиться весами 9.Filling of the tank 8 takes place along the line 5 through the valve 6, while the temperature of the incoming liquid is monitored by the sensor 7. When the valves 3 and 6 are closed, the safety valve 4 provides pressure relief from the pipelines and highways when it increases in case of evaporation of the liquid locked in them. The control of the mass of liquid entering the tank 8 is carried out by weights 9.

По трубопроводу 10 через вентиль 11 осуществляется подача жидкости в линию всасывания насоса 17 при работе стенда, давление и температура поступающей жидкости контролируются манометром 12, преобразователем давления 13 и датчиком температуры 14. Насос 17 помещен в емкость 15, заполненную криогенной жидкостью для захолаживания и поддержания стабильной температуры при работе. Контроль температуры осуществляется датчиком 19.The pipeline 10 through the valve 11 is the liquid in the suction line of the pump 17 during operation of the stand, the pressure and temperature of the incoming liquid are controlled by a pressure gauge 12, a pressure transducer 13 and a temperature sensor 14. The pump 17 is placed in a container 15 filled with cryogenic liquid to cool and maintain stable temperature at work. Temperature control is carried out by the sensor 19.

Утечки, возникающие при работе насоса 17 через неплотности поршневой группы попадают в емкость 15 и определяются весами 16. Утечки, представляющие парогазовую смесь, газифицируется в испарителе 38 и учитываются измерителем расхода газа (ротаметром) 40 с одновременным контролем температуры испаренного газа датчиком 39.Leaks that occur during the operation of the pump 17 through the leaks of the piston group fall into the container 15 and are determined by the weights 16. Leaks representing the vapor-gas mixture are gasified in the evaporator 38 and taken into account by the gas flow meter (rotameter) 40 with simultaneous monitoring of the temperature of the vaporized gas by the sensor 39.

Подача насоса 17 осуществляется по трубопроводу 20 через вентиль 21, создающий нагрузку. При этом осуществляется контроль давления и температуры подаваемой жидкости манометром 22, преобразователем давления 23 и датчиком температуры 24. При превышении давления свыше установленного для трубопровода 20 и насоса 17 срабатывает клапан 25. Подача жидкости насосом осуществляется в измерительный модуль 27, где она газифицируется в испарителе 28 и учитываются измерителем расхода газа (ротаметром) 30 с одновременным контролем температуры испаренного газа датчиком 29. Величина подачи жидкости насосом 17 изменяется за счет варьирования скоростью вращения привода 18 при помощи блока управления 26. Газ, прошедший через измерительные модули 27 и 37, может быть выпущен в атмосферу или возвращен по магистрали 34 в емкость хранения криогенной жидкости 1. Процесс возврата газа осуществляется через вентиль 47, а при превышении давления свыше установленного для трубопровода 34 срабатывает предохранительный клапан 46. Контроль температуры окружающей среды во время проведения испытаний осуществляется датчиком 45. Все данные с весов 9 и 16, преобразователей давления 13 и 23, датчиков температуры 7, 14, 19, 24, 29, 39 и 45, а также измерителей расхода газа 30 и 40 передаются модуль сбора данных 44, который позволяет оператору стенда проводить их оценку, учитывая скорость вращения и крутящий момент привода 18, задаваемые в блоке управления 26.The supply of the pump 17 is carried out through the pipeline 20 through the valve 21, creating a load. In this case, the pressure and temperature of the supplied liquid are monitored by a manometer 22, a pressure transducer 23, and a temperature sensor 24. When the pressure exceeds the set pressure for the pipeline 20 and pump 17, the valve 25 is activated. The pump supplies the liquid to the measuring module 27, where it is gasified in the evaporator 28 and are taken into account by a gas flow meter (rotameter) 30 with simultaneous monitoring of the temperature of the vaporized gas by the sensor 29. The amount of fluid supply by the pump 17 changes due to the variation of the speed rotation of the actuator 18 using the control unit 26. Gas passing through the measuring modules 27 and 37 can be released into the atmosphere or returned via line 34 to the storage tank of cryogenic liquid 1. The gas is returned through valve 47, and if the pressure is exceeded, installed for the pipeline 34, the safety valve 46 is activated. The ambient temperature during testing is controlled by the sensor 45. All data from the balance 9 and 16, pressure transducers 13 and 23, temperature sensors 7, 14, 1 9, 24, 29, 39 and 45, as well as gas flow meters 30 and 40, a data acquisition module 44 is transmitted, which allows the stand operator to evaluate them, taking into account the rotation speed and torque of the drive 18, which are set in the control unit 26.

Стоит отметить, что стенд может проводить испытания и не погружных насосов. При этом жидкость из емкости 19 после захолаживания насоса 17 должна быть выведена через линию 35.It is worth noting that the stand can also test non-submersible pumps. In this case, the liquid from the tank 19 after cooling the pump 17 should be discharged through line 35.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является расширение возможностей стенда по испытаниям различных насосов, повышение безопасности работ, а также повышение точности измерений.The technical result of the proposed utility model is to expand the capabilities of the bench for testing various pumps, increasing the safety of work, as well as improving the accuracy of measurements.

Claims

A stand for determining the accuracy of the dosing of a micropump, containing a cryogenic liquid storage tank, a suction pipe, the end of which is connected to the pump being tested with a drive controlled by a control unit, a pressure pipe equipped with temperature and pressure sensors, a test tank mounted on the scales, a data collection module from sensors, characterized in that there is an ambient temperature sensor, the suction and discharge pipelines are equipped with manometers, between the cryogenic storage tank liquid and a suction pipe there is a receiving tank mounted on the balance, the test pump is located inside the test tank and has a temperature sensor, a measuring module containing an evaporator, a temperature sensor and a gas flow meter is connected to the pressure pipe, a line equipped with a measuring module, the scales and gas flow meters are also connected to the data collection module.