RU2650078C2

RU2650078C2 - Experimental installation for investigation of pump specifications

Info

Publication number: RU2650078C2
Application number: RU2016108422A
Authority: RU
Inventors: Леонид Алексеевич Савин; Роман Николаевич Поляков; Николай Васильевич Комаров; Ризван Магомедсаидович Шахбанов
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2018-04-06
Also published as: RU2016108422A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to the field of educational laboratory equipment and can be used in the educational process, in the conduct of laboratory work and practical exercises. Claimed experimental apparatus for examining the characteristics of the pumps comprises a base on which a test pump with a water supplying head at the inlet and a high-pressure outlet hose is installed, with instrumentation comprising a flowmeter, a pressure sensor, a container with a working fluid, a computer connected via an electronic converter signals to the flowmeter and the pressure sensor of the instrumentation, which are located on the water supply head and high pressure hose, and electronic a motor that is connected via a splined coupling to a test pump according to the invention, the computer is further connected via an electronic signal converter to stepper motors mounted on the pump under test and connected via gears to the blades located in front of the impeller of the pump under test.

EFFECT: technical result consists in increasing the depth and width of the research of centrifugal pumps by using and controlling stepper motors that regulate the position of the blades.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использовано в учебном процессе, при проведении лабораторных работ и практических занятий по общеинженерным дисциплинам в высших и средних специальных учебных заведениях.The invention relates to the field of educational laboratory equipment and can be used in the educational process, during laboratory work and practical training in general engineering disciplines in higher and secondary special educational institutions.

В качестве прототипа данного технического решения выбран стенд для тестирования погружных центробежных насосов, включающий станину с каретками для установки тестируемого насоса с водоподводящей головкой на входе насоса и шлангом высокого давления на выходе, с контрольно-измерительной аппаратурой: расходомерами, тахометром, датчиком крутящего момента и датчиком давления, подкачивающий насос и емкости с рабочей жидкостью, отличающийся тем, что снабжен компьютером с программным обеспечением тестирования и принтером для распечатки рабочих характеристик насоса, и электронными преобразователями сигналов контрольно-измерительной аппаратуры, соединяющими компьютер с датчиками контрольно-измерительной аппаратуры, размещенными на водоподводящей головке и на шланге высокого давления, и электродвигателем главного привода, а водоподводящая головка - валом со шлицами и шлицевыми муфтами, соединяющими электродвигатель главного привода с тестируемым насосом, сообщенного своей полостью с полостью подкачивающего насоса (патент РФ №163306, МПК G01M 13/04, опубл. 10.07.2016 г.).As a prototype of this technical solution, a test bench for testing submersible centrifugal pumps was chosen, including a bed with carriages for installing a test pump with a water supply head at the pump inlet and a high pressure hose at the outlet, with control and measuring equipment: flow meters, tachometer, torque sensor and sensor pressure, a booster pump and containers with a working fluid, characterized in that it is equipped with a computer with testing software and a printer for printing work characteristics of the pump, and electronic signal transducers of instrumentation connecting the computer with sensors of instrumentation located on the water supply head and on the high pressure hose, and the electric motor of the main drive, and the water supply head - a shaft with splines and splined couplings connecting the electric motor the main drive with the test pump communicated by its cavity with the cavity of the booster pump (RF patent No. 163306, IPC G01M 13/04, publ. 07/10/2016).

Недостатком данного экспериментального стенда является невозможность исследовать центробежные насосы с активным управлением входным направляющим аппаратом.The disadvantage of this experimental stand is the inability to explore centrifugal pumps with active control of the input guide vane.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, - повышение уровней вариабельности управляющих факторов испытаний за счет управления характеристиками входного потока рабочей жидкости.The technical problem that this invention solves is to increase the levels of variability of the control factors of the tests by controlling the characteristics of the input flow of the working fluid.

Поставленная задача достигается тем, что экспериментальная установка для исследования характеристик насосов содержит станину, на которую установлен тестируемый насос с водоподводящей головкой на входе и шлангом высокого давления на выходе, с контрольно-измерительной аппаратурой, содержащей расходомер, датчик давления, емкость с рабочей жидкостью, компьютер, подключенный через электронный преобразователь сигналов к расходомеру и датчику давления контрольно-измерительной аппаратуры, которые размещены на водоподводящей головке и шланге высокого давления, и электродвигателю, который через шлицевую муфту соединен с тестируемым насосом, согласно изобретению компьютер дополнительно связан через электронный преобразователь сигналов с шаговыми электродвигателями, установленными на тестируемом насосе и связанными через зубчатые колеса с лопатками, расположенными перед рабочим колесом испытуемого насоса.The task is achieved in that the experimental installation for studying the characteristics of the pumps contains a frame on which the tested pump is installed with a water supply head at the inlet and a high-pressure hose at the outlet, with instrumentation containing a flow meter, pressure sensor, a container with working fluid, a computer connected through an electronic signal converter to a flow meter and a pressure sensor of instrumentation, which are located on the water supply head and went according to the invention, the computer is additionally connected via an electronic signal converter with stepper motors mounted on the tested pump and connected via gears to the blades located in front of the impeller of the tested pump.

Технический результат применения данного устройства заключается в увеличении глубины и ширины исследований центробежных насосов за счет применения и управления шаговыми электродвигателями, регулирующими положение лопаток.The technical result of the use of this device is to increase the depth and width of the research of centrifugal pumps due to the use and control of stepper motors that control the position of the blades.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 изображена схема экспериментальной установки для исследования характеристик насосов; на фиг. 2 изображена схема контрольно-измерительной аппаратуры; на фиг. 3 изображен продольный разрез испытуемого насоса; на фиг. 4 изображен поперечный разрез насоса.In FIG. 1 shows a diagram of an experimental setup for studying pump characteristics; in FIG. 2 shows a diagram of instrumentation; in FIG. 3 shows a longitudinal section through a test pump; in FIG. 4 is a cross-sectional view of a pump.

Экспериментальная установка для исследования характеристик насосов (фиг. 1) содержит станину 1, на которой установлен тестируемый насос 2 с водоподводящей головкой 3 на входе и шлангом 4 высокого давления на выходе, которые связаны с емкостью 5 с рабочей жидкостью, компьютер 6, связанный через электронный преобразователь 7 сигналов с электродвигателем 8, контрольно-измерительной аппаратурой 9 и насосом 2. Электродвигатель 8 связан через шлицевую муфту 10 с насосом 2.The experimental setup for studying the characteristics of the pumps (Fig. 1) contains a frame 1 on which a test pump 2 is installed with a water supply head 3 at the inlet and a high-pressure hose 4 at the outlet, which are connected to the tank 5 with a working fluid, a computer 6 connected via electronic a signal converter 7 with an electric motor 8, instrumentation 9 and a pump 2. An electric motor 8 is connected through a spline coupling 10 to a pump 2.

Контрольно-измерительная аппаратура 9 (фиг. 2) состоит из последовательно соединенных расходомера 11, датчика 12 давления, которые через электронный преобразователь 7 сигналов связаны с компьютером 6.Instrumentation 9 (Fig. 2) consists of a series-connected flow meter 11, a pressure sensor 12, which are connected to a computer 6 through an electronic signal converter 7.

Тестируемый насос 2 (фиг. 3) содержит корпуса 13 и 14, на которых зафиксированы крышки 15 и 16 болтами 17, подшипники 18 качения, уплотнения 19 и уплотнительные кольца 20, вал 21, на котором неподвижно зафиксировано рабочее колесо 22, шаговые электродвигатели 23 и 24, которые через зубчатые колеса 25 связаны с зубчатыми колесами 26, на которых фиксируются крышки 27 и 28 с помощью винтов 29 и которые кинематически связаны с зубчатыми колесами 30, зафиксированными на лопатках 31, болты 32 фиксируют на корпусе 14 шаговые электродвигатели 23 и 24, которые через электронный преобразователь 7 сигналов связаны с компьютером 6. В корпусе 13 и 14 жестко зафиксированы уплотнения 19, уплотнительные кольца 20, зубчатые колеса 26, крышки 27 и 28, а также установлены подшипники 18 качения, на внутренней обойме которых зафиксирован вал 21.The tested pump 2 (Fig. 3) contains housings 13 and 14, on which the covers 15 and 16 are fixed with bolts 17, rolling bearings 18, seals 19 and O-rings 20, a shaft 21, on which the impeller 22 is fixed, step motors 23 and 24, which are connected through gears 25 to gears 26, on which covers 27 and 28 are fixed with screws 29 and which are kinematically connected to gears 30 fixed to the blades 31, bolts 32 are fixed on the housing 14 by stepper motors 23 and 24, which through electronic the signal converter 7 is connected to the computer 6. In the housing 13 and 14, seals 19, o-rings 20, gears 26, caps 27 and 28 are rigidly fixed, and rolling bearings 18 are installed, on the inner race of which the shaft 21 is fixed.

Экспериментальная установка работает следующим образом.The experimental setup works as follows.

В начальный промежуток времени испытуемый насос 2 остановлен, а лопатки 31 расположены вдоль вала 21. На фиг. 3 и фиг. 4 лопатки расположены поперек вала 21. В соответствии с параметрами испытаний компьютер 6 через электронный преобразователь 7 сигналов подает управляющие сигналы на электродвигатель 8, приводящий в движение через шлицевую муфту 10 вал 21 с рабочим колесом 22 и на шаговые электродвигатели 23 и 24, которые приводят в движения зубчатые колеса 25, 26 и 30, тем самым регулируя угол поворота лопаток 31. Информация с расходомеров 11 и датчиков 12 давления через электронный преобразователь 7 сигналов поступает на компьютер 6. Испытание считается законченным после полной остановки испытуемого насоса 2 и возвращения в начальное положения лопаток 31.At the initial time, the test pump 2 is stopped and the blades 31 are located along the shaft 21. In FIG. 3 and FIG. 4 blades are located across the shaft 21. In accordance with the test parameters, the computer 6 through the electronic signal converter 7 supplies the control signals to the electric motor 8, which drives the shaft 21 with the impeller 22 through the spline coupling 10 and to the stepper motors 23 and 24, which lead to gears 25, 26 and 30, thereby adjusting the angle of rotation of the blades 31. Information from the flowmeters 11 and pressure sensors 12 through the electronic signal converter 7 is transmitted to the computer 6. The test is considered completed after To completely stop the test pump 2 and return to the initial position of the blades 31.

Claims

An experimental setup for studying the characteristics of pumps, containing a stand, on which a test pump with a water supply head at the inlet and a high-pressure hose at the outlet is installed, with instrumentation containing a flow meter, pressure sensor, tank with working fluid, a computer connected via an electronic converter signals to the flow meter and pressure sensor of the control and measuring equipment, which are located on the water supply head and high pressure hose, and an electric motor an element that is connected via a spline coupling to a test pump, characterized in that the computer is additionally connected via an electronic signal converter to stepper motors installed on the test pump and connected via gears to the vanes located in front of the impeller of the test pump.