СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШУМОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОНАСОСА
METHOD FOR DETERMINING THE NOISE CHARACTERISTIC OF AN ELECTRIC PUMP

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам определения шумовой характеристики электронасоса.
Наиболее близким известным способом, принятым за прототип, является определения шумовой характеристики электронасоса путем установки и испытания его на заполненном водой стенде, содержащем герметичный бак, соединенные с баком всасывающий и нагнетательный трубопроводы, дроссельную задвижку, контрольно-измерительные приборы, с помощью которых выставляется режим работы электронасоса, на котором производится измерение уровня звукового давления непосредственно у электронасоса (см. патент РФ №185887 от 16.07.2018 г.).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится влияние при испытаниях шумовой характеристики бака на шумовую характеристику электронасоса и невозможность, при этом, определения реальной шумовой характеристики электронасоса.
Задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является определение шумовой характеристики электронасоса, приближенной к реальной при испытаниях его на стенде.
Технический результат, который получен при реализации изобретения заключается в снижении шумовой характеристики бака и ее влияния на шумовую характеристику электронасоса и определение шумовой характеристики электронасоса, приближенной к реальной, при его испытаниях на стенде.
верх
0
ном
0
нижн
0
мин
0
0
б
н
б
н
н
Указанный технический результат достигается тем, что способ определения шумовой характеристики электронасоса заключается в установке и испытании его на заполненном водой стенде, содержащем герметичный бак, соединенные с баком всасывающий и нагнетательный трубопроводы, дроссельные задвижки на всасывающем и нагнетательном трубопроводах. В верхнюю часть бака подводится трубопровод сжатого воздуха с вентилем, трубопровод сброса сжатого воздуха из бака с вентилем и трубопровод отсоса воздуха с вентилем к вакуумному насосу. К средней части бака подводится трубопровод заполнения бака водой с вентилем, в нижней части бака организован трубопровод слива воды с вентилем. На стенде установлены контрольно-измерительные приборы: расходомер, мановакууметры для измерения давления (вакуума) в баке и на входе в электронасос и давления на нагнетании электронасоса. Для определения величины звукового давления используется переносной шумомер. На баке фиксируются четыре уровня воды: верхний Н=4/5 Н, номинальный Н=3/5 Н, нижний Н=2/5 Н и минимальный H=1/5 Н, где Н - расстояние от верхней кромки всасывающего трубопровода в баке до верха бака. Стенд заполняется водой, запускается электронасос и выставляется сдаточный режим, на котором производятся измерения уровней звукового давления как по общему уровню, так и в октавном диапазоне частот (например, по шкале «А» от 0 до 8000 Гц) непосредственно у электронасоса. Затем дополнительно у бака проводятся измерения уровней звукового давления как по общему уровню, так и в октавном диапазоне частот (например, по шкале «А» от 0 до 8000 Гц). Причем, при условии, если величина общего уровня звукового давления у бака L в дБА больше величины общего уровня звукового давления у насоса L в дБА, необходимо провести аналогичные испытания при различных уровнях воды в баке: верхнем, номинальном, нижнем и минимальном, поддерживая постоянным давление воды на входе в насос с помощью сжатого воздуха через трубопровод и вентиль в верхней части бака. Оптимальным будет считаться режим работы насоса, при котором L<L, a L - минимальным из всех вариантов уровня воды в баке.
н
б
верх
б
н
Как вариант, после определения звукового давления по общему уровню электронасоса L и бака L при верхнем уровне воды в баке Н, открывается вентиль слива воды из бака и при постоянно падающем уровне воды в баке проводится текущее измерение звукового давления по общему уровню L y бака. Во время испытаний подачей подпора воздуха в бак поддерживается постоянным первоначально установленное давление воды на входе в электронасос.В результате испытаний определяется оптимальный уровень воды в баке, при котором уровень звукового давления у бака минимален. При этом уровне воды в баке проводится измерение уровня звукового давления L у электронасоса.
Как вариант, до начала испытаний электронасоса, у которого на входе должно быть атмосферное давлением или вакуум, выполняется частичное прикрытие дросселирующей задвижки на всасывающем трубопроводе. При испытаниях, когда уровень воды в баке понижается, чтобы сохранить постоянным давление (вакуум) на входе электронасоса, задвижка ступенчато приоткрывается.
Изобретение поясняется чертежом: на фиг. 1 изображена принципиальная схема стенда для испытания электронасоса.
верх
0
ном
0
нижн
0
мин
0
Для реализации способа используются электронасос 1, герметичный бак 2, соединенные с баком всасывающий 3 и нагнетательный 4 трубопроводы электронасоса 1. На всасывающем трубопроводе 3 установлена дроссельная задвижка 5, а на нагнетательном трубопроводе 4 установлена дроссельная задвижка 6. В верхнюю часть бака 2 подведен трубопровод сжатого воздуха 7 с вентилем 8, трубопровод 9 с вентилем 10 для сброса сжатого воздуха из бака и трубопровод 11 с вентилем 12 отсоса воздуха к вакуумному насосу (на фиг. 1 не показан). К средней части бака подведен трубопровод 13 с вентилем 14 для заполнения бака водой, в нижней части бака организован трубопровод 15 с вентилем 16 для слива воды. На стенде установлены контрольно-измерительные приборы: расходомер 17, мановакууметры измерения давления (вакуума) в баке 18 и на входе 19 в электронасос, манометр 20 для определения давления воды на нагнетании электронасоса. Для определения величины звукового давления использован переносной шумомер 21. На баке 2 фиксируются четыре уровня воды: верхний Н=4/5 Н, номинальный Н=3/5 Н, нижний Н=2/5 Н и минимальный Н=1/5 Н, где Но - расстояние от верхней кромки всасывающего трубопровода 3 в баке 2 до верха бака.
верх
Способ определения шумовой характеристики электронасоса 1 осуществляется следующим образом. Открытием вентиля 14 и дроссельной задвижки 5 герметичный бак 2 и далее стенд и электронасос заполняются водой до дроссельной задвижки 6. Включается электронасос 1, открытием дроссельной задвижки 6 электронасос выставляется на заданный режим по подаче с помощью расходомера 17. Вентилем 14 через трубопровод 13 подводится вода в герметичный бак 2 и выставляется уровень Н воды в баке 2. По манометру 18 с помощью подвода (сброса) сжатого воздуха через трубопровод 7 и вентиль 8 (или трубопровод 9 и вентиль 10) выставляется заданное давление на входе электронасоса.
н
б
б
н
б
н
н
Производятся измерения уровней звукового давления L как по общему уровню, так и в октавном диапазоне частот (например, по шкале «А» от 0 до 8000 Гц) непосредственно у электронасоса 1. Затем у бака 2 проводятся аналогичные измерения уровней звукового давления L как по общему уровню, так и в октавном диапазоне частот (например, по шкале «А» от 0 до 8000 Гц). При условии, если величина общего уровня звукового давления у бака L в дБА больше величины общего уровня звукового давления у насоса L в дБА, необходимо провести аналогичные испытания при различных уровнях воды в баке: верхнем, номинальном, нижнем и минимальном, изменяя уровень сливом воды по трубопроводу 15 с помощью вентиля 16, поддерживая постоянным давление воды на входе в электронасос с помощью сжатого воздуха через трубопровод 7 и вентиль 8. Оптимальным будет считаться режим работы электронасоса, при котором общие уровни звукового давления L<L, а L - минимальным из всех вариантов уровня воды в баке. Снятие характеристик звукового давления в октавном диапазоне частот выполняется для проведения анализа характеристик по общему уровню на соответствующих режимах.
н
б
верх
б
н
Как вариант, после определения звукового давления по общему уровню электронасоса L и бака L при верхнем уровне воды в баке Н, открывается вентиль 16 слива воды 15 из бака 2 и при постоянно падающем уровне воды в баке производится текущее измерение звукового давления по общему уровню L у бака. Во время испытаний подачей подпора воздуха по трубопроводу 7 и вентилю 8 поддерживается постоянным первоначально установленное давление воды на входе в электронасос. В результате испытаний определяется оптимальный уровень воды в баке, при котором уровень звукового давления у бака минимален. При этом уровне воды в баке производится измерение уровня звукового давления L у электронасоса.
Как вариант, до начала испытаний электронасоса 1, у которого на входе должно быть атмосферное давление (закрывается вентилем 8 трубопровод 7 и открывается вентилем 10 трубопровод 9), или вакуум (вентили 8 и 10 закрываются, а вентилем 12 открывается трубопровод 11 отсоса воздуха для создания вакуума в баке 2 с помощью вакуумного насоса), выполняется частичное прикрытие дросселирующей задвижки 5 на всасывающем трубопроводе 3. При испытаниях, когда уровень воды в баке 2 понижается, чтобы сохранить постоянным давление (вакуум) на входе электронасоса 1, дроссельная задвижка 5 ступенчато приоткрывается.
верх
ном
нижн
мин
Функционирование заявляемого способа в части снижения уровня звукового давления герметичного бака при испытаниях электронасоса поясняется следующим примером. Возьмем четыре одинаковых сосуда, например, бутылки. В каждую из них налита вода до определенного уровня: сосуд I - Н, сосуд II - Н, сосуд III - Н и сосуд IV - Н. При легком ударе палочкой по сосуду с водой возникает определенной частоты звук, который соответствует первой собственной частоте колебаний сосуда с водой. При этом, частота звука повышается с понижением уровня воды в сосуде:
1
11
111
1V
f<f<f<f.
Если первая собственная частота колебаний сосуда с водой находится в диапазоне, например, шкалы «А» 0 - 8000 Гц, уровень звукового давления в октавном диапазоне частот (по шкале «А» от 0 до 8000 Гц) такого сосуда выше, чем у сосуда с частотой собственных колебаний, которая выходит за диапазон 0 - 8000 Гц. Таким образом, возможно снижение уровня звукового давления сосуда с водой в октавном диапазоне частот, следовательно и общего уровня звукового давления путем понижения (изменения) уровня воды в сосуде.
3
верх
нижн
б
н
Данный способ определения шумовой характеристики электронасоса апробирован при испытании центробежного вертикального многоступенчатого электронасоса на стенде ПАО «Пролетарский завод» при подаче 71 м/ч, с напором 500 м и частотой вращения 2975 об/мин. Обобщенные данные по испытаниям приведены в таблице 1, из которой следует, что в начале испытаний при верхнем уровне воды Н в баке общий уровень звукового давления у бака составил 97 дБА, а общий уровень звукового давления у электронасоса - 94 дБА. Оптимальный вариант получен при уровне воды в баке Н, когда L=88 дБ А, а L=90 дБА, что соответствует всем критериям заявляемого изобретения.
Таким образом, вышеизложенное свидетельствует, что заявляемое изобретение при его использовании выполняет следующие поставленные задачи:
- снижение шумовой характеристики бака и ее влияния на шумовую характеристику электронасоса;
- определение шумовой характеристики электронасоса, приближенной к реальной, при его испытаниях на стенде.