СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПУСКОВЫХ УСТРОЙСТВ

Полезная модель относится к области экспериментальной техники, а именно к оборудованию для проведения различных испытаний насосных установок гидравлических пусковых устройств.
Известен стенд для кавитационных испытаний насосов по авторскому свидетельству СССР №800423, МПК F04B 51/00, G01M 15/00, 1981. Стенд содержит испытуемый насос с приводом, всасывающую и напорную магистрали, соединенные с расходной емкостью и гидротурбиной, связанной с регулируемым потребителем энергии. При этом, с целью расширения диапазона работы, регулируемый потребитель энергии выполнен в виде дополнительного насоса, вход которого соединен с всасывающей магистралью, а выход - посредством регулятора с расходной емкостью. Также между расходной емкостью и гидротурбиной установлен технологический насос, механически связанный с последней.
Недостатком подобного решения является невозможность испытаний насосных установок, рассчитанных на импульсную кратковременную (до 0,5 с) работу.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели, и принятым в качестве прототипа, является техническое решение по патенту РФ на изобретение №2244855 «Способ определения кавитационных характеристик насосов и стенд для его осуществления», МПК F04D 29/66, G01M 10/00, 2005. Предлагаемый в патенте стенд содержит в замкнутом гидравлическом контуре испытываемый насос, выходной дроссель, расходомер, теплообменник, расходный бак, трубопроводящую арматуру и подсоединенную к контуру при входе в насос емкость со свободной поверхностью рабочей жидкости в сочетании с капсулой из теплопроводного материала. Полость капсулы разделена на две части, одна из которых заполнена частично рабочей жидкостью и герметична, а другая сообщается с контуром.
Недостатком взятого за прототип стенда, также как и аналога, является ориентация, в первую очередь, на исследование кавитационных характеристик насосов, и, как следствие, невозможность испытаний насосных установок, рассчитанных на импульсную кратковременную работу.
Технической задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции стенда, обеспечивающего проведение испытаний с целью оценки и настройки гидродинамических характеристик импульсно работающих насосных установок для гидравлических пусковых устройств.
Техническим результатом полезной модели является возможность подтверждения работоспособности насосных установок под нагрузками, соответствующими реальным условиям функционирования пусковых устройств.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявляемый стенд для испытания насосных установок содержит систему управляемого энергообеспечения привода насоса установки и средство имитации условий ее функционирования, которое включает погруженные в водоем миниотсек и имитатор импульсной цистерны, последние конструктивно связанны между собой переборочным стаканом, оснащенным приспособлениями для закрепления насоса установки и его привода, при этом вход насоса снабжен всасывающим патрубком с регулятором гидравлического сопротивления, а имитатор импульсной цистерны - выходным дросселем, управляемым гидравлическим регулятором его сечения.
Сущность настоящей полезной модели отражена на следующих рисунках:
- Фиг.1 - продольный разрез Б-Б стенда в горизонтальной плоскости;
- Фиг.2 - продольный разрез А-А стенда в вертикальной плоскости;
- Фиг.3 - продольный разрез В-В выходного дросселя имитатора импульсной цистерны.
Стенд для испытаний насосных установок гидравлических пусковых устройств содержит (фиг.1, 2) насос 1 с системой управляемого энергообеспечения 2 его привода 3, например, пневмотурбины, расположенной в миниотсеке 4, имитатор импульсной цистерны 5, конструктивно связан с миниотсеком 4 переборочным стаканом 6, оснащенным фланцами 7 для закрепления привода 3 и насоса 1. Вход насоса снабжен всасывающим патрубком 8 с регулятором (сменным) гидравлического сопротивления 9, а имитатор импульсной цистерны 5 - выходным дросселем 10. Выходной дроссель 10 имеет (фиг.3) шток 11 и управляется регулятором 12, состоящим из корпуса 13, поршня 14, соединенного со штоком 11, золотника 15 и пружины 16. Поршень 14 имеет центральное внутреннее глухое сверление 17, отверстия 18, соединяющие полость сверления с внутренней напорной полостью 19 корпуса 13, в верхней контрольной полости 20 корпуса регулятора 12 находится заливная горловина 21, предназначенная для заполнения внутреннего объема регулятора 12 жидкостью 22. На одной из стенок миниотсека 4 (фиг.1, 2) выполнен фланец 23 для удобства монтажа и доступа к системе энергообеспечения 2. Стенд погружен в водную среду 24 так, чтобы последняя не попадала в миниотсек4, а имитатор импульсной цистерны 5 был полностью погружен в нее за исключением верхней части регулятора 12. При этом полное заполнение внутреннего объема имитатора импульсной цистерны 5 достигается за счет ее вентиляции через отверстие 25.
Стенд для испытаний насосных установок гидравлических пусковых устройств работает следующим образом.
Перед испытаниями стенд погружают в водную среду 24 до уровня, указанного ранее. Всасывающий патрубок 8 и внутренний объем имитатора импульсной цистерны 5 заполняются водной средой 24, а внутренний объем регулятора 12 - жидкостью 22. Система энергообеспечения 2 приведена в рабочее состояние. Стенд готов к работе.
По сигналу аппаратуры управления (на фиг. не показана) срабатывает система энергообеспечения 2 привода 3 насоса 1. При этом водная среда 24 через всасывающий патрубок 8 начинает поступать внутрь имитатора импульсной цистерны 5, создавая в нем повышенное давление, регистрируемое аппаратурой (на фиг. не показана). Также регистрируется расход жидкости через насос 1, зависящий от количества оборотов насоса, регулируемого системой энергообеспечения 2. При повышении давления в имитаторе импульсной цистерны 5, часть жидкости 24 начнет стравливаться через выходной дроссель 10. При этом процесс открытия дросселя 10 регулируется с помощью гидравлического регулятора 12 следующим образом: движению дросселя 10 со штоком 11 и поршнем 14, оказывают сопротивление пружина 16 и давление жидкости 22, возникающее в напорной (нижней) части 19 корпуса 13 регулятора 12. Возникающее давление будет вынуждать жидкость 22 выдавливаться через отверстия 18 в сверление поршня 17, а затем - через кольцевой зазор между стенкой сверления 17 и золотником 15 - в контрольную полость 20 корпуса регулятора 12. При этом объем выдавливаемой жидкости 22 и скорость открытия дросселя 10 будут зависеть от величины указанного кольцевого зазора, определяемой профилем золотника 15. Работоспособность насоса 1 подтверждается получением требуемого расхода при поддержании давления в имитаторе импульсной цистерны 5. Требуемый режим поддержания давления достигается за счет подбора профиля золотника 15. Таким образом, обеспечивается достижение требуемых условий работы насоса 1 и создается возможность подтверждения его работоспособности в составе силовой установки гидравлического пускового устройства. Через некоторое время после остановки насоса 1 избыточное давление в имитаторе импульсной цистерны 5 снимается посредством выдавливания избытка жидкости 24 через дроссель 10 и насос 1 обратно в окружающую стенд жидкость. Стенд готов к новому срабатыванию.
Предлагаемое устройство стенда для испытаний насосной установки для гидравлических пусковых устройств позволяет решить поставленную техническую задачу разработки конструкции стенда, обеспечивающего проведение испытаний с целью оценки и настройки гидродинамических характеристик импульсно работающих насосных установок для гидравлических пусковых устройств.