УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НАСОСА

Полезная модель относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния насосов, как в стендовых условиях, так и в системах диагностики силовых и энергетических установок различного назначения.
Известно устройство, реализующее способ для диагностирования технического состояния насоса, включающее входной и выходной патрубки, соединенные между собой байпасной магистралью с регулируемым дросселем, датчик температуры жидкости на входе в насос, датчики давления на входе и выходе насоса и датчик расхода на выходе насоса, компаратор, индикатор, счетчик циклов и вычислительное устройство (SU 1513196, опубл. 07.10.1982).
Недостатком данного устройства является недостаточная информативность, так как он не позволяет выделить долю объемных потерь энергии из общей суммы гидравлических и объемных потерь.
Известно также устройство для диагностирования технического состояния насоса, которое включает в себя исследуемый насос, входной и выходной патрубки с вентилями, теплоизолированный замкнутый контур с регулируемым дросселем и резервуаром, датчик температуры, установленный на входном патрубке, датчики давления жидкости на входе и выходе насоса, датчик расхода, компаратор, индикатор, блок управления, счетчик времени, блок запрета, вычислительное устройство и блок индикации (RU 139008, опубл. 27.03.2014).
Недостатком данного устройства также является недостаточная информативность, так как он не позволяет выделить долю механических потерь энергии из общей суммы потерь.
Задачей заявленной полезной модели является повышение точности и информативности диагностирования состояния насоса при использовании устройства.
Для достижения данной задачи устройство снабжено измерителем мощности потребляемой насосом энергии, соединенным с блоком запрета.
На чертеже представлена схема устройства для определения технического состояния насоса.
Устройство для диагностирования технического состояния насоса включает в себя замкнутый контур 1, содержащий исследуемый насос 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, регулируемый дроссель 5 и резервуар 6. На входном патрубке 3 установлены датчик температуры 7 и датчик давления 8 жидкости на входе в насос 2, а на выходном патрубке 4 - датчик давления 9 жидкости на выходе насоса 2 и датчик расхода 10. Устройство снабжено вентилями 11 и 12, вентиль 11 предназначен для заполнения замкнутого гидравлического контура фиксированным объемом жидкости перед испытанием насоса 2, вентиль 12 - для слива жидкости после испытания. Выходы датчиков давления 8 и 9 подключены к компаратору 13, который в свою очередь соединен с индикатором 14 и блоком управления 15. Устройство также содержит счетчик времени 16 и измеритель мощности 17 насоса 2. Выходы датчика температуры 7, датчика расхода 10, счетчика времени 16 и измерителя мощности 17 соединены с блоком запрета 18. Выход с блока запрета соединяется с вычислительным устройством 19, к которому в свою очередь подключен блок индикации 20. Замкнутый гидравлический контур 1, включающий исследуемый насос 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, регулируемый дроссель 5 и резервуар 6 покрыты теплоизоляционным материалом.
Устройство работает следующим образом.
2
1
п
п
В запланированные моменты времени последовательно проводят испытания насоса 2. Предварительно при каждом испытании замкнутый гидравлический контур насоса заполняют фиксированным объемом жидкости, затем производят прокачивание насосом 2 фиксированного объема жидкости через замкнутый гидравлический контур 1. Во всех испытаниях устанавливают одинаковым создаваемый насосом 2 перепад давления ΔP=P-P с помощью регулируемого дросселя 5, контроль заданного перепада давления осуществляют по показаниям индикатора 14. При этом измерение давления на входе и выходе насоса осуществляется датчиками давления 8 и 9, вычисление разности давлений - с помощью компаратора 13, сигнал с которого подается на индикатор 14 и на блок управления 15. При достижении заданной величины перепада давления ΔP блок управления 15 выдает разрешающий сигнал на блок запрета 18, обеспечивая прохождение сигналов с датчика температуры 7, датчика расхода 10, счетчика времени 16 и измерителя мощности 17 в вычислительное устройство 19. Вычислительное устройство 19 работает в режиме непрерывной регистрации сигналов с датчика температуры (T) 7, датчика расхода (Q) 10, компаратора 13 (ΔP), счетчика времени (Δτ) 16 и измерителя мощности (N) 17, а также вычисления изменения температуры (ΔT), суммарного объема прокачанной жидкости (Q·Δτ), количества циклов прокачивания (n), полезной мощности (N=ΔP·Q) и потерь энергии (ΔN=N-N). Число циклов прокачивания n определяется по измеренным значениям фиксированного объема (v) и суммарного расхода жидкости (Q·Δτ):
,
где n - число циклов;
Q - расход жидкости;
v - фиксированный объем жидкости;
Δτ - время.
i
п
После достижения заданного числа циклов прокачивания (n) подаются сигналы на закрытие блока запрета 18 и на блок индикации 20 (на выключение насоса). На блок индикации выводятся также результаты обработки измеренных данных: изменения температуры (ΔT), количества циклов прокачивания (n), времени, за которое жидкость проходит заданное число циклов (Δτ) и (или) текущего расхода жидкости (Q) полезной мощности (N) и потерь энергии (ΔN).
По изменению потерь энергии ΔN оценивают общие потери насоса, включая механические потери в подшипниках.
По изменению температуры перекачиваемой жидкости за определенное число циклов ее прокачки по замкнутому контуру оценивают внутренние потери насоса (гидравлические, объемные и часть механических - дисковые потери), а по времени, за которое проходит жидкость заданное число циклов или значению текущего расхода жидкости, оценивают объемные потери насоса.
Разность между значениями изменения потерь энергии, определенную при первом диагностировании (для нового насоса) и последующих диагностированиях, будет характеризовать изменение полных потерь насоса при эксплуатации.
Разность между значениями изменения температуры после заданного числа циклов прокачки, определенную при первом диагностировании (для нового насоса) и последующих диагностированиях, будет характеризовать изменение внутренних потерь насоса (совокупно гидравлические, объемные и часть механических, - дисковые потери) при эксплуатации.
Разность между значениями расхода или времени прокачки заданного числа циклов, определенную при первом диагностировании (для нового насоса) и последующих диагностированиях, будет характеризовать изменение объемных потерь насоса при эксплуатации.
Контроль технического состояния насоса служит для своевременного установления момента проведения ремонта или иного вида технического воздействия. В свою очередь своевременное проведение технических воздействий позволит наиболее полно использовать ресурс насоса и снизить эксплуатационные затраты за счет уменьшения времени непроизводительной работы насоса.
Использование предлагаемого устройства позволит снизить текущие затраты на техническое обслуживание и ремонт насоса путем повышения точности и информативности диагностирования.