СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСОВ И ЭЛЕКТРОНАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ БОЛЬШОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям стендов для определения энергетических характеристик (мощности, КПД) насосов и электронасосных агрегатов, преимущественно крупных, например, нефтяных магистральных насосов и электронасосных агрегатов на их основе.
Известен стенд для испытаний насосов, содержащий установленные на качающейся раме электродвигатель, кинематически связанный с насосом, всасывающий и нагнетательный патрубки которого подсоединены к гидравлическому контуру, а также устройство измерения крутящего момента на валу насоса, выполненное в виде контактирующего с качающейся рамой динамометра или тарированного тензодатчика [Михайлов А.К., Малюшенко В.В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М., Машиностроение, 1977, стр.272]. Недостатком известного стенда является невозможность дистанционного снятия замеров.
Известен также стенд для испытаний насосов, содержащий установленные на качающейся раме электродвигатель, кинематически связанный с насосом, всасывающий и нагнетательный патрубки которого подсоединены к гидравлическому контуру, а также устройство измерения крутящего момента на валу насоса, выполненное в виде контактирующего с качающейся рамой штока поршня гидроцилиндра, полость которого при помощи капилляра сообщена с манометром, установленным на общем измерительном щите [А.К.Михайлов, В.В.Малюшенко Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. М., Машиностроение, 1977, стр.273], что позволяет проводить дистанционно замеры. Недостатком известного стенда являются ограниченные возможности, так как из-за больших массогабаритных характеристик конструкции качающейся рамы и весоизмерительного устройства стенд не может быть применен для испытаний крупных насосов и электронасосных агрегатов.
В качестве прототипа выбран стенд для испытаний насосов, содержащий электродвигатель и кинематически связанный с ним через муфту насос, всасывающий и нагнетательный патрубки которого соединены с гидравлическим контуром, при этом насос установлен на неподвижной раме, а статор электродвигателя - на качающейся раме, снабженной моментомером [патент РФ на изобретение №2172868, МПК F04B 51/00, заявка №2000103701/06 от 2000.02.15]. Благодаря тому, что на качающейся моментоизмерительной раме установлен только статор электродвигателя обеспечивается некоторое снижение габаритов и массы стенда, однако применение его для испытаний крупных, в частности нефтяных магистральных насосов, невозможно из-за сложности конструкции и значительных массогабаритных характеристик устройства дистанционного определения крутящего момента на валу насоса. Другим недостатком известного стенда являются ограниченные функциональные возможности, так как на нем нельзя измерять крутящий момент на валу насоса электронасосного агрегата с устройством регулирования числа оборотов, например, редуктором, мультипликатором, гидромуфтой и т.п.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание стенда для измерения энергетических характеристик (мощности, КПД) крупных насосов и электронасосных агрегатов с устройствами регулирования числа оборотов, позволяющего определять величины крутящего момента как на валу электродвигателя, так и валу насоса, а также снижение массогабаритных характеристик стенда.
Поставленная цель достигается тем, что в стенде для определения энергетических характеристик насосов и электронасосных агрегатов большой производительности, содержащем установленные на фундаменте на рамах электродвигатель и насос, валы которых кинематически связаны через предохранительные муфты и устройство регулирования оборотов вала насоса, а также устройство измерения крутящего момента, согласно полезной модели, рамы насоса и электродвигателя выполнены неподвижными, устройство регулирования оборотов вала насоса выполнено в виде гидромуфты, закрепленной на общей раме с насосом, а устройство измерения крутящего момента выполнено в виде одного или более торсионов, кинематически связанных с валом насоса и/или валом электродвигателя с возможностью дистанционного измерения крутящего момента на валу насоса и валу электродвигателя.
Для упрощения конструкции и снижения массогабаритных характеристик стенда в качестве предохранительных муфт использованы упруго-пластинчатые торсионные муфты, совмещающие функции компенсации перекосов и защиты от разрушения соединяемых валов, а также дистанционного измерения крутящего момента.
Сопоставительный анализ заявляемого стенда с прототипом и с другими решениями в данной области техники показывает, что изложенная в патентной формуле совокупность признаков неизвестна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели "новизна".
Соответствие предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" видно из ниже приведенного примера конкретного выполнения стенда.
Полезная модель иллюстрирована чертежом, на котором показан общий вид стенда для определения энергетических характеристик насосов и электронасосных агрегатов большой производительности.
Перечень позиций на чертежах.
1
- электродвигатель;
2
- рама электродвигателя;
3
- гидромуфта;
4
- насос;
5
- рама гидромуфты и насоса;
6
- виброизолированный фундамент;
7
- анкерный болт;
8
- гайка;
9
- вал электродвигателя;
10
- входной (ведомый) вал гидромуфты;
11
- муфта упруго-пластинчатая;
12
- выходной (ведущий) вал гидромуфты;
13
- вал насоса;
14
- муфта упруго-пластинчатая.
Стенд для определения энергетических характеристик насосов и электронасосных агрегатов большой производительности содержит электродвигатель 1, закрепленный на раме 2, а также гидромуфту 3 и нефтяной магистральный насос 4, установленные на общей раме 5. Рамы 2 и 5 закреплены к виброизолированному фундаменту 6 при помощи анкерных болтов 7 с гайками 8. Вал 9 электродвигателя 1 соединен с входным валом 10 гидромуфты 3 через муфту 11, а выходной вал 12 гидромуфты 3 соединен с валом 13 насоса 4 через муфту 14. В качестве муфт 11, 14 использованы упруго-пластинчатые торсионные муфты, совмещающие функции компенсации перекосов и защиты от разрушения соединяемых валов, а также дистанционного измерения крутящего момента, например, муфта ART-8 RHM 202-8 фирмы «А.Friedr. Flender AG» (Германия).
Патрубки насоса 4 подсоединены к гидравлическому контуру с контрольно-измерительными и регулирующими устройствами (не показано).
Работа стенда происходит следующим образом.
По заданному алгоритму (программе и методике испытаний) выполняют стандартную последовательность операций в соответствии с типом испытаний (параметрических, приемочных, сертификационных и т.п.) известным образом (т.е. определяют расход, замеряют давление на входе и выходе из насоса и т.п.). Для определения энергетических характеристик насоса или электронасосного агрегата измеряют величины крутящего момента на валу электродвигателя и валу насоса предварительно калиброванными торсионами муфт 11, 14. При этом измерения крутящего момента осуществляется дистанционно, что повышает производительность и безопасность работы оператора стенда, снижает массово-габаритные характеристики последнего.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает создание компактного и высокоавтоматизированного стенда для измерения энергетических характеристик (мощности, КПД) крупных насосов и электронасосных агрегатов с устройствами регулирования числа оборотов.