ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСОВ
EXPERIMENTAL INSTALLATION FOR INVESTIGATION OF PUMP SPECIFICATIONS

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.
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.).
Недостатком данного экспериментального стенда является невозможность исследовать центробежные насосы с активным управлением входным направляющим аппаратом.
Техническая задача, которую решает данное изобретение, - повышение уровней вариабельности управляющих факторов испытаний за счет управления характеристиками входного потока рабочей жидкости.
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.
Технический результат применения данного устройства заключается в увеличении глубины и ширины исследований центробежных насосов за счет применения и управления шаговыми электродвигателями, регулирующими положение лопаток.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
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.
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.
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.
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.
Экспериментальная установка работает следующим образом.
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.