УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НАСОСА

Устройство 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 для определения КПД насоса (SU 1101585, опубл., 07.07.1984), которое содержит входной и выходной патрубки, соединенные между собой перепускным трубопроводом с дросселем, датчики давления, установленные на входном патрубке и перепускном трубопроводе, а также компараторы, вычислительное устройство и индикатор.
Недостатком описанного устройства является недостаточная точность диагностирования, связанная с незначительным изменением измеряемой разности температур.
Известно также 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 то, что у мощных насосов нагрев фиксированного объема жидкости до предельно-допустимых значений температур происходит достаточно быстро, что не позволяет насосу выйти на заданный режим. Кроме того, не учитываются тепловые потери в окружающую среду, что снижает точность диагностирования. Еще одним недостатком данного устройства является недостаточная информативность, так как он не позволяет выделить долю объемных потерь энергии из общей суммы гидравлических и объемных потерь.
Задачей заявленной полезной модели является повышение точности и информативности диагностирования состояния насоса при использовании устройства. Для достижения данной задачи в состав замкнутого гидравлического контура включен резервуар, емкость которого подобрана в соответствии с производительностью насоса, при этом замкнутый гидравлический контур вместе с резервуаром теплоизолирован; устройство снабжено блоком запрета, включенным между блоком управления и вычислительным устройством, соединенным с блоком индикации; к блоку запрета подключены также датчики температуры, расхода и времени.
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 служит 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. Выходы датчика температуры 7, датчика расхода 10 и счетчика времени 16 соединены с блоком запрета 17. Выход с блока запрета соединяется с вычислительным устройством 18, к которому в свою очередь подключен блок индикации 19. Замкнутый гидравлический контур 1, включающий исследуемый насос 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, регулируемый дроссель 5 и резервуар 6 покрывают теплоизоляционным материалом. Емкость резервуара 6 подбирают в соответствии с производительностью исследуемого насоса.
Устройство работает следующим образом.
2
1
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 ΔР блок управления 15 выдает разрешающий сигнал на блок запрета 17, обеспечивая прохождение сигналов с датчика температуры 7, датчика расхода 10 и счетчика времени 16 в вычислительное устройство 18. Вычислительное устройство 18 работает в режиме непрерывной регистрации сигналов с датчика температуры (Т) 7, датчика расхода (Q) 10 и счетчика времени (Δτ) 16, а также измерения изменения температуры (ΔТ), суммарного объема прокачанной жидкости (Q·Δτ), количества циклов прокачивания 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
После достижения заданного числа циклов прокачивания N подаются сигналы на закрытие блока запрета 17 и на блок индикации 19 (на выключение насоса). На блок индикации выводятся также результаты обработки измеренных данных: изменения температуры (ΔТ), количества циклов прокачивания N, времени, за которое жидкость проходит заданное число циклов (Δτ) и (или) текущего расхода жидкости (Q).
По изменению температуры перекачиваемой жидкости за определенное число циклов ее прокачки по замкнутому контуру оценивают общие потери (полный КПД насоса), а по времени, за которое проходит жидкость заданное число циклов или значению текущего расхода жидкости, оценивают объемные потери (объемный КПД насоса).
Разность между значениями изменения температуры после заданного числа циклов прокачки, определенного при первом диагностировании (для нового насоса) и последующих диагностированиях будет характеризовать изменение полных потерь насоса при эксплуатации.
Разность между значениями расхода или времени прокачки заданного числа циклов, определенного 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.