УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ И ИХ СИСТЕМ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к конструкциям универсальных стендов для комплексных испытаний (заводских, приемо-сдаточных, параметрических и пр. испытаний) типоряда насосных агрегатов и их систем, преимущественно, в состав которых входят крупные насосы и агрегаты.
В качестве прототипа выбран стенд для испытаний насосов различной производительности, содержащий установленные на фундаменте насосный агрегат и стендовый трубопровод, к которому подсоединены всасывающий и нагнетательный патрубки испытываемого насоса [патент РФ на полезную модель №100149, МПК F04B 51/00, заявка №2010129023/06 от 13.07.2010]. Недостатком известного стенда - прототипа являются ограниченные функциональные возможности, так как он рассчитан на проведение испытаний только насосных агрегатов и на нем нельзя проводить комплексные испытания агрегатов насосных систем, в частности, запорно-регулирующей арматуры большой пропускной способности и работающей при повышенных давлениях.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание универсального стенда для испытаний (параметрических, КПД, подача, напор, кавитационный запас и пр.) линейки насосов большой производительности с дополнительной возможностью проведения на стенде комплексных испытаний входящих в состав насосной системы агрегатов, в частности, запорно-регулирующей арматуры.
Поставленная цель достигается тем, что в универсальном стенде для испытаний насосных агрегатов и их систем, содержащем установленные на фундаменте насосный агрегат и подключенный к его всасывающему и нагнетательному патрубкам стендовый трубопровод, снабженный контрольно-измерительной системой и запорно-регулирующей арматурой, согласно полезной модели, стендовый трубопровод содержит байпасную измерительную магистраль для обеспечения дополнительной возможности проведения на стенде комплексных испытаний клапанов, регуляторов.
Для исключения влияния испытываемых агрегатов на работу насоса по обеим сторонам от испытываемого клапана на байпасной магистрали установлены демпфирующие емкости с воздушной подушкой, частично заполненные перекачиваемой жидкостью.
С целью расширения функциональных возможностей стенда за испытываемым клапаном на байпасной магистрали установлен узел замера утечек.
Для оптимизации конструкции проточной части стенда и исключения вихреобразования потока перекачиваемой среды узел замера утечек выполнен в виде перфорированного участка трубы байпасной магистрали, герметично закрытого коаксиальным кожухом, в котором выполнены воздушный и сливные патрубки.
С целью повышения достоверности замеров утечек полость кожуха разделена кольцевыми перегородками на три камеры, каждая из которых содержит сливной патрубок с запорным краном.
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 чертежами, на которых показан общий вид заявляемого универсального стенда для испытаний насосных агрегатов и их систем: Фиг. 1 - вид спереди фрагмента стенда, выполненного по пп. 1-5 патентной формулы; Фиг. 2 - тоже самое, вид сверху; Фиг. 3 - выносной элемент A Фиг. 1 (общий вид узла замера утечек по п. 5 патентной формулы).
Перечень позиций на чертежах.
1 - фундамент;
2 - насосный агрегат;
3 - всасывающий патрубок насоса;
4 - нагнетательный патрубок насоса;
5 - стендовый трубопровод;
6 - байпасная измерительная магистраль;
7 - испытываемый предохранительный клапан;
8 - демпфирующая емкость перед клапаном 7;
9 - демпфирующая емкость после клапана 7;
10 - узел замера утечек клапана;
11 - перфорированный участок трубы;
12 - кожух;
13 - воздушный патрубок:
14 - сливной патрубок;
15 - кольцевая перегородка;
16 - камера кожуха;
17 - запорный кран сливного патрубка;
18 - мерная емкость для сбора утечек;
19 - запорный клапан входного участка магистрали 6;
20 - запорный клапан выходного участка магистрали 6.
Универсальный стенд для испытаний насосных агрегатов и их систем (см. Фиг. 1, Фиг. 2) содержит установленные на фундаменте 1 насосный агрегат 2 и подключенный к его всасывающему (3) и нагнетательному (4) патрубкам стендовый трубопровод 5, снабженный контрольно-измерительной системой и запорно-регулирующей арматурой (не показ.).
Стендовый трубопровод 5 содержит байпасную измерительную магистраль 6 для обеспечения дополнительной возможности проведения на стенде комплексных испытаний предохранительного клапана (регулятора, или другой запорно-регулирующей арматуры) 7.
По обеим сторонам от испытываемого предохранительного клапана 7 на байпасной магистрали 6 установлены демпфирующие емкости 8 и 9. Последние выполнены с воздушной подушкой и частично заполнены перекачиваемой насосным агрегатом 2 жидкостью.
За испытываемым клапаном 7 на байпасной магистрали 6 установлен узел 10 замера утечек клапана 7.
Узел 10 (см. Фиг. 3) выполнен в виде перфорированного участка трубы 11 магистрата 6, герметично закрытого коаксиальным кожухом 12, в котором выполнены воздушный и сливные патрубки 13 и 14, соответственно.
С целью повышения достоверности замеров утечек полость кожуха разделена кольцевыми перегородками 15 на три камеры 16, каждая из которых содержит сливной патрубок 14 с запорным краном 17.
Под ближним к клапану 7 патрубку 14 при замере утечек устанавливается мерная емкость 18.
Для отключения от стендового трубопровода 5 магистрали 6 на входном и выходном участках последней установлены запорные клапаны 19 и 20, соответственно.
Работа стенда происходит следующим образом.
Для испытаний насосного агрегата 2 выполняют по заданному алгоритму (программе и методике испытаний) 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.). При этом запорные клапаны 19, 20 находятся в закрытом положении, отсекая байпасную магистраль 6 от стендового трубопровода 5, а краны 17 закрыты.
Для испытаний предохранительного клапана 7 перед запуском стенда производится заправка водой трубопровода 5 и байпасной измерительной магистрали 6 при открытых клапанах 19, 20.
Установленные на магистрали 6 демпфирующие емкости 8, 9 заправляются до определенного уровня с образованием в них воздушной пробки для обеспечения сглаживания (демпфирования) пульсаций давления перекачиваемой воды в трубопроводе 5 и магистрали 6, возникающих на переходных режимах при испытании предохранительного клапана 7 (или другого агрегата) на стенде.
После запуска стенда в магистрали 6 создается необходимый для открытия клапана 7 напор воды. При этом заданный напор может достигаться путем дросселирования расхода с номинального до заданного при постоянных оборотах рабочего колеса насосного агрегата 2, либо путем увеличения оборотов рабочего колеса насосного агрегата 2 на дроссельном режиме. При срабатывании (открытии) испытываемого предохранительного клапана 7 происходит сброс воды из магистрали 6 в участок трубопровода 5 перед всасывающим патрубком 3 насосного агрегата 2.
Наличие демпфирующих емкостей 8 и 9 обеспечивает сглаживание пульсаций давления в магистрали бив остальной проточной части стенда.
В байпасной измерительной магистрали 6 проводят комплексные испытания клапана 7, в частности: определяют время цикла, давление отрыва, давление полного открытия, давление закрытия, ход штока, величину утечек и пр.
Замер утечек клапана 7 производится в узле 10 при работающем насосном агрегате 2. трех открытых кранах 17, открытом клапане 19 и закрытом клапане 20.
Перед проведением замеров предварительно сливают воду из участка байпасной магистрали 6 между испытываемым клапаном 7 и закрытым запорным клапаном 20, а под ближний к клапану 7 сливной патрубок 14 устанавливают мерную емкость 18 для сбора утечек, как это показано на Фиг. 3.
В ходе замера из остальных двух открытых патрубков 14 течи быть не должно, так как это является свидетельством негерметичности запорного клапана 20.
Использование заявляемой полезной модели обеспечивает создание универсального стенда для испытаний линейки насосов большой производительности с дополнительной возможностью проведения на нем комплексных испытаний запорно-регулирующей арматуры и других агрегатов насоса.