СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ УПЛОТНЕНИЙ РОТОРОВ НАГНЕТАТЕЛЕЙ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к стендовому оборудованию, а именно к стендам для длительных испытаний газодинамических уплотнений роторов нагнетателей природного газа.
Известен стенд для испытания торцовых уплотнений [1], состоящий из электродвигателя, мультипликатора, испытательной головки, куда устанавливается испытуемое уплотнение, системы питания и контроля утечек. Недостатком этого стенда является то, что можно испытывать только одно уплотнение, и не в автоматическом режиме.
Известен стенд для испытания торцовых газодинамических уплотнений [2], содержащий рабочую часть, состоящую из корпуса с размещенными в нем испытуемыми уплотнениями, подшипниковую головку, систему питания и контроля утечек, узел осевого нагружения вала, взаимодействующий с торцем наружного кольца заднего шарикоподшипника, передний шарикоподшипник, установленный в поворотную относительно оси вала опору, при этом рабочая часть состоит из двух испытательных корпусов уплотнений, установленных последовательно друг за другом, в которых распложены два испытуемых двухступенчатых уплотнения различного типоразмера.
Недостатком данного стенда является то, что испытания проводятся оператором с изменением режимов работы стенда и записью результатов измерения параметров вручную, а время испытаний ограниченно рабочей температурой газодинамических уплотнений.
Технический результат, достигаемый предлагаемой конструкцией стенда - возможность проводить испытания газодинамических уплотнений любой длительности в автоматическом режиме по заданной программе с замером всех параметров, характеризующих работу уплотнения - частоты вращения, давления подачи и утечек газа через каждую ступень, температуры и крутящего момента, с сохранением результатов испытаний в памяти компьютера.
Поставленная задача решается тем, что стенд для испытаний газодинамических уплотнений роторов нагнетателей природного газа содержит испытательную камеру с уплотнениями, регулируемый привод, систему подачи газа и контроля утечек газа через уплотнения, размещенные на стойке контроля, при этом он дополнительно снабжен датчиками частоты вращения, давления, крутящего момента, температуры, регулятором давления, компьютером и водяной системой охлаждения, а испытания проводят в автоматизированном режиме с уровнем давления и частотой вращения, задаваемыми циклограммой через компьютер, который связан с датчиками частоты вращения, давления, крутящего момента, температуры, регулятором давления и системой охлаждения, с замером всех параметров, характеризующих работу уплотнения, и записью результатов в компьютер.
Автоматизированное управление всего цикла испытаний осуществляют по заданной циклограмме испытаний, при этом регулируют частоту вращения ротора и давление подаваемого газа, а также поддерживают заданную температуру. Длительность испытаний на каждом режиме может задаваться при помощи компьютера. Программное обеспечение имеет открытую архитектуру, что выражается в возможности изменять циклограммы испытаний по усмотрению испытателей.
Обеспечен автоматизированный контроль статических и динамических параметров испытываемых газодинамических уплотнений во время испытаний с сохранением экспериментальных данных.
Модульная конструкция стенда обеспечивает быстрый и удобный монтаж и демонтаж газодинамических уплотнений. В стенде предусмотрена система охлаждения водой с замкнутым циклом для проведения длительных испытаний.
Компоновка стенда приведена на фиг.1. В испытательную камеру 1 монтируют оппозитно два испытуемых газодинамических уплотнения, роторную часть уплотнений устанавливают через вал в подшипниковые головки 2, которые крепят к корпусу испытательной камеры. Подшипниковые головки монтируют на призмах 3, закрепленных на плите 4.
Вращение вала установки осуществляют с помощью асинхронного электродвигателя 5 переменного тока, который монтируют на той же плите 4 с помощью регулирующего устройства 6.
Изменение скорости вращения электродвигателя по заданной циклограмме производят регулированием частоты переменного тока с помощью преобразователя 7, размещенного в испытательном боксе и управляется компьютером 8.
Измерение крутящего момента на валу электродвигателя осуществляют с помощью измерителя крутящего момента 9 электрического типа. Замер температуры внутри испытательной камеры осуществляют термопарой 10 и регистрируют компьютером. Подвод газа нужного давления к испытательной установке, подготовка его, отвод и замер утечек, проходящих через уплотнения, осуществляют с помощью стойки контроля 11, на которой размещена вся газовая арматура и датчики (краны, клапан, фильтр, регулятор).
Газ высокого давления в испытательную камеру подают открытием крана 12, электромагнитного крана 13 через фильтр тонкой очистки 14. Величину давления газа поддерживают регулятором давления 15, измеряют датчиком давления 16 и регистрируют компьютером. Сброс газа в системе высокого давления осуществляют с помощью клапана 17.
Утечки через первые ступени газодинамических уплотнений измеряют электронными расходомерами 18, величину давления газа измеряют датчиками давления 19 и регистрируют компьютером. Утечки через вторые ступени газодинамических уплотнений измеряют электронными расходомерами 20 и регистрируют компьютером. Циркуляционное охлаждение испытательной камеры осуществляют водой из стационарной установки 21, работающей по замкнутому циклу.
Модули стенда монтируют в боксе на специальной плите (испытательная головка, измеритель крутящего момента и электродвигатель), на стойке контроля и управления (модуль подготовки буферного газа и модуль замера утечек) и в пультовой (управляющий компьютер).
Управление всеми органами стенда производят компьютером в строгом соответствии с ранее записанной циклограммой режимов. Окно программы задания параметров циклограммы представлено на фиг.2. Циклограмма разрабатывается для каждого испытания заранее и вводится в память компьютера.
Результаты испытаний фиксируются в памяти компьютера.
Источники информации принятые во внимание:
1. Громыко Б.М., Марцинковский В.А., Чернов А.Е. Разработка уплотнений роторов ТНА. // Материалы 8-ой Международной научно-технической конференции «Насосы - 96» Украина, Сумы, 3-6 сентября, 1996 г. С.122-134.
2. Балякин В.Б., Медведев С.Д., Новиков Д.К., Россеев Н.И., Фалалеев С.В. «Стенд для испытаний торцовых газодинамических уплотнений роторов нагнетателей природного газа». Свидетельство на полезную модель №17958.