CN117108511B - 一种避免超压的自适应离心式试压泵组及泵*** - Google Patents

Abstract

本发明属于流体输送技术领域，具体公开了一种避免超压的自适应离心式试压泵组及泵***，在离心泵体的下游设置液驱动力装置，利用离心泵体输出的部分水流驱动液驱动力装置，液驱动力装置再驱动高压泵，高压泵对离心泵体输出的另一部分水进行加压。在注水阶段，水流通过注水出口直接输出，充分利用离心泵体的大流量特性进行快速注水，在加压阶段则分出部分水流驱动液驱动力装置和高压泵对另一部分水流进行加压，从而实现以流量换压力的效果，相比于传统设计可以节省一套电驱***，而且在切换模式时只需要切换离心泵体的出口流向即可，操作简单。还能够避免过度超压酿成严重事故，不会发生憋泵现象，从而对泵、电机以及试验***均起到保护作用。

Description

一种避免超压的自适应离心式试压泵组及泵***

技术领域

本发明属于流体输送技术领域，特别涉及一种避免超压的自适应离心式试压泵组及泵***。

背景技术

为了保证液压设备的安全可靠性能，各类的管道、压力容器、阀体、连接件以及流体***都需要进行耐压测试，按检验标准测试合格后，才可被使用。

常规大***管系泵压分为两个阶段：注水阶段和加压阶段。传统的离心泵在注水阶段能够提供较大的流量，但在加压阶段由于出力不足，无法满足加压要求。柱塞泵能够稳定提供加压阶段需要的高压，但柱塞泵在注水阶段流量小，注水缓慢，增加工作周期。现有技术中还存在一种高压离心泵，通过高转速或者多级离心的方式增加输出压力，但这种高压离心泵加压不稳定，极易发生汽蚀、反流等严重异常现象，对介质流量和压力的稳定性要求高，同时流量也不大。为解决上述问题，现有的操作通常是注水阶段先用离心泵注水，完成注水后关闭离心泵管道，启用柱塞泵进行加压。但这样便出现以下问题：

成本高：离心泵和柱塞泵分别需要一套电驱***，成本增加。

超压风险：传统的柱塞泵在加压过程中会持续施加压力，如若操作不当，容易导致***超压的风险，如果干预不及时，要么柱塞泵出力不足而停止，导致烧坏电机，要么***持续升压，最终酿成严重事故。安全阀是防止***超压的常用手段，但试压***往往由于试压对象不同，试验压力不同，使得每次进行试压前都需要重新调整安全阀的泄压压力，并进行校准、检验，但现场往往并不具备安全阀的检验条件，安全阀是否可靠只能取决于产品自身的质量。另外，试压前遗漏安全阀调压的情况也时有发生，现实中***压力主要依靠人为调控。

操作复杂：分别使用离心泵注水和柱塞泵加压，在工作泵的切换过程中要确保相应的管道和阀门已经准备好并且处于正确的状态，增加了操作的复杂度，加之存在超压风险，往往需要专业人员进行操作才能保证有效且安全地进行试压，增加了人力成本和培训的需求。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种避免超压的自适应离心式试压泵组及泵***，其可以通过在离心泵体的下游设置液驱动力装置，利用离心泵体输出的部分水流驱动液驱动力装置，液驱动力装置再驱动高压泵，高压泵对离心泵体输出的另一部分水进行加压。在注水阶段，水流通过注水出口直接输出，充分利用离心泵体的大流量特性进行快速注水，在加压阶段则分出部分水流驱动液驱动力装置和高压泵对另一部分水流进行加压，从而实现以流量换压力的效果，相比于传统设计可以节省一套电驱***，降低成本，而且在切换模式时只需要切换离心泵体的出口流向即可，操作简单。更重要的是，当高压泵体为柱塞式泵体时，本发明利用液驱动力装置驱动柱塞式泵体，只要设定好离心泵体的输出功率，一旦操作失误，当***压力升高到一定程度，液驱动力装置无法带动柱塞式泵体继续运行时，液驱动力装置和柱塞式泵体就会停止，避免过度超压酿成严重事故，而离心泵体输出的水流仍然可以流经液驱动力装置，不会发生憋泵现象，从而对泵、电机以及试验***均起到保护作用。

为了实现上述目的，本发明提供一种避免超压的自适应离心式试压泵组，包括离心泵体和驱动离心泵体的驱动装置，还包括液驱动力装置、高压泵体、注水出口和加压出口；离心泵体的出口分别与液驱动力装置的入口、高压泵体的入口以及注水出口连通，液驱动力装置的输出端驱动高压泵体运行，高压泵体的出口即加压出口。

进一步，还包括三通换向阀，离心泵体的出口与三通换向阀的入口连通，三通换向阀的第一出口即注水出口，三通换向阀的第二出口与高压泵体的入口以及液驱动力装置的入口连通。

进一步，高压泵体为柱塞式泵体。

进一步，液驱动力装置的输出端连接有偏心轮，偏心轮与柱塞式泵体之间通过柱塞杆传动连接；三通换向阀的第二出口处设置有变径管，变径管的粗端与三通换向阀的第二出口连接，细端与柱塞式泵体的入口连接，变径管的侧面向外延伸有侧管，侧管与液驱动力装置的入口连接。

进一步，离心泵体的轴线、离心泵体的入口、液驱动力装置的轴线、三通换向阀的第一出口、柱塞式泵体的入口轴线和出口轴线互相平行，离心泵体的出口正对液驱动力装置的入口，柱塞式泵体的出口与三通换向阀的第一出口的前端连通。

进一步，还包括变速装置，变速装置包括齿轮组和辅助驱动器，齿轮组包括驱动轴、行星架、行星齿轮、中间齿轮、外齿圈、输出轴、传动齿轮；行星齿轮至少为两个，中间齿轮、行星齿轮、外齿圈共同组成行星齿轮机构，驱动轴通过行星架与行星齿轮连接并同步转动，输出轴与中间齿轮同轴固定连接并同步转动，传动齿轮与外齿圈的外壁啮合；辅助驱动器包括缸体和活塞，活塞与缸体内壁密封滑动接触，且二者之间封存有气体，活塞通过连杆与曲轴连接；外齿圈与曲轴传动连接。

进一步，驱动轴与驱动装置的输出端连接，输出轴与离心泵体连接。

进一步，驱动轴与液驱动力装置的输出端连接，输出轴与高压泵体连接。

一种离心式试压泵***，包括上述的避免超压的自适应离心式试压泵组，还包括注水旁路和三通换向阀，离心泵体的下游与三通换向阀的入口连接，三通换向阀的一个出口连接注水旁路，另一个出口连接液驱动力装置和高压泵体。

进一步，注水旁路和高压泵体的下游汇流并连接有单向阀，单向阀的下游连接有蓄能器，蓄能器的下游连接试压设备或***。

进一步，还包括第一关断阀，设置于注水旁路和高压泵体的下游、蓄能器的上游，蓄能器的液侧与试压管路连通，气侧与空压机连通。

进一步，蓄能器与试压设备或***之间设置有第二关断阀。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过在离心泵体的下游设置液驱动力装置，利用离心泵体输出的部分水流驱动液驱动力装置，液驱动力装置再驱动高压泵体，高压泵体对离心泵体输出的另一部分水进行加压。在注水阶段，水流通过注水出口直接输出，充分利用离心泵体的大流量特性进行快速注水，在加压阶段则分出部分水流驱动液驱动力装置和高压泵体对另一部分水流进行加压，从而实现以流量换压力的效果，相比于传统设计可以节省一套电驱***，降低成本，而且在切换模式时只需要切换离心泵体的出口流向即可，操作简单，减少人力成本和培训需求。更重要的是，当高压泵体为柱塞式泵体时，本发明利用液驱动力装置驱动柱塞式泵体，随着试压设备或***内的压力逐渐升高，柱塞式泵体后端的压力逐渐增大，柱塞式泵体输送介质需要的驱动力逐渐增大，使得柱塞式泵体的流量逐渐下降，经过柱塞式泵体的水减少，而经过液驱动力装置的水增多，即参与驱动液驱动力装置和柱塞式泵体的水增多，柱塞式泵体的加压能力提高而流量下降，直至所有的水都流经液驱动力装置也无法驱动柱塞式泵体继续运行时，此时，液驱动力装置和柱塞式泵体就会停止，避免过度超压酿成严重事故，而离心泵体输出的水流仍然可以流经液驱动力装置，不会发生憋泵现象，从而对泵、电机以及试验设备或***均起到保护作用。而离心泵体的输出功率越大，可以流经液驱动力装置的水量以及水压越大，柱塞式泵体的最大加压压力越大。因此，只要在加压阶段设定好离心泵体的输出功率，就等于设定了最高加压压力，即使操作失误，试压设备或***内的压力也不会无节制地上升。

在加压过程中，随着试压设备或***内的压力逐渐升高，柱塞式泵体后端的压力逐渐增大，柱塞式泵体输送介质需要的驱动力逐渐增大，使得柱塞式泵体的流量逐渐下降，经过柱塞式泵体的水减少，而经过液驱动力装置的水增多，即参与驱动液驱动力装置和柱塞式泵体的水增多，柱塞式泵体的加压能力提高而流量下降，可见，本发明可以根据***压力的变化自适应调整流量大小和加压能力，电机功率始终稳定，不需要使用变频电机去适应不同阶段对流量大小和加压能力的不同需求。

本发明通过设置变速装置，随着离心泵体后端的压力逐渐升高，输出轴的负载逐渐增大，转速下降，外齿圈的转速随之上升，驱动轴输入的功更多的作用于辅助驱动器，辅助驱动器在压缩气体时吸收来自驱动轴的功，在气体回弹时又与驱动轴共同将功转递给输出端，辅助驱动器吸收来自驱动轴的功并对输出轴做功，从而达到输出轴转速大幅下降，而驱动轴转速仅发生小幅下降或者不下降的效果，从而保障驱动装置不偏离额定工况的范围。同理，本发明通过设置变速装置，还可以减少柱塞式泵体后端压力升高对水轮转速的影响，保障水轮中的流场处于适宜状态。

本发明可以针对不同类型的压力试验进行变换，从而形成不同的试压泵***，满足不同压力试验对流动性、保压性的要求。同时，本发明通过空压机和蓄能器的使用，提高了***进行静压试验的最高压力。

附图说明

图1为本发明离心式试压泵组的立体结构图；

图2为本发明离心式试压泵组的又一立体结构图；

图3为本发明离心式试压泵组的立体拆解图；

图4为本发明实施例二和实施例三的离心式试压泵***图；

图5为图4中A处放大图；

图6为本发明实施例四的离心式试压泵***图；

图7为本发明实施例五的离心式试压泵***图；

图8为本发明实施例六的离心式试压泵***图；

图9为本发明实施例七离心式试压泵组的立体结构图；

图10为本发明实施例七齿轮组的示意图；

图11为本发明实施例七辅助驱动器的示意图。

图中：110-离心泵体、120-驱动装置、130-液驱动力装置、131-偏心轮、132-传动腔体、133-弯管、140-柱塞式泵体、210-水源、220-压力传感器、230-三通换向阀、240-变径管、250-侧管、260-注水旁路、270-单向阀、280-蓄能器、281-空压机、282-第三关断阀、291-第一关断阀、292-第二关断阀、310-液驱动力装置回水管路、320-试压回水管路、330-节流阀、400-变速装置、410-齿轮组、411-驱动轴、412-行星架、413-行星齿轮、414-中间齿轮、415-外齿圈、416-输出轴、417-传动齿轮、420-辅助驱动器、421-缸体、422-活塞、423-连杆、424-曲轴、430-连接轴。

具体实施方式

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

参照图1至图3，本实施例公开了一种离心式试压泵组，该试压泵组包括离心泵体110和驱动离心泵体110的驱动装置120，例如电机，还包括液驱动力装置130、高压泵体、注水出口和加压出口；液驱动力装置130优选水轮装置，即利用水的势能和动能驱动叶轮旋转的装置，一般包括壳体和内部旋转的叶轮，为简单的现有技术，不做赘述。离心泵体110的出口分别与液驱动力装置130的入口、高压泵体的入口以及注水出口连通，液驱动力装置130的输出端驱动高压泵体运行，高压泵体的出口即加压出口。本实施例通过阀门控制离心泵体110的输出端的两种流体流向：一种是流体离开离心泵体110出口后直接通过注水出口输出，向试压设备或***内注水，另一种是流体离开离心泵体110出口后分成两路，一路流经液驱动力装置130，驱动液驱动力装置130转动，液驱动力装置130再驱动高压泵体运行，另一路流经高压泵体，被高压泵体进一步提高压力后从加压出口输出。可以分别在各支路上设置阀门控制各支路的开关，更优的方案是设置三通换向阀230，离心泵体110的出口与三通换向阀230的入口连通，三通换向阀230的第一出口即注水出口，三通换向阀230的第二出口与高压泵体的入口以及液驱动力装置130的入口连通。进一步，优选高压泵体为柱塞式泵体140，柱塞式泵体140能够稳定提供加压阶段需要的高压，对流体的稳定性要求低，不会发生汽蚀、反流等严重异常现象。

本实施例通过在离心泵体110的下游设置液驱动力装置130，利用离心泵体110输出的部分水流驱动液驱动力装置130，液驱动力装置130再驱动高压泵体，高压泵体对离心泵体110输出的另一部分水进行加压。在注水阶段，水流通过注水出口直接输出，充分利用离心泵体110的大流量特性进行快速注水，在加压阶段则分出部分水流驱动液驱动力装置130和高压泵体对另一部分水流进行加压，从而实现以流量换压力的效果，相比于传统设计可以节省一套电驱***，降低成本，而且在切换模式时只需要切换离心泵体110的出口流向即可，操作简单。更重要的是，当高压泵体为柱塞式泵体140时，本发明利用液驱动力装置130驱动柱塞式泵体140，随着试压设备或***内的压力逐渐升高，柱塞式泵体140后端的压力逐渐增大，柱塞式泵体140输送介质需要的驱动力逐渐增大，使得柱塞式泵体140的流量逐渐下降，经过柱塞式泵体140的水减少，而经过液驱动力装置130的水增多，即参与驱动液驱动力装置130和柱塞式泵体140的水增多，柱塞式泵体140的加压能力提高而流量下降，直至所有的水都流经液驱动力装置130也无法驱动柱塞式泵体140继续运行时，此时，液驱动力装置130和柱塞式泵体140就会停止，避免过度超压酿成严重事故，而离心泵体110输出的水流仍然可以流经液驱动力装置130，不会发生憋泵现象，从而对泵、电机以及试验设备或***均起到保护作用。而离心泵体110的输出功率越大，可以流经液驱动力装置130的水量以及水压越大，柱塞式泵体140的最大加压压力越大。因此，只要在加压阶段设定好离心泵体110的输出功率，就等于设定了最高加压压力，即使操作失误，试压设备或***内的压力也不会无节制地上升。

作为本实施例进一步的方案：液驱动力装置130的输出端连接有偏心轮131，偏心轮131与柱塞式泵体140之间通过柱塞杆传动连接，柱塞杆设置于传动腔体132内。偏心轮131和柱塞杆是组成柱塞泵的基本部件，均为本领域的公知常识。三通换向阀230的第二出口处设置有变径管240，变径管240的粗端与三通换向阀230的第二出口连接，细端与柱塞式泵体140的入口连接，变径管240的侧面向外延伸有侧管250，侧管250与液驱动力装置130的入口连接。

作为本实施例进一步的方案：空间上，高压泵体为柱塞式泵体140；离心泵体110的轴线、离心泵体110的入口、液驱动力装置130的轴线、三通换向阀230的第一出口、柱塞式泵体140的入口轴线和出口轴线互相平行，离心泵体110的出口正对液驱动力装置130的入口，柱塞式泵体140的出口与三通换向阀230的第一出口的前端连通。进一步，还可以在液驱动力装置130的出口设置弯管133，弯管133的出口方向与三通换向阀230的第一出口方向相同。采用上述布局方式，从离心泵体110出来的水无需经过转向直接送入液驱动力装置130，能够更好的利用水的动能驱动液驱动力装置130转动，并且上述布局方式可以将离心泵体110的入水口、注水出口、加压出口以及液驱动力装置130的回水口全部整合在一个方向，方便作业人员操作和观察。具体而言，柱塞式泵体140的前后两段分别设置有配合柱塞式泵体140进水和出水的单向阀270，柱塞式泵体140中单向阀270的设置为本领域的公知常识，此处不做赘述。

实施例二

参照图4和图5，本实施例提供一种离心式试压泵***，包括离心泵体110，离心泵体110通过驱动装置120驱动运行，还包括液驱动力装置130、高压泵体以及注水旁路260，离心泵体110的下游分别与液驱动力装置130、高压泵体以及注水旁路260连接，液驱动力装置130的输出端驱动高压泵体运行。试压泵***通过阀门控制离心泵体110的下游仅注水旁路260开通或者液驱动力装置130和高压泵体同时开通。优选的，离心泵体110的下游与三通换向阀230的入口连接，三通换向阀230的一个出口连接注水旁路260，另一个出口连接液驱动力装置130和高压泵体，通过三通换向阀230控制注水旁路260开通或者液驱动力装置130和高压泵体同时开通。

技术人员应当知晓，即使不采用实施例一公开的离心式试压泵组，而是使用互为独立的离心泵体110、高压泵体以及液驱动力装置130，通过管路和阀门互相连通，组成本实施例公开的离心式试压泵***，以实现与实施例一相同的功能，也应当属于本发明的保护范围。本实施例的原理和使用方法与实施例一相同，此处不做赘述。

实施例三

水压试验分为动态水压试验、静态水压试验，而静态水压试验又分为压力衰减试验和耐压试验，针对不同的试验要求，需要匹配不同的试压泵***。

动态水压试验即水在设备中是持续流动的，本实施例在实施例二的基础上，针对动态水压试验进一步完善试压泵***。

参照图4，在本实施例中，注水旁路260和高压泵体的下游汇流并连接有单向阀270，防止试压设备或***内高压液体反流。单向阀270的下游连接有蓄能器280，使得试压设备或***内的水压更加稳定。蓄能器280的下游连接试压设备或***。进一步，单向阀270和试压设备或***之间还应设置有压力传感器220，用于监测试验压力。离心泵体110的上游连接有水源210，例如水箱。试压泵***还包括液驱动力装置回水管路310和试压设备或***的试压回水管路320。如果水源210是水箱，那么液驱动力装置回水管路310和试压回水管路320与水箱连接。进一步，为了保持试压设备或***内的压力满足要求，可能需要限制水流的流量，可以在试压回水管路320上设置节流阀330。

本实施例持续通过离心泵体110和高压泵体为试压设备或***输送高压流体。

实施例四

在压力衰减试验中，设备或***被逐渐加压至指定的压力，并保持一段时间，然后观察压力的下降情况。如果压力下降得很快，说明设备或***存在泄漏。该试验不需要持续提供稳定的水压，也不需要蓄能器280来储存能量。本实施例在实施例二的基础上，针对压力衰减试验进一步完善试压泵***。

参照图6，在本实施例中，注水旁路260和高压泵体的下游汇流并连接有单向阀270和第一关断阀291，单向阀270和第一关断阀291的先后位置没有特别限制。单向阀270和第一关断阀291的下游连接试压设备或***。进一步，单向阀270和第一关断阀291与试压设备或***之间还应设置有压力传感器220。离心泵体110的上游连接有水源210，液驱动力装置130的下游设置有液驱动力装置回水管路310。当然，还应当设置有泄压管路和泄压阀，泄压管路和泄压阀的布置方式多种多样，技术人员可以根据实际情况进行设置，属于本领域的公知常识，本实施例主要涉及泵***，因此不做具体展开。

本实施例在具体操作过程中，当试压设备或***压力达到要求后，关闭第一关断阀291即可进行压力衰减试验。当然泄压阀在整个加压以及保压过程中也应当关闭（需要用泄压管路排空的情况除外）。

实施例五

参照图7，本实施例在实施例四的基础上做进一步优化，当试验压力高于高压泵体所能提供的最大压力时，可以在单向阀270和第一关断阀291的下游、试压设备或***的上游设置蓄能器280，蓄能器280的液侧与试压管路连通，气侧与空压机281连通。蓄能器280与试压设备或***之间设置有第二关断阀292。进一步，空压机281与蓄能器280之间还应设置有第三关断阀282，第三关断阀282的初始状态为关闭，使得蓄能器280能发挥蓄能作用而不漏气。

本实施例在具体操作过程中，在使用高压泵体为试压设备或***加压至一定压力后，关闭第一关断阀291，然后打开空压机281和第三关断阀282，利用空压机281对蓄能器280加压，使得试压设备或***内的压力进一步提高，直至压力满足实验要求后，关闭第二关断阀292，进行压力衰减试验。

实施例六

在耐压试验中，设备或***被加压到指定的压力，并保持一段时间，以观察设备或***是否能够承受这个压力。这个过程主要测试的是设备或***的耐压能力和持久性。耐压试验中液体无需流动，但往往需要较高的试验压力，并且需要保持一段时间，在仅有少许泄漏的情况下还应当维持压力在预设范围内。

参照图8，本实施例在实施例五的基础上，删除第二关断阀292即可。

本实施例在具体操作过程中，在使用高压泵体为试压设备或***加压至一定压力后，关闭第一关断阀291，然后打开空压机281和第三关断阀282，利用空压机281对蓄能器280加压，使得试压设备或***内的压力进一步提高，直至压力满足试验要求后，优选比试验要求压力的下限高一些，然后关闭第三关断阀282。本实施例在保压过程中，少量泄露引起的容量变化可以被蓄能器280吸收，使得试压设备或***中的压力依然维持在预设范围内。

实施例七

由于离心泵体110输出的流量大，因此直接通过离心泵体110向试压***内注水效率较高，在实际使用过程中，会尽可能延长注水阶段的时长，缩短加压阶段的时长。在注水阶段末期，试压***内的压力已经升高到一定程度，高压对离心泵体110的旋转产生影响，使得离心泵体110转速下降，效率降低，甚至还可能损坏驱动装置120。为解决这个问题，本实施例在实施例一的基础上，增加变速装置400。

参照图9至图11，变速装置400包括齿轮组410和辅助驱动器420，齿轮组410包括驱动轴411、行星架412、行星齿轮413、中间齿轮414、外齿圈415、输出轴416、传动齿轮417。行星齿轮413至少为两个，中间齿轮414、行星齿轮413、外齿圈415共同组成行星齿轮机构，驱动轴411通过行星架412与行星齿轮413连接并同步转动，输出轴416与中间齿轮414同轴固定连接并同步转动，传动齿轮417与外齿圈415的外壁啮合。辅助驱动器420包括缸体421和活塞422，活塞422与缸体421内壁密封滑动接触，且二者之间封存有气体，活塞422通过连杆423与曲轴424连接。外齿圈415与曲轴424传动连接，传动连接的方式不做具体限定，其中最简单的方式是采用连接轴430，连接轴430的一端与传动齿轮417同轴固定连接，另一端与曲轴424同轴固定连接。驱动轴411与驱动装置120的输出端连接，输出轴416与离心泵体110连接。

变速装置400的工作原理如下：

行星齿轮机构为经典传动机构，具体原理不做赘述，其特性是外齿圈415的转速越快，输出轴416和驱动轴411的转速比越小，即传动比越小。外齿圈415通过传动带动曲轴424旋转，曲轴424旋转带动活塞422往复运动，当压缩气体时，活塞422克服气体压力做功，同时被压缩的气体弹性势能增加；当被压缩的气体回弹时，气体的弹性势能释放，释放的能量又传导至曲轴424。将上述变速装置400运用到实施例一中时，随着离心泵体110后端的压力逐渐升高，输出轴416的负载逐渐增大，转速下降。如果外齿圈415不旋转或者转速不变，就会导致驱动轴411转速下降，使得驱动装置120转速下降，偏离额定工况，输出下降。而本实施例的外齿圈415与辅助驱动器420传动连接，在输出轴416转速下降时，外齿圈415的转速随之上升，驱动轴411输入的功更多的作用于辅助驱动器420，辅助驱动器420在压缩气体时吸收来自驱动轴411的功，在气体回弹时又与驱动轴411共同将功转递给输出端。可见，辅助驱动器420本身在理想情况下是不消耗能量的，它的作用是吸收来自驱动轴411的功并对输出轴416做功，从而达到输出轴416转速大幅下降，而驱动轴411转速仅发生小幅下降或者不下降的效果，从而保障驱动装置120不偏离额定工况的范围。

作为本实施例进一步的方案，本领域技术人员可以设置进气口和出气口来控制辅助驱动器420内气体的压力，从而改变压缩气体的难度，进而根据实际需要改变辅助启动器对齿轮组410传动比的影响程度。

实施例八

在实际使用过程中，随着柱塞式泵体140后端的压力逐渐升高，柱塞式泵体140的运行速度逐渐下降，使得水轮的旋转速度随之下降，而水轮的旋转速度如果下降过大，会导致水流流场发生改变，对水轮的驱动作用下降。为解决这个问题，本实施例在实施例一的基础上，亦可在水轮和柱塞式泵体140之间增加实施例七中的变速装置400。驱动轴411与水轮的输出端连接，输出轴416与偏心轮131连接。

将变速装置400运用到水轮和柱塞式泵体140之间时，随着柱塞式泵体140后端的压力逐渐升高，输出轴416的负载逐渐增大，转速下降。如果外齿圈415不旋转或者转速不变，就会导致驱动轴411转速下降，使得水轮转速下降，破坏流场。而本实施例的外齿圈415与辅助驱动器420传动连接，在输出轴416转速下降时，外齿圈415的转速随之上升，驱动轴411输入的功更多的作用于辅助驱动器420，辅助驱动器420在压缩气体时吸收来自驱动轴411的功，在气体回弹时又与驱动轴411共同将功转递给输出端。可见，辅助驱动器420本身在理想情况下是不消耗能量的，它的作用是吸收来自驱动轴411的功并对输出轴416做功，从而达到输出轴416转速大幅下降，而驱动轴411转速仅发生小幅下降的效果，从而保障水轮中的流场处于适宜状态。

以上实施例仅对压力试验过程中与泵***直接相关的操作进行了阐述，并不代表压力试验只有以上操作，实际操作还应当根据实际情况进行常规的放空、泄压等步骤，这些未详细阐述的操作均为本领域技术人员所熟知的，本领域技术人员应当按照试验规程的有关规定进行。

以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种避免超压的自适应离心式试压泵组，包括离心泵体（110）和驱动所述离心泵体（110）的驱动装置（120），其特征在于，还包括液驱动力装置（130）、高压泵体、注水出口和加压出口；所述离心泵体（110）的出口分别与所述液驱动力装置（130）的入口、所述高压泵体的入口以及所述注水出口连通，所述液驱动力装置（130）的输出端驱动所述高压泵体运行，所述高压泵体的出口即所述加压出口；

还包括三通换向阀（230），所述离心泵体（110）的出口与所述三通换向阀（230）的入口连通，所述三通换向阀（230）的第一出口即所述注水出口，所述三通换向阀（230）的第二出口与所述高压泵体的入口以及所述液驱动力装置（130）的入口连通。

2.根据权利要求1所述的离心式试压泵组，其特征在于，所述高压泵体为柱塞式泵体（140）。

3.根据权利要求2所述的离心式试压泵组，其特征在于，所述液驱动力装置（130）的输出端连接有偏心轮（131），所述偏心轮（131）与所述柱塞式泵体（140）之间通过柱塞杆传动连接；所述三通换向阀（230）的第二出口处设置有变径管（240），所述变径管（240）的粗端与所述三通换向阀（230）的第二出口连接，细端与所述柱塞式泵体（140）的入口连接，所述变径管（240）的侧面向外延伸有侧管（250），所述侧管（250）与所述液驱动力装置（130）的入口连接。

4.根据权利要求3所述的离心式试压泵组，其特征在于，所述离心泵体（110）的轴线、所述离心泵体（110）的入口、所述液驱动力装置（130）的轴线、所述三通换向阀（230）的所述第一出口、所述柱塞式泵体（140）的入口轴线和出口轴线互相平行，所述离心泵体（110）的出口正对所述液驱动力装置（130）的入口，所述柱塞式泵体（140）的出口与所述三通换向阀（230）的所述第一出口的前端连通。

5.根据权利要求1至4任一项所述的离心式试压泵组，其特征在于，还包括变速装置（400），所述变速装置（400）包括齿轮组（410）和辅助驱动器（420），所述齿轮组（410）包括驱动轴（411）、行星架（412）、行星齿轮（413）、中间齿轮（414）、外齿圈（415）、输出轴（416）、传动齿轮（417）；所述行星齿轮（413）至少为两个，所述中间齿轮（414）、所述行星齿轮（413）、所述外齿圈（415）共同组成行星齿轮机构，所述驱动轴（411）通过所述行星架（412）与所述行星齿轮（413）连接并同步转动，所述输出轴（416）与所述中间齿轮（414）同轴固定连接并同步转动，所述传动齿轮（417）与所述外齿圈（415）的外壁啮合；所述辅助驱动器（420）包括缸体（421）和活塞（422），所述活塞（422）与所述缸体（421）内壁密封滑动接触，且二者之间封存有气体，所述活塞（422）通过连杆（423）与曲轴（424）连接；所述外齿圈（415）与所述曲轴（424）传动连接。

6.根据权利要求5所述的离心式试压泵组，其特征在于，所述驱动轴（411）与所述驱动装置（120）的输出端连接，所述输出轴（416）与所述离心泵体（110）连接。

7.根据权利要求5所述的离心式试压泵组，其特征在于，所述驱动轴（411）与所述液驱动力装置（130）的输出端连接，所述输出轴（416）与所述高压泵体连接。

8.一种离心式试压泵***，其特征在于，包括权利要求1所述的避免超压的自适应离心式试压泵组，还包括注水旁路（260）和三通换向阀（230），所述离心泵体（110）的下游与所述三通换向阀（230）的入口连接，所述三通换向阀（230）的一个出口连接所述注水旁路（260），另一个出口连接所述液驱动力装置（130）和所述高压泵体。

9.根据权利要求8所述的离心式试压泵***，其特征在于，所述注水旁路（260）和所述高压泵体的下游汇流并连接有单向阀（270），所述单向阀（270）的下游连接有蓄能器（280），所述蓄能器（280）的下游连接试压设备或***。

10.根据权利要求9所述的离心式试压泵***，其特征在于，还包括第一关断阀（291），设置于所述注水旁路（260）和所述高压泵体的下游、所述蓄能器（280）的上游，所述蓄能器（280）的液侧与试压管路连通，气侧与空压机（281）连通。

11.根据权利要求10所述的离心式试压泵***，其特征在于，所述蓄能器（280）与试压设备或***之间设置有第二关断阀（292）。