RU2416788C1 - Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов - Google Patents
Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416788C1 RU2416788C1 RU2009130507/06A RU2009130507A RU2416788C1 RU 2416788 C1 RU2416788 C1 RU 2416788C1 RU 2009130507/06 A RU2009130507/06 A RU 2009130507/06A RU 2009130507 A RU2009130507 A RU 2009130507A RU 2416788 C1 RU2416788 C1 RU 2416788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- ovn
- stand
- control
- pump
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обкатки и проведения испытаний одновинтовых насосов как новых, так и после проведения ремонта. Стенд содержит расходный бак 2, шпиндель, регулируемый привод вращения вала шпинделя, редуктор, распределительные рукава 17 и контрольно-измерительную аппаратуру. Контрольно-измерительная аппаратура стенда включает бесконтактный датчик крутящего момента с опцией измерения частоты вращения, установленный между редуктором и шпинделем, не менее чем два регулирующих клапана высокого давления 13, установленные параллельно на камеру высокого давления 11 на выходе из насоса, не менее чем два датчика расхода 16, установленные параллельно в распределительных рукавах 17, соединяющих бак 2 и камеру 11, и датчик давления 14, установленный на камеру 11 на выходе из насоса. Стенд снабжен пультом управления 3, включающим компьютер с программным комплексом контроля и обработки поступающей с датчиков информации, с возможностью дистанционного управления регулируемым приводом вращения вала шпинделя и клапанами 13. Изобретение направлено на получение максимально полного набора характеристик одновинтовых насосов, повышение уровня точности снимаемых параметров характеристик и повышение производительности выполняемых на стенде работ. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для сервисного обслуживания одновинтовых гидравлических насосов (ОВН), и предназначено для обкатки и проведения испытаний ОВН как новых, так и после проведения ремонта.
Известен стенд-прототип для исследования характеристик одновинтовых гидромашин, включающий расходный бак, шпиндель, регулируемый привод вращения вала шпинделя, редуктор, комплект распределительных рукавов и контрольно-измерительную аппаратуру (Балденко Ф.Д., Дроздов А.Н., Ламбин Д.Н. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - М.: ВНИИОЭНГ, 2002. - №11).
Недостатком стенда в прототипе является низкий уровень точности снимаемых параметров характеристик ОВН и низкая производительность выполняемых на стенде работ. Частота вращения вала ОВН на стенде устанавливается вручную ручками грубой и точной настройки регулятора напряжения якоря электродвигателя привода вращения и контролируется визуально по тахометру. Давление на выходе из ОВН устанавливается вручную задвижкой. Перепад давления на входе в ОВН и на выходе из него контролируется с помощью секундомера и мерного бака. Обработка данных осуществляется вручную с использованием примитивных средств расчета теоретических формул.
Недостатком стенда в прототипе также является отсутствие замера величины фактического крутящего момента ОВН при определенной частоте вращения, получаемом расходе и перепаде давления.
Движение рабочих органов ОВН, металлического винтового ротора внутри резиновой винтовой обкладки статора сопровождается потерями мощности на механическое трение, а также на преодоление гидравлических сопротивлений течению жидкости в каналах двигателя. Многообразие конструктивных и режимных факторов, влияющих на величину потерь трения в рабочих органах ОВН, затрудняет их определение расчетным путем и приводит к необходимости применения экспериментальных методов. Измерение в процессе экспериментов фактического крутящего момента ОВН дает возможность определения наиболее важных энергетических характеристик ОВН - суммарного гидромеханического кпд и затрат потребляемой мощности электропривода ОВН на гидромеханические потери. Гидродинамический кпд показывает, насколько фактический крутящий момент при данном расходе и перепаде давления ниже теоретического момента, а затраты мощности на гидромеханические потери определяются через разность между теоретическим крутящим моментом и фактическим измеренным моментом на валу ОВН. Измерение фактического крутящего момента в совокупности с измерениями частоты вращения вала ОВН, расхода и перепада давления обеспечивает наиболее полную картину параметров характеристик испытываемого ОВН. Измеренные величины позволяют рассчитать величины эффективной мощности ОВН, подводимой мощности и гидромеханического кпд по формулам:
Nэф=P·Q/10,2; Nпод=M·n/975; КПД=Nэф·100/Nпод, где:
Nэф - эффективная мощность, КВт
Nпод - подводимая мощность, КВт
Р - давление, атм
Q - расход, л/сек
М - крутящий момент, кг·м
n - частота вращения, об/мин.
Технической задачей настоящего изобретения является получение максимально полного набора характеристик ОВН, определяющих его работоспособность, повышение уровня точности снимаемых параметров характеристик ОВН и повышение производительности выполняемых на стенде работ.
Решение поставленной задачи достигается тем, что стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов (ОВН) содержит расходный бак, шпиндель, регулируемый привод вращения вала шпинделя, редуктор, распределительные рукава и контрольно-измерительную аппаратуру, согласно изобретению контрольно-измерительная аппаратуры стенда включает бесконтактный датчик крутящего момента с опцией измерения частоты вращения, установленный между редуктором и шпинделем, не менее чем два регулирующих клапана высокого давления, установленные параллельно на камеру высокого давления на выходе из насоса, не менее чем два датчика расхода, установленные параллельно в распределительных рукавах, соединяющий расходный бак и камеру высокого давления, и датчик давления, установленный на камеру высокого давления на выходе из насоса, при этом стенд снабжен пультом управления, включающим компьютер с программным комплексом контроля и обработки поступающей с датчиков информации, с возможностью дистанционного управления регулируемым приводом вращения вала шпинделя и регулирующими клапанами высокого давления.
Кроме того, в стенде согласно изобретению регулируемый привод вращения вала шпинделя выполнен в виде частотно-регулируемого привода, состоящего из асинхронного короткозамкнутого электродвигателя и транзисторного преобразователя частоты.
Кроме того, стенд согласно изобретению снабжен зажимами для закрепления насосной секции ОВН и опорой для фиксации места соединения насосной секции ОВН со шпинделем.
Кроме того, в стенде согласно изобретению регулирующие клапаны высокого давления и датчик давления установлены с возможностью перемещения вдоль рамы стенда в зависимости от длины насосной секции ОВН.
На фиг.1 показан вид сверху стенда для обкатки и испытаний одновинтовых насосов.
На фиг.2 - общий вид стенда для обкатки и испытаний одновинтовых насосов.
На фиг.3 - результат обработки компьютером энергетических характеристик насосной секций ОВН ПВП-90.
Показанный на фиг.1, 2 стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов состоит из установочной базы 1, расходного бака 2 и пульта управления 3 с компьютером и принтером.
Установочная база 1 включает раму 4 и закрепленные на ней электродвигатель 5, редуктор 6, шпиндель 7, зажимы 8 для закрепления испытываемой насосной секции 9 ОВН, опору 10 для фиксации места соединения насосной секции 9 со шпинделем 7 и камеру высокого давления 11. Камера высокого давления 11 установлена на тележку 12 с возможностью перемещения вдоль рамы 4 стенда. Контрольно-измерительная аппаратуры стенда включает два регулирующих клапана высокого давления 13 типа КВДР-Э 701 С 20 0,25РР и КВДР-Э 701 65 10 РР, установленные параллельно на камере высокого давления 11, датчик давления 14 типа МИДА-ДИ-13ПК-0,25/25МПа-01, также установленный на камере высокого давления, бесконтактный датчик крутящего момента с функцией контроля частоты вращения 15 типа K-T10FM производства НВМ Германия, установленный на выходной вал редуктора 6 и вал шпинделя 7 с помощью фланцевых соединений и два датчика расхода 16 (типа расходомер-счетчик-электромагнитный РСЦ-01-015ФО-К-Т3-И1-03), установленные в распределительных рукавах 17, соединяющих камеру высокого давления 11 и расходный бак 2.
Вал электродвигателя 5 и выходной вал редуктора 6 соединены муфтой 18. Шпиндель 7 и камера высокого давления 11 соединены распределительными рукавами 17 с расходным баком 2.
Статоры насосных секций 9 ОВН соединяются с корпусом шпинделя 7 сменными переводниками 19, а с камерой высокого давления 11 сменными переводниками 20 с быстроразъемным соединением 21. Роторы насосных секций 9 соединяются с валом шпинделя 7 сменными переводниками 22.
В конструкции стенда по предлагаемому изобретению в отличие от прототипа в качестве привода вращения вала шпинделя применен частотно-регулируемый привод, состоящий из короткозамкнутого асинхронного электродвигателя 5 и транзисторного преобразователя частоты. Преобразователь частоты установлен с векторным управлением и разомкнутым контуром регулирования скорости, что позволяет применить обычный, более простой, надежный и дешевый асинхронный электродвигатель без специального электромеханического или цифрового датчика обратной связи по скорости, устанавливаемого на валу шпинделя. Для снижения установленной мощности привода, а соответственно весогабаритных и стоимостных показателей, выбор электродвигателя и преобразователя частоты привода произведен с учетом их перегрузочной способности.
В конструкции стенда по предлагаемому изобретению на раму 4 установлен шпиндель 7 ОВН, позволяющий обеспечить присоединение к нему всех существующих типоразмеров насосных секций 9 через сменные переводники 19, 20 и 22. Величина осевой нагрузки может достигать величины в 36000 кг.
В конструкции стенда по предлагаемому изобретению в качестве датчика контроля крутящего момента и частоты вращения вала шпинделя применен бесконтактный датчик крутящего момента 15 с опцией измерения частоты вращения модели K-T10FM производства НВМ Германия. Датчик крутящего момента 15 устанавливается между редуктором 6 и шпинделем 7 на их валы с помощью фланцевого соединения, обеспечивая прямую активную систему измерения крутящего момента и частоты вращения. В процессе проведения испытаний контроль крутящего момента и частоты вращения выполняется непосредственно с вала шпинделя бесконтактным методом без использования промежуточных элементов, например, рычагов или элементов вращения, снижающих точность замера.
В конструкции стенда по предлагаемому изобретению в качестве арматуры для создания на выходе из насоса перепада давления применены два регулирующих клапана высокого давления 13 модели КВДР-Э 701 С 20 0,25 РР и КВДР-Э 701 65 10 РР с электроприводами МЭПЦ 6300, обеспечивающие автоматическое регулирование давления, создаваемого ОВН на выходе из него. Расход, создаваемый существующими в настоящее время конструкциями ОВН в габаритах диаметров от 30 до 240 мм, находится в диапазоне от 0,02 до 14 л/с. Автоматическое регулирование давления в таком диапазоне расхода одним регулирующим клапаном существующих конструкций отечественного и зарубежного производства невозможно. В конструкции стенда применены два регулирующих клапана высокого давления 13, установленные параллельно на камере высокого давления на выходе из ОВН. По этой же причине в распределительных рукавах 17, соединяющих расходный бак 2 и камеру высокого давления 11, параллельно установлены два датчика расхода 16. Управление регулирующими клапанами высокого давления 13 осуществляется дистанционно с пульта управления 3.
В конструкции стенда по предлагаемому изобретению для управления работой стенда и обработки снимаемой информации применен компьютер, оснащенный программным комплексом «Pamp-Stend» разработки ООО «ВНИИБТ-Буровой инструмент». С компьютера в автоматическом режиме включается регулируемый привод вращения вала шпинделя, задается частота его вращения с определенной дискретностью изменения, включаются электроприводы регулирующих клапанов высокого давления, осуществляется контроль расхода, давления, крутящего момента и частоты вращения, производится обработка получаемой информации, расчеты мощности и кпд и печать результатов в виде графиков и таблиц, что совместно с применением современных датчиков съема информации обеспечивает качественно новый уровень точности снимаемых параметров характеристик ОВН и значительное повышение производительности выполняемых на стенде работ по проведению испытаний ОВН.
Работа на стенде осуществляется следующим образом. Расходный бак 2 перед началом испытаний заполняется водой. На статор испытываемой насосной секции 9 ОВН устанавливаются переводники 19 и 20, а на ротор - переводник 22. Насосная секция кран-балкой устанавливается в зажимные приспособления 8, продвигается вдоль оси стенда до соединения переводника 19 с корпусом шпинделя 7, а переводника 22 с валом шпинделя 7. Место соединения статора насосной секции 9 ОВН и корпуса шпинделя 7 укладывается на опору 10 и зажимается откидным хомутом опоры 10 с помощью накидного болта. Камера высокого давления 11, закрепленная на тележке 12, вместе с установленными на ней датчиком давления 14, регулирующими клапанами высокого давления 13 и распределительными рукавами 17 перемещается вдоль оси стенда до подсоединения с переводником 20, установленным на испытываемую насосную секцию 9. Камера высокого давления 11 подсоединяется к переводнику 20 с помощью быстроразъемного соединения 21. Насосная секция закрепляется от проворота откидными хомутами зажимов 8 с помощью накидных болтов.
С компьютера пульта управления 3, по программе, клапаны высокого давления 13 на выходе из насосной секции, с помощью электроприводов, полностью открываются, включается регулируемый привод вращения стенда и устанавливается определенная частота вращения вала шпинделя, например 50 об/мин. Осуществляется управление процессом испытаний в режиме холостого хода без нагрузки (давление в нагнетательной линии Р=0). Вода испытываемой насосной секцией 9 забирается из расходного бака 2, проходит через камеру высокого давления 11 и подается обратно в расходный бак 2. Компьютером фиксируется расход, создаваемый насосной секцией 9 в холостом режиме работы ОВН. В зависимости от габарита насосной секции 9 при установленной частоте вращения вала шпинделя автоматически перекрывается полностью один из регулирующих клапанов высокого давления 13, а второй закрывается постепенно, создавая на выходе из насосной секции 9 давление в определенном диапазоне от 0 МПа, например, до 5 МПа, с контролем точек замера давления, крутящего момента и расхода через 0,5 МПа. Полученные данные обрабатываются компьютером и распечатываются в виде графика (см. фиг.3). В автоматическом режиме регулируемым приводом вращения устанавливается следующая частота вращения вала ОВН и процесс испытаний повторяется. Энергетические характеристики испытываемой насосной секции 9 снимаются в автоматическом режиме управления на четырех-шести частотах вращения вала ОВН.
На фиг.3 показаны результаты испытаний, проведенных на стенде для обкатки и испытаний ОВН, насосной секции НВП-90 при частоте вращения 100 об/мин.
Конструкция стенда по предлагаемому изобретению обеспечивает получение параметров энергетических характеристик ОВН в максимально возможном объеме, увеличивает уровень точности снимаемых параметров характеристик ОВН и значительно повышает производительность выполняемых на стенде работ.
Конструкция стенда по предлагаемому изобретению обладает высокой ремонтопригодностью и простотой обслуживания.
Claims (4)
1. Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов (ОВН), содержащий расходный бак, шпиндель, регулируемый привод вращения вала шпинделя, редуктор, распределительные рукава и контрольно-измерительную аппаратуру, отличающийся тем, что контрольно-измерительная аппаратура стенда включает бесконтактный датчик крутящего момента с опцией измерения частоты вращения, установленный между редуктором и шпинделем, не менее чем два регулирующих клапана высокого давления, установленные параллельно на камеру высокого давления на выходе из насоса, не менее чем два датчика расхода, установленные параллельно в распределительных рукавах, соединяющих расходный бак и камеру высокого давления, и датчик давления, установленный на камеру высокого давления на выходе из насоса, при этом стенд снабжен пультом управления, включающим компьютер с программным комплексом контроля и обработки поступающей с датчиков информации, с возможностью дистанционного управления регулируемым приводом вращения вала шпинделя и регулирующими клапанами высокого давления.
2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что регулируемый привод вращения вала шпинделя выполнен в виде частотно-регулируемого привода, состоящего из асинхронного короткозамкнутого электродвигателя и транзисторного преобразователя частоты.
3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что снабжен зажимами для закрепления насосной секции ОВН и опорой для фиксации места соединения насосной секции ОВН со шпинделем.
4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что регулирующие клапаны высокого давления и датчик давления установлены с возможностью перемещения вдоль рамы стенда в зависимости от длины насосной секции ОВН.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009130507/06A RU2416788C1 (ru) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009130507/06A RU2416788C1 (ru) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009130507A RU2009130507A (ru) | 2011-02-20 |
RU2416788C1 true RU2416788C1 (ru) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009130507/06A RU2416788C1 (ru) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416788C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103437991A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-12-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种防反转性能检测装置 |
RU2781682C1 (ru) * | 2022-04-28 | 2022-10-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Стенд для испытания внутрискважинного оборудования с имитацией реальных условий |
-
2009
- 2009-08-10 RU RU2009130507/06A patent/RU2416788C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Балденко Ф.Д. и др. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - М.: ВНИИОЭНГ, 2002, №11. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103437991A (zh) * | 2013-07-22 | 2013-12-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种防反转性能检测装置 |
CN103437991B (zh) * | 2013-07-22 | 2016-02-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种防反转性能检测装置 |
RU2791459C2 (ru) * | 2021-07-08 | 2023-03-09 | Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского" | Стенд для испытания механизмов возвратно-поступательного действия |
RU2781682C1 (ru) * | 2022-04-28 | 2022-10-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Стенд для испытания внутрискважинного оборудования с имитацией реальных условий |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009130507A (ru) | 2011-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140199157A1 (en) | Method for barring a rotor of a turbomachine and barring apparatus for conducting such method | |
CN101487465A (zh) | 无级变速器油泵性能检测试验装置 | |
CN103511396A (zh) | 基于功率回收技术的液压泵及液压马达可靠性试验装置 | |
CN102095583A (zh) | 一种机械增压器性能试验装置 | |
CN201344112Y (zh) | 无级变速器油泵性能试验装置 | |
CN104454748A (zh) | 齿轮泵、溢流阀及单向阀可靠性的综合节能试验液压装置 | |
CN111044277A (zh) | 一种泵站机组的故障诊断***及方法 | |
CN201606352U (zh) | 液压马达测试装置 | |
CN111551377B (zh) | 一种海水淡化泵能量回收一体机试验检测装置及试验方法 | |
RU2416788C1 (ru) | Стенд для обкатки и испытаний одновинтовых насосов | |
RU2460055C1 (ru) | Стенд для испытаний гидравлических забойных двигателей | |
CN105765172B (zh) | 用于操作具有超载保护的涡轮机的方法以及包括用于执行所述方法的装置的涡轮机 | |
CN103775436A (zh) | 模块式并行液压泵及液压马达多机节能可靠性试验装置 | |
CN204729282U (zh) | 隔膜泵试验装置 | |
RU2410662C2 (ru) | Стенд для обкатки и испытаний гидравлических забойных двигателей | |
CN113281024B (zh) | 汽轮机液压盘车离线检测方法 | |
CN109932169A (zh) | 一种密封环轴线偏角可调的机械密封试验装置 | |
RU19325U1 (ru) | Стенд для тестирования гидрозащит погружных электродвигателей | |
JP5587098B2 (ja) | 作動油の省電力効果評価装置及びこれを用いた省電力効果評価方法 | |
CN210317411U (zh) | 顶轴油智能调试*** | |
CN210464958U (zh) | 实现离心泵故障模拟的试验装置 | |
Li et al. | Blade interaction forces in a mixed-flow pump with vaned diffuser | |
CN110307145B (zh) | 一种旋叶式压缩机摩擦功率测试***及测试方法 | |
RU2664718C2 (ru) | Стенд для обкатки двигателей внутреннего сгорания | |
Yongming et al. | Study of Gear Pump/Motor Efficiency for Variable-Speed Pump-Controlled-Motor System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170811 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190620 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200811 |