RU2745650C1 - Bench for testing shaftless pump impeller elements - Google Patents
Bench for testing shaftless pump impeller elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745650C1 RU2745650C1 RU2020123615A RU2020123615A RU2745650C1 RU 2745650 C1 RU2745650 C1 RU 2745650C1 RU 2020123615 A RU2020123615 A RU 2020123615A RU 2020123615 A RU2020123615 A RU 2020123615A RU 2745650 C1 RU2745650 C1 RU 2745650C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- measuring
- suction
- tank
- supply
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим испытательным стендам, и может быть использовано для проведения параметрических испытаний безвальных насосов, масштабных моделей безвальных насосов и элементов их рабочих колес с целью получения их характеристик и расчета эффективности для создания натурного образца насоса.The invention relates to mechanical engineering, namely to hydraulic test benches, and can be used to conduct parametric tests of shaftless pumps, scale models of shaftless pumps and elements of their impellers in order to obtain their characteristics and calculate efficiency for creating a full-scale pump sample.
Насос является комплексом сложных систем и должен проектироваться с учетом имеющихся технических решений и современного уровня применяемых технологий, в том числе в рамках обеспечения надежности, безопасности, рационального использования материалов и энергетической эффективности.The pump is a complex of complex systems and must be designed taking into account the available technical solutions and the modern level of applied technologies, including in the framework of ensuring reliability, safety, rational use of materials and energy efficiency.
Все перечисленные факторы определяют основные направления современных исследований в области конструирования насосного оборудования.All of these factors determine the main directions of modern research in the design of pumping equipment.
При этом важнейшей тенденцией при создании новых или модификации существующих насосов является обеспечение эффективного расходования материалов и средств на стадии проектирования.At the same time, the most important trend in the creation of new or modification of existing pumps is to ensure the efficient use of materials and funds at the design stage.
Известен стенд для испытания насоса (патент SU 424992 А1, МПК F04B 51/00, опубл. 25.04.1974), содержащий основной и мерный баки, посредством трубопроводов и распределительных устройств соединенные с испытуемым насосом. Мерный бак стенда выполнен в виде последовательно расположенных входной, измерительной и выходной камер, разделенных каналами с сечением, существенно меньшим по сравнению с сечением камер, в которых установлены поплавковые датчики уровня жидкости.Known stand for testing the pump (patent SU 424992 A1, IPC F04B 51/00, publ. 04/25/1974), containing the main and measuring tanks, through pipelines and distributors connected to the pump under test. The measuring tank of the stand is made in the form of sequentially located inlet, measuring and outlet chambers, separated by channels with a cross-section that is significantly smaller than the cross-section of the chambers in which the float sensors of the liquid level are installed.
Известен стенд для испытания насоса (патент SU 667687 А1, МПК F04B 51/00, опубл. 15.06.1979), содержащий основной бак и мерные баки, состоящие из входной и измерительной камер, соединенных каналами, трубопроводы и гидравлическую аппаратуру управления, при этом стенд снабжен уровнемерными трубками с установленными на концах фотодатчиками и соединенными с основным и мерными баками, причем последние расположены один в другом концентрично.Known stand for testing the pump (patent SU 667687 A1, IPC F04B 51/00, publ. 06/15/1979), containing the main tank and measuring tanks, consisting of inlet and measuring chambers connected by channels, pipelines and hydraulic control equipment, while the stand equipped with level-measuring tubes with photosensors mounted at the ends and connected to the main and measuring tanks, the latter being arranged concentrically in one another.
К наиболее близкому аналогу (прототипу) можно отнести стенд для испытания насосов (патент RU 2476723 С1, МПК F04B 51/00, F04D 29/66 опубл. 27.02.2013), состоящий из герметичного бака, всасывающего и нагнетательного трубопроводов, арматуры и контрольно-измерительных приборов, компрессора, поддерживающего давление в баке, при этом нагнетательный трубопровод стенда соединен со всасывающим трубопроводом, подводящим воду от бака к испытываемому насосу, всасывающий трубопровод соединен с баком, на нагнетательном трубопроводе установлен дроссельный столбик, поглощающий напор насоса, а из линии нагнетания до дроссельного столбика выполнен вспомогательный трубопровод с запорной арматурой, соединяющей линию нагнетания с баком.The closest analogue (prototype) is a stand for testing pumps (patent RU 2476723 C1, IPC F04B 51/00, F04D 29/66 publ. 02/27/2013), consisting of a sealed tank, suction and discharge pipelines, fittings and control measuring instruments, a compressor that maintains the pressure in the tank, while the discharge line of the stand is connected to the suction line supplying water from the tank to the pump under test, the suction line is connected to the tank, a throttle column is installed on the discharge line, absorbing the pump head, and from the discharge line to of the throttle column, an auxiliary pipeline is made with shut-off valves connecting the discharge line with the tank.
Недостатками известных из уровня техники аналогов и прототипа являются ограниченная функциональность - невозможность проводить испытания элементов рабочих колес безвальных насосов, сложность конструкции стендов, их изготовления и ремонта.The disadvantages of analogues and prototype known from the prior art are limited functionality - the impossibility of testing the elements of impellers of shaftless pumps, the complexity of the design of stands, their manufacture and repair.
Особенностью стенда для испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса является сохранение осевого направления потока рабочей жидкости после перехода из всасывающей области испытательного агрегата в нагнетательную.A feature of the stand for testing the elements of the impeller of a shaftless pump is the preservation of the axial direction of the flow of the working fluid after the transition from the suction area of the test unit to the discharge area.
Также важным фактором для проведения параметрических испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса является обеспечение вращения исследуемой проточной части с осевым вектором, совпадающим по направлению с направлением движения потока жидкости.Another important factor for carrying out parametric tests of the elements of the impeller of a shaftless pump is to ensure the rotation of the investigated flow path with an axial vector that coincides in the direction with the direction of movement of the fluid flow.
Соответственно, ключевыми критериями для проведения корректных испытаний безвальных насосов являются:Accordingly, the key criteria for correct testing of shaftless pumps are:
- полное соответствие динамической передачи энергии от привода на испытываемый агрегат;- full compliance with the dynamic transfer of energy from the drive to the tested unit;
- обеспечение герметичного и полнопроходного подключения испытываемого агрегата к контуру стенда;- providing a sealed and full-bore connection of the tested unit to the stand circuit;
- обеспечение возможности простой установки и беспрепятственной смены испытываемых агрегатов.- ensuring the possibility of simple installation and unimpeded change of the tested units.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение исследований основных характеристик безвального насоса (напор, давление, расход), необходимых для подбора гидравлически эффективной геометрии рабочего колеса безвального насоса и простота монтажа испытываемых агрегатов с элементами рабочего колеса безвального насоса различной конфигурации, что ведет к возможности эффективного расходования времени, материалов и средств при проектировании и изготовлении натурного насоса.The technical problem to be solved by the invention is to provide research on the main characteristics of a shaftless pump (head, pressure, flow rate) required for the selection of a hydraulically effective geometry of the impeller of a shaftless pump and ease of installation of tested units with elements of a shaftless pump impeller of various configurations, which leads to to the possibility of efficient use of time, materials and funds in the design and manufacture of a full-scale pump.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является упрощение конструкции стенда, его изготовления, ремонта, монтажа испытываемого оборудования и увеличение межремонтного периода при одновременном расширении функциональных возможностей стенда и обеспечении достоверности и точности измерений, а также повышение производительности и эффективности работы стенда.The technical result, which the invention is aimed at, is to simplify the design of the stand, its manufacture, repair, installation of the tested equipment and increase the turnaround time while expanding the functionality of the stand and ensuring the reliability and accuracy of measurements, as well as increasing the productivity and efficiency of the stand.
Указанная техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что стенд для испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса содержит замкнутый контур, включающий последовательно соединенные между собой посредством соединительных трубопроводов расходный бак, всасывающий трубопровод, нагнетательный трубопровод и мерный бак, а также содержит запорно-регулирующую арматуру и контрольно-измерительные устройства, при этом основание расходного бака расположено ниже основания мерного бака и выше всасывающего трубопровода, расходный и мерный баки выполнены с объемом, превышающим объем размещаемой в них жидкости с возможностью образования свободной поверхности рабочей жидкости в них, мерный бак выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала и имеет деления на своей поверхности, соединительный трубопровод для отвода рабочей жидкости из расходного бака во всасывающий трубопровод расположен в нижней части расходного бака с возможностью отвода рабочей жидкости под свободной поверхностью рабочей жидкости расходного бака, соединительный трубопровод для отвода рабочей жидкости из мерного бака в расходный бак расположен в нижней части мерного бака с возможностью отвода рабочей жидкости под свободной поверхностью рабочей жидкости мерного бака, соединительный трубопровод для подвода рабочей жидкости в мерный бак расположен над свободной поверхностью рабочей жидкости мерного бака, соединительный трубопровод, для подвода рабочей жидкости в расходный бак расположен над свободной поверхностью рабочей жидкости расходного бака, при этом всасывающий и нагнетательный трубопроводы расположены по одной оси, подключены к контрольно-измерительным устройствам для измерения давления и оснащены фланцами с возможностью подключения между ними испытываемого агрегата с элементами рабочего колеса безвального насоса, связанного с приводным устройством, таким образом, что ось вращения испытываемого агрегата совпадает с осью нагнетательного и всасывающего трубопроводов.The specified technical problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the stand for testing the elements of the impeller of a shaftless pump contains a closed loop, which includes a supply tank, a suction pipeline, a discharge pipeline and a measuring tank connected in series by means of connecting pipelines, and also contains a shut-off and control fittings and control devices, while the base of the supply tank is located below the base of the measuring tank and above the suction pipeline, the supply and measuring tanks are made with a volume exceeding the volume of the liquid placed in them with the possibility of forming a free surface of the working fluid in them, the measuring tank is made of transparent or translucent material and has divisions on its surface, the connecting pipeline for draining the working fluid from the supply tank to the suction pipeline is located in the lower part of the supply tank with the possibility of draining the working fluid under the free one surface of the working fluid of the supply tank, the connecting pipeline for draining the working fluid from the measuring tank to the supply tank is located in the lower part of the measuring tank with the possibility of draining the working fluid under the free surface of the working fluid of the measuring tank, the connecting pipeline for supplying the working fluid to the measuring tank is located above the free the surface of the working fluid of the measuring tank, the connecting pipeline for supplying the working fluid to the supply tank is located above the free surface of the working fluid of the supply tank, while the suction and discharge pipelines are located along the same axis, are connected to control and measuring devices for measuring pressure and are equipped with flanges with the ability connection between them of the tested unit with the elements of the impeller of a shaftless pump connected to the drive device in such a way that the axis of rotation of the tested unit coincides with the axis of the discharge and suction pipelines.
Испытываемым агрегатом с элементами рабочего колеса безвального насоса, связанным с приводным устройством может быть нагнетатель с установленными в нем элементами рабочего колеса безвального насоса, подключенный к приводному устройству, масштабная модель безвального насоса или безвальный насос, включающие приводное устройство в своем составе.The unit under test with elements of a shaftless pump impeller connected to a drive device can be a blower with installed shaftless pump impeller elements connected to a drive device, a scale model of a shaftless pump or a shaftless pump including a drive device.
Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 изображен общий вид стенда для испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса, на фиг. 2 изображен вид сбоку нагнетателя, на фиг. 3 - вид нагнетателя спереди в разрезе по сечению А-А на фиг. 2.The invention is illustrated graphically, where FIG. 1 shows a general view of a stand for testing the elements of the impeller of a shaftless pump, FIG. 2 is a side view of a blower; FIG. 3 is a front view of the supercharger in section along the section A-A in FIG. 2.
Позициями на фиг. 1, 2, 3 обозначены:The positions in FIG. 1, 2, 3 are designated:
1 - соединительные трубопроводы;1 - connecting pipelines;
2 - испытываемый агрегат;2 - tested unit;
3 - расходный бак;3 - supply tank;
4 - мерный бак;4 - measuring tank;
5 - всасывающий трубопровод;5 - suction pipeline;
6 - нагнетательный трубопровод;6 - delivery pipeline;
7 - запорно-регулирующая арматура;7 - shut-off and control valves;
8 - всасывающий патрубок с фланцем;8 - suction pipe with flange;
9 - нагнетательный патрубок с фланцем;9 - discharge pipe with flange;
10 - корпус;10 - case;
11 - гильза;11 - sleeve;
12 - шкив;12 - pulley;
13 - радиально упорные подшипники;13 - radial thrust bearings;
14 - прижимные кольца;14 - clamping rings;
15 - крышки подшипниковых узлов;15 - bearing unit covers;
16 - отверстия для крепления рабочего колеса безвального насоса;16 - holes for fastening the impeller of a shaftless pump;
17 - ребра жесткости;17 - stiffeners;
18 - выпрямитель.18 - rectifier.
Стенд для испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса (фиг. 1) содержит замкнутый контур, включающий последовательно соединенные между собой посредством соединительных трубопроводов (1) расходный бак (3), всасывающий трубопровод (5), нагнетательный трубопровод (6) и мерный бак (4). Кроме того, контур стенда содержит запорно-регулирующую арматуру (7) и контрольно-измерительные устройства (не показаны).The stand for testing the elements of the impeller of a shaftless pump (Fig. 1) contains a closed loop, which includes a supply tank (3), a suction line (5), a discharge line (6) and a measuring tank (4 ). In addition, the stand contour contains shut-off and control valves (7) and control and measuring devices (not shown).
Всасывающий (5) и нагнетательный (6) трубопроводы расположены по одной оси, подключены к контрольно-измерительным устройствам для измерения давления (не показаны) и оснащены фланцами с возможностью подключения между ними испытываемого агрегата (2) с элементами рабочего колеса безвального насоса, связанного с приводным устройством, таким образом, что ось вращения испытываемого агрегата (2) совпадает с осью нагнетательного (6) и всасывающего (5) трубопроводов, что позволяет обеспечить герметичное и полнопроходное подключение испытываемого агрегата к контуру стенда, а также сохранить осевой поток рабочей жидкости после перехода из всасывающей области испытываемого агрегата (2) в нагнетательную, что является критерием для проведения испытаний безвальных насосов и приводит к расширению функциональных возможностей стенда по сравнению с аналогами, известными из уровня техники.The suction (5) and discharge (6) pipelines are located on the same axis, connected to the control and measuring devices for measuring pressure (not shown) and equipped with flanges with the possibility of connecting a test unit (2) between them with elements of the impeller of a shaftless pump connected with drive device, so that the axis of rotation of the tested unit (2) coincides with the axis of the discharge (6) and suction (5) pipelines, which allows to ensure a tight and full-bore connection of the tested unit to the stand circuit, as well as to maintain the axial flow of the working fluid after the transition from the suction area of the unit under test (2) to the delivery area, which is a criterion for testing shaftless pumps and leads to an increase in the functionality of the stand in comparison with analogues known from the prior art.
Расходный бак (3) представляет собой емкость с основанием и стенками для накопления рабочей жидкости, необходимой для обеспечения равномерности подачи и стабильного избыточного давления на входе в испытываемый агрегат (2) при определении характеристик элементов рабочих колес в испытываемом агрегате (2) во время проведения испытаний.The supply tank (3) is a container with a base and walls for accumulating the working fluid necessary to ensure uniformity of supply and stable excess pressure at the inlet to the unit under test (2) when determining the characteristics of the elements of the impellers in the unit under test (2) during testing ...
Мерный бак (4) представляет собой емкость с основанием и стенками, выполненную из прозрачного или полупрозрачного материала, например, пластика, стеклопластика, стекла, имеющую деления на своей поверхности и предназначен для осуществления визуального контроля и измерения объема рабочей жидкости при проведении испытаний.The measuring tank (4) is a container with a base and walls, made of a transparent or translucent material, for example, plastic, fiberglass, glass, which has divisions on its surface and is intended for visual inspection and measurement of the volume of the working fluid during testing.
Выполнение мерного бака (4) из прозрачного или полупрозрачного материала с делениями на поверхности обеспечивает упрощение конструкции стенда посредством исключения необходимости применения устройств для замера объема и уровня рабочей жидкости, используемых в аналогах, известных из уровня техники, которые могут выйти из строя, тем самым увеличивая межремонтный период работы стенда и изготовление стенда.The implementation of the measuring tank (4) from a transparent or translucent material with divisions on the surface provides a simplification of the stand design by eliminating the need to use devices for measuring the volume and level of the working fluid used in analogues known from the prior art, which can fail, thereby increasing turnaround period of the stand and the manufacture of the stand.
Расходный (3) и мерный (4) баки выполнены с объемом, превышающим объем размещаемой в них рабочей жидкости с возможностью образования свободной поверхности рабочей жидкости в них (уровень жидкости с атмосферным давлением над ней).Consumable (3) and measuring (4) tanks are made with a volume exceeding the volume of the working fluid placed in them with the possibility of forming a free surface of the working fluid in them (the liquid level with atmospheric pressure above it).
Основание расходного бака (3) расположено ниже основания мерного бака (4) и выше всасывающего трубопровода (5) для создания давления на входе в испытываемый агрегат и обеспечения свободного перетока рабочей жидкости из мерного бака (4) в расходный бак (3), а также обеспечения стабильности подачи рабочей жидкости без применения дополнительных насосов.The base of the supply tank (3) is located below the base of the measuring tank (4) and above the suction pipe (5) to create pressure at the inlet to the unit under test and to ensure free flow of the working fluid from the measuring tank (4) to the supply tank (3), as well as ensuring the stability of the working fluid supply without the use of additional pumps.
Соединительный трубопровод (1) для отвода рабочей жидкости из расходного бака (3) во всасывающий трубопровод (5) расположен в нижней части расходного бака (3) с возможностью отвода рабочей жидкости под свободной поверхностью рабочей жидкости расходного бака (3), чтобы рабочая жидкость беспрепятственно вытекала из расходного бака (3) без применения дополнительных насосов.The connecting pipeline (1) for draining the working fluid from the supply tank (3) to the suction line (5) is located in the lower part of the supply tank (3) with the possibility of draining the working fluid under the free surface of the working fluid of the supply tank (3) so that the working fluid is unimpeded flowed out of the supply tank (3) without the use of additional pumps.
Соединительный трубопровод (1) для отвода рабочей жидкости из мерного (4) бака в расходный бак (3) расположен в нижней части мерного бака (4) с возможностью отвода рабочей жидкости под свободной поверхностью рабочей жидкости мерного бака (4), чтобы рабочая жидкость беспрепятственно вытекала из мерного бака (4) без применения дополнительных насосов.The connecting pipeline (1) for draining the working fluid from the measuring tank (4) to the supply tank (3) is located in the lower part of the measuring tank (4) with the possibility of draining the working fluid under the free surface of the working fluid of the measuring tank (4) so that the working fluid is unimpeded flowed out of the measuring tank (4) without the use of additional pumps.
Исключение необходимости применения дополнительного оборудования для обеспечения подачи и перетока рабочей жидкости, например, дополнительного насоса или насосов, которые могут выйти из строя, значительно упрощает конструкцию стенда, его изготовление и ремонт, а также увеличивает межремонтный период по сравнению с аналогами, известными из уровня техники.Eliminating the need to use additional equipment to ensure the supply and overflow of the working fluid, for example, an additional pump or pumps that may fail, greatly simplifies the design of the stand, its manufacture and repair, and also increases the overhaul period in comparison with analogues known from the prior art. ...
Соединительный трубопровод (1) для подвода рабочей жидкости в мерный бак (4) расположен над свободной поверхностью рабочей жидкости мерного бака (4) и соединительный трубопровод (1) для подвода рабочей жидкости в расходный бак (3) расположен над свободной поверхностью рабочей жидкости расходного бака (3), чтобы давление столба раябочей жидкости в баках не влияло на замеры расхода и не создавало предпосылок для обратного тока жидкости в нагнетательный трубопровод (6).The connecting pipeline (1) for supplying the working fluid to the measuring tank (4) is located above the free surface of the working fluid of the measuring tank (4) and the connecting pipeline (1) for supplying the working fluid to the supply tank (3) is located above the free surface of the working fluid of the supply tank (3) so that the pressure of the working liquid column in the tanks does not affect the flow rate measurements and does not create the prerequisites for the return flow of the liquid into the discharge pipeline (6).
Для стенда должна быть определена максимально высокая точка выхода рабочей жидкости в мерный бак (4). Такие условия необходимы для обеспечения стабильного давления на выходе из нагнетательного трубопровода (6) путем исключения влияния столба жидкости в мерном баке (4) на давление. Соответственно, для мерного бака (4), имеющего свободную поверхность рабочей жидкости, необходимо обеспечить соединение с нагнетательным трубопроводом (6) через верхнюю точку контура стенда.For the stand, the highest point of exit of the working fluid into the measuring tank (4) must be determined. Such conditions are necessary to ensure a stable pressure at the outlet of the discharge pipeline (6) by eliminating the influence of the liquid column in the measuring tank (4) on the pressure. Accordingly, for the measuring tank (4), which has a free surface of the working fluid, it is necessary to provide a connection with the injection pipeline (6) through the upper point of the stand contour.
Тем самым при упрощении конструкции стенда достигается обеспечение достоверности и точности измерений.Thus, while simplifying the design of the stand, ensuring the reliability and accuracy of measurements is achieved.
Испытываемый агрегат (2) может представлять собой безвальный насос, масштабную модель безвального насоса или нагнетатель с приводом и элементами рабочего колеса безвального насоса.The unit under test (2) can be a shaftless pump, a scale model of a shaftless pump, or a blower with a drive and impeller elements of a shaftless pump.
В контуре стенда испытываемый агрегат (2) установлен между всасывающим (5) и нагнетательным (6) трубопроводами при помощи фланцев, что позволяет быстро и легко производить замену испытываемого агрегата (2) в контуре стенда.In the stand circuit, the unit under test (2) is installed between the suction (5) and discharge (6) pipelines using flanges, which makes it possible to quickly and easily replace the unit under test (2) in the stand circuit.
Нагнетатель представляет собой специализированную оснастку, выполненную с возможностью установки элементов рабочего колеса безвального насоса, предназначенную для моделирования работы безвального насоса.The supercharger is a specialized equipment made with the possibility of installing the elements of the impeller of a shaftless pump, designed to simulate the operation of a shaftless pump.
Для лучшего понимания более подробно нагнетатель приведен на фиг. 2.For better understanding, the blower is shown in more detail in FIG. 2.
Нагнетатель включает всасывающий (8) и нагнетательный (9) патрубки с фланцами для быстрой и легкой установки нагнетателя (2) в контур стенда, корпус (10) с ребрами жесткости (17), который предназначен для размещения вращающейся гильзы на подшипниках качения. Ребра жесткости (17) установлены на корпусе (10) разъемно, например, при помощи болтовых соединений, и необходимы для фиксации взаимного расположения частей корпуса с нагнетательной и всасывающей стороны.The blower includes a suction (8) and discharge (9) nozzles with flanges for quick and easy installation of the blower (2) into the stand circuit, a housing (10) with stiffening ribs (17), which is designed to accommodate a rotating sleeve on rolling bearings. Stiffeners (17) are detachably mounted on the body (10), for example, by means of bolted joints, and are necessary to fix the relative position of the body parts from the discharge and suction sides.
В корпусе (10) с возможностью вращения посредством подшипниковых узлов установлена гильза (11). Гильза (11) представляет собой полый цилиндрический элемент и предназначена для сменного крепления внутри нее элементов испытываемых рабочих колес безвального насоса различной конфигурации (не показаны). Для чего гильза (11) оснащена отверстиями для крепления элементов рабочего колеса безвального насоса (16), которые выполнены сквозными.A sleeve (11) is installed in the housing (10) with the possibility of rotation by means of bearing assemblies. The sleeve (11) is a hollow cylindrical element and is intended for replaceable fastening inside it of the elements of the tested impellers of a shaftless pump of various configurations (not shown). For this, the sleeve (11) is equipped with holes for fastening the elements of the impeller of a shaftless pump (16), which are made through.
На внешней поверхности гильзы (11) установлен шкив (12) для получения вращения гильзы через ременную передачу от электродвигателя (не показан).On the outer surface of the sleeve (11), a pulley (12) is installed to obtain rotation of the sleeve through a belt drive from an electric motor (not shown).
Подшипниковые узлы включают радиально-упорные подшипники (13), прижимные кольца (14) и крышки подшипниковых узлов (15), которые сконструированы таким образом, чтобы обеспечить полнопроходное подключение нагнетателя к контуру стенда.Bearing units include angular contact bearings (13), pressure rings (14) and bearing unit covers (15), which are designed in such a way as to provide a full bore connection of the blower to the stand circuit.
Во всасывающем патрубке (8) установлен выпрямитель потока (18), представляющий собой взаимно ортогональные пластины и предназначенный для снижения турбулентных эффектов на входе в нагнетатель и соответствующего снижения гидравлических потерь.A flow straightener (18) is installed in the suction pipe (8), which is mutually orthogonal plates and is designed to reduce turbulent effects at the inlet to the blower and correspondingly reduce hydraulic losses.
Для приведения во вращение испытываемый агрегат (2) связан с приводным устройством (не показано).The unit under test (2) is connected to a drive device (not shown) for rotation.
В случае если в качестве испытываемого агрегата (2) на стенде используют нагнетатель, то для приведения его во вращение он посредством ременной передачи (не показана) или другого типа передачи через шкив (12), подключается к приводному устройству - электродвигателю.If a blower is used as a test unit (2) on the bench, then to drive it into rotation, it is connected to a drive device - an electric motor by means of a belt drive (not shown) or another type of transmission through a pulley (12).
В случае если в качестве испытываемого агрегата (2) на стенде используется безвальный насос или масштабная модель безвального насоса, то его конструкция подразумевает встроенный привод.If a shaftless pump or a scale model of a shaftless pump is used as a test unit (2) at the stand, then its design implies an integrated drive.
Приводное устройство, сообщающее вращение испытываемому агрегату (2), подключено к измерительному устройству (не показано) для измерения числа оборотов, например, тахометру (тахоскопу) или другому автоматическому счетному устройству числа оборотов за определенное время (механическое, электронное). Также для измерения числа оборотов может применяться стробоскопический метод с использованием синхронного двигателя или синхронного источника света совместно с частотомером.The drive device imparting rotation to the unit under test (2) is connected to a measuring device (not shown) for measuring the number of revolutions, for example, a tachometer (tachoscope) or other automatic counting device of the number of revolutions for a certain time (mechanical, electronic). Also, to measure the number of revolutions, a stroboscopic method can be used using a synchronous motor or a synchronous light source in conjunction with a frequency counter.
Для управления потоком рабочей жидкости во время испытания, в контуре стенда предусмотрена запорно-регулирующая арматура (7), которая расположена в соединительном трубопроводе (1) для отвода рабочей жидкости из мерного бака (4), и в соединительном трубопроводе (1) для отвода рабочей жидкости из расходного бака (3), а также в соединительном трубопроводе (1) для отвода рабочей жидкости из нагнетательного трубопровода (6), что обеспечивает возможность проведения испытания безвального насоса на закрытую задвижку.To control the flow of the working fluid during the test, shut-off and control valves (7) are provided in the stand circuit, which is located in the connecting pipeline (1) to drain the working fluid from the measuring tank (4), and in the connecting pipeline (1) to drain the working fluid. liquid from the supply tank (3), as well as in the connecting pipeline (1) for draining the working fluid from the discharge pipeline (6), which makes it possible to test a shaftless pump for a closed valve.
Всасывающий трубопровод (5) подключен к контрольно-измерительному устройству для измерения давления (не показано), например, мановакуумметру или вакуумметру, для измерения давления рабочей жидкости на входе в сменный испытываемый агрегат (2), что позволяет получить энергетические и кавитационные характеристики испытываемых агрегатов, а также всасывающую способность проектируемого рабочего колеса по результатам параметрических испытаний и фактические значения разряжения перед входом в рабочую область сменного испытываемого агрегата (2). Всасывающий трубопровод (5) оснащен фланцем со стороны крепления к испытываемому агрегату (2) для осуществления крепления к ответному фланцу испытываемого агрегата (2).The suction pipeline (5) is connected to a control and measuring device for measuring pressure (not shown), for example, a manovacuum meter or a vacuum gauge, to measure the pressure of the working fluid at the inlet to the replaceable test unit (2), which makes it possible to obtain the energy and cavitation characteristics of the tested units, as well as the suction capacity of the designed impeller according to the results of parametric tests and the actual values of the vacuum before entering the working area of the removable test unit (2). The suction pipeline (5) is equipped with a flange on the side of attachment to the tested unit (2) for fastening to the counter flange of the tested unit (2).
Нагнетательный трубопровод (6) подключен к контрольно-измерительному устройству для измерения давления (не показано), например, к манометру или дифференциальному манометру, для измерения давления рабочей жидкости на выходе из испытываемого агрегата (2), что позволяет получить напорные характеристики испытываемого агрегата. Нагнетательный трубопровод (6) оснащен фланцем со стороны крепления к испытываемому агрегату (2) для осуществления крепления к ответному фланцу испытываемого агрегата (2).The discharge line (6) is connected to a pressure measuring device (not shown), for example, a pressure gauge or a differential pressure gauge, to measure the pressure of the working fluid at the outlet of the unit under test (2), which makes it possible to obtain the pressure characteristics of the unit under test. The discharge pipeline (6) is equipped with a flange on the side of attachment to the unit under test (2) for fastening to the counter flange of the unit under test (2).
С целью увеличения точности измерения, а именно исключения влияния турбулентности и скачков давления на показания конрольно-измерительных устройств, контрольно-измерительные устройства для измерения давления, в частности мановакуумметр и манометр, могут быть подключены к нагнетательному (6) и всасывающему (5) трубопроводу соответственно на расстоянии не менее 2 и 5 калибров от точки подключения испытываемого агрегата (2).In order to increase the measurement accuracy, namely to eliminate the influence of turbulence and pressure surges on the readings of control and measuring devices, control and measuring devices for measuring pressure, in particular a pressure gauge and a pressure gauge, can be connected to the discharge (6) and suction (5) pipelines, respectively at a distance of at least 2 and 5 gauges from the connection point of the tested unit (2).
Отношение длины нагнетательного трубопровода (6) к всасывающему трубопроводу (5) может быть выбрано два к одному, что позволит исключить влияние турбулизации потока на точность измерения давления на входе и выходе в испытываемый агрегат (2) и обеспечить достаточность расстояния для размещения контрольно-измерительных устройств.The ratio of the length of the discharge line (6) to the suction line (5) can be selected two to one, which will eliminate the influence of flow turbulization on the accuracy of measuring the pressure at the inlet and outlet of the unit under test (2) and ensure that the distance is sufficient for placing the control and measuring devices ...
Соединительные трубопроводы, нагнетательный трубопровод (6), всасывающий трубопровод (5), расходный бак (3), запорно-регулирующая арматура (7) выполнены из жестких, коррозионностойких материалов для исключения загрязнения рабочей среды продуктами коррозии.The connecting pipelines, discharge pipeline (6), suction pipeline (5), supply tank (3), shut-off and control valves (7) are made of rigid, corrosion-resistant materials to prevent contamination of the working medium by corrosion products.
Общим критерием корректности испытаний, а также проводимых измерений параметров является стабильность температурного режима перекачиваемой рабочей жидкости в пределах 10°С. Изменения температуры, превышающие данный показатель, могут повлиять на изменение в показаниях измерений давлений и исказить результаты сравнения.The general criterion for the correctness of the tests, as well as the measurements of the parameters, is the stability of the temperature regime of the pumped working fluid within 10 ° C. Temperature changes in excess of this value can affect the change in pressure readings and distort the comparison results.
Для контроля температурного режима рабочей жидкости в контуре стенда может быть размещен термометр.To control the temperature regime of the working fluid, a thermometer can be placed in the stand circuit.
Испытываемые элементы испытываемого рабочего колеса изготавливаются из пластика с использованием технологий 3D-печати или из металла с использованием фрезеровки.The test elements of the test impeller are made from plastic using 3D printing technology or from metal using milling.
Крепление испытываемого агрегата в контур стенда посредством фланцевого соединения обеспечивает упрощение монтажа испытываемого оборудования, его легкую и быструю замену, что приводи к повышению производительности работы стенда, а также возможность применения различных испытываемых агрегатов, таких как нагнетатель для проведения промежуточных испытаний или безвальный насос для проведения финальных испытаний на одном и том же стенде, что приводи к повышению эффективности работы стенда.Fastening the unit under test to the stand circuit by means of a flange connection simplifies the installation of the equipment under test, its easy and quick replacement, which leads to an increase in the performance of the stand, as well as the possibility of using various test units, such as a blower for intermediate tests or a shaftless pump for final tests on the same stand, which leads to an increase in the efficiency of the stand.
Применение в стенде в качестве испытываемого агрегата нагнетателя позволяет производить простую и быструю замену испытываемых элементов рабочих колес безвальных насосов с целью изменения их конфигурации, доработанной по результатам испытаний для получения наилучших характеристик проектируемого безвального насоса, что также обеспечивает повышение эффективности работы стенда и эффективное расходование материалов при проектировании и изготовлении натурного безвального насоса. Изменение конфигурации проточной части насосного оборудования производится путем замены геометрических параметров элементов рабочих колес безвальных насосов.The use of a blower in the stand as a test unit allows for a simple and quick replacement of the tested elements of the impellers of shaftless pumps in order to change their configuration, modified according to the test results to obtain the best characteristics of the designed shaftless pump, which also provides an increase in the efficiency of the stand and efficient consumption of materials when design and manufacture of a full-scale shaftless pump. Changing the configuration of the flow path of pumping equipment is carried out by replacing the geometric parameters of the elements of the impellers of shaftless pumps.
Применение в стенде в качестве испытываемого агрегата непосредственно безвального насоса или масштабной модели безвального насоса позволяет проводить финальные испытания спроектированного по результатам промежуточных испытаний нового оборудования.The use of a direct shaftless pump or a scale model of a shaftless pump in the stand as a unit under test makes it possible to carry out final tests of the new equipment designed based on the results of intermediate tests.
Заявленное изобретение обеспечивает упрощение конструкции стенда, а следовательно, его изготовления и ремонта, а также увеличение межремонтного периода при одновременном расширении функциональных возможностей стенда посредством обеспечения возможности проведения испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса и обеспечении достоверности и точности измерений.The claimed invention provides a simplified design of the stand, and, consequently, its manufacture and repair, as well as an increase in the overhaul period while expanding the functionality of the stand by making it possible to test the elements of the impeller of a shaftless pump and ensuring the reliability and accuracy of measurements.
Также заявленное изобретение обеспечивает повышение производительности работы стенда за счет сокращения времени на замену испытываемого агрегата, а также смену элементов рабочих колес безвального насоса в испытываемом агрегате.Also, the claimed invention provides an increase in the performance of the stand by reducing the time for replacing the tested unit, as well as changing the elements of the impellers of the shaftless pump in the tested unit.
Также заявленное изобретение обеспечивает повышение эффективности работы стенда поскольку один стенд позволяет провести промежуточные параметрические испытания элементов рабочих колес безвального насоса с целью создания эффективного натурного насосного агрегата, а также финальные испытания безвального насоса перед запуском его в производство.Also, the claimed invention provides an increase in the efficiency of the stand, since one stand allows intermediate parametric tests of the elements of impellers of a shaftless pump in order to create an effective full-scale pumping unit, as well as final tests of a shaftless pump before launching it into production.
Стенд для испытаний элементов рабочего колеса безвального насоса работает следующим образом.The stand for testing the elements of the impeller of a shaftless pump works as follows.
Испытываемый агрегат (2) с приводным устройством (нагнетатель с установленными в нем элементами рабочего колеса безвального насоса или непосредственно безвальный насос) жестко закрепляют посредством фланцевых соединений между всасывающим (5) и нагнетательным (6) трубопроводами.The unit under test (2) with a drive device (a blower with installed impeller elements of a shaftless pump or directly a shaftless pump) is rigidly fixed by means of flange connections between the suction (5) and discharge (6) pipelines.
При использовании нагнетателя с установленными элементами рабочих колес, осуществляют его подключение к приводному устройству, например, к электродвигателю посредством ременной передачи через шкив (12), установленный на внешней поверхности гильзы (11).When using a blower with installed impeller elements, it is connected to a drive device, for example, to an electric motor, by means of a belt drive through a pulley (12) mounted on the outer surface of the sleeve (11).
До начала проведения испытания рабочую жидкость помещают в расходный бак (3). Рабочая жидкость может быть любой не агрессивной (кислоты/щелочи) жидкостью, имеющей температуру застывания не выше 5 градусов Цельсия. Предпочтительно испытания проводятся с использованием воды, но также могут быть применены углеводородные жидкости.Before starting the test, the working fluid is placed in the supply tank (3). The working fluid can be any non-aggressive (acid / alkali) liquid with a pour point not exceeding 5 degrees Celsius. The tests are preferably carried out using water, but hydrocarbon fluids can also be used.
После начала испытания оператор открывает запорно-регулирующую арматуру (7), установленную в соединительном трубопроводе (1) для отвода рабочей жидкости из расходного бака (3) и контур стенда заполняется рабочей жидкостью. Направление рабочей жидкости изображено на фиг. 1 стрелками.After the start of the test, the operator opens the shut-off and control valves (7) installed in the connecting pipeline (1) to drain the working fluid from the supply tank (3) and the stand circuit is filled with the working fluid. The direction of the working fluid is shown in FIG. 1 with arrows.
Далее оператором дистанционно включается привод, приводящий во вращение элементы рабочего колеса безвального насоса, расположенные в испытываемом агрегате (2).Further, the operator remotely switches on the drive, which drives the elements of the impeller of the shaftless pump, located in the tested unit (2), into rotation.
Рабочая жидкость в контуре, перемещаясь по всасывающему трубопроводу (5) за счет всасывающей способности испытываемого агрегата (2) и за счет давления столба жидкости, создаваемого разностью высот расходного бака и всасывающего трубопровода, поступает на вход испытываемого агрегата (нагнетателя/ безвального насоса или масштабной модели безвального насоса). Перекачиваемой рабочей жидкости сообщается потенциальная энергия давления посредством преобразования энергии вращения от рабочего колеса безвального насоса, и поток с давлением, большим на величину развиваемого напора, поступает в нагнетательный трубопровод (6) и далее при открытой запорно-регулирующей арматуре (7), расположенной в соединительном трубопроводе (1) для отвода рабочей жидкости из нагнетательного трубопровода (6) в мерный бак (4).The working fluid in the circuit, moving along the suction pipe (5) due to the suction capacity of the tested unit (2) and due to the pressure of the liquid column created by the difference in the heights of the supply tank and the suction pipe, enters the inlet of the tested unit (blower / shaftless pump or scale model shaftless pump). Potential pressure energy is communicated to the pumped working fluid by converting the rotational energy from the impeller of a shaftless pump, and the flow with a pressure greater by the value of the developed head enters the discharge pipeline (6) and then with an open shut-off and control valve (7) located in the connecting pipeline (1) to drain the working fluid from the discharge pipeline (6) to the measuring tank (4).
Запорно-регулирующая арматура (7) служит для регулировки подключения всасывающего (5) и нагнетательного (6) трубопроводов, а также регулировки расхода рабочей жидкости при проведении параметрических испытаний.Shut-off and control valves (7) are used to adjust the connection of the suction (5) and discharge (6) pipelines, as well as adjust the flow rate of the working fluid during parametric tests.
Замер оборотов на приводе испытываемого агрегата (2) осуществляется оператором с применением тахометра. После фиксации оборотов производятся замеры давлений и расхода. Показания снимаются оператором визуально.Measurement of revolutions on the drive of the tested unit (2) is carried out by the operator using a tachometer. After fixing the speed, the pressure and flow rate are measured. The readings are taken by the operator visually.
Замер расхода производится оператором путем последовательного замера и фиксации уровня жидкости в мерном баке (4) с применением секундомера.The flow rate is measured by the operator by sequentially measuring and fixing the liquid level in the measuring tank (4) using a stopwatch.
Замер давлений на всасывающем (6) и нагнетательном (5) трубопроводах производится оператором с применением контрольно-измерительных устройств (мановакуометра и манометра соответственно).The pressure on the suction (6) and discharge (5) pipelines is measured by the operator using control and measuring devices (pressure gauge and pressure gauge, respectively).
По замеренным параметрам выполняется расчет показателя эффективности испытываемых элементов рабочих колес.The measured parameters are used to calculate the efficiency index of the tested elements of the impellers.
Заявленное изобретение позволяет проводить испытания элементов рабочего колеса безвального насоса и пересчет их параметров на натурный насосный агрегат с высокой достоверностью и относительно малыми затратами на их изготовление для определения оптимальной геометрии проточной части серийных насосных агрегатов.The claimed invention makes it possible to test the elements of the impeller of a shaftless pump and recalculate their parameters for a full-scale pumping unit with high reliability and relatively low manufacturing costs to determine the optimal geometry of the flow path of serial pumping units.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123615A RU2745650C1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Bench for testing shaftless pump impeller elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123615A RU2745650C1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Bench for testing shaftless pump impeller elements |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745650C1 true RU2745650C1 (en) | 2021-03-30 |
Family
ID=75353279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020123615A RU2745650C1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Bench for testing shaftless pump impeller elements |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745650C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214994U1 (en) * | 2022-09-13 | 2022-11-23 | Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" (ПАО "РусГидро") | Impeller for testing protective coatings for cavitation resistance |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU424992A1 (en) * | 1972-06-06 | 1974-04-25 | экспериментальной базой | STAND FOR PUMP TEST |
| SU667687A1 (en) * | 1978-01-09 | 1979-06-15 | Предприятие П/Я Г-4805 | Pump-testing stand |
| WO1997038292A1 (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-16 | Rosenhave Per Einar | Acoustic condition monitoring of objects |
| CN102175435A (en) * | 2010-12-16 | 2011-09-07 | 蚌埠市华泰液力变矩器有限公司 | Test-bed for hydraulic torque converter |
| RU121531U1 (en) * | 2012-04-27 | 2012-10-27 | Публичное акционерное общество "Сумский завод насосного и энергетического машиностроения "Насосэнергомаш" (АО "Сумский завод "Насосэнергомаш") | PUMP TEST STAND |
| RU2476723C1 (en) * | 2011-06-16 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-производственное объединение "Гидравлические аппараты" (ЗАО "НПО "Гидроаппарат") | Pump test bench |
| CN104458231A (en) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 中国北方车辆研究所 | Hydraulic retarder fixed-filling-rate dynamic characteristic visualized testing method |
-
2020
- 2020-07-16 RU RU2020123615A patent/RU2745650C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU424992A1 (en) * | 1972-06-06 | 1974-04-25 | экспериментальной базой | STAND FOR PUMP TEST |
| SU667687A1 (en) * | 1978-01-09 | 1979-06-15 | Предприятие П/Я Г-4805 | Pump-testing stand |
| WO1997038292A1 (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-16 | Rosenhave Per Einar | Acoustic condition monitoring of objects |
| CN102175435A (en) * | 2010-12-16 | 2011-09-07 | 蚌埠市华泰液力变矩器有限公司 | Test-bed for hydraulic torque converter |
| RU2476723C1 (en) * | 2011-06-16 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-производственное объединение "Гидравлические аппараты" (ЗАО "НПО "Гидроаппарат") | Pump test bench |
| RU121531U1 (en) * | 2012-04-27 | 2012-10-27 | Публичное акционерное общество "Сумский завод насосного и энергетического машиностроения "Насосэнергомаш" (АО "Сумский завод "Насосэнергомаш") | PUMP TEST STAND |
| CN104458231A (en) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 中国北方车辆研究所 | Hydraulic retarder fixed-filling-rate dynamic characteristic visualized testing method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU214994U1 (en) * | 2022-09-13 | 2022-11-23 | Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" (ПАО "РусГидро") | Impeller for testing protective coatings for cavitation resistance |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102297123A (en) | Internal combustion engine oil pump test bed | |
| WO2021208171A1 (en) | Testing and detection device and testing method for seawater desalination pump and energy recovery integrated machine | |
| RU2641337C1 (en) | Stand for simulating process of inclined-directed gas-liquid flows | |
| RU2745650C1 (en) | Bench for testing shaftless pump impeller elements | |
| CN112526160B (en) | Micro-flow velocity measuring device, thermal hydraulic experiment table with same and method | |
| CN202250771U (en) | Test bench for lubricating oil pump of internal combustion engine | |
| CN110595783B (en) | Pump pressure type liquid flow test system | |
| RU2709753C1 (en) | Bench for parametrical testing of scale models of flow-through parts of pump equipment and scale model of pump | |
| RU2745673C1 (en) | Supercharger for testing impeller elements of a shaftless pump | |
| CN210923075U (en) | Liquid flow test system | |
| RU196575U1 (en) | STAND FOR MEASURING THE VOLUME OF UNSOLVED GAS IN THE WORKING LIQUIDS OF HYDRAULIC SYSTEMS | |
| RU222129U1 (en) | Mobile stand for testing hand hydraulic pumps | |
| RU2244855C1 (en) | Method of and stand for determining cavitation characteristics of pumps | |
| RU2810628C1 (en) | Device for checking liquid flow meters | |
| CN218973591U (en) | Novel flowmeter calibration device | |
| RU115839U1 (en) | TEST STAND FOR PISTON AND PLUNGER PUMPS | |
| SU1717862A1 (en) | Stand for testing hydraulic pumps | |
| CN219842008U (en) | High-precision water flow metering device | |
| CN218349563U (en) | Accumulated water flow and purified water flow measuring device of water purifier | |
| CN220508185U (en) | Novel flowmeter calibration device | |
| CN220434998U (en) | Electronic water pump pressure test board | |
| CN209372306U (en) | A kind of centrifugal multistage pump multiple centrifugal pump spot dynamic balance experimental system | |
| CN213088872U (en) | High-speed test equipment for automobile anti-freezing fluid pump body | |
| RU2778768C1 (en) | Universal stand for testing pumps, pumping units and their systems | |
| CN220960213U (en) | Clear water metering tank for demulsifier production |