УЧЕБНЫЙ СТЕНД ДЛЯ СНЯТИЯ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛИРУЕМЫХ НАСОСОВ Российский патент 1994 года по МПК F15B19/00 

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к гидроприводам машин, и может использоваться при учебных испытаниях насосов.
Известно устройство в виде стенда для испытания насосов, содержащее гидробак, насос, предохранительный клапан, нагрузочный дроссель, расходомер, манометр, взвешивающее устройство для измерения крутящего момента, тахометр.

Достоинство известного устройства в том, что оно дает возможность получать характеристику насоса, замеряя его параметры последовательно при различных давлениях в линии нагнетания.

Его недостаток - большая длительность проведения испытаний и отсутствие наглядности изменения параметров насоса от давления нагнетания.

Известно также устройство, в котором для записи параметров насоса используется осциллограф, дающий значение параметров в зависимости от времени. Такое устройство может использоваться для регистрации динамических характеристик насоса, что является его достоинством. Недостатком этого устройства является излишняя сложность схемы, сложность последующей обработки результатов измерений для построения нагрузочной характеристики насоса, отсутствие наглядности изменения подачи насоса и крутящего момента в зависимости от давления в линии нагнетания.

По заданной цели и совокупности признаков наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство-прототип в виде стенда, снабженного малоинерционными датчиками для измерения давления, расхода, частоты вращения и крутящего момента.

Устройство-прототип содержит гидробак, насос, предохранительный клапан, нагрузочный дроссель, датчик расхода, датчик давления, датчик крутящего момента и датчик частоты вращения.

Достоинство прототипа в том, что он дает возможность измерять изменение параметров во времени.

Его недостаток - большая длительность проведения испытаний и отсутствие наглядности изменения параметров насоса от давления нагнетания.

Целью изобретения является ускорение испытаний, упрощение схемы измерений и последующей обработки их результатов и повышение наглядности изменения параметров насоса от давления нагнетания.

Указанная цель достигается тем, что датчик давления, датчик расхода и датчик крутящего момента электрически соединены с двухкоординатным самописцем, причем датчик давления соединен с его горизонтальным перемещением, а датчики расхода и крутящего момента - с вертикальным перемещением.

Существенность отличий предлагаемого технического решения обосновывается следующим: без соединения датчиков давления, расхода и крутящего момента с двухкоординатным самописцем невозможно значительно ускорить испытания и существенно повысить наглядность изменения параметров насоса от давления нагнетания.

Таким образом, известный двухкоординатный самописец применен по новому назначению, а именно - для записи расхода и крутящего момента в зависимости от давления в линии нагнетания.

Устройство стенда для записи характеристик насоса в координатах "подача - давление" и "крутящий момент - давление" не относится к алгоритмам работы стенда, а относится к его конструкции, т. е. является конструкторским выполнением такого алгоритма, обеспечивающим автоматическое получение графиков зависимости параметров насоса от его давления в линии нагнетания.

На фиг. 1 представлена принципиальная гидравлическая схема стенда; на фиг. 2 - блок-схема стенда.

Насос 1 (см. фиг. 1) гидравлически соединен с предохранительным клапаном 2 и нагрузочным дросселем 3. Между насосом 1 и дросселем 3 расположен датчик давления 4. Дроссель 3 гидравлически соединен с датчиком расхода 5, который гидравлически соединен с гидробаком 6. Клапан 2 также гидравлически соединен с гидробаком 6. Вал насоса 1 соединен с валом электродвигателя 7. Корпус электродвигателя 7 установлен подвижно относительно основания 8. Между корпусом электродвигателя 7 и основанием 8 установлен датчик крутящего момента 9. Вал электродвигателя 7 соединен с датчиком частоты вращения 10. Датчик расхода 5 электрически соединен с тахогенератором 11. Датчик давления 4, тахогенератор 11 и датчик крутящего момента 9 электрически соединен с ручным переключателем 12 (см. фиг. 2), который в свою очередь электрически соединен с двухкоординатным самописцем 13, причем датчик давления 4 соединен с его горизонтальной координатой 14, а датчики расхода 5 и крутящего момента 9 - с его вертикальной координатой 15. Датчик давления 4 электрически соединен также с вольтметром 16. Тахогенератор 11 электрически соединен также с вольтметром 17. Датчик крутящего момента 9 электрически соединен также с вольтметром 18. Датчик частоты вращения 10 электрически соединен с показывающим прибором 19.

Стенд работает следующим образом.

При работе насоса 1 рабочая жидкость подается через дроссель 3 к датчику расхода 5 и оттуда - в гидробак 6. Дросселем 3 устанавливается нужное давление рабочей жидкости на выходе из насоса 1. Клапан 2 является предохранительным. Корпус электродвигателя 7 воздействует на датчик крутящего момента 9. Частота вращения вала электродвигателя 7 измеряется датчиком частоты вращения 10. Датчик давления 4 служит для подачи электрического сигнала, пропорционального действующему давлению: датчик расхода 5 - для подачи электрического сигнала, пропорционального расходу; датчик крутящего момента 9 - для подачи электрического сигнала, пропорционального крутящему моменту. Вольтметры 16, 17 и 18 служат для контроля сигнала, идущего от датчика давления 4, тахогенератора 11 и датчика крутящего момента 9. Переключатель 11 служит для того, чтобы с вертикальной координатой 15 самописца 13 электрически соединять либо датчик крутящего момента 9, либо тахогенератор 11.

Следующие данные подтверждают преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с базовым объектом. Базовый объект совпадает с прототипом. Появляется возможность повысить качество обучения студентов с использованием меньшего времени за счет ускорения проведения испытаний, так как не нужно снимать показания по каждой точке (Q = f(p) и М = f(p). В зависимости от габаритов насоса время испытания сокращено с 20-30 минут до 2-3 мин. Кроме того, повышается эффективность проведения работы за счет повышения наглядности изменения параметров регулируемого насоса от давления нагнетания и достигается автоматизация записи процесса.

Масштаб применения устройства в народном хозяйстве определяется тем, что его можно использовать во всех учебных заведениях машиностроительного профиля (в институтах, техникумах и т. п. ), а также в промышленности. (56) Зайченко И. З. , Мышлевский Л. М. Пластинчатые насосы и гидромоторы. М. ; Машиностроение, 1970, с. 176, рис. III.

Использование: для испытаний всех видов регулируемых насосов. Сущность: в стенде, содержащем гидробак 6, регулируемый насос 1, предохранительный клапан 2, нагрузочный дроссель 3, датчик 5 расхода, датчик 4 давления, датчик 9 крутящего момента и датчик 10 частоты вращения, регистрирующим аппаратом является двухкоординатный самописец, с которым электрически соединены датчик 4 давления, датчик 5 расхода и датчик 9 крутящего момента, причем датчик 4 давления соединен с горизонтальной координатой, а датчик 5 расхода и датчик 9 крутящего момента - через переключатель - с вертикальной координатой. 2 ил.

УЧЕБНЫЙ СТЕНД ДЛЯ СНЯТИЯ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГУЛИРУЕМЫХ НАСОСОВ, содержащий гидробак, к которому подключены выходы предохранительного клапана и нагрузочного дросселя испытуемого насоса, а также датчики давления нагнетания и расхода последнего, датчики частоты вращения и крутящего момента на валу испытуемого насоса и регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени обработки и повышения наглядности результатов, регистрирующая аппаратура выполнена в виде двухкоординатного самописца с двухпозиционным переключателем в цепи записи вертикальной координаты, соединенным входами с датчиками расхода и крутящего момента, при этом датчик давления подключен к цепи записи горизонтальной координаты самописца.