НАСОСНАЯ УСТАНОВКА С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КАВИТАЦИИ В НАСОСЕ Российский патент 1995 года по МПК F04D13/00 F04D29/66 

Изобретение относится к мелиорации.

Известна насосная установка с устройством для диагностирования явления кавитации в насосе с помощью осциллограмм давления, получаемых с помощью датчиков, установленных на разных уровнях на стенке камеры рабочего колеса насоса [1]
К основному недостатку такой насосной установки следует отнести использование дорогостоящей, требующей особых условий эксплуатации аппаратуры, применяемой в основном только для научно-исследовательских работ или для объектов особой важности.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является насосная установка с устройством для парамет- рического диагностирования кавитации в насосе, включающая сороудерживающую решетку, всасывающую трубу, насос, электродвигатель, напорный трубопровод и две прозрачные пьезоэлектрические трубки [2]
Эта насосная установка не может быть использована для измерения кавитационного запаса в насосе и определения причин изменения последнего. С помощью измерений параметров, возможных для данной насосной установки, можно установить только факт наличия в насосе уже развитой кавитации.

Предлагаемая насосная установка с устройством для диагностирования кавитации в насосе включает сороудерживающую решетку, всасывающую трубу, насос, электродвигатель, напорный трубопровод и две прозрачные пьезометрические трубки, причем последние размещены на подвижной вертикальной градуированной стойке, установленной с обеспечением совпадения верхнего отсчета ее шкалы с отметкой воды в водозаборном сооружении, а к нижнему концу каждой пьезометрической трубки подсоединен эластичный трубопровод, один из трубопроводов сообщен с нижним бьефом, а конец другого подсоединен к участку всасывающей трубы, при этом его входное отверстие направлено против потока перекачиваемой жидкости.

На фиг. 1 представлена насосная установка, содержащая сороудерживающую решетку 1, всасывающую трубу 2, насос 3, градуированную стойку 4, прозрачные пьезометрические трубки 5, эластичные трубопроводы 6, электродвигатель 7, напорный трубопровод 8.

На фиг.2 представлена графическая зависимость допустимого кавитационного запаса от подачи насоса Δ h_доп f(Q)
П р и м е р. При включении и последующей работе электродвигателя 7 вода непрерывно поступает через решетку 1, трубу 2, насос 3, напорный трубопровод 8 к потребителю, заполняя при этом эластичные трубопроводы 6 и прозрачные пьезометрические трубки 5, установленные на стойке 4, причем верхняя отметка шкалы последней размещена на отметке, равной отметке уровня воды в нижнем бьефе ( НБ НБ), что позволяет минимизировать вертикальные размеры стойки. Необходимость размещения входного отверстия на конце трубопровода против движения потока жидкости и, как следствие этого, измерения полного напора в точке присоединения вызвано наличием во всасывающих трубах и входных патрубках насосов больших скоростей при их эксплуатации. При этом возможно, что в точке присоединения будет вакуум и применение простой пьезоэлектрической трубки (прототип) не только невозможно из-за того, что жидкость не сможет подняться в нее, но и нежелательно из-за возможности подсоса воздуха в насос. Изменение кавитационного запаса насоса 3 приводит к изменению уровня воды в трубках 5. Одновременная фиксация изменений уровней воды в трубках 5, установленных на стойке 4, позволяет оценить не только это изменение, но и определить причину, ее вызвавшую.

Методика расчета кавитационного запаса может быть проиллюстрирована примером.

Геодезическая отметка, соответствующая показанию трубки 5, сообщающейся с водозаборным сооружением, определяется по формуле
(H₁)_i= C_т+(h₁)_i где C_т геодезическая отметка нулевого отсчета градуированной стойки, м;
h₁ показание уровня воды в пьезоэлектрической трубке, снятое по шкале градуированной стойки от нулевого уровня, м;
i 0,1. номера замеров.

Геодезическая отметка, соответствующая показанию трубки 5, сообщающейся с трубой 2, определяется по формуле
(H₂)_i= ( C_т)+(h₂)_i (1)
Вначале производятся замеры (H₁)_o и ( H₂)_o соответствующие установленной незасоренной решетке и отсутствию каких-либо изменений во всасывающей трубе. При этом рассчитывается параметр δ(Δ h)_o по формуле
δ(Δh)_i= (H₁)_i- (H₂)_i (2)
Кавитационный запас для i-го замера определяется по формуле
(Δh)_i=(H_Q-H_пж+((H₁)_i- H)+(δ(Δh)_o-δ(Δh)_i где H_Q ≈ 10 м напор, соответствующий атмосферному давлению, м;
Н_пж ≈ 0,2 м напор, соответствующий давлению насыщенных паров жидкости, м;
H геодезическая отметка оси насоса, м;
δ(Δ h)_i параметр, вычисленный по формуле (2).

Полученное значение (Δ h)_i сравнивается с величиной (Δ h_доп)_i, снимаемой с характеристики Δ h_доп f(Q) (фиг.2) при измеренной расходомером подаче насоса Qi. Условием нормального по кавитации режима работы насоса является выполнение неравенства
(Δ h)_i ≥ (Δ h_доп)_i.

Предложенное устройство для диагностирования явления кавитации отличается простотой исполнения и точностью измерения параметров, что делает его применение в реальных условиях эксплуатации наиболее желательным.

Сущность изобретения: пьезометрические трубки размещены на подвижной вертикальной градуированной стойке, установленной с обеспечением совпадения верхнего отсчета ее шкалы с отметкой воды в водозаборном сооружении. К нижнему концу каждой трубки подсоединен эластичный трубопровод. Один трубопровод сообщен с нижнем бьефом, конец другого подсоединен к участку всасывающей трубы, его входное отверстие направлено против потока перекачиваемой жидкости. 2 ил.

НАСОСНАЯ УСТАНОВКА С УСТРОЙСТВОМ ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ КАВИТАЦИИ В НАСОСЕ, включающая сороудерживающую решетку, всасывающую трубу, насос, электродвигатель, напорный трубопровод и две прозрачные пьезометрические трубки, отличающаяся тем, что пьезометрические трубки размещены на подвижной вертикальной градуированной стойке, установленной с обеспечением совпадения верхнего отсчета ее шкалы с отметкой воды в водозаборном сооружении, а к нижнему концу каждой пьезометрической трубки подсоединен эластичный трубопровод, один из трубопроводов сообщен с нижним бьефом, а конец другого подсоединен к участку всасывающей трубы, причем его входное отверстие направлено против потока перекачиваемой жидкости.