СТЕНД ДЛЯ УСКОРЕННЫХ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ СТРУЙНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2008 года по МПК F04F5/00 G01M15/00 

Изобретение относится к стендовому оборудованию для ускоренных ресурсных испытаний струйных аппаратов и струйной техники для перекачки пульпы.

Известен жидкостный эжектор, содержащий подводящие магистрали активной и пассивной сред с запорными вентилями, патрубки подвода активной и пассивной сред, сопло активной среды, камеру смешения, магистраль отвода смеси сред с запорным вентилем и обводную магистраль с запорным вентилем, в котором, с целью повышения надежности работы путем очистки сопла при его засорении, эжектор снабжен установленным между патрубком и соплом активной среды переходником со сборником, линий перепуска с запорным вентилем, а магистраль отвода смеси сообщена с переходником с помощью линий перепуска; сборник выполнен разъемным и снабжен линией слива с запорным вентилем (SU, авторское свидетельство №1569439. А1. M. кл.⁵ F04F 5/00. Жидкостный эжектор. / А.В.Городивский, И.И.Рошак, Л.В.Городивский, А.Р.Челяк (СССР). - Заявка №4408515/31-29; Заявлено 11.04.1988; Опубл. 07.06.1990, Бюл. №21).

К недостаткам описанного эжектора, несмотря на наличие сборника сора и линий перепуска в магистрали отвода смеси, относятся отсутствие средств для имитации условий испытаний с подачей в пассивную среду абразивных и глинистых материалов, режимов подачи активной среды в сопло и средств контроля протекания технологического процесса.

Известен стенд ресурсных испытаний эжектора, содержащий емкость для жидкости, соединенную с входом насоса, снабженную краном, расходомером и манометром напорную магистраль, гидравлически связанную с соплом эжектора, дополнительную емкость для пассивной среды, гидравлически связанной с емкостью для жидкости и патрубком эжектора, и магистраль отвода смеси сред с запорным краном, расходомером и манометром (SU, авторское свидетельство №1076644. А. М. кл.³ F04F 5/02. Способ ресурсных испытаний эжектора. / A.M.Гатман, А.Ю.Полиновский, В.Д.Московский (СССР). - Заявка №3456566/25-06; Заявлено 28.06.1982; Опубл. 28.02.1984, Бюл. №8).

К недостаткам описанного стенда относятся ограниченные функциональные возможности.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - установление ресурса струйных аппаратов и снятие их характеристик.

Технический результат - снижение затрат времени и труда на проведение испытаний и получение достоверных сведений по характеристикам струйных аппаратов.

Указанный технический результат достигается тем, что известный стенд для ускоренных испытаний струйных аппаратов, содержащий емкость для жидкости, соединенную с входом насоса, снабженную вентилем, расходомером и манометром напорную магистраль, гидравлически связанную с соплом струйного аппарата, дополнительную емкость для пассивной среды, гидравлически связанной с патрубком струйного аппарата, и магистраль отвода смеси сред с запорным вентилем, расходомером и манометром, согласно изобретению он снабжен емкостью для абразива, смесителем и подводящей магистралью с вентилем и расходомером, гидравлически связанной с дополнительной емкостью пассивной среды, соединенной посредством кранов с напорной магистралью, а смеситель имеет самотечный подвод с краном из емкости для жидкости.

Изобретение поясняется принципиальной схемой стенда для ускоренных ресурсных испытаний струйных аппаратов.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключается в следующем.

Стенд для ускоренных ресурсных испытаний струйных аппаратов содержит емкость 1 для жидкости, напорную магистраль 2, струйный аппарат 3, дополнительную емкость 4, магистраль 5 отвода сред.

Стенд снабжен емкостью 6 для абразива, смесителем 7 и подводящей магистралью 8.

Емкость 1 для жидкости снабжена водомером 9 и соединена посредством вентиля 10 с входом насоса 11. Насос 11 имеет электрический привод 12, соединенный с электрической сетью питания посредством частотного преобразователя для изменения угловой скорости вращения вала насоса 11 и изменения этим его расходных характеристик. Выход насоса 11 гидравлически связан с напорной магистралью 2, снабженной вентилем 13, расходомером 14 и манометром 15.

Напорная магистраль 2 посредством крана 16 соединена с дополнительной емкостью 4.

Испытуемый струйный аппарат 3 содержит активное сопло 17, приемный патрубок 18 пассивной среды, камеру 19 смешения, диффузор 20 и переходник 21 для соединения с магистралью 5 отвода сред. Сопло 17 струйного аппарата через вентиль 13 соединено с напорной магистралью 2.

Струйный аппарат 3 с приемным патрубком 18 установлен в дополнительной емкости 4 и имеет водомер 22. Переходник 21 струйного аппарата 3 гидравлически связан с магистралью 5 отвода сред и снабжен запорным вентилем 23, расходомером 24 и манометром 25. Емкость 6 имеет указатель 26 уровня заполнения либо пастообразной абразивной массы, либо сухого абразива и лоток 27 с шибером для подачи массы в приемную воронку 28 смесителя 7. Смеситель 7 имеет мешалку 29, вал которой посредством клиноременной передачи 30 связан с электродвигателем 31. Электродвигатель 31 с сетью питания электрически соединен посредством частотного преобразователя. Нижняя часть смесителя 7, подводящая магистраль 8 через вентиль 32 и расходомер 33 связаны с дополнительной емкостью 4. Смеситель 7 имеет самотечный подвод 34 с краном 35 из емкости 1 для жидкости.

Все описанные узлы стенда смонтированы на общей раме и имеют доступ для обслуживания, изменения параметров и замены испытуемых струйных аппаратов 3. Манометры 15 и 25, вентили 10, 13, 16, 23, 32 и 35, расходомеры 14, 24 и 33, включатели (посты управления), электродвигатели 12, 31, их магнитные пускатели и частотные преобразователи, выносимые на пульт управления. Рама стенда занулена. Магистраль 5 отвода сред с емкостью 1 может быть гидравлически связана как с ее дном, так и с крышкой для слива сред.

Стенд функционирует следующим образом.

Работу стенда рассмотрим на следующих характерных примерах: перекачка из дополнительной емкости 4 чистой воды; перекачка из емкости пульпы с заданным количеством плотного остатка (г/л); промывной режим при завершении испытания струйного аппарата.

В первом случае кран 35 емкости 1, вентиль 32 на подводящей магистрали 8, вентиль 13 напорной магистрали 2 и вентиль 23 на магистрали 5 отвода сред должны быть закрыты. Шибер лотка 27 в емкости 6 должен быть опущен в крайнее нижнее положение. Электродвигатель 31 должен быть выключен.

При открытых вентиле 10 на патрубке 1 и кране 16 на патрубке дополнительной емкости 4 и включенном двигателе 12 насос 11 перекачивает жидкость из емкости 1 по напорной магистрали 2 в дополнительную емкость 4. Объем емкости 1-4 м³, а объем дополнительной емкости 4-200 л. При достижении необходимого уровня в дополнительной емкости 4, отслеживаемой по водомеру 22, кран 16 закрывают. Затем открывают полностью вентиль 23 на магистрали 5 отвода сред и плавно открывают вентиль 13 на напорной магистрали 2, и поток воды поступает в сопло 17. Активная среда, истекая из сопла 17, создавая разрежение, увлекает по приемному патрубку 18 пассивную среду из дополнительной емкости 4, направляя ее в камеру 19 смешения, а далее - в диффузор 20. В диффузоре 20 кинетическая энергия потоков смеси сред преобразуется в потенциальную энергию, и подается водяная масса в переходник 21 струйного аппарата 3. Из переходника 21 среда через вентиль 23 и расходомер 24 по магистрали 5 отвода сред сбрасывается в емкость 1. По разницам показаний водомера 24 на магистрали 5 и водомера 14 напорной магистрали 2 в единицу времени, отсчитываемой по секундомеру с точностью 0,1 с, определяют производительность испытуемого водоструйного аппарата 3. Увеличивая частотным преобразователем скорость вращения вала насоса 11; увеличивают давление активной среды в напорной магистрали 2. Таким образом, строим диаграммы расходных характеристик и производительности испытуемого струйного аппарата от давления активной среды, подачи (л/с), температуры, вязкости, минерализации (г/см³), а также высоты подъема среды, создавая противодавление, закрывая вентиль 23. По разницам показаний манометров 15 и 25 устанавливают дополнительные характеристики струйного аппарата 3.

Во втором случае емкость 6 может быть заполнена, в частности, абразивом заданной фракции зерен, песком, илом, наносами, сапропелем, почвой, растительными остатками. При частично открытом кране 35 по самотечному подводу 34 в воронку 28 смесителя 7 направляют воду и открывают шиберную заслонку в лотке 27 емкости 6. Абразив по лотку 27 поступает в полость смесителя 7. При включенном двигателе 31 вал приводит во вращение мешалку 29, создавая в смесителе 7 пульпу. При открытом вентиле 32 на подводящей магистрали 8 пульпу подают в дополнительную емкость 4. Кран 16 дополнительной емкости 4 должен быть закрыт. При открытом вентиле 13 активная среда поступает в сопло 17. По патрубку 18 из дополнительной емкости 4 засасывается пульпа и подается в камеру смещения 19, а затем - в диффузор 20 и переходник 21 струйного аппарата 3. По магистрали 5 полученная среда сбрасывается в емкость 1. Из емкости 1 насосом 11 взвесь вместе с абразивом под давлением по напорной магистрали 2 поступает в сопло 17 струйного аппарата 3 и частично при открытом кране 16 поступает в емкость 4. При установившемся процессе часть смеси через кран 35 из емкости 1 поступает в смеситель 7, а далее - по подводящей магистрали 8 - в дополнительную емкость 4, поддерживая содержание абразива в одинаковой доле в пассивной среде. После этого устанавливают рабочее давление вентилем 13, которое фиксируется манометром 15. Прикрывая вентиль 23, создают противоток в магистрали 5 отвода абразивной среды, который фиксируют манометром 25. По показаниям расходомеров 14, 33, 24 объективно оценивают расходы сред (л/с) и тем самым устанавливают характеристику испытуемого струйного аппарата 3 при перекачке пульпы.

В третьем случае для промывки стенда от абразивных частиц прикрывают полностью шибер в лотке 27 в емкости 6. При работающем насосе 11 и электродвигателе 31 из емкости смесителя удаляют остатки абразива. Образцы воды берут с открытого конца подводящего трубопровода мерными колбами и в течение заданного времени определяют количество осевшего плотного остатка. Затем кран 35 и вентиль 32 закрывают, при частично открытом кране 16 из дополнительной емкости 4 смесь активной и пассивной сред струйным аппаратом 3 перекачивается полностью в емкость 1. Далее закрывают вентили 10, 23 и кран 16.

Затем разбирают струйный аппарат 3 и устанавливают изменения конструктивных размеров сопла 17, камеры 19 смешения и диффузора 20. По количеству поданной пассивной среды и расхода активной среды и времени работы струйного аппарата 3 устанавливают его ресурс.

Таким образом, достигают снижение затрат времени и труда на проведение испытаний и получают достоверные сведения о технической характеристике испытуемого струйного аппарата.

Изобретение относится к стендовому оборудованию для ускоренных ресурсных испытаний струйных аппаратов и струйной техники для перекачки пульпы. Стенд содержит емкость для жидкости, напорную магистраль, дополнительную емкость, испытуемый струйный аппарат, магистраль отвода смеси и контрольно-измерительную аппаратуру. Стенд снабжен емкостью для абразива, смесителем и подводящей магистралью с вентилем и расходомером. Смеситель связан с дополнительной емкостью пассивной среды. Стенд обеспечит ускоренные ресурсные испытания струйных аппаратов и получение достоверных характеристик в жидком диапазоне условий испытаний. 1 ил.

Стенд для ускоренных ресурсных испытаний струйных аппаратов, содержащий емкость для жидкости, соединенную с входом насоса, снабженную вентилем, расходомером и манометром напорную магистраль, гидравлически связанную с соплом струйного аппарата, дополнительную емкость для пассивной среды, гидравлически связанную с патрубком струйного аппарата, и магистраль отвода смеси сред с запорным вентилем, расходомером и манометром, отличающийся тем, что он снабжен емкостью для абразива, смесителем и подводящей магистралью с вентилем и расходомером, гидравлически связанной с дополнительной емкостью пассивной среды, соединенной посредством крана с напорной магистралью, а смеситель имеет самотечный подвод с краном из емкости для жидкости.