Стенд для одновременных испытаний нескольких насосов Советский патент 1985 года по МПК F04B51/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для испытаний насосов большой производительности и мощности. Известен стенд для одновременных испытаний нескольких насосов, содержаший расходные емкости, к каждой из которых подсоединены всасывающий и напорный коллекторы соответствующего насоса 1. Однако в данном стенде невозможно проводить испытания насосов большой производительности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является стенд для одновременных испытаний нескольких насосов, содержащий расходные емкости, к каждой из которых подсоединены всасывающий и напорный коллекторы соответствующего насоса, соединенные между собой посредством параллельных измерительных каналов с образованием автономной циркуляционной секции 2. Недостатками известного стенда являются относительно невысокая точность испытаний, а также большие габариты. Цель изобретения - повышение точности испытаний и уменьшение габаритов стенда. Поставленная цель достигается тем, что в стенде для одновременных испытаний нескольких насосов, содержащем расходные емкости, к каждой из которых подсоединены всасывающий и напорный коллекторы соответствующего насоса, соединенные между собой посредством параллельных измерительных каналов с образованием автономной циркуляционной секции, одноименные коллекторы разных насосов соединены между собой посредством пере.мычек с запорными органами, причем по крайней мере в одной из секций установлены управляемый обратный клапан и расходомер. Кроме того, каждый из коллекторов снабжен отводом и подсоединен, к соответствующей емкости посредством последнего а измерительные каналы, входящие в автономную секцию и расположенные по разные стороны от отвода, выполнены с одинаковым суммарным гидравлическим сопротивлением. На фиг. 1 представлен стенд для одновременных испытаний двух насосов, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А- на фиг. 1, первый вариант выполнения; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, первый вариант выполнения; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1, второй вариант выполнения; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 1, второй вариант выполнения; на фиг. 6 - принципиальная схема стенда для испытания четырех насосов. Стенд для одновременных испытаний нескольких, в конкретном случае двух насосов 1 и 2 (фиг. 1, 2 и 3) содержит расходные емкости 3 и 4. К емкости 3 подсоединены всасывающий и напорный коллекторы соответственно 5 и 6 насоса 1, а к емкости 4 - всасывающий и напорный коллекторы соответственно 7 и 8 насоса 2. Коллекторы 5 и 6 насоса 1 соединены между собой посредством параллельных измерительных каналов 9 и 10 с образованием автономной циркуляционной секции 11, а коллекторы 7 и 8 насоса 2 - посредством каналов 12 и 13 с образованием аналогичной секции 14. Всасывающие коллекторы 5 и 7 и напорные коллекторы 6 и 8 соответственно насосов 1 и 2 соединены между собой перемычками 15 и 16 с запорными органами 17 и 18. По крайней мере в одной из секций, например в секции 11, установлены управляемый обратный клапан 19 и расходомер 20. Аналогичный расходомер 21, выполненный в виде, например, сопла Вентури установлен в другой циркуляционной секции 14. Каждый из коллекторов 5 и. 6 снабжен отводом 22 и 23 и подсоединен посредством последнего соответственно к всасывающей и напорной полостям 24 и 25 емкости 3, а измерительные каналы 9 и 10, входящие в автономную циркуляционную секцию 11 и расположенные по разные стороны от каждого отводов 22 и 23, выполнены с одинаковым суммарным гидравлическим сопротивлением. Аналогично, в автономной секции 14 насоса 2 каждый из коллекторов 7 и 8 снабжен отводом 26 и 27 и подсоединен посредством соответствующего отвода к всасывающей и напорной полостям 28 и 29 емкости 4, а измерительные каналы 12 и 13, расположенные по разные стороны от каждого из отводов 26 и 27, выполнены с одинаковым суммарным гидравлическим сопротивлением. В каждом из измерительных каналов 9, 10, 12 и 13 установлено измерительное устройство, выполненное, например, в виде расходомерной шайбы 30, регулирующее устройство 31, состоящее из запорной арматуры 32 и дросселя 33, 34, 35 или 36, установленного по направлению потока перекачиваемой среды за запорной арматурой 32 и выполненного в виде набора последовательно установленных решеток. Величина гидравлического сопротивления дросселей подбирается исходя из условия обеспечения бескавитационной работы измерительных каналов. Наличие дросселя позволяет использовать запорную арматуру 32 в качестве регулирующей. Для проведения испытаний во всем необходимом

диапазоне подач в каждой из автономных секций 11 и 14 используются измерительные каналы двух типов, отличающиеся величиной гидравлического сопротивления дросселей 33-36. Величина гидравлического сопротивления дросселя 33 больше, чем дросселя 34, а дросселя 36 больше, чем дросселя 35. В каждой автономной секции число измерительных каналов, расположенных по обе стороны от соответствуюш,их отводов может быть выбрано одинаковым, причем каналы с равными гидравлическими сопротивлениями могут быть расположены симметрично относительно отводов. Такая конструкция секции позволяет обеспечить симметричность поля скоростей потока перекачиваемой среды по длине каждого из коллекторов и равные расходы среды через измерительиые каналы с одинаковым гидравлическим сопротивлением. Это позволяет определять подачу насоса путем суммирования числа включенных в работу измерительных каналов секции. В общем случае число измерительных каналов в секции может быть нечетным, а их гидравлические сопротивления - различными.

При необходимости испытания насосов различных типов и габаритных размеров расходные емкости 3 и 4 должны быть установлены на такой высоте, чтобы уровни их заливки перекачиваемой средой располагались на одном уровне с целью предотвращения перетоков последней, а измерительные каналы имели вертикальное расположение. Крепление насосов на стенде имитирует их крепление на реальной установке, в связи с чем емкость 3 насоса 1 опирается на основание 37 постамента 38, а емкость 4 через фланец 39 устанавливается на опорную плиту 40 постамента 38. Коллекторы 5-8 стенда установлены на Опоры 41,которые выполнены жесткими и не позволяют коллекторам перемещаться, -и опоры 42, обеспечивающие их свободное перемещение. Так достигается надежное раскрепление автономных циркуляционных с|екций Пи 14 одновременно с компенсацией тепловых удлинений и деформации трубопроводов. Коллекторы стенда, определяющие его габариты, не выходят за пределы постамента 38, на который опираются расход ные емкости 3 и 4. Это позволяет разместить опоры 41 и 42 на металлоконструкциях постамента 38,что исключает применение специальных фундаментов под опоры. Благодаря жесткой связи постамента 38 через опоры 41 с коллекторами последние выполняют роль дополнительных опор для емкостей 3 и 4. Каждый из насосов 1 и 2 может иметь по два и более всасывающих и напорных коллектора, т. е. содержать по две и более автономных секции (фиг. 4 и 5).

Стенд для испытания четырех насосов представлен на фиг. 6. В данном стенде дополнительно установленные насосы 43 и 44 соедииены с коллекторами каналами

45-48 с запорной арматурой 49 и 50, позволяющей отсекать при необходимости любой насос от стенда. По такой схеме могут быть спроектированы стенды для испытания любого числа насосов.

Стенд работает следующим образом.

При испытаниях отдельного насоса запорные органы 17 и 18 закрыты и автономные циркуляционные секции П и 14 разделены между собой. Насос 1 забирает перекачиваемую среду из всасывающей полости 24 емкости 3 и прокачивает ее

5 через напорную полость 25 емкости 3, отвод 23, напорный коллектор 6, измерительные каналы 9 и 10, всасывающий коллектор 5 и отвод 22 во всасывающую полость 24 емкости 3. Аналогично производится испытание насоса 2 в автономной секции 14. Совместная работа насосов 1 и 2 моделируется следующим образом.

При моделировании режима вывода из работы одного из насосов, например

5 насоса 1, запорные органы 17 и 18 закрыты и каждый из насосов 1 и 2 работает на свою автономную секцию И и 14. При фиксированной частоте вращения ротора насоса 1 устанавливают такую частоту вращения ротора насоса 2, при которой давления в напорных коллекторах 6 и 8 по обе стороны от запорного органа 1 уравниваются. После этого последовательно открывают запорные органы 17 и 18 и останавливают насос 1. Отключение насоса 1 и принудительное закрытие обратного клапана 19

5 можно производить с различным временем задержки, что позволяет выбрать оптимальный режим плавного вывода из работы насоса 1.

Дополнительно моделируются процессы, происходящие в стенде при несрабатываНИИ обратного клапана 19. При различной частоте вращения ротора насоса 2 снимают временные и расходные характеристики работы насоса 1 при обратном направлении вращения его ротора, проверяют

5 работоспособность его узлов. Определение расхода среды в этом случае производят с помощью расходомера 20.

Режим ввода в работу насоса I осуществляют в следующем порядке. При работающем насосе 2 закрывают запорные органы 17 и 18 и запорную арматуру 32 на измерительных каналах 9 и 10 автономной секции 11 и пускают насос 1 на безрасходный режим. Изменяя частоту вращения ротора насоса 2, уравнивают давление в напорных коллекторах 6 и 8, а затем открывают запорные органы 17 и 18 и запорную арматуру 32 и увеличивают частоту вращения ротора насоса 1 до требуемой величины.

Предлагаемый стенд позволяет исследовать параллельную работу насосов на один потребитель, т. е. имитировать режим эксплуатации ядерной энергоустановки, производить независимые испытания насосов, аварийные и плановые режимы отключения и запуска одного из насосов, за счет чего повышается точность испытаний. В результате уменьшения длины циркуляционных секций и исключения из коллекторов запорной и регулирующей арматуры уменьшаются габариты стенда.

1. СТЕНД ДЛЯ ОДНОВРЕ/ПЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ НЕСКОЛЬКИХ НАСОСОВ, содержаш.ий расходные емкости, к каждой из которых подсоединены всасываюш.ий и напорный коллекторы соответствующего насоса, соединенные между со /1 бой посредством параллельных измерительных каналов с образованием автономной циркуляционной секции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний и уменьшения габаритов стенда, одноименные коллекторы разных насосов соединены между собой посредством перемычек с запорны.ми органами, причем по крайней мере в одной из секций установлены управляемый обратный клапан и расходомер. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что каждый из коллекторов снабжен отводом и подсоединен к соответствующей емкости посредством последнего, а измерительные каналы, в.ходяшие в автономную секцию и расположенные по разные стороны от отвода, выполнены с одинаковым суммарным (Л гидравлическим сопротивлением. СО 4 QD

38

(Риг. 2

2

fpuz.3

25 37

) 0 0 oX o o. tfV oV

фцгЛ

5-В

(Риг. 5