Способ определения пульсаций давления на стороне всасывания насоса и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК F04B51/00 

ON Ю

СЛ СП

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано для создания высокоресурсных и. надежных авиационных топливных и гидравлических насосов, обладающих минимальной динамической активностью.

Цель изобретения - повышение точности и эффективности определения параметров пульсации давления.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 а - стабилизированное положение стоячей волны 11 пульсации давления относительно всасывающего трубопровода при равенстве расчетного и экспериментального значений длины волны; на фиг. 26- положения стоячих волн 12 и 13 относительно всасывающего трубопровода при условии, когда расчетное и экспериментальное значения длины волны не равны друг другу, т.е.

Al 5й Я И Я 5й Я ,

При осуществлении способа контролируют длину стоячей волны и за счет установки закрытой емкости и подрегулировки частоты вращения ротора насоса стабилизируют положение стоячей волны во всасывающем трубопроводе, обеспечивающее удаление контрольного сечения входного штуцера насоса от ближайшего узла волны на расстояние, равное Я/8 (т.е. половине четверти длины волны), и при этом условии замеряют пульсацию давления.

Необходимость указанного расположения контрольного сечения штуцера насоса относительно ближайшего узла стоячей волны вызвана стремлением обеспечить высокую точность измерения параметров пульсации давления при сохранении оптимальных условий на стороне всасывания агрегата.

Если в районе контрольного сечения входного штуцера насоса располагается пучность стоячей волны (удаление от узла равно Я/4), в указанном сечении размах пульсации давления достигает максимальных значений. Одновременно с этим на стороне всасывания активизируют кавита- ционные процессы, нарушающие нормальные условия работы агрегата.

Если в районе контрольного сечения входного штуцера насоса располагается узел стоячей волны (нулевое удаление), то размах пульсации на стороне всасывания становится минимальным, что вызывает особые затруднения в обеспечении точности измерения параметров пульсации.

Поэтому оптимальные условия для работы насоса и для измерения параметров пульсации могут быть соблюдены, если конй

трольное сечение входного штуцера одинаково удалено как от узла, так и от пучности стоячей волны, т.е. удалено от ближайшего узла на расстояние, равное Я/8.

5Для обеспечения указанного расположения контрольного сечения входного штуцера насоса относительно ближайшего узла стоячей волны необходим выбор определенной длины всасывающего трубопровода и

10 стабилизация положения стоячей волны пульсации давления относительного этого трубопровода.

Для стабилизации положения стоячей волны в трубопроводе необходима фикса- 15 ция (закрепление) ее внешней границы и обеспечение заданного значения длины волны.

Для условий всасывающего трубопровода внешняя граница стоячей волны может

20 быть зафиксирована при помощи установки закрытой емкости (расширения), на выходе из которой всегда располагается узел волны. Исходя из элементарных вычислений можно показать, что минимальное расстоя25 ние между граничной точкой стоячей волны (узел на выходе из емкости) и контрольным сечением входного штуцера насоса должно быть равно

А . А о 1

301мин--2-+-д-- -Ч-+-В- ,

где Я - длина волны, определяемая соотношением

1 Зп А ,

Тн

35 ап - скорость звука для рабочей жидкости в условиях всасывающего трубопровода;

fn - нижняя основная частота рабочего процесса насоса. 40пр z г

fH 60 Гц

пр - частота вращения ротора насоса, об/мин;

г - число рабочих органов (зубьев, плун- 45 жеров, лопастей...), или в общем случае

л | / А, . л | 1х л.

+

- Г{-3 Г-& г -т) Из последнего выражения следует, что указанное расстояние можно обеспечить 50 при помощи двух участков трубопровода:

1 -участок И -а2-участок12 -д-+-д- + -3- (4К + 3),

5 где К - целое число, 1; 2; 3...

Ввиду того, что при работе насоса во всасывающем трубопроводе возможна нестабильность параметров упругости рабо10 чей жидкости - скорости звука и модуля

упругости, возможны определенные изменения длины стоячей волны А.

Устройство для определения пульсации давления на стороне всасывания насоса содержит испытуемый насос 1, на входном штуцере которого предусмотрено гнездо для размещения датчика 2 давления, всасывающий трубопровод насоса 1, подпи- точный насос 3 с трубопроводами 4, датчики динамического давления, аппаратуру для регистрации сигналов датчиков. Трубопровод 4 насоса 3 подключен к всасывающему трубопроводу испытуемого насоса 1 через закрытую емкость 5, на выходном штуцере которой установлен датчик б давления, всасывающий трубопровод выполнен из двух участков 7 и 8, между которыми установлен переходник 9 с датчиком 10 давления, при этом длина первого участка 7 выполнена с расстоянием между датчиком 6 на выходном штуцере емкости 5 и датчиком 10 на переходнике 10, равным А/4, а длина второго участка 8 - с расстоянием между датчиком 2 на входном штуцере насоса 1, равным А/8 (4К + 3), где А - длина волны, определяемая низшей частотой рабочего

z п

процесса насоса - fH

60

к - целое

число.

Устройство работает следующим образом.

При испытании насоса на заданном режиме, при заданной частоте вращения его ротора контролируют при помощи датчиков 6 и 10 расположение в пределах первого участка всасывающего трубопровода четверти стоячей волны пульсации давления.

Датчик 6, расположенный на выходном штуцере емкости, должен показывать минимальное значение размаха пульсации давления, что соответствует расположению в этом сечении узла стоячей волны.

Если длина волны соответствует расчетному значению, то датчик 10 должен показывать максимальное значение размаха пульсации давления, это соответствует нахождению пучности стоячей волны в этом сечении. Контроль за величиной размаха пульсации в районе датчика 10 осуществляется при помощи покачивания частоты вращения ротора.насоса в сторону ее увеличения и в сторону ее уменьшения. Если с изменением частоты вращения в ту или иную сторону от начального значения величина размаха пульсации уменьшается, то при начальной частоте вращения ротора сигнал датчика соответствует максимальному значению размаха пульсации давления.

Если при покачивании частоты вращения ротора размах пульсации давления, фиксируемый датчиком 10, не уменьшается, а нарастает, то фиксируют частоту враще- 5 ния, при которой наблюдается максимальный размах пульсации, и переводят насос на эту частоту вращения,

Нахождение в районе датчика 10 пучности волны новой частоты, для которой харак- 10 терно максимальное значение размаха пульсации давления в этом сечении, свидетельствует о том, что длина волны соответствует расчетному значению, что волна стабилизирована по отношению к всасыва- 5 ющему трубопроводу и что обеспечено расстояние между контрольным сечением входного штуцера агрегата и ближайшим узлом волны.

Формула изобретения

0 1, Способ определения пульсаций давления на стороне всасывания насоса, включающий измерение параметров стоячей волны во всасывающем трубопроводе, о т- личающийся тем, что, с целью повыше5 ния точности и эффективности оценки пульсации давления, контролируют длину стоячей волны за счет установки закрытой емкости на трубопроводе и изменения частоты вращения ротора насоса, стабилизируют положе0 ние стоячей волны во всасывающем трубопроводе, обеспечивающее удаление контрольного сечения входного штуцера насоса от ближайшего узла волны на расстоянии А./8, где А - длина волны, и при этом

5 условии замеряют пульсацию давления во входном штуцере насоса.

2. Устройство для определения пульсации давления на стороне всасывания насоса, содержащее испытуемый насос, на

0 входном штуцере которого предусмотрено гнездо для размещения датчика давления, всасывающий трубопровод насоса, подпи- точный насос с трубопроводами, датчики динамического давления, аппаратуру для

5 регистрации сигналов датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и эффективности оценки пульсаций давления, напорный трубопровод подпиточного насоса подключен к всасыва0 ющему трубопроводу испытуемого насоса через закрытую емкость, на выходном штуцере которой установлен датчик давления, всасывающий трубопровод выполнен из двух участков, между которыми установлен

5 переходник с датчиком давления, при этом длина первого участка выполнена с расстоянием между датчиком на выходном штуцере емкости и датчиком на переходнике, равным А/4, а длина второго участка - с

расстоянием между датчиком на переходни-. z nD

ке и датчиком на входном штуцере насоса,процесса насоса-Тн-щ- -; к -целое число;

равным ( А/8) (4к+ 3), где А - длина волны,Z - число рабочих органов; пр - частота

определяемая низшей частотой рабочеговращения ротора насоса в об/мин.

Изобретение м.б. использовано для создания топливных и гидравлических насосов, обладающих миним. динамической активностью. Цель изобретения - повышение точности и эффективности оценки пульсации давления на всасывании насоса. Измеряют параметры стоячей волны в всасывающем трубопроводе (ТП). Контролируют длину стоячей волны. За счет установки закрытой емкости 5 на ТП и изменения частоты вращения ротора насоса стабилизируют положение волны в всасывающем ТП, обеспечивающее удаление контрольного сечения входного штуцера насоса от ближайшего узла волны на расстоянии А/8, где Я-длина волны. При этом условии замеряют пульсацию давления в входном штуцере, на к-ром предусмотрено гнездо для размещения датчика 2 давления. ТП 4 подпиточного насоса 3 подключен к всасывающему ТП испытуемого насоса 1 через емкость 5, на выходном штуцере к-рой установлен датчик 6 давления. Всасывающий ТП выполнен из двух участков 7,8, между к-рыми установлен переходник 9 с датчиком 10 давления. Длина участка 7 выполнена с расстоянием между датчиками 6, 10, равным А/4, а длина участка 8 - с расстоянием между датчиками 10,2, равным А/8- (4К+ 3), где А - длина волны, определяемая низшей частотой рабочего процесса насоса, К - целое число, 2 с.п.ф-лы, 2 ил. Ё

Я

.Л

Я

м.

Фиг. 2