Стенд для испытания мгд-насосов Советский патент 1980 года по МПК C12G3/06 

Изобретение относится к стендовым устрой ствам для испытания гидравлических насосов и снятия их характеристик, преимущественно для МГД-насосов электропроводящих жидкостей. Известен стенд для испытания МГД-насосов, содержащий расходный бак, перепадомер, расходомер и ругулируеМ)То гидравлическую нагрузку 1. Однако такой стенд непригоден для снятия Р (Q) характеристик микрорасходных МГД-насосов (Q 0,1 и много меньше ввиду низкой чувствительности электромагнитного расходомера, для которого нижний порог рабочего диапазона не превышает 0,1 . Невозможна также автоматизация процесса снятия Р (Q) характеристик, ввиду отсутствия программного регулятора гидравлической нагрузки н отсутствия электрического выхода в перепадомере, что обуславливает значительную длительность процесса снятия Р (Q) - характе ристик. Целью изобретения является упрощение конструкции, расширение применения в область микрорасходов и обеспечение автоматизации процесса снятия Р (Gf) - характеристик. Это достигается тем, что предлагаемый стенд дополнительно снабжен дифференцирующим блоком и двухкоординатным самопишущим прибором, а перепадомер, расходомер и регулируемая гидравлическая нагрузка объединены и выполнены в виде вертикальной мерной емкости, поперечное сечение которой на 1-3 порядка меньще поперечного сечения расходного бака, установленной на выходе насоса и снабженной аналоговым датчиком уровня, выход которого соединен с входом дифференцирующего блока и с первым входом двухкоординатного самопишущего прибора, второй вход которого подключен к вькоду дифференцирующего блока. Вертикальная мерная емкость может быть выполнена в виде трубки, изготовленной из токопроводящего материала с высоким удельным сопротивлением. Начальный участок трубки расположен горизонтально, а на входе вертикального участка установлен измерительный электрод, соединенный с первым входом двухкоордт1атного самопишущего прибора. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного стенда на фиг. 2 - графики Р (Q)-характеристик МГД-насосов. Стенд для испытания МГД-насосов содержит расходный бак 1, дифференцирующий блок 2, двухкоординатный самопишущий прибор 3. Перепадомер и регулируемая гидравлическая нагрузка объединены и выполнены в виде вертикальной мерной емкости 4, поперечное сечение которой на 1-3 порядка меньше поперечного сечения расходного бака 1, установленной на выходе 5 насоса 6 и снабженной аналоговым датчиком 7 уровня, выход 8 которого соединен с входом 9 дифференцирую щего блока 2 и с первым входом 10 дпухкоординатного самопишущего прибора 3, второй вход 11 которого подключен к выходу 12 дифференцирующего блока 2. Вертикаль нал мерная емкость 4 выполнена в виде трубки 13, изготовленной из токопроводящего материала с высоким удельным сопротивлением, например из стали Х18Н9Т. Начальный участок 14 трубки 13 расположен горизонтально, а на входе 15 вертикального 5частка 16 установлен измерительный электрод 17, соединенный с первым входом 10 двухкоординатного самопишущего прибора 3. Аналоговый датчик 7 уровня состоит из электродов 18, 19. . Вертикальная мерная емкость 4, выполненная в виде трубки 13, включена в цепь 20 источника тока. Стенд работает следующим образом. При включении тока насос 6 начинает перекачИвать из расходного бака 1 в вертикальную мерную емкость 4 электропроводящую жидкость, которая уменьшает выходной сигнал с электродов 18, 19, шунтируя стенки вертикальной мерной емкости 4. При прохождении электропроводящей жидкости по горизонтальному участку 14, противодавление на выходе насоса 6 равно нулю, а расход максимальный и постоянный. Выходной сигнал в виде напряжения, снимаемого с измерительных электродов 18 и 19, измеряется по линейному закону и на выходе дифференцирующего блока 2 величина сигнала - постоянная, соответствующая максимальному расходу Q . За время заполнения горизонтального участка 14 двухкоординатный самопишущий прибор 3 выходи на режим, соответствующий максимальному расходу Q к нулевому перепаду давлений. При заполнении электропроводящей жидкостью вертикального участка вертикальной мерной емкости 4 возрастает противодавление, обусло ленное нарастающим столбом жидкости, а расход С} начинает падать. Выходной сигнал аналогового датчика 7 уровня жидкости, сниаемый с измерительных электродов 18 и 17, оответствует величине разности давлений на ходе и выходе 5 насоса 6, так как нижний онец вертикальной емкости 4 расположен на дном уровне с зеркалом электропроводящей идкости в расходном баке 1, а сечение вертикальной мерной емкости 4 постоянно по высоте. Кроме того, речение мерной емкости 4 на 1-3 порядка меньше поперечного сечения расходного бака 1, поэтому заполнение ее практически не влияет на уровень в расходном баке 1, т.е. на давление на выходе насоса 6. Следовательно P-Pgfb, где р - удельный вес электропроводящей жидкости; g - ускорение свободлого падения. Объемный расход злектропроводящей жидкости определяется выражением где 5 площадь сечения мерной емкости , t - время. Поскольку изменение выходного сигнала с электродов 18, 19 пропорционально изменению уровня в вертикальной емкости 4, сигнал на выходе 9 дифференцирующего блока 2 соответствует мгновенному расходу жидкости через испытываемый насос 6. Таким образом, при подаче сигнала, соответствующего перепаду давлений на первый . вход 10, и сигнала, соответствующего расходу на второй вход 11 двухкоординатного самопищу щего прибора 3, последний вычерчивает на диаграмме инию, отображающую в выбранном масштабе Р (Q)-характеристику испытуемого насоса при заданных электрических параметрах. 1 По достижении электропроводящей жидкостью уровня, давление которой соответствует максимальному напору насоса 6 при заданных электрических параметрах, расход прекращается, сигналы с электродов 18, 17, 19 остаются постоянными,а запись на диаграмме прекращается. Для приведения стенда в исходное положение необходимо выключить ток испытуемого насоса 6. При этом электропроводящая жидкость из мерной емкости 4 сливается в расходный бак 1, и стенд готов к повторным испытаниям, после чего процесс повторяется при других значениях электрических парамет- ров МГД-насоса. На фиг. 2 приведены Р (Q)-характеристики МГД-насоса, которые в случае микрорасходов соответствуют уравнению Р --W-CQ, где (3 - ток насоса; КиС - конструктивные параметры насоса. Из графиков видно искажение начального участка характеристики, вызванное инерционностью двухкоординатного самопишущего прибора 3 при работе без горизонтального участка 14 мерной емкости 4, При работе с горизонтальным участком 14 искажения устра няются. Формула изобретния 1. Стенд для испытания МГД-насосов, соде жащий расходный бак, перепадомер расходомер и регулируемую гидравлическую нагрузку, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, расщирения п менения в область микрорасходов и автомати зации процесса снятия Р (Q)-характеристик, он дополнительно снабжен дифференцирующи блоком и двухкоординатным самопишущим прибором, а перепадомер, расходомер и регулируемая гидравлическая нагрузка объединены и выполнены в виде вертикальной мерной емкости, поперечное сечение которой на 1-3 порядка меньще поперечного сечения расходно бака, установленной на выходе насоса и снабженной аналоговым датчиком уровня, выхо) которого соединен с входом дифференцирующего блока и с первым входом двухкоординатного самопишущего прибора, второй вход которого подключен к выходу дифференцирующего блока. 2. Стенд по п. 1, отличаюшийс я тем, что вертикальная мерная емкость выполнена в виде трубки, изготовленной ю токопроводящего материала с высоким удельным сопротивлением. 3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния ииерщюн ности двухкоординатного самопишущего прибора, начальный участок трубки распояожеи горизонтально, а на входе вертикального участка установлен измерительный электрод, соедиие ный с первым входом двухкоординатиого само гшшущего прибора. Источники информации, принятые во внимание при 3Kcnq)ni3e 1. Голодняк В. А. и др. Экспериментальное исследование насоса постоянного тока повышен ого напряжения. Магнитная гидродинамика, 1977, N 2, Зкнатне, Рига, с. 108, рис. 3.

иг.1

(