Устройство для измерения кавитационного запаса насоса Советский патент 1982 года по МПК F04B51/00 G01M15/00 

(54) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА НАСОСА

1

Изобретение относится к гидромашиностроению, более конкретно, к устройствам для измерения кавитационного запаса центробежных насосов.

Известно устройство для измерения кавитационного запаса насоса, содержащее 5 установленный во входном патрубке последнего датчик давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости, выполненный в виде полого насадка, и измерительный прибор 1.10

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения статической составляющей кавитационного запаса из-за тепловой инерционности массы жидкоети внутри полого насадка.

Наиболее близким к изобретению по тех- 15 нической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения кавитационного запаса насоса, содержащее -установленный во входном патрубке послед. него датчик давления насыщенных паров 2о перекачиваемой жидкости, выполненный в виде полого насадка и расположенной в нем поперечной перегородки с центральным окном, по одну сторону от которой в насадке выполнено окно для тангенциального подвода жидкости в его полость, а по другую - периферийное и центральное выходные отверстия, первое из которых посредством соединительной гидролинии сообщено с областью низкого давления, и измерительный прибор .

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и малая точность измерения, что обусловлено необходимостью поддерживать внутри насадка значительный объем паровой полости. Уменьшение этого объема недопустимо из-за возможности попадания капель жидкости в линию, соединяющую паровую полость с манометром, что приводит к увеличению погрешности измерения давления насыщенных паров.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что к центральному выходному отверстию посредством трубопровода с запорным органом подключен источник газа высокого давления, а измерительный прибор выполнен в виде расходомера, установленного на соединительной гидролинии. На фиг. 1 схематично изображено устройство для измерения кавитационного запаса; на фиг, 2 - типичный тарировочный график устройства. Устройство для измерения кавитационного запаса насоса содержит установленный во входном патрубке 1 последнего датчик 2 давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости, выполненный в виде полого насадка 3 и расположенной в нем поперечной перегородки 4 с центральным окном 5, по одну сторону от которой в насадке 3 выполнено окно 6 для тангенциального подвода жидкости в его полость, а по другую - периферийное и центральное выходные отверстия соответственно 7 и 8, первое из которых посредством соединительной гидролинии 9 сообщено с областью низкого давления, и измерительный прибор 10. К центральному выходному отверстию 8 посредством трубопровода 11 с запорным органом 12 подключен источник газа высокого давления (не показан), а измерительный прибор 10 выполнен в виде расходомера, установленного на соединительной гидролинии 9. Устройство снабжено также манометрами 13 и 14 и термометром 15. Поперечная перегородка 4 делит датчик на внутренние полости 16 и 17. Устройство работает следующим образом. Перекачиваемая жидкость из входного патрубка 1 через окно 6 подводится в полость 16 датчика 2, интенсивно закручиваясь. Вследствие полученной закрутки частицы жидкости вращаются вокруг оси насадка 3. По мере приближения к оси вращения скорость частиц растет, а давление падает до тех пор, пока не станет равным давлению насыщенных паров жидкости. На меньщем радиусе, где давление становится ниже упомянутой величины, происходит вскипание жидкости с образованием паровых пузырьков, которые под действием центробежных сил перемещаются к центральной оси насадка 3, образуя устойчивую безрасходную паровую полость, давление в которой равно давлению насыщенных паров перекачивае, мой жидкости при данной температуре. Жидкость, прощедщая через центральное окно 5 в полость 17 за перегородкой 4, отводится через периферийное отверстие и соединительную гидролинию 9 в области низкого давления. Расход этой жидкости Q измеряется измерительным прибором 10. Давление в полости 17 насадка 3 измеряется манометром 14, а давление Pg невозмущенной Жидкости во входном патрубке 1 - манометром 13. Соединительная гидролиния 9 выполняется с гидравлическим сопротивлением меньшим, чем у линии подвода. В этом случае движение жидкости в полости 16 насадка и истечение ее с вращением через центральное окно 5 в полость 17 за перегородкой 4, заполненную паровой фазой с давлением Р насыщенных паров, происходит так же, как в центробежных форсунках. В этом случае для конкретной конструкции насадка 3 расход Q через него не зависит от давления на выходе из насадка 3, а определяется только разностью давлений АР на входе в него Pgx и давления Pjj насыщенных паров в паровой полости АР РВЛ-Р„ Связь между упомянутой разностью давлений ДР и расходом Р через насадок определяется формулой AP KQi где К коэффициент пропорциональ ности; F(. ji:R - площадь центрального окна 5; /J коэффициент расхода насадка, определяемый по известным зависимостям; / - плотность перекачиваемой . жидкости при соответствующей температуре. Величину коэффициента пропорциональности К можно определить расчетным путем по приведенной формуле, или экспериментально путем проливки датчика 2 на холодной деаэрированной воде с одновременной подачей в полость 17 насадка 3 газа высокого давления по трубопроводу 11. Изменяя давление газа в полости 17, определяют соответствующий расход холодной воды и строят тарировочный график (фиг. 2) и по нему определяют коэффициент пропорциональности KB формуле (2). Поскольку при тарировке абсолютная величина давления в полости 17 может быть выбрана достаточно больщой, ее измерение с помощью манометра 14, несмотря на попадание капель жидкости в манометрическую линию, может быть произведено с высокой точностью. После окончания тарировки датчика запускают насос в работу и искомое значение кавитационного запаса Ah определяют по формуле Ah К + где GBX- скорость невозмущенной жидкости на входе в насос. Предлагаемое устройство позволяет.увеличить быстродействие датчика 2 за счет уменьщения объема (диаметра) паровой полости внутри полого насадка 3 и повысить точность измерения путем косвенного измерения разности между .давлеиием на входе в насос и давлением насыщенных паров перекачиваемой жидкости.

Формула изобретения

Устройство для измерения кавитационного запаса насоса, содержащее установленный во входном патрубке последнего датчик давления насыщенных паров перекачива емой жидкости , выполненный в виде полого насадка и расположенной в нем поперечной перегородки с центральным окном, по одну сторону .от которой в насадке выполнено окно для тангенциального подвода жидкости в его полость, а по другую - периферийное и центральное выходные отверстия, первое из которых посредством соединительной гидролинии сообщено с областью низкого давления, и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия и точности измерения, к центральному выходному отверстию посредством трубопровода с запорным органом подключен источник газа высокого давления, а измерительный прибор выполнен в виде расходомера, установленного на соединительной гидролинии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 724962, кл. F 04 В 51/00, 1977.