一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及低温泵技术领域，具体涉及一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置。


背景技术：

2.低温罐内潜液泵最低温度在-196℃工况下运行，可运输lng、lpg、ln2等，均属于低温环境并内部载有一定危险的介质情景。
3.不同于标准泵，低温罐内潜液泵浸没在介质内，只能用介质进行试验，无法观察试验过程。实际使用时，低温罐内潜液泵安装于低温储罐内，无法直接观测泵的运行状态。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置，用以解决无法直接观察介质在低温泵内运行过程的问题。
5.本实用新型提供一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置，包括储罐、泵井管和泵体，所述泵井管伸入至所述储罐内；所述泵体能悬置于所述泵井管内；所述储罐的罐身和所述泵井管的管身为透明的。
6.进一步地，所述储罐为玻璃储罐；所述泵井管的为亚克力材质管。
7.进一步地，所述储罐配置有进液口，所述泵井管配置有出液口，所述进液口和所述出液口通过回流管道连通形成循环回路；所述顶板上设置有注气口；所述底阀的底面设置有阀板，所述泵体底部设置有吸入段，所述吸入段内贯通设置有导流通道，在实验过程中，所述泵体下降至所述泵井管的底部时，所述泵体正好卡设在所述底阀上，且所述阀板打开，所述泵井管通过导流通道与所述储罐实现连通形成连通器，从进液口流入至所述储罐底部的液体介质经过底阀和导流通道流入至所述泵井管内；在实验结束后，所述泵体被提起离开所述底阀时，所述阀板关闭，液体介质被滞留于所述储罐内。
8.进一步地，所述泵体包括一直流电机，所述直流电机外部设置有电机壳体，所述电机壳体的上端设置有电机端盖，所述直流电机的输出轴固定有永磁体；所述电机壳体与所述吸入段的结合处设置有密封板，所述密封板配置有密封垫；所述吸入段的顶端设置有导流壳，所述导流壳设置有叶轮；所述叶轮室与所述竖直导流部的结合处设置有导流轮，导流轮间存在间隙，流体能通过导流轮间隙从竖直导流部流入至叶轮室；其中，所述叶轮采用非金属材料，叶轮内包裹异极永磁体，所述永磁体隔着密封板与所述异极永磁体相互作用。
9.进一步地，所述电机端盖、所述电机壳体和所述吸入段自上而下设置有螺杆槽，所述螺杆槽内设置有内螺纹，一根螺杆穿设于所述螺杆槽内将电机端盖、电机壳体和吸入段紧固成一体。
10.进一步地，所述导流通道包括竖直导流部和水平导流部，其中所述竖直导流部贯穿于所述吸入段的内部且上端与所述导流壳连通，所述水平导流部设置于所述吸入段的侧部且其两端分别与所述导流壳和所述泵井管连通。
导线，27-注气口；
30.3-泵体，31-直流电机，32-电机壳体，33-电机端盖，34-吸入段，340-导流壳， 35-永磁体，36-密封板，37-叶轮，38-螺杆；
31.41-上阀体，42-下阀体，43-弹簧组件，44-阀板；
32.5-导流通道，51-竖直导流部，52-水平导流部，53-导流轮。
具体实施方式
33.以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
34.本实用新型公开的一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置，通过直流电机31驱动永磁体35而带动叶轮旋转，采用密封板36及其密封垫隔离密封电机壳体32内的电机，使直流电机可在介质流动中保持旋转；泵井管2和储罐1分别采用透明的亚克力和玻璃材质，方便对泵体3运行及底阀21开启与关闭的观测。
35.实施例1：一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置
36.实施例1提供一种模拟介质在低温泵内运行的实验装置，下面对其结构进行详细描述。
37.参考图1和图4，该模拟介质在低温泵内运行的实验装置包括储罐1、泵井管2 和泵体3，
38.储罐1配置有盖板11，泵井管2穿过盖板11伸入至储罐1内，且泵井管2与盖板11密封固定连接；
39.泵井管2的底端和顶端分别配置有底阀21和顶板22，泵体3能悬置于泵井管2 内；
40.盖板11上设置有进液口10，盖板11以上的泵井管2上设置有出液口20，进液口10和出液口20通过回流管道连通形成循环回路；
41.储罐1的罐身和泵井管2的管身为透明的；
42.底阀21的底面设置有阀板44，在实验过程中，泵体3下降至泵井管2的底部时，泵体3正好卡设在底阀21上，通过泵体3自重控制阀板44的开启与关闭，此时底阀 21打开，将泵体3与储罐1连通；从进液口10流入至储罐1底部的液体介质经过底阀21先后流入至泵体3和泵井管2内，通过出液口20从储罐1排出；在实验结束后，泵体3被提起离开底阀21时，底阀21关闭，实验液被滞留于储罐1内。
43.为了实现对液体介质回流的流量控制，在该回流管道配置有阀门。
44.进一步地，整个储罐1为透明的，优选地，储罐1为玻璃储罐。
45.进一步地，整个泵井管2都为透明的，优选地，泵井管2的为亚克力材质管，具有较好的透明性和化学稳定性。
46.参考图2，泵体3包括一直流电机31，直流电机31外部设置有电机壳体32，电机壳体32的上端设置有电机端盖33，泵体3底部设置有吸入段34，直流电机31的输出轴固定有永磁体35；
47.电机壳体32与吸入段34的结合处设置有密封板36，密封板36配置有密封垫；
48.吸入段34的顶端设置有导流壳340，导流壳340内设置有叶轮37；
49.导流壳340与竖直导流部51的结合处设置有导流轮53，导流轮53间存在间隙，流体能通过导流轮53间隙从竖直导流部51流入至导流壳340；
50.其中，叶轮37采用非金属材料，叶轮37内包裹异极永磁体，永磁体35隔着密封板36与异极永磁体相互作用。
51.具体地，电机端盖33、电机外壳32和吸入段34自上而下设置有螺杆槽，螺杆槽内设置有内螺纹，一根螺杆38穿设于螺杆槽内将电机端盖33、机壳32和机座34紧固成一体。
52.继续参考图2，吸入段34内贯通设置有导流通道5，导流通道5包括竖直导流部 51和水平导流部52，其中竖直导流部51贯穿于吸入段34的内部且上端与导流壳340 连通，水平导流部52设置于吸入段34的侧部且其两端分别与导流壳340和泵井管2 连通。
53.继续参考图2，底阀21包括上阀体41、下阀体42、弹簧组件43和阀板44，上阀体41和下阀体42通螺栓紧固连接，阀板44设置于下阀体42的底面，阀板44与下阀体42通过配置有若干弹簧组件43连接。具体地，每组弹簧组件43包括复位弹簧和弹簧导杆，弹簧导杆为带有螺栓头的全螺纹螺杆，弹簧导杆从下而上穿过下阀体42和阀板44，复位弹簧套设于弹簧导杆的外侧，弹簧导杆的顶端通过螺母限制复位弹簧，以实现阀板44通过若干弹簧组件43与下阀体42连接。
54.参考图3，上阀体41的内壁呈锥面，吸入段34的外壁呈锥面，
55.当泵体3下降至泵井管2的底部时，吸入段34的外壁与上阀体41的内壁相契合；吸入段34的底部落入至阀板44，阀板44下拉弹簧组件43，在克服弹簧组件43的弹性阻力后，使吸入段34与上阀体41的锥面配合实现密封，同时阀板44远离下阀体 42，底阀21打开，泵井管2通过导流通道5与储罐1实现连通。
56.泵井管2与储罐1连通后，泵井管2与储罐1的液位相等。
57.当泵体3被提起离开底阀21时，弹簧组件43的弹性阻力被解除，阀板44在弹簧组件43的拉动下贴紧下阀体42，底阀21关闭，液体介质被滞留于储罐1内，如图4 和图5所示，此时泵体3在泵井管2中处于悬停状态，底阀21处于关闭状态，而阀板 44与下阀体42密封连接。
58.储罐1的底部设置有排液口12，在实验结束时，打开排液口12，排除滞留的液体。
59.一种实现泵体3于泵井管2内下降与提升的具体实施方式为：顶板22上还设置有针管活塞23，针管活塞23内穿设有吊绳24，泵体3的电机端盖33上设置有吊环，吊绳24的底端系在电机端盖33的吊环上；吊绳24能控制泵体3在泵井管2内的升降。其中，吊绳24控制泵体3下降至泵井管2的底部时，泵体3正好卡设在底阀21上。
60.当泵体3需要拆卸维修时，将针管活塞23向上拉动，吊绳24将泵体3提起，使泵体3与底阀21分离。
61.为了给泵体3提供电力，顶板22上还设置有接头体25，接头体25内穿设导线 26，导线26与泵体3连接，导线26外露电缆接头，用于对接电缆。
62.指的一提的是，为了开展实验的方便，可以根据观察直流电机置入液态介质中工作的需要，将泵体按照与真机成比例缩小，为了方便观察，还缩短泵井管。
63.实施例2：一种观测不同流量液态介质流经泵体的运行状态的实验方法
64.实施例2提供一种观测不同流量液态介质流经泵体的运行状态的实验方法，采用实施例1提供的模拟介质在低温泵内运行的实验装置，该实验方法包括以下步骤：
65.关闭排液口12，向进液口10注入液体介质，液体介质在储罐1底部聚集，漫过底阀21，直至液体介质经过底阀21流入至泵体3内；
66.启动泵体3，导线26将电流引入直流电机31，直流电机31转动带动永磁体35 旋转；
67.永磁体35与叶轮37内的异极永磁体相互作用，带动密封板36外侧的叶轮37产生旋转，叶轮37旋转将液体介质从储罐1内部吸入至导流通道5内；
68.液态介质通过导流通道5被吸入至泵井管2内；
69.液态介质持续聚集，直至液态介质从出液口20流出；
70.从出液口20流出的液态介质通过回流管道流入至进液口10；
71.控制回流管道上的阀门，调节泵流量，观测不同流量液态介质流经泵体3的运行状态。
72.实施例3：一种模拟泵体拆卸及介质置换的实验方法
73.实施例3提供一种模拟泵体拆卸及介质置换的实验方法，采用实施例1提供的模拟介质在低温泵内运行的实验装置，该实验方法包括以下步骤：
74.关闭电源，泵体3停止运转；
75.将针管活塞23向上拉动，连通吊绳24将泵体3提起，弹簧组件43向上拉动阀板 44，阀板44与阀体下20上的密封件接触，底阀21实现密封；
76.锁定针管活塞23的位置，将泵体3悬吊于泵井管2内，关闭出液口20上的阀门；
77.利用空气压缩机向注气口27注入空气，空气注入到泵井管2内，泵井管2内的气压增大，迫使液态介质再次流入到储罐1内；
78.继续向注气口27通入空气，干燥泵井管2；
79.在泵井管2上卸下顶板22；
80.提出泵体3。
81.实施例4：一种模拟低温罐内潜液泵回装的实验方法
82.实施例4提供一种模拟低温罐内潜液泵回装的实验方法，采用实施例1提供的模拟介质在低温泵内运行的实验装置，该实验方法为上述拆卸步骤的逆过程，包括以下步骤：
83.干燥泵井管2；
84.向下按压针管活塞23；
85.通过吊绳24将泵体3下降至底阀21处，并使吸入段34接触上阀体41；
86.通过控制弹簧组件43平衡泵体21自重，以控制阀板44的开度，并使阀板44处于设计需要的开度和密封效果；
87.安装顶板22；
88.模拟泵的汽蚀余量试验时，打开排液口12，控制液位下降，观测泵体3的振动情况以及噪声情况。
89.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。