离心泵综合性试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及检测试验仪器技术领域，特别涉及一种离心泵综合性试验装置。


背景技术：

2.现有离心泵试验台，绝大多数侧重于泵流体性能测试，例如压力、流量、介质温度、自吸性能、气蚀性能等，对于机械性能(转速、扭矩、轴向力、径向力)的测试很少涉及。
3.因此亟需一种可同时满足对离心泵流体性能和机械性能的综合测试装置，通过对离心泵转子的各项性能进行测试，以便于对磁悬浮结构的离心泵转子设计提供可靠的数据参考。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种离心泵综合性试验装置，旨在对离心泵流体性能和机械性能进行综合测试，以便于对磁悬浮结构的离心泵转子设计提供可靠的数据参考。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的离心泵综合性试验装置包括：
6.储液箱；
7.电机；
8.离心泵泵头，包括泵壳和设有泵壳内的叶轮组件，所述泵壳内设有一腔体、和与所述腔体连通的入口、出口，所述入口、所述出口分别通过管路与所述储液箱相连通，所述叶轮组件在腔体内旋转以驱动储液箱内的流体介质经过所述离心泵泵头循环流动；所述管路上设有压力传感器、流量传感器；所述叶轮组件的主轴的一端延伸至所述泵壳的外侧，以与所述电机相连接；以及
9.机械性能传感器组件，设于所述电机和所述离心泵泵头之间，所述机械性能传感器组件包括拉压力传感器、扭矩传感器、径向推力传感器、转速传感器中的一个或多个，所述拉压力传感器用于测量所述叶轮组件的轴向力，所述扭矩传感器用于测量所述主轴的扭矩，所述径向推力传感器用于测量所述叶轮组件的径向力，所述转速传感器用于测量所述叶轮组件的转速。
10.优选地，所述储液箱位于所述离心泵泵头的上方，且所述管路连通于所述储液箱的底部。
11.优选地，所述离心泵综合性试验装置还包括台架，所述台架沿竖直设置，所述储液箱、所述离心泵泵头、所述电机沿竖向依次排布、且均与所述台架固定连接。
12.优选地，所述机械性能传感器组件包括所述拉压力传感器、所述扭矩传感器、所述径向推力传感器、所述转速传感器，其中：
13.所述扭矩传感器呈竖向设置，所述扭矩传感器的旋转轴的下端通过第一联轴器与所述电机的输出轴连接，所述扭矩传感器的旋转轴的上端通过第二联轴器与所述主轴连接；
14.所述主轴上自上而下依次设置有所述径向推力传感器、所述拉压力传感器、推力轴承、以及滑动轴承组件，所述径向推力传感器内设有可套装于所述主轴上的滑动轴承，所述径向推力传感器、所述拉压力传感器、所述滑动轴承组件三者均与所述台架固定连接。
15.优选地，所述转速传感器为光电式传感器，所述第一联轴器的外周面设有反光标识，所述转速传感器的感应面朝向所述第一联轴器的外周面，用以测量所述第一联轴器的转速。
16.优选地，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一压力传感器位于所述储液箱与所述入口之间，用以测量所述入口的流体压力；所述第二压力传感器位于所述储液箱与所述出口之间，用以测量所述出口的流体压力；
17.所述出口与所述储液箱之间的管路上依次设置有所述第二压力传感器、所述流量传感器、以及压力加载阀，所述压力加载阀用以调节所述出口的流体压力大小；所述储液箱内设有测量流体介质的温度传感器。
18.优选地，所述温度传感器设于临近与所述出口相连通的位置处。
19.本实用新型技术方案通过采用设置多组不同类型的传感器，同时对离心泵进行流体性能测试和机械性能测试，从而对磁悬浮结构的离心泵转子设计提供可靠的数据参考。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本实用新型离心泵综合性试验装置一较佳实施例的构造示意图。
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称1台架31泵壳21电机32叶轮组件22转速传感器33主轴23第一联轴器41第一压力传感器24扭矩传感器42第二压力传感器25第二联轴器5流量传感器26滑动轴承组件6压力加载阀27推力轴承7储液箱28拉压力传感器8温度传感器29径向推力传感器
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24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部
的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
28.本实用新型提出一种离心泵综合性试验装置，用于同时对离心泵进行流体性能测试和机械性能测试，其中流体性能测试包括对流经离心泵泵头入口的入口压力、离心泵泵头出口的出口压力、流量等参数，从而间接获取离心泵泵头的流体相关参数(包含扬程、泵效率等)，而机械性能测试，则根据需求设置相应的拉压力传感器、扭矩传感器、径向推力传感器、转速传感器等传感测量器件，从而获取离心泵泵头的叶轮组件旋转时的机械参数(包含转速、扭矩、轴向力、径向力等)，从而对磁悬浮结构的离心泵转子设计提供可靠的数据参考。
29.在本实用新型实施例中，如图1所示，该离心泵综合性试验装置包括：
30.储液箱7；
31.电机21；
32.离心泵泵头，包括泵壳31和设有泵壳31内的叶轮组件32，泵壳31内设有一腔体、和与腔体连通的入口、出口，入口、出口分别通过管路与储液箱7相连通，叶轮组件32在腔体内旋转以驱动储液箱7内的流体介质经过离心泵泵头循环流动；管路上设有压力传感器、流量传感器5；叶轮组件32的主轴33的一端延伸至泵壳31的外侧，以与电机21相连接；以及
33.机械性能传感器组件，设于电机21和离心泵泵头之间，机械性能传感器组件包括拉压力传感器28、扭矩传感器24、径向推力传感器29、转速传感器22中的一个或多个，拉压力传感器28用于测量主轴33的轴向力，扭矩传感器24用于测量叶轮组件32的扭矩，径向推力传感器29用于测量叶轮组件32的径向力，转速传感器22用于测量叶轮组件32的转速。
34.具体地，离心泵泵头是离心泵的重要组成部分之一，离心泵泵头包括泵壳31和叶轮组件32，叶轮组件32内置有可与离心泵定子总成相互作用的磁力装置(图未示出)，进而可以使得叶轮组件32在泵壳31内转动，从而驱动流体从入口流向出口。而在本实用新型中，对离心泵泵头进行单独测试，此时，在叶轮组件32设置主轴33与电机21连接，主轴33与叶轮组件32相刚性连接，主轴33的一端部密封伸出至泵壳31外侧，由电机21带动主轴33进而驱动叶轮组件32在泵壳31内转动。其中离心泵泵头内的测试流体介质可以是液体(不限于水、油等)，也可是气体，此处优选为液体介质。其中，储液箱7内还可以设置有温度传感器8，在流体性能测试中获取介质温升参数。温度传感器8进一步优选设置在储液箱7内、且临近与出口管路相连接的位置处，可实时测量出口处的介质温度变化。在本实用新型中，根据试验测试需求，机械性能传感器组件可以由单个传感器组成，也可以有多个不同的传感器组成。
35.进一步地，为了防止测试过程中由于离心泵泵头、管路中出现气泡或者气蚀现场，而导致流体性能测试参数不稳定或者较大偏差，本实施例中，储液箱7优选位于离心泵泵头的上方，且管路连通于储液箱7的底部。
36.在本实施例中，离心泵综合性试验装置还包括台架1，台架1沿竖直设置，储液箱7、离心泵泵头、电机21沿竖向依次排布、且均与台架1固定连接。其中储液箱7、离心泵泵头的壳体、电机21三者可以通过连接件实现与台架1刚性固定连接，例如在图1中，三者均采用连接杆进行固定连接，其中离心泵泵头、电机21、采取同轴安装方式。电机21优选采用伺服电机，可精准控制转速，且瞬时转速波动小，减少对压力、流量测量误差。
37.继续参照图1，在本实用新型的最佳实施方案中，上述机械性能传感器组件包括拉压力传感器28、扭矩传感器24、径向推力传感器29、转速传感器22，即可测试转速、扭矩、轴向力、径向力等机械基本参数，从而间接计算获取轴功率参数。其中：
38.扭矩传感器24呈竖向设置，扭矩传感器24的旋转轴的下端通过第一联轴器23与电机21的输出轴连接，扭矩传感器24的旋转轴的上端通过第二联轴器25与主轴33连接；主轴33上自上而下依次设置有径向推力传感器29、拉压力传感器28、推力轴承27、以及滑动轴承组件26，径向推力传感器29内设有可套装于主轴33上的滑动轴承，径向推力传感器29、拉压力传感器28、滑动轴承组件26三者均与台架1固定连接。值得说明的是，扭矩传感器24通过第一联轴器23与电机21连接，采取的连接方式为非刚性连接，允许存在轴向
±
1mm的滑动间隙，此时扭矩传感器24通过第一联轴器23与电机21连接，仅为传递扭矩；同理，扭矩传感器24通过第二联轴器25与主轴33连接，采取的连接方式也为非刚性连接，允许存在轴向
±
1mm的滑动间隙，此时扭矩传感器24通过第二联轴器25与主轴33连接，仅为传递扭矩。
39.可以理解的是，径向推力传感器29、拉压力传感器28、推力轴承27、以及滑动轴承组件26均与离心泵泵头是同轴安装的，电机21、扭矩传感器24内部的旋转轴与主轴33通过第一联轴器23、第二联轴器25传递扭矩，主轴33与叶轮组件32同轴且刚性连接，第一联轴器23、第二联轴器25通过适当的间隙配合允许其在轴向有
±
1mm的自由移动量，以减小在传动过程中对拉压力传感器28测量的测量误差；滑动轴承组件26、径向推力传感器29均内置有滑动轴承，约束了主轴33的回转轴线，使得3主轴33沿a-b轴线平稳运转；主轴33中段设置有轴肩，轴肩与拉压力传感器28之间设置有推力轴承27，通过推力轴承27将主轴33的轴向力传递给拉压力传感器28，用以测量叶轮组件32的轴向力；径向推力传感器29可测量轴向a-b法相平面的二维力矢量力，即平面内力的大小和方向，用以测量叶轮组件32产生的径向力。
40.此外，本实施例中，上述转速传感器22优选为光电式传感器，第一联轴器23的外周面设有反光标识，转速传感器22的感应面朝向第一联轴器23的外周面，转速传感器22与第一联轴器23上的反光标识配合使用，用以测量第一联轴器23的转速，并且可实现非接触式转速测量、减小力相关传感器测量误差。当然，于其他实施例中，转速传感器22仍可选用旋转编码器等测速元器件，但存在接触式转速测量，容易对径向力、轴向力测量造成干扰误差。当然，于其他变形实施例中，第二联轴器25的外周面设置有反光标识，该转速传感器22也可以与设置在第二联轴器25的反光标识配合使用，测试第二联轴器25的转速。
41.值得说明的是，在本实施例中，压力传感器包括第一压力传感器41和第二压力传感器42；第一压力传感器41位于储液箱7与入口之间，用以测量入口的入口压力；第二压力传感器42位于储液箱7与出口之间，用以测量出口的出口压力；出口与储液箱7之间的管路
上依次设置有第二压力传感器42、流量传感器5、以及压力加载阀6，压力加载阀6用以调节出口的流体压力大小；储液箱7内设有测量流体介质的温度传感器8。
42.储液箱7与泵壳31之间且靠近入口处设置有第一压力传感器41，以便更加精确测量入口压力，第一压力传感器41兼具正压、负压测量功能；泵壳31出口至储液箱7之间依次设置有第二压力传感器42、流量传感器5、压力加载阀6，且第二压力传感器42设置与靠近出口处，以便更加精确测量出口压力；流量传感器5可实时测量出口流量，压力加载阀6可调节出口压力，配合第一压力传感器41、第二压力传感器42、转速传感器22、扭矩传感器24，即可试验得出被测离心泵泵头“n-h-q转速-扬程-流量曲线”、“n-h-η转速-扬程-效率曲线”等关键性流体参数。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。