专利名称：适用于各类型油泵的封闭式试验装置及方法
技术领域：
本发明涉及各类型泵的试验装置及方法，具体涉及一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置及方法
背景技术：
液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生气泡，这种现象称为汽蚀。汽蚀发生时产生的气泡流动到高压处时，其体积减小以至破灭，汽蚀产生气泡与气泡破裂时极高的频率和具有的冲击力度会造成润滑油泵过流原件的破坏，甚至断裂，因此在油泵生产中，需要一种试验方法及装置对油泵进行汽蚀和性能试验，试验数据的精确度直接影响油泵的正确使用和使用效果，特别是汽蚀性能对油泵的使用寿命有重大影响，如果油泵的汽蚀余量数据不准确，按其设计的油泵安装参数可导致过流零部件的断裂破坏，使齿轮、轴承等润滑点突发润滑冷却中断，给设备和生产造成重大损失。目前，大多数生产厂采用观表、计时、容积称重法计量换算流量的开式试验装置， 油泵的入口压力靠人工调节减小进口截止阀的开度或增减液面高度来实现，存在压力调节范围小、调节速度慢、设备庞大等问题。泵的机械结构特点决定泵的输出压力与流量都是脉动的，这种脉动也会造成油泵入口压力的波动，这两种调节方法均不能实时、准确的对入口压力进行调整，因此，油泵各处压力和流量的测量值存在较大的误差，由此得到的试验数据误差自然也是较大的，如油泵汽蚀试验时要分步逐渐的下调油泵入口压力的数值，每一步的试验过程中都要求本步设定的入口压力值恒定不变，汽蚀余量的计算准确度主要取决于入口压力测量值的精确度，影响该值的因素较多，靠人工无法准确调整。开式试验设备除外界因素对试验数据有一定的影响外，试验时外泄的介质还对环境产生较大的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力调节范围大，能够迅速调节油泵入口压力，使入口压力稳定在设定范围内，并进行油泵封闭式试验的方法及装置。本发明的技术方案如下一种适用于各类型油泵的封闭式试验方法，该方法包括对待试油泵进行汽蚀试验，或进行性能试验，在进行汽蚀试验时包括如下关键步骤步骤1、根据油泵工作点，设定待试油泵入口压力值Gs的初始值和逐渐下调(is值的步长；步骤2、通过上位计算机中监控软件的可视界面设定每一步Gs的上、下限值；通过计算机控制系统对待试油泵入口压力值&进行实时自动测控，当入口压力值大于上限值时，由真空蓄能器抽出封闭式油箱液面上方的气体，使封闭式油箱中的气相压力迅速得到调整，使与封闭式油箱相连的待试油泵入口压力值恢复到设定值，此时，结束抽取封闭式油箱液面上方的气体；当压力值小于下限值时，压缩空气充入到封闭式油箱中，使待试油泵的入口压力值恢复到设定值时，停止对封闭式油箱充气；步骤3、通过上位计算机中监控软件的可视界面设定试验介质温度T的上、下限
通过计算机控制系统对封闭式油箱中试验介质温度T值进行实时自动测控，当液体温度低于T的下限值时，计算机控制系统启动加热器对液体加温，使其达到设定值；当液体温度高于T的上限值时，启动冷却器对液体降温，使其降至设定值；步骤4、试验前将试验介质温度控制在一个固定值，测出该温度对应的介质密度 P，经推导和简化得到汽蚀余量计算公式NPSH = [GS/(P *g)]+Zs*l(T6+[8*Qi2/(3^*D/*g)]*l(T6+[(Pb/(P *g)]_[Pv/ (P ]式中，Gs为油泵进口压力；P为介质密度孓为测压点至基面高度舟为实测流量；Pb为大气压力；PV为汽化压力；DS为检测点通径；上式预先编入上位计算机的程序中，汽蚀试验时测控系统将有关的实时测量值输入上式，自动计算出汽蚀余量NPSH值，并绘制出曲线；步骤5、汽蚀试验前调节节流阀使油泵的压力、流量达到试验点要求的数值后，按上述的步长逐步下调Gs值，并微调节流阀使油泵全压力稳定在试验点压力值；对每一个Gs 值计算机均自动的算出对应的汽蚀余量NPSH值，当NPSH值等于临界汽蚀余量时试验结束。一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，该装置包括一个封闭式油箱，封闭式油箱的下端通过进口截止阀与待试油泵入口端相连接，待试油泵的出口端分两路，一路通过溢流阀与封闭式油箱的上端相连接，另一路依次通过流量变送器、节流阀与封闭式油箱的上端相连通，在待试油泵的入口端和出口端分别连接进口压力变送器和出口压力变送器，在封闭式油箱的上部设有液位计，待试油泵同时与电机相连，其特征在于真空泵通过单向阀、气动球阀与封闭式油箱的上端相连接，其中，真空蓄能器连接在单向阀和气动球阀之间的管道上，压缩空气源与封闭式油箱也相连。所述的真空蓄能器同时与真空压力控制器相连，真空蓄能器的容量可以根据封闭式油箱上方气相空间的容积预留出充分的调节余量，可迅速、稳定地调节封闭式油箱中的压力，还可有效防止真空泵的频繁启动。所述的压缩空气源是通过减压过滤器以及电磁阀A连接到封闭式油箱的上端。所述的封闭式油箱上设有温度变送器以及加热器，在节流阀与封闭式油箱之间还连接有冷却器，冷却器的冷却水回路上安装有控制冷却水流动的电磁阀C。所述的气动球阀同时与电磁阀B相连接。所述的真空蓄能器与封闭式油箱之间装有可用计算机自动控制开、关的气动球阀，封闭式油箱与压缩空气源之间装有可用计算机自动控制开、关的电磁阀A组成的压力自动调控机构。本发明的显著效果在于(1)本发明利用压缩空气源的正压力和真空蓄能器中储存的负压力，可以使封闭空间中压力从任意正压力值调整到接近-0. IMPa的最小负压力值，可以实现封闭空间压力范围的较大调节；(2)根据封闭式油箱中气相容积的尺寸选择足够大的真空蓄能器的容积，可迅速、稳定、高度可靠地调节封闭空间中的压力，还可避免真空泵频繁启动；C3)本发明采用计算机控制技术使带有真空蓄能器的压力调节装置具有根据各相关参数的变化自动实时调控油泵入口压力值的功能，使测量及试验数据真实准确。(4)封闭式系统设计可排除外界干扰源对试验数据带来的误差，同时环保，不对环境产生污染。
图1为适用于各类型油泵的封闭式试验装置示意图；图中1、真空蓄能器；2、单向阀；3、真空泵；4、真空压力控制器；5、电磁阀A ；6、减压过滤器；7、压缩空气源；8、出口压力变送器；9、流量变送器；10、待试油泵；11、节流阀； 12、电动机；13、进口压力变送器；14、进口截止阀；15、液位计；16、封闭式油箱；17、溢流阀； 18、电磁阀B ； 19、气动球阀；20、电磁阀C ;21、冷却器；22、加热器；23、温度变送器。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。一种适用于各类型油泵的封闭式试验方法，该方法包括对待试油泵进行汽蚀试验，或进行性能试验，在对待试油泵进行汽蚀试验时，其具体步骤为步骤1、根据油泵工作点，设定待试油泵入口压力值Gs的初始值和逐渐下调(is值的步长；步骤2、通过上位计算机中监控软件的可视界面设定每一步Gs的上、下限值；通过计算机控制系统对待试油泵入口压力值&进行实时自动测控，当入口压力值大于上限值时，由真空蓄能器抽出封闭式油箱液面上方的气体，使封闭式油箱中的气相压力迅速得到调整，使与封闭式油箱相连的待试油泵入口压力值恢复到设定值，此时，结束抽取封闭式油箱液面上方的气体；当压力值小于下限值时，压缩空气充入到封闭式油箱中，使待试油泵的入口压力值恢复到设定值时，停止对封闭式油箱充气；步骤3、通过上位计算机中监控软件的可视界面设定试验介质温度T的上、下限值；通过计算机控制系统对封闭式油箱中试验介质温度T值进行实时自动测控，当液体温度低于T的下限值时，计算机控制系统启动加热器对液体加温，使其达到设定值；当液体温度高于T的上限值时，启动冷却器对液体降温，使其降至设定值。步骤4、将试验介质温度控制在一个固定值，测出该温度对应的介质密度P，经推导和简化得到汽蚀余量计算公式NPSH = [GS/(P *g)]+Zs*l(T6+[8*Qi2/(3i2*D/*g)]*l(T6+[(Pb/(P *g)]_[Pv/ (P ]式中，Gs为油泵进口压力；P为介质密度孓为测压点至基面高度舟为实测流量；Pb为大气压力；PV为汽化压力；DS为检测点通径。上式预先编入上位计算机的程序中，汽蚀试验时测控系统将有关的实时测量值输入上式，自动计算出汽蚀余量NPSH值，并绘制出曲线。步骤5、汽蚀试验前调节节流阀11使油泵的压力、流量达到试验点要求的数值后， 按上述的步长逐步下调Gs值，并微调节流阀11使油泵全压力稳定在试验点压力值。对每一个Gs值计算机均自动的算出对应的汽蚀余量NPSH值，当NPSH值等于临界汽蚀余量时试验结束。如图1所示，本发明所述的适用于各类型油泵的封闭式试验装置，包括一个封闭
6式油箱16，封闭式油箱16的下端通过进口截止阀14与待试油泵10入口相连接，待试油泵 10的出口端分两路，一路通过溢流阀17与封闭式油箱16的上端相连接，另一路依次通过流量变送器9、节流阀11、冷却器21与封闭式油箱16的上端相连接，构成一个封闭回路，其中，待试油泵10还同时与电动机12相连接，在待试油泵10的入口端和出口端分别连接进口压力变送器13和出口压力变送器8，冷却器21的冷却水回路上安装有控制冷却水流动的电磁阀C20 ；真空泵3通过单向阀2、气动球阀19与封闭式油箱16的上端相连接，其中，真空蓄能器1连接在单向阀2和气动球阀19之间的管道上，且真空蓄能器1同时与真空压力控制器4相连，电磁阀B18与气动球阀19相连接；压缩空气源7通过减压过滤器6以及电磁阀A5连接在气动球阀19与封闭式油箱16之间；封闭式油箱16还安装有液位计15、温度变送器23以及加热器22。上述溢流阀17用于防止油路压力超高时损坏系统的零部件；液位计15可以确定封闭式油箱16中液位的高度。上述真空泵3用于抽出真空蓄能器1中的空气，使其保持足够小的负压力值，负压力的数值是由真空压力控制器4根据各种油泵试验的要求任意设定，并控制真空泵3的开启和关闭，使真空蓄能器1的压力保持在设定值的范围内；真空蓄能器1的容量可以根据封闭式油箱16上方气相空间的容积预留出充分的调节余量，可有效防止真空泵3频繁启动， 造成电机过热；单向阀2可防止真空泵3停止工作时，外界大气倒灌入真空蓄能器1中。上述节流阀11的调节可以改变流量变送器9的流量测量值和出口压力变送器8 的压力测量值，即可获得试验所需的数据。上述电动机12驱动待试油泵10的转子作旋转运动，将封闭式油箱16中的液体通过进口截止阀14吸入待试油泵10，经流量变送器9及节流阀11将液体排入封闭式油箱16 中，使液体在封闭系统中循环。当封闭系统中压力超高时，溢流阀17开启待试油泵10输出的液体直接流回到封闭式油箱16中；冷却水流过冷却器21可以降低系统循环中液体的温度，加热器22可以提高系统循环中液体的温度。上述真空蓄能器1与封闭式油箱16之间装有可用计算机自动控制开、关的气动球阀19，封闭式油箱16与压缩空气源7之间装有可用计算机自动控制开、关的电磁阀A5组成的压力自动调控机构，可利用真空蓄能器1中储存的负压力减小封闭空间中的压力；用压缩空气源7提供的正压力增加封闭空间中的压力。
权利要求
1.一种适用于各类型油泵的封闭式试验方法，该方法包括对待试油泵进行汽蚀试验， 或进行性能试验，其特征在于在进行汽蚀试验时包括如下关键步骤步骤1、根据油泵工作点，设定待试油泵入口压力值Gs的初始值和逐渐下调(is值的步长；步骤2、通过上位计算机中监控软件的可视界面设定每一步Gs的上、下限值； 通过计算机控制系统对待试油泵入口压力值Gs进行实时自动测控，当入口压力值大于上限值时，由真空蓄能器抽出封闭式油箱液面上方的气体，使封闭式油箱中的气相压力迅速得到调整，使与封闭式油箱相连的待试油泵入口压力值恢复到设定值，此时，结束抽取封闭式油箱液面上方的气体；当压力值小于下限值时，压缩空气充入到封闭式油箱中，使待试油泵的入口压力值恢复到设定值时，停止对封闭式油箱充气；步骤3、通过上位计算机中监控软件的可视界面设定试验介质温度T的上、下限值； 通过计算机控制系统对封闭式油箱中试验介质温度T值进行实时自动测控，当液体温度低于T的下限值时，计算机控制系统启动加热器对液体加温，使其达到设定值；当液体温度高于T的上限值时，启动冷却器对液体降温，使其降至设定值；步骤4、试验前将试验介质温度控制在一个固定值，测出该温度对应的介质密度P，经推导和简化得到汽蚀余量计算公式NPSH = [Gs/ ( P *g) ] +Zs*10_6+ [8* 2/ (Ji 2*D>g) ] *10_6+ [ (Pb/ ( P *g) ] - [Pv/ ( P *g)] 式中，Gs为油泵进口压力；P为介质密度；ZS为测压点至基面高度舟为实测流量；Pb 为大气压力；PV为汽化压力；DS为检测点通径；上式预先编入上位计算机的程序中，汽蚀试验时测控系统将有关的实时测量值输入上式，自动计算出汽蚀余量NPSH值，并绘制出曲线；步骤5、汽蚀试验前调节节流阀使油泵的压力、流量达到试验点要求的数值后，按上述的步长逐步下调Gs值，并微调节流阀使油泵全压力稳定在试验点压力值；对每一个Gs值计算机均自动的算出对应的汽蚀余量NPSH值，当NPSH值等于临界汽蚀余量时试验结束。
2.一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，该装置包括一个封闭式油箱(16)，封闭式油箱(16)的下端通过进口截止阀(14)与待试油泵(10)入口端相连接，待试油泵(10) 的出口端分两路，一路通过溢流阀(17)与封闭式油箱(16)的上端相连接，另一路依次通过流量变送器(9)、节流阀(11)与封闭式油箱(16)的上端相连通，在待试油泵(10)的入口端和出口端分别连接进口压力变送器(1 和出口压力变送器(8)，在封闭式油箱(16)的上部设有液位计(15)，待试油泵(10)同时与电机(1 相连，其特征在于真空泵C3)通过单向阀O)、气动球阀(19)与封闭式油箱(16)的上端相连接，其中，真空蓄能器(1)连接在单向阀⑵和气动球阀(19)之间的管道上，压缩空气源(7)与封闭式油箱(16)也相连。
3.根据权利要求2所述的一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，其特征在于所述的真空蓄能器(1)同时与真空压力控制器(4)相连，真空蓄能器(1)的容量可以根据封闭式油箱(16)上方气相空间的容积预留出充分的调节余量，可迅速、稳定地调节封闭式油箱(16)中的压力，还可有效防止真空泵(3)的频繁启动。
4.根据权利要求2所述的一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，其特征在于所述的压缩空气源(7)是通过减压过滤器(6)以及电磁阀A(5)连接到封闭式油箱(16)的上端。
5.根据权利要求2所述的一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，其特征在于所述的封闭式油箱(16)上设有温度变送器03)以及加热器(22)，在节流阀(11)与封闭式油箱(16)之间还连接有冷却器(21)，冷却器的冷却水回路上安装有控制冷却水流动的电磁阀C 00)。
6.根据权利要求2所述的一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，其特征在于所述的气动球阀(19)同时与电磁阀B(18)相连接。
7.根据权利要求2所述的一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置，其特征在于所述的真空蓄能器(1)与封闭式油箱(16)之间装有可用计算机自动控制开、关的气动球阀 (19)，封闭式油箱(16)与压缩空气源(7)之间装有可用计算机自动控制开、关的电磁阀 A(5)组成的压力自动调控机构。
全文摘要
本发明涉及各类型泵的试验装置及方法，具体公开了一种适用于各类型油泵的封闭式试验装置及方法，该试验方法具体为(1)根据油泵工作点，设定待试油泵入口压力值Gs的初始值和逐渐下调Gs值的步长；(2)通过上位计算机中监控软件的可视界面设定每一步Gs的上、下限值；(3)通过上位计算机中监控软件的可视界面设定试验介质温度T的上、下限值；(4)推导和简化得到汽蚀余量计算公式；(5)按步长逐步下调Gs值，并微调节流阀使油泵全压力稳定在试验点压力值。该试验装置和方法具有封闭空间压力调节范围大、可迅速、稳定、高度可靠地调节封闭空间压力，且环保，试验数据准确。
文档编号F04B51/00GK102338074SQ20101023519
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者戴侃, 李学华, 王伟国 申请人:北京航天动力研究所