Способ определения входного импеданса лопастного насоса и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и позволяет повысить производительность испытаний лопастного насоса для определения его входного импеданса путем сокращения времени на обработку результатов измерений. Входная и напорная магистрали 1 и 2 подключены соответственно к входу 3 и выходу 4 испытуемого насоса 5. Поршневой пульсатор (П) 6 с приводом 7 установлен в магистрали 1 на входе 3. Второй П 9 установлен перед П 6 по ходу потока и связан с подключенным к нему датчиком давления, через узел 10 регулирования хода поршня - с приводом 7. Узел 10 подключен с помощью узла 11 регулирования сдвига фаз к П6. Создают в одном из сечений магистрали 1 гармонические пульсации расхода с заданной частотой и устанавливают требуемый режим работы насоса 5. Измеряют и регистрируют пульсации давления и расхода и определяют входной импеданс. Создают пульсации в другом сечении с той же частотой. После выхода насоса 5 на режим изменяют амплитуду пульсаций расхода в одном сечении. При этом в другом сечении изменяют фазу пульсаций до момента получения нулевой амплитуды пульсаций давления в более удаленном от насоса 5 сечении. После чего измеряют отношение амплитуд пульсаций расхода и сдвиг фаз между пульсациями. По результатам испытаний можно провести построения зависимости модуля и аргумента входного импеданса от частоты вынужденных колебаний. 2 с.и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСтичЕСних

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1560800 (51) 5 F 04 51!00

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A STOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЫ (21) 4414980/31-29 (22) 25.04.88 (46) 30.04.90, Бюл, ¹.16 (71) Институт технической механики

АН УССР (72) В,А,Дрозд и П,В.Фоменко (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 802610, кл. F 04 В 51/00, 1977. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВХОДНОГО HNНЕДАНСА ЛОПАСТНОГО НАСОСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и позволяет повысить произв-cTb испытаний лопастного насоса для определения его входного импеданса путем сокращения времени на обработку результатов измерений. Входная и напорная магистрали

1 и 2 подключены соответственно к входу- 3 и выходу 4 испытуемого насоса 5, Поршневой пульсатор (П) 6 с приводом 7 установлен в магистрали

1 на входе 3, Второй П 9 установлен

1560800 да насоса 5 на.режим изменяют амплитуду пульсаций расхода в одном сечении. При этом в другом сечении изме5 няют фазу пульсаций до момента получения нулевой амплитуды пульсаций давления в более удаленном от насоса

5 сечении. После чего измеряют отношение амплитуд пульсаций расхода и

1р сдвиг фаз между пульсациями. По результатам испытаний можно провести построения зависимости модуля и аргу-! мента входного импеданса от частоты вынужденных колебаний, 2 с, и 2 з.п. ф лы, 3 ил»

Изобретение относится,к машиностроительной гидравлике и может быть использовано при определении динамических характеристик, в частности импеданса различных гидравлических устройств, например лопастных насо- 25 сов, Цель изобретения — повышение производительности испытаний путем сок.Ращения времени на обработку результатов измерений, 30

На фиг.! представлена схема устройства для осуществления способа определения входного импеданса лопастного насоса; на фиг, 2 — схема входной магистрали с узлами подклю- 35 чения пульсаторов; на фиг. 3 — схеяа регистрации сигналов датчика давления, Способ определения входного импеданса лопастного насоса заключается 4О в тьм, что создают в одном из сечений входной магистрали на входе в насос гармонические пульсации расхода с заданной частотой и устанавливают требуемый режим работы насоса, 45 измеряют и регистрируют пульсации давления и расхода, после обработки которых Определяют входной импеданс, при этом дополнительно создают гармонические пульсации РасхОда В дру- 5О гом сечении входной магистрали"насоса с той же частотой, после выхода насоса на режим изменяют амплитуду пульсаций расхода в одном сечении

ВхОднОЙ магистрали» а В другОм сече- я нии изменяют фазу пульсаций до момента получения нулевой амплитуды пульсаций давления в более удаленном от насоса сечении, после чего измеряют

-(R + 1рт) 7.

Ь «с.»

Аг .1ч"

1 + — — е

А т где 7.

R т перед П 6 по ходу потока и связан с подключенным к нему датчиком давле.Ния, а через узел 10 регулирования хода поршня с приводом 7. Узел 10 подключен с помощью узла 1! Регулирования сдвига фаз к П 6, Создают в одном из сечений магистрали 1 гармонические пульсации расхода с заданной частотой и устанавливают требуемый режим работы насоса 5. Измеряют и регистрируют пульсации давления и расхода и определяют входной импеданс. Создают пульсации в Другом се чении с той же частотой. После выхо-, отношение амплитуд пульсации расхода и сдвиг фаз между пульсациями, а зна чение входного импеданса определяют согласно следующего выражения: входной импеданс насоса, с/см; коэффициенты гидравлического и инерционного сопротивлений участка входной магистрали насоса между сечениями с источниками пульсаций расхода, с/см; угловая скорость вращения привода источников пульсаций расхода (co= 2ф;

Ач — отношение амплитуд пульса- .

А ций расхода в ближнем к насосу и удаленном сечениях соответственно; ц — сдвиг по фазе пульсаций расхода в двух сечениях.

Устройство для осуществления спосаба содержит входную и напорную магистрали 1 и 2, подключенные соответственно к входу 3 и выходу 4 испытуемого насоса 5, поршневой пульсатор 6 с приводом 7, установленный во входной магистрали на входе 3 в насос 5 датчик 8 давления, при этом устройство снабжено вторым пульсатором 9,уз" лом 10 регулирования хода поршня пульсатора и узлом 11 регулирования сдвигa фаэ пульсаций расхода пульсаторов 6 и 9 второй пульсатор 9 установлен перед первым по входу пото60800 б

5 15 ка пульсатором 6 и связан с подключенным к нему датчиком 8 давления, а также через узел 10 регулирования хЬда поршня — с приводом 7, одновременно подключенным с помощью узла ll регулирования сдвига фаз к первому пульсатору 6, причем узел 10 регулирования хода поршня пульсатора 9 выполнен в виде платформы 12 с возможностью ее горизонтального перемещения относительно неподвижного основания 13 с установленными в ее стойках 14 и 15 двумя полумуфтами

16 и 17, связанными между собой перемычкой 18, расположенной под углом к оси вращения (не показано) полумуфт 16 и 17, а также посредством самоустанавливающегося подшипника

19, взаимодействующего с перемычкой

18, с вторым пульсатором 9, при этом одна из полумуфт 17 с помощью двух валов 20 и 21, связанных шлицевой муфтой 22, подключена к приводу 7, узел ll регулирования сдвига фаз пульсаций расхода выполнен в виде водила 23, опирающегося на резьбовую муфту 24, связанную одним валом

25 с приводом 7, а другим валом 26— с пульсатором 6 на входе 3 в насос

5 с возможностью горизонтального перемещения водила 23 относительно неподвижного основания 27 совместно с муфтой 24, Конструктивно подключение пульсаторов 6 и 9 к входной магистрали 1 выполняют с помощью коллекторов 28 и 29 соответственно, Датчик 8 давления подключен к пульсатору 9 через коллектор 29 и связан через фильтр 30 с вторичным прибором в виде вольтметра 31. Узел 10 регулирования хода поршня и узел 11 регулирования сдвига фаз для отсчета перемещений имеют реперные линейки 32 и 33, установленные на неподвижных основаниях 13 и 27 cooòâåòственно, а само перемещение узлов

10 и 11 осуществляют с помощью приводов в виде штурвалов 34 и 35 посредством передач винт-гайка соответственно, В узле 11 регулирования сдвига фаз винтовая резьба на валах 25 и

26, а также муфте 24 выполнена таким образом, что тангенс угла подъема резьбы больше угла трения, благодаря чему при осевых перемещениях муфты 24 будет происходить прокручи" ванне валов 25 и 26, à с целью полу . чения большего проворачивания валов

25 и 26 при меньшем осевом смещениимуфты 24 направления резьб на валах

25 и 26 и на соответствующих участках (не показано) муфты 24 выполнены противоположными, Устройство для осуществления способа работает следующим образом, После заполнения входной магистрали 1 устройства рабочей жидкостью включают испытуемый насос 5, после выведения которого на заданный режим работы по давлению во входной магистрали 1 и расходу в напорной магистрали 2 на выходе 4 насоса 5, включают привод 7 и посредством валов 20,21 и 25,26 с помощью муфт 22 и 24 приводят в движение пульсаторы

9 и 6 соответственно, а затем начинают с помощью узла 10 регулирования хода поршня изменять амплитуду пульсаций расхода, получаемых при работе пульсатора 9, а на входе 3 насоса

5 изменяют фазу пульсации расхода с помощью узла 11 регулирования сдвига фаз, связанного с установленным здесь пульсатором 6. Предпочтительнее первоначально вести изменение фазы пульсаций расхода, создаваемых обоими пульсаторами 6 и 9. Для этого вращают штурвал 35 и перемещают посредством пары винт-гайка 37 водило

23 вместе с резьбовой муфтой 24. В зависимости от направления смещения муфты 24 будет происходить и разворот валов 25 и 26 относительно среднего положения на угол + g или

-q, что фиксируется с помощью линейки 33, установленной на неподвижном основании 27. Направление вращения пары 37 винт-гайка осуществляют в ту или другую сторону так, чтобы обеспечить минимум показаний на вторичном приборе в виде вольтметра 31, преобразующего сигнал, поступающий после фильтра 30 с датчика 8 давления. Затем с помощью узла 10 регулирования хода поршня изменяют амплитуду пульсаций расхода пульсатора, 9.

Для этого вращают штурвал и с помощью передачи винт-гайка 36 смещают платформу 12 в ту или другую сторону вместе со стойками 14 и 15 и вращающимися полумуфтами 16 и 17 и пере1мычкой 18, которая свободно перемещаясь внутри самоустанавливающего подшипника 19, благодаря своей установке под углом к оси вращения полу1560800 муфт 1б и 17, и при условии, что пульсатор 9 совершает перемещение только в одной плоскости, позволяет изменять ход поршня, а, следовательно, и амплитуду пульсаций. Согласно показаний, снятых с установленной на неподвижном основании 13 линейки 32 в случае ее градуировки в делениях ° отношения А /А,, непосредственно фик- 10 сируют текущее значение отношения

А /А . Направление и перемещение платформы 12 регулируют до того момента, пока показания вольтметра 31 не станут равными нулю. Зафиксирован- 15 ное при этом значение .отношения А /А

1 по показаниям линейки 32, а также угол сдвига фаз С, снятый по показаниям линейки 33, используют для определения входного импеданса насо- 20 са 5.

При этом учитывают значения R u

I, которые предварительно определяют по следующим формулам:

25 (2) 1

2йР

К

С и Е где К вЂ” коэффициент гидравлического сопротивления участка входной магистрали между 30 двумя пульсаторами йР— перепад давления на участке входной магистрали между двумя пульсаторами;

à — весовой расход насоса в стационарном режиме;

T — - коэффициент инерционного сопротивления участка вход-ной магистрали между двумя пульсаторами; 40

1 — длина входной магистрали между двумя пульсаторами;

F — площадь поперечного сечения входной магистрали;

g — ускорение силы тяжести. 45

Для определения входного импеданса Z используют формулу (1), из которой находят действительную часть импеданса К 7, и мнимую Е 7., по котоm рым судят о характере входного импе- 50 данса насоса, Подобным образом определяют вели-. чину импеданса на других режимах работы насоса и на других частотах работы пульсаторов. По результатам ис" пытаний можно провести построение зависимости модуля и аргумента входного нмпеданса насоса от частоты вынужденных колебаний, Ф о р м у л а . и з о б р е т е н и я

-(К + i0IJTi

7, 1 + — — е

А

А, входной импеданс насоса, с/см; коэффициенты гидравлического и инерционного сопротивлений участка входной магистрали насоса между сечениями с источниками пульсаций расхода, с/см; угловая скорость вращения привода источников пульсаций расхода; где Z

R, Е— отношение амплитуд пульсаций расхода в ближнем к насосу и удаленном сечениях соответственно; сдвиг по фазе пульсаций расхода в двух сечениях.

2 ° Устройство для определения входного импеданса лопастного насоса, содержащее входную и напорную

1 ° Способ определения входного импеданса лопастного насоса, заключающийся в том, что создают в одном из сечений входной магистрали на входе в насос гармонические пульсации расхода с заданной частотой и устанавливают требуемый режим работы насоса, измеряют и регистрируют пульсации давления и расхода, после обработки которых определяют входной импеданс, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности испытаний путем сокращения времени на обработку результа.тов измерений, дополнительно создают гармонические пульсации расхода в другом сечении входной магистрали насоса с той же частотой, после выхода насоса на режим изменяют амплитуду пульсаций расхода в одном сечении входной магистрали, при этом в другом сечении изменяют фазу пульсаций до момента получения нулевой амплитуды пульсаций давления в более удаленном от насоса сечении, после чего измеряют отношение амплитуд пульса" ций расхода и сдвиг фаз между пульсациями, а значение входного импедан" са насоса определяют по следующему выражению:

9 156080 магистрали, подключенные соответственно к входу и выходу испытуемого насоса, поршневой пульсатор с приводом, установленный во входной магист-.

5 рали на входе в насос, датчик пульсаций давления, о т л и ч а ю щ е е— с я тем,, что, с целью повышения производительности испытаний путем сокращения времени на,обработку 10 результатов измерений, устрой ство снабжено вторым пульса.тором, узлом регулирования хода поршня пульсатора и узлом регулирования сдвига фаз пульсаций расхода пуль-15 сатора, второй пульсатор установлен перед первым по ходу потока пульсатором и связан с подключенным к нему датчиком давления, а также через узел регулирования хода поршня " с приводом, одновременно подключенным с помощью узла регулирования сдвига фаз ,к первому пульсатору.

3 ° Устройство по п.2, о т л и — 2д

<3 а ю щ е е с я тем, что узел регулиФ

О lG рования хода поршня пульсатора выполнен в виде платформы с воэможностью ее горизонтального перемещения относительно неподвижного основания с установленными в ее стойках двумя полумуфтами, связанными между собой перемычкой, расположенной под углом к оси вращения полумуфт, а также посредством самоустанавливающегося подшипника, взаимодействующего с перемычкой, - : о вторым пульсатором, при этом одна из полумуфт с помощью двух валов, связанных шлицевой муфтой, подключена к приводу.

4, Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что узел регулирования сдвига фаэ пульсаций рас хода пульсаторов выполнен в виде водила, опирающегося на резьбовую муфту, связанную одним валом с приводом, а другим — с пульсатором на входе в насос с возможностью горизонтального перемещения водила относительно неподвижного основания совместно с муфтой, 1560800

Составитель Л,Гостева

Техред М.Дидык Корректор О,Ципле

Редактор И.Середа

Тираж 496

Подписное

Заказ 964

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10!