Способ испытания ступени центробежного насоса

 

Изобретение относится к насосостроению, Цель изобретения - расширение области применения и снижение трудоемкости. Способ включает измерение перепадов давления на переднем и межступенном уплотнениях 7, 6 при определении дисковых потерь в передней и задней боковых пазухах 4, 5 с установленным штатным рабочим колесом 1 при обеспечении нулевых утечек через боковые пазухи 4, 5 одновременно. При этом обеспечивается возможность определения балансовых характеристик ступени при наличии взаимовлияющих утечек через боковые пазухи 4, 5 (при наличии переточного канала 3, сообщающего пазухи 4, 5) и уменьшается количество переборок испытательного стенда. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (эцио F 04 В 51/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 t) 4490901/29 (22) 10.10.88 (46) 30.03,91. Бюл. hL 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной механики им. М.M.Ôeäoðîва (72) Э.И.Антонов (53) 621;671 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1384828, кл. F 04 В 51/00, 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СТУПЕНИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (57) Изобретение относится к насосостроению, Цель изобретения — расширение обла„„5U„„1638368 А1 сти применения и снижение трудоемкости.

Способ включает измерение перепадов давления на переднем и межступенном уплот- . нениях 7, 6 при определении дисковых потерь в передней и задней боковых пазухах 4, 5 с установленным штатным рабочим колесом 1 при обеспечении нулевых утечек через боковые пазухи 4, 5 одновременно.

При этом обеспечивается возможность определения балансовых характеристик ступени при наличии взаимовлияющих утечек через боковые пазухи 4, 5 (при наличии переточного канала 3, сообщающего пазухи 4, 5) и уменьшается количество переборок испытательного стенда. 1 ил, 1638368 ду собой полости колеса и отвода и приводят во вращение насос с помощью балансирного электродвигателя. Частота вращения должна соответствовать таковой при балансовых испытаниях, Далее включают вспомогательный насос (источник давления) и подают жидкость со стороны нагнетания исследуемой ступени таким образом, чтобы жидкость проходила вдоль тракта, образуемого последовательно следующими элементами: межступенное уплотнение 6, задняя пазуха 4, полость вокруг

Изобретение относится к насосостроению, в частности к испытаниям насосов, включающих центробежную ступень, Цель изобретения — расширение области применения и снижение трудоемкости 5 путем обеспечения возможности определения балансовых характеристик ступени при наличии взаимовлияющих утечек через боковые пазухи последней и уменьшение количества переборок испытательного 10 стенда.

На чертеже схематически изображена центробежная ступень с указанием в ниж-. ней части чертежа направления движения утечек при наличии в центробежном рабо- 15 чем колесе переточного канала, сообщающего переднюю и заднюю боковые пазухи, а в верхней — разрез ступени при обеспечении нулевых утечек через пазухи, Ступень включает в себя рабочее колесо 20

1 с лопатками 2, в которых выполнены переточные каналы 3, сообщающие заднюю и переднюю пазухи 4 и 5, межступенное и переднее уплотнения 6 и 7. При обеспечении нулевых утечек через уплотнения сту- 25 пень оснащена кольцами 8 и 9 круглого сечения, установленными соответственно со стороны межступенного и переднего уплотнений 6 и 7.

Способ испытания ступени центробеж- 30 ного насоса включает измерение перепадов

h. Р1, Л Рз давления на переднем и межступенном уплотнениях 7 и 6 при определении дисковых потерь в передней и задней боковых пазухах 5 и 4 с установленным штатным 35 рабочим колесом 1 при обеспечении нулевых утечек через боковые пазухи 4 и 5 одновременно.

Способ осуществляют в несколько этапов следующим образом. 40

Этап l. Выполняют специальный эксперимент для определения утечки g через переднее уплотнение 7 и 9з — через межступенное уплотнение 6 при установке бандажированного макета рабочего колеса (с 45 исключением в том числе и каналов 3 и протечек через них). Герметично отделяют межнаружного диаметра колеса 1, передняя пазуха 5, переднее уплотнение 7, всасывающая гидролиния насоса с дальнейшим сбросом в бак (последние элементы, также как вспомогательный насос и вставка, изолирующая отвод от колеса (не показаны), Регулируя давление вспомогательного источника, т.е. изменяя тем самым расход жидкости и перепады Ь Р1 и Л Рз на уплотнениях 7 и 6, устанавливают зависимостии g .= т1(Л Р1) и 93 = 4(РЗ).

Этап П, Обеспечивают полную герметизацию полости ступени (перекрывают гидролинии как со стороны нагнетания, так и всасывания с прекращением какого-либо расхода жидкости через исследуемую ступень) и в таком состоянии при работающем насосе с помощью балансирного электродвигателя определяют потребляемую мощность йпар.п, Таким путем выделяют дисковые потери при обеспечении нулевого расхода через внутреннюю полость исследуемой ступени, а значит и через пазухи

4и5.

Этап И1. Полученный результат N»p.п исправляют, вычитая из него мощность Naoe (определяемую по известным зависимостям расчетным путем), которая затрачивается на трение добавочных поверхностей, возникших вследствие закрытия колеса 1 на входе и выходе при бандажировании. Кроме того, определяют его мощность холостого хода

Nx.x, расходуемую на трение в узлах подшипников и уплотнений исследуемого насоса (не показаны), Для определения Nx,x макет рабочего колеса 1 снимают и в таком положении запускают ротор при заполненной водой полости ступени. Потребляемая при этом мощность N x.x больше Nx.> на величину потерь мощности на дисковое трение на участке ротора в пределах длины ступицы снятого макета рабочего колеса 1.

Величину йц7.определяют расчетом по известным зависимостям. В результате мощность потерь на дисковое трение макета рабочего колеса 1 в непроточной жидкости определяется как п р.н = пар.п сдоб Nx.õ, ГДЕ Nx,x = N x. 1Чя,Г.

Этап 1Ч. Осуществляют нормальные испытания ступени, для чего монтируют штатное рабочее колесо 1.. В процессе испытаний определяют подачу, напор и потребляемую мощность NH.n с помощью балансирного электродвигателя, В процессе определения рабочих характеристик ступени на каждом исследуемом режиме

ИЗМЕряат ПЕрЕПадЫ Л Р1 И Л Ра На уПЛОтНЕниях 6 и 7, что дает возможность определить

1638368 утечки 9 е и цз через последние с использованием зависимостей g q = fj(A Р1) и g, =

= f2(AÐ3), полученных на этапе 11, При этом величина g E может представлять собой суммарную утечку, состоящую из утечек g1 (через переднюю пазуху 5), 92 (через заднюю пазуху 4) и g> (через межступеннбе уплотнение 6), Сумма утечек (g2 + ц,) в этом случае проходит через каналы 3 в область передней пазухи 5, где она объединяЕТСЯ С УтЕЧКОй Ц1 таК, ЧтО д = 91 + 92 + цз.

Зная g и g3 из эксперимента этапа 1, можно определить величину

91 + 92 = 9 е цз, где (91+ ц2) представляет собой сумму радиально сходящихся утечек, имеющих место одновременно в обоих пазухах 4 и 5, Отмеченное направление утечек в пазухах 4 и 5 в принципе может быть и иным. В случае недостаточной пропускной способности каналов 3 величина g2 может быть близка к нулю или, более того, может иметь обратное; радиально расходящееся направление (т.е. через каналы 3 к уплотнению 7 уходит только часть расхода утечки g>, остальная представляет радиально расходящееся течение в пазухе 4). Поэтому определяющее значение имеет только измерение g p. Определение g3 имеет вспомогательное значение, позволяющее качественно судить о величинах g1 и g2. В принципе это несколько сужает номенклатуру выделяемых типов потерь, однако в целом не снижает точности балансового разделения, упрощает его процесс и благодаря этому расширяет область балансовых исследований на ступени с взаимовлиянием утечек между собой.

Этап V. Осуществляют новую сборку ступени, При этом ступень со штатным рабочим колесом 1 дополняется уплотнительными кольцами 8 и 9 в области межступенного 6 и переднего 7 уплотнений (могут быть приняты и другие средства герметизации), Кроме того, полностью перекрываются каналы 3 колеса 1. В такой сборке выполняют полный цикл измерений, характерный для нормальных испытаний.

Одновременно фиксируют перепады (A P 1 и Л P з на уплотнениях 7 и 6. Поскольку при

I этом g1 = цг = g3 = О, то обеспечивается полная идентичность процессов в боковых пазухах 4 и 5 таковым, которые имеют место в случае испытаний бандажированного макета рабочего колеса 1 (этап I).

Определяя экспериментальную разницу в потребляемой мощности между Ng - о ступени при данной сборке NH и и нормальют), Запуская в таком положении насос и создавая соответствующие значения Л Р 2, определяют потребляемую при этом мощНОСТЬ йпар.з,,(Л Р 2 ). РаЗНИца МЕжду ПОI следней и Впар,п ппзт и дает величину

A Nynp,з(Л P 2 ).

Аналогично определяется величина

Л 1Чупл.п,(ЛР 1), Чта ПОЗВОЛЯЕТ НайтИ РаэI ницу между Мпар.п.р(Л Р 1 ) и Впар.п-сопзт

Для этого проводят испытания с установкой кольца 9 и созданием перепада давления AÐ11на нем.

На этом экспериментальное определение исходных данных заканчивается. Имея

40 экспериментально определенные величины (Nnn Ng-0). A 1чупл.з M A 1 1упл.п. определяют значение Лйз + Лйп = (Мн.п — N g-о)- дупл.з - Л 1 1упл.п и полную величину дисковых потерь в ступени, представляющую собой алгебраическую сумму

Ng.òð = Мпар.н + A 1чз.п, где Ьйз.п = (Л N3 + ANn) представляет собой изменение потерь мощности на дисковое трение, обусловленное одновремен50 ным исключением протечек g1, д2 и g3, Величина ANa.n может быть определена для любой подачи насоса. Имея зависимости AN@.n(Q), Nq.òð (0) и <х. определяется гидравлическая мощность от = Мн.п (Ng.тр+ Nx.õ).

Далее вычисляют теоретический напор. тормозную мощность N>. КПД колеса и ступени и т.д. в полном соответствии с известными рекомендациями, В итоге составляют

25 ными испытаниями (этап IV), устанавливаем следующую величину:

Nn.n - Ng-О = (ANs + A Nn) + A Nynn.з +

+ A Nynn.п, где AN> — изменения потерь мощности на дисковое трение, обусловленное исключением утечек g2 — в задней пазухе от оси к периферии;

Л Nn — изменение потребляемой колесом 1 мощности, обусловленное исключением утечек g1 через переднюю пазуху 5;

Л дупл.з — потери мощности на трение в области уплотнения 8;

Л Nynn.n — потери мощности на трение в области уплотнения 9.

Для непосредственного определения величин ANynn.3 и ANynn.n снова устанавливают бандажированное колесо и проводят специальные испытания при. поочередной установке колец 8 и 9.

При этом при установке кольца 8 с помощью вспомогательных источников давления создают на кольце 8 перепад давления (проточность жидкости полностью исключа1638368

Составитель С,Косов

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор С,Лисина

Заказ 911 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35,.Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 полный баланс для мощности, подведенной к валу насоса.

Формула изобретения

Способ испытания ступени центробежного насоса, включающий измерение перепада давления на переднем и межступенном уплотнениях при определении дисковых потерь в передней и задней боковых пазухах при обеспечении нулевых утечек соответственно в задней и передней пазухах с установленным штатным рабочим колесом, отличающийся тем, что.c целью расширения области применения и снижения трудоемкости путем обеспечения воэможности определения балансовых

5 характеристик ступени при наличии вэаимовлияющих. утечек через боковые пазухи последней и уменьшения количества переборок испытательного стенда, измерение перепада давления на уплотнениях осу10 ществляется при обеспечении нулевых утечек через боковые пазухи одновременно.