[發明專利]離心泵的解耦試驗裝置

有效

• 申請號: 201410410605.8
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104141618A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 李國平;王強;陳長盛;柳瑞鋒;周相榮;代學昌
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0四研究所
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

本發明涉及一種離心泵試驗裝置，尤其是一種離心泵的解耦試驗裝置。

背景技術

離心泵是一種將原動機的機械能轉化為被輸送液體壓力能和動能的通用流體機械，降低離心泵振動噪聲不僅有利于延長其使用壽命，同時也可改善設備運行的工作環境和其周邊生活環境。

引發離心泵振動噪聲的激勵源主要由三方面組成：流體激勵、機械激勵和電磁激勵，其中流體激勵振動噪聲是由于電動離心泵葉輪旋轉時劃過液體產生了流體非定常脈動，而激起離心泵蝸殼、葉輪的振動噪聲并傳遞到機座，它與離心泵內流場流體流動狀況有關，影響離心泵內流場流體流動狀況的主要因素有葉輪結構參數、葉片型線、蝸殼結構參數、動靜間隙等；機械振動噪聲主要是由電動離心泵軸承、轉子不平衡等因素引起，可通過電動離心泵組中電機殼體的軸承和定子端蓋傳遞到設備機腳；電磁振動噪聲是電機氣隙中電磁場產生的電磁力波，激起電機定子、轉子振動噪聲并傳遞到機座，它與電機氣隙、內諧波磁場及由此產生的電磁力波幅值、繞組形式、齒槽形式和配合、級對數等因素有關。

目前對電動離心泵振動噪聲的研究主要集中在仿真計算和簡單的頻譜定性分析方面，無法實現激勵源的定量識別和定量處理。現有電動離心泵組主要結構由電動機和離心泵組成，將蝸殼直接安裝在電機端蓋上，或使用過渡支撐結構與電機剛性相連，在該結構形式下，流體激勵、機械激勵、電磁激勵高度耦合，無法對引發電動離心泵振動噪聲的激勵特性進行很好的分離和識別，就不能從源頭上對離心泵振動噪聲進行定量分析和優化設計。目前國內的離心泵試驗裝置并不能實現流體激勵、機械激勵、電磁激勵等不同激勵特性的物理分離，更沒有專門實現離心泵流體激勵與機械激勵及電磁激勵物理分離的解耦試驗裝置。

目前對電動離心泵振動噪聲的研究存在著以下缺陷：

（1）流體激勵、機械激勵和電磁激勵產生的振動噪聲相互耦合，電動離心泵組的振動噪聲響應是各激勵源的混疊耦合作用，不能實現激勵源的分離，這給激勵源的定量識別帶來了很大難度，也無法針對離心泵不同的激勵特性實現有指向性的減振降噪設計；

（2）在現有離心泵結構下，蝸殼與電機剛性連接，無法完成蝸殼型線設計、蝸殼加工材料及加工工藝等單因素變化對電動離心泵振動噪聲影響規律的試驗研究。

發明內容

本發明是要提供一種離心泵的解耦試驗裝置，在不改變離心泵性能參數的前提下，實現離心泵流體激勵與機械激勵和電磁激勵的物理分離；可對離心泵流體激勵、電機電磁激勵、機械激勵以及振動傳遞特性進行深入研究，同時可以完成蝸殼結構或材料變化對設備振動噪聲影響規律的試驗研究。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種離心泵的解耦試驗裝置，包括離心泵蝸殼、位于離心泵蝸殼內的葉片、葉輪轉子、離心泵的驅動電機，其特點是：蝸殼通過分離解耦支架安裝在蝸殼支撐基座上，葉輪轉子安裝在離心泵的驅動電機的電機軸上，驅動電機安裝在電機支撐基座上，且蝸殼支撐基座和電機支撐基座相互獨立，使蝸殼與驅動電機轉子之間物理分離，實現流體激勵、機械激勵及電磁激勵的振動解耦；在蝸殼上布置動態壓力脈動傳感器、加速度傳感器，在葉輪轉子處布置電渦流傳感器、在葉片上布置無線應力應變傳感器以及在電機的軸承處和機腳處布置加速度傳感器，并且各傳感器連接采集與數據分析裝置，用于分別獲取流體激勵源的振動傳遞特性，實現流體激勵源的定量特性和依據定量激勵源特性分析。

離心泵的泵蓋安裝于驅動電機的下法蘭處，泵蓋與下法蘭之間的密封型式為迷宮密封10配合O型硅膠圈密封11的雙重密封型式。

電機支撐基座為剛性支撐基座或彈性支撐基座。

驅動電機4的機腳位置處布置第一、二加速度傳感器5、14，用于測試電機振動加速度。

驅動電機的下法蘭處布置第三加速度傳感器12，在離心泵的蝸殼對應位置處布置第四加速度傳感器13，用于測試兩個位置的振動加速度。

動態壓力脈動傳感器7布置于蝸殼上緊靠第四加速度傳感器13附近，并沿蝸殼周向均勻布置，從蝸舌位置開始每隔90°布置一個，用于測試水泵運轉產生的流體激勵。

電渦流傳感器8固定于電機支撐基座3上，并伸向電機軸外表面，兩只電渦流傳感器呈90°夾角布置，用于測試軸系徑向位移。

本發明的有益效果：

本發明主要有以下幾個特點：