[發明專利]一種監測離心泵葉片汽蝕發展過程的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810360707.1
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108895018B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 崔寶玲;張陳良;朱祖超;賈曉奇;翟璐璐
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F04D29/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種監測離心泵葉片汽蝕發展過程的裝置及方法。汽蝕檢測模塊安裝于葉輪吸力面附近的導軌之上，并與葉輪一同旋轉；在旋轉軸端安裝有旋轉干擾檢測模塊，將旋轉過程中產生的振動干擾信號傳輸到汽蝕補償模塊；同時汽蝕檢測模塊與旋轉干擾模塊均由超聲波傳感器與振動加速度傳感器組成，通過相應的濾波與加權方法處理獲得汽蝕信號；由電磁推動裝置和相應磁極組成的汽蝕發展過程移動監測模塊將根據微處理器接收的汽蝕準確信號來調節汽蝕檢測模塊的徑向位置。本發明能夠監測瞬時葉片處汽蝕，除去汽蝕信號中旋轉干擾因素，在低、中和高三個不同頻率段中獲得準確的汽蝕信號，僅用一組傳感器便可進行汽蝕區域追蹤監測。

技術領域

本發明涉及了一種監測離心泵的裝置及方法，尤其是涉及了一種監測離心泵葉片汽蝕發展過程的裝置及方法。

背景技術

離心泵汽蝕危害困擾著許多泵站的運行，許多泵站由于嚴重汽蝕所引起的強烈振動而無法運行。汽蝕時傳遞到危害葉輪及泵殼的沖擊波，加上液體中微量溶解的氧對金屬化學腐蝕的共同作用，在一定時間后，可使其表面出現斑痕及裂縫，甚至呈海綿狀逐步脫落；發生汽蝕時，還會發出噪聲，進而使泵體振動；同時由于蒸汽的生成使得液體的表觀密度下降，于是液體實際流量、出口壓力和效率都下降，嚴重時可導致完全不能輸出液體。而汽蝕的發生及發展過程不易被監測，在傳統行業中主要以噪聲測量法、壓力測量法、振動測量法和高速攝影法為主。除了單一傳感器的測量方法之外也有提出過兩種傳感器相互結合的方法，當時以往的超聲波傳感器和振動加速度傳感器相互結合并沒有解決其在監測中頻信號時的準確性問題，使得監測準確性在中頻波段內大大下降。

在離心泵中，主要的汽蝕危害區域為葉輪葉片的吸力面處，并且離心泵葉片的汽蝕區位置和強度會隨著泵進口流量的變化而變化，傳統的離心泵汽蝕監測方法主要是監測葉輪進口處的振動頻率來實現。這樣的監測方法無法實時監測在葉片上汽蝕區的發展過程，若采用多組傳感器在葉輪處進行監測既提高了監測成本，并且旋轉振動對實時監測的干擾也十分嚴重。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種監測離心泵葉片汽蝕發展過程的裝置及方法，利用使用傳感器組及中頻信號加權算法、濾波補償模塊和汽蝕發展過程移動監測模塊進行離心泵葉片汽蝕發展過程精確實時監測。

按照本發明的技術方案：

一、一種監測離心泵葉片汽蝕發展過程的裝置：

裝置包括支撐滑軌、汽蝕監測單元、旋轉干擾監測單元、振動加速度傳感器Ⅰ、超聲波傳感器Ⅰ、振動加速度傳感器Ⅱ、超聲波傳感器Ⅱ；轉軸端部連接有沿周向均勻布置于葉輪各葉片的葉片吸力面處的多個支撐滑軌，支撐滑軌沿葉輪徑向延伸，汽蝕監測單元安裝于支撐滑軌上并沿支撐滑軌滑動；汽蝕監測單元沿葉輪徑向的內端面和外端面分別固定有磁極Ⅰ和磁極Ⅱ，汽蝕監測單元上安裝有振動加速度傳感器Ⅰ和超聲波傳感器Ⅰ，振動加速度傳感器Ⅰ用于接收中低頻振動信號，超聲波傳感器Ⅰ用于接收中高頻振動信號；支撐滑軌靠近轉軸的端部作為內端并固定有旋轉干擾監測單元，旋轉干擾監測單元上安裝有振動加速度傳感器Ⅱ和超聲波傳感器Ⅱ，振動加速度傳感器Ⅱ用于接收中低頻振動干擾信號，超聲波傳感器Ⅱ用于接收中高頻振動干擾信號；支撐滑軌遠離轉軸的端部作為外端并固定有電磁推進器Ⅰ，電磁推進器Ⅰ上固定有電磁鐵Ⅰ，電磁鐵Ⅰ與汽蝕監測單元上的磁極Ⅰ通過磁力相互作用；支撐滑軌靠近轉軸的端部且位于旋轉干擾監測單元外側固定有電磁推進器Ⅱ，電磁推進器Ⅱ上固定有電磁鐵Ⅱ，電磁鐵Ⅱ與汽蝕監測單元上的磁極Ⅱ通過磁力相互作用。

所述的支撐滑軌開有條形槽，汽蝕監測單元嵌裝于支撐滑軌的條形槽中，汽蝕監測單元上的磁極Ⅰ和磁極Ⅱ受支撐滑軌兩端的電磁鐵Ⅰ和電磁鐵Ⅱ的磁力作用，調整汽蝕監測單元沿支撐滑軌條形槽移動并固定監測位置。

所述的汽蝕監測單元上的振動加速度傳感器Ⅰ和超聲波傳感器Ⅰ固定在汽蝕監測單元側面，朝向葉輪周向方向。