[發明專利]一種液力透平泵測試系統及方法

在審

• 申請號: 202010698200.4
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111779684A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 宋力;張建軍;翟霆;王勇軍;王勇;高鵬
• 申請（專利權）人: 山東省農業機械科學研究院
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本公開涉及一種液力透平泵測試系統及方法，包括增壓泵、液力透平泵和測功機，所述增壓泵與外界水源連通，所述增壓泵能夠將機械能轉化成液體動能；所述液力透平泵能夠將增壓泵輸出的液體動能轉化成機械能并向測功機輸出，所述測功機能夠消耗液力透平泵輸出的機械能，并測得液力透平泵的輸出功率。

技術領域

本公開屬于測試技術領域，具體涉及一種液力透平泵測試系統及方法。

背景技術

長期以來，工業生產消耗大量能源，如石油、煤碳、天然氣等，而在耗能大的行業中，石油化工、石油加工、煤化工、海水淡化、冶金、發電等行業中都存在著大量的高壓流體，以前這部分高壓流體再減壓降壓后直接排放，其蘊含的大量能量被白白浪費。目前，為了充分利用該部分高壓流體，一般在系統排放末端配置液力透平泵，使用液力透平泵將高壓流體的液體動能轉化成機械能以回收利用。而能量轉化效率是液力透平泵研制時，需要考慮的重要參數，在設計完成后需要利用測試系統進行測試。

發明人了解到，在現有的液力透平泵測試系統中，其中一種如說明書附圖2所示，具有兩個閉環的管路，第一個閉環管路中，利用增壓泵將機械能轉化成液體動能，液力透平泵將液體動能轉化成機械能，并通過機械連接傳遞給負載泵，負載泵設置在第二個閉環管路中，負載泵將機械能轉化成液體動能，測量負載泵轉化的液體動能與增壓泵處電動機輸入的電能比值，計算透平泵的能效轉化效率。

在另外一種測試系統中，如說明書附圖3所示，在上述測試系統的基礎上，在透平泵與負載泵之間增加轉矩儀和電動機。

但是上述兩種測試系統中，都是利用負載泵的功率來間接表征液力透平泵的功率，其能量轉化效率的計算屬于間接計算方式，且采用兩套閉環管路系統，具有占地大，造價高，測量精度低且不穩定的缺陷。

發明內容

本公開的目的是提供一種液力透平泵測試系統及方法，能夠減少液力透平泵測試系統的空間占用，減少造價，提高測量精度。

本公開的第一方面提供一種液力透平泵測試系統，包括增壓泵、液力透平泵和測功機，所述增壓泵與外界水源連通，所述增壓泵能夠將機械能轉化成液體動能；所述液力透平泵能夠將增壓泵輸出的液體動能轉化成機械能并向測功機輸出，所述測功機能夠消耗液力透平泵輸出的機械能，并測得液力透平泵的輸出功率。

作為第一方面的進一步改進，所述增壓泵的進口和出口處分別設置有壓力傳感器。所述液力透平泵的進口處設置有流量傳感器，所述流量傳感器能夠測量進入液力透平泵的液體流量。

作為第一方面的進一步改進，還包括控制器，所述控制器能夠讀取壓力傳感器和流量傳感器的數值，并控制電動機的轉速，進而調節流入液力透平泵液體的流量和壓力。

本公開的第二方面提供一種液力透平泵的測試方法，包括以下步驟，

組裝液力透平泵測試系統，預備外界水源；

啟動電動機，利用電動機驅動增壓泵轉動，增壓泵向液力透平泵輸送高壓水；

高壓水輸入液力透平泵，液力透平泵將高壓水中的液體動能轉化成機械能，并輸送給測功機；

測功機測得液力透平泵輸出的機械能數值；

采集電動機消耗的電能，計算增壓泵輸出的功率與液力透平泵輸出機械能的比值來表征液力透平泵的轉化效率。

以上一個或多個技術方案的有益效果：

測量透平泵的進出口壓力，計算出液力透平泵吸收的液體動能，利用測功機直接測量液力透平泵的輸出功率；即液力透平泵的輸入功率與輸出功率都是直接測量的方式，相對于間接通過負載泵來計算輸出功率的方式來說，減少了動力傳遞環節，節約了管路長度及結構數量，進而減少了因為能量傳遞損耗對測量精度的影響。

附圖說明