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​企业公告--水泵检验标准
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1.引言


   泵作为一个工业产品,在输送介质及作为动力源方面已经获得越来越广泛的应用,适用于各种专门场合的船用泵、消防泵、排污泵、潜水泵等也越来越多。 某些专用泵,如消防泵,其发展迅速,日趋高压力、大流量方向发展,原先单一的常压泵也出现了朝中低压、高低压或高中低压泵发展的趋势,原有的一些检验装置 已显得不相适应,因而,为使泵产品的质量能得到有效控制和提高,设计建造一些新的检验装置尤为必要。


   本文是在自动化大功率消防水泵检验装置研制的基础上,对泵的检验装置的设计要素进行总结,以供同行参考。


2.水泵检验装置的组成


   一个完整的水泵检验装置应包括以下几个主要部分:

   1).动力源;

   2).传动系统;

   3).测量与控制系统;

   4).辅助系统;


3.各组成部分的设计要素


  3.1动力源

  a.明确试验对象,确定动力源功率各单位设计检验装置的目的有所不同,有的只是为本单位的产品作试验用,有的需要为各种各样的泵服务(如检验中 心),所以动力源的功率应根据实际情况来确定。


   以图1所示系统为例,计算公式如下:

   P动=P泵/(η齿×η扭×η离×η泵) =Q×P×H/(102×η齿×η扭×η离×η泵)


   式中:

   P动 所需的动力源输出功率 KW

   P泵 被试泵的水功率 KW

  η齿 齿轮箱效率%

  η扭 扭矩仪效率%

  η离 离合器效率 %

  η泵 水泵的效率 %

   Q 水泵的流量m3/s

   H 水泵的扬程m

   V 水的重度 Kg/m3


   我们可以以η泵为参考量,通过计算,作出P动与P泵的关系曲线(图2),计算中可以假定假定η齿、η扭和η离分别为0.95、0.98和 0.98。当P泵和η泵已知时,就可从图2确定所需的动力源输出功率。


   b.动力源型式


   目前常见的有电动机与柴油发动机两种。前者一般不调速,适用于一般的工业泵。由于各种工业泵的转速有差异,因此泵的流量压力功率等参数一般需要通 过特定转速(电动机转速)下的测量值,换算到泵的规定转速下的对应值,导致测量误差放大。前者若需调速,直流电动机可用可控硅调速,交流电动机可用变频调 速,但成本较高。当然,使用电动机却有噪声相对较低,无其他污染的优点;后者适用于消防泵,因为消防泵有工况的变化,要求转速变化。柴油发动机调速比较方 便。调节油门大小再配以齿轮箱,可以获得较大的转速范围,且成本相对较低。使用柴油发动机存在着噪声大,有烟气排放问题。


   究竟选用哪一种动力源,要根据检验装置的设计目的及单位在场地、经费及现有的相关条件而定。


   3.2传动系统


   对使用柴油发动机的水泵检验装置,有传动装置的问题。传动系统主要由离合器和齿轮箱组成。对齿轮箱的设计,主要应考虑两个问题:


   a.速比确定

   对工业泵而言,中心高800mm以下的泵,其转速一般为1450r/min和2900~2950r/min。对消防泵而言,其转速千差万别,一般 为2000~4000r/min。 

   齿轮箱速比的确定,既要考虑满足不同转速泵的试验要求,又要考虑让发动机在最大扭矩点附近工作。

经分析,下述五种转速范围基本上可覆盖各种消防泵和工业泵的试验要求:

   1450 r/min;

   2000~2400 r/min;

   2900~2950 r/min;

   3000~3600 r/min;

   3600~4000 r/min。


   在选定合适的发动机之后,根据该发动机的转速和上述的五种转速范围,就可以确定相应的速比。


   b.输出轴转向

   泵有正转泵、反转泵之分,考虑到检验装置的通用性,要求变速箱的输出轴在确定的各种转速范围内均可正转或反转。

   3.3测量与控制系统

   以图1所示系统为例,欲实现自动化测试,系统应由传感器、二次仪表、计算机、接口板、伺服机构、采集器、组合屏和微机软件等组成,以实现在控制室 内对柴油机启动、油泵启动、紧急停车、柴油机增减速和电动阀的控制;实现柴油机高水温、高油温、低油压和齿轮箱低油压、高油温的报警;实现水泵参数的自动 采集和处理。下面就几个具体问题说明如下:


   a.测量内容

   除水泵运行参数(转速、流量、压力或扬程、功率)和轴承座温度外,还应包括发动机的运行参数 (水温、油温、油压、发动机转速),齿轮箱的油压、油温以及辅助装置的相关参数(如动力间温度、油箱油位高度、蓄电池电压等),还应包括齿轮箱档位与转向 的显示。


   b.测量精度 

   与测量水泵性能参数相应的传感器和二次仪表,其系统的测量精度应符合GB3216《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》的规定(见表1), 其它各种测量仪表的精度根据需要确定。表2所示的一次、二次仪表的精度可供参考。


应包括:

   油泵启动,柴油机启动、应急停车、增减速;

   电动阀控制(控制流量);

   水泵工况切换进而实施试验的程序控制;

   动力间冷却装置的自动启动控制;

   柴油机水温、油温、油压和齿轮箱油压油温的自动监视与报警。


   d.注意事项

   为了提高测量的自动化程度,需配备电动阀来调节流量。电动阀应保证在规定的压力下能双向运作(流量逐渐增大或减小),一次点动的调节量0.1/s 为宜;

   试验现场与控制室均应有水泵和发动机、齿轮箱运行参数的显示,以保证运行安全可靠;

   当水泵没有止回阀的情况下,压力测量仪表之前应设置阀门,以免一旦出现真空造成仪表损坏;

   强、弱电应分开,以免互相干扰,影响测量精度;

测量水泵轴承座温度中,由于离旋转部件近,宜用磁性温度探头,以免试验人员受到伤害;

   尽可能使用稳压装置以提高测压精度;


   二次仪表的输出信号宜采用相同型式、同一标准输出信号范围,便于与采集器、计算机接口相连:

   自动化测量中,遥测数据是通过二次仪表变送后进入数据采集器的。由于二次仪表变送电压的负极悬浮,使得多路电压变送信号与数据采集器无法直接连 接,此时可采用隔离模块方法,使多路信号经隔离模块变送后达到负极一致,实现变送信号与数据采集器的连接。这种连接虽然可以实现数据传输,但二次仪表变送 数据内所迭加的波纹电压无法改善,以致数据显示值波动较大。为了对遥测数据与数据采集器连通过程中的波纹进行处理,可设计一种电平转换方法的接口板,在电 平转换过程中进行波纹抑制,以保证数据显示值稳定。


   3.4辅助系统

   这里特别需要提一下关于水泵升降平台的问题。

   由于发动机、齿轮箱、扭矩仪相互之间的连接关系是固定不变的,也就是说,当扭矩仪位置确定后,其输出端的中心高度是固定不变的。为了适应不同中心 高的水泵的试验要求,需要有一个安装泵用的升降平台,要求平台可以自由升降到某一预定高度,然后靠加垫及泵的轴向移动等来调节泵的输入轴与扭矩仪输出轴的 对中程度以及连接法兰间的平行度和间隙的要求。根据试验泵的这一安装特性,对升降平台的高度调节要求完全自动化似乎没有必要,然而完全靠加垫等来调节也显 得太繁杂,影响工作效率。因此,设计一个半自动化的水泵升降平台是合适的。


4.建议


   被测泵为工业泵时,动力源宜采用电动机;被测泵为消防泵时,动力源宜采用柴油发动机;测量控制中的问题,如文中“测量与控制系统”一节所述,在装 置设计中应引起足够的重视;简便的半自动的水泵升降平台是一个合适的选择。


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