стенд для измерения осевых сил в центробежном насосе

Формула изобретения

Стенд для измерения осевой силы в центробежном насосе, включающий центробежный насос, муфту, электродвигатель и измерительные приборы, отличающийся тем, что вал электродвигателя со стороны, противоположной насосу, удлинен, а его подшипники плотно посажены во втулках, установленных в крышках электродвигателя с возможностью продольного перемещения, крышка электродвигателя со стороны, противоположной насосу, снабжена стаканом с поперечной перегородкой внутри и двумя упорными подшипниками, посаженными на удлиненный участок вала по обе стороны перегородки и взаимодействующими с ней через тарельчатые пружины, несущие на себе тензодатчики, валы ступени насоса и электродвигателя соединены между собой сцепками, каждая из которых закреплена жестко к своему валу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к лабораторно-испытательной технике, а более конкретно - к устройствам для измерения осевых сил, возникающих при работе центробежного насоса.

Известны для измерения осевых сил содержащее приводной вал рабочее колесо с двухстронним входом жидкости, направляющие аппараты, датчики давления, у которых подводящие каналы расположены на разных радиусах, крышки и корпус (1).

К основным недостаткам данного устройства относятся:

- высокая трудоемкость проведения операции по определению величины осевых сил, обусловленная необходимостью перед сборкой насоса заглушить проточные каналы рабочего колеса, затем насос собрать и после - провести необходимые замеры, в дальнейшем операции повторить в обратном порядке, т.е. разобрать насос, снять заглушки, собрать насос и провести необходимые замеры;

- невысокая точность измерения осевых сил, обусловленная отличием исследуемого колеса от оригинала по конструкции его периферийной зоны и невозможностью получения более достоверной эпюры давления в пазухах рабочего колеса, базируясь на результатах давления в пазухах, полученных от нескольких точек, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является стенд для измерения осевых сил, содержащий камеру рабочего колеса, отводящую жидкость из пазух трубки, соединенные с манометром через переключающее устройство, приводной вал, несущий на себе рабочее колесо, всасывающую и нагнетательную линии и емкость с рабочей жидкостью (2).

Недостатками данного стенда являются:

- неудовлетворительная точность измерения осевых сил вследствие большого количества подвижных деталей и узлов, участвующих в передаче осевых сил динамометру;

- высокая трудоемкость проведения операции по определению величины осевых сил, обусловленная тем, что монтаж и демонтаж исследуемого рабочего колеса требуют кроме разборки и сборки самого насоса еще разборку и сборку многих других узлов.

Задачей изобретения является повышение точности измерения осевых сил и снижение трудоемкости осуществления этой операции.

Указанная задача решается описываемым устройством, включающим центробежный насос, муфту, электродвигатель и измерительные приборы.

Новым является то, что вал электродвигателя со стороны, противоположной насосу, удлинен, а его подшипники плотно посажены во втулках, установленных в крышках электродвигателя с возможностью продольного перемещения; крышка со стороны, противоположной насосу, снабжена стаканом, имеющим перегородку и два упорных подшипника, посаженных на удлиненный участок вала по обе стороны перегородки и взаимодействующих с ней через тарельчатые пружины, несущие на себе тензодатчики; валы ступени насоса и электродвигателя соединены между собой сцепками, каждая из которых закреплена жестко к своему валу.

На фиг.1 изображен общий вид стенда.

На фиг.2 изображен узел сцепки и муфты в продольном разрезе.

На фиг. 3 изображен узел подшипника электродвигателя со стороны, противоположной насосу, и узел, воспринимающий осевое усилие в продольном разрезе.

На фиг.4 изображен узел подшипника электродвигателя со стороны насоса в продольном разрезе.

Стенд состоит (фиг.1) из насоса 1, муфты 2, соединяющей насос 1 с электродвигателем 3, установленных на раме 4.

Муфта 2 (фиг. 2) состоит из полумуфт 5 и 6, соединенных между собой эластичными пальцами 7. Валы насоса 1 и электродвигателя 3 снабжены сцепками 8 и 9, входящими одна в другую, жестко соединенными каждая со своим валом. Шарикоподшипники 10 электродвигателя (фиг.3 и 4) установлены плотно в направляющих втулках 11, посаженных в его крышках 12 и 13 с возможностью продольного перемещения.

Электродвигатель 3 со стороны, противоположной насосу, (фиг.3) снабжен стаканом 14, имеющим перегородку 15, в котором по обе стороны перегородки размещены два упорных подшипника 16 на обоймах 17. Между перегородкой 15 и обоймами 17 установлены тарельчатые пружины 18, несущие на себе тензодатчики 19. Стакан 14 закрыт крышкой 20.

Порядок работы на стенде.

Насос собирают с исследуемыми ступенями рабочего колеса с возможностью продольного перемещения вала с рабочими колесами в допустимых пределах. Включают электродвигатель 3, насос начинает работать и в нем возникает осевое усилие. Если это усилие направлено в сторону электродвигателя, оно передается через сцепки 8 и 9 на вал электродвигателя и воспринимается через подшипник 16 тарельчатой пружиной 18, расположенной со стороны насоса 1. Тарельчатая пружина 18 деформируется, отчего сопротивление в тензодатчике 19 изменяется и последнее фиксируется вторичным прибором (на фиг. не показан), который и выдает величину осевого усилия.

Если же осевое усилие направлено в противоположную сторону, оно также передается через сцепки 8 и 9 на вал электродвигателя, но воспринимается через подшипник 16 тарельчатой пружиной 18, расположенной с другой стороны перегородки 15. Происходят деформация пружины и фиксация осевого усилия, как и в первом случае.

Предлагаемый стенд позволяет:

- повысить точность измерения благодаря тому, что возникающее в насосе осевое усилие передается на тарельчатую пружину, а в передающем осевое усилие звене отсутствуют подвижные относительно друг друга детали и узлы;

- снизить трудоемкость проведения экспериментов благодаря тому, что конструкция стенда выполнена таким образом, что она не требует проведения дополнительных операций по его настройке и т.д.

Использованная информация

1. А.С. 983314, МПК F 04 D 29/04, 1982.

2. О. В. Яременко. Испытания насосов. - М.: Машиностроение, 1976, стр. 67, рис. 41.