[发明专利]并排安放高低速泵试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及并排安放高低速泵试验系统，具体涉及火箭发动机泵地面试验系统。

背景技术

涡轮泵是火箭发动机的关键组件，它是由涡轮带动泵，对液体推进剂组元进行增压的一种联动装置。近十年来航天发展迅速，对泵的要求也越来越高，泵不断向小型化和高速化发展，大多数泵在离心泵前增加诱导轮来提高泵的汽蚀性能。目前火箭上使用的涡轮泵的转速已经达到每分钟几万转，而地面上泵的试验系统的转速一般在每分钟5000转以下，只能通过相似准则在低速下对泵进行模拟试验，而且由于某些限制，地面试验系统不能满足不同工况对试验条件的要求，如除气不够彻底，加热系统在水箱内部，不易维护等。本发明中完整提出并排安放高低速泵试验系统设计方法，提出设计中需要关注的问题，可供各种需要设计火箭发动机涡轮泵地面试验系统的试验台参考。

发明内容

本发明针对泵试验系统功能不全，提出了一种并排安放高低速泵试验系统，能实现实验室空间的充分利用，通过阀门的开启和关闭，实现高低速泵试验系统的切换，可准确控制回路中的压力和流量，可消除水中溶解气泡的干扰，提高汽蚀试验精度。试验系统设置专门的循环水温控系统，能对系统温度进行控制。试验系统设计有高的可靠性和安全性。

本发明的高低速泵共用一套主管路，两台泵分别使用各自的电机，高速泵通过齿轮箱变速输出高转速，通过三通在泵前和泵后与主管路相连。泵后设有过压保护回路，当压力过大时，一部分水直接经安全阀流回水箱，以减小泵后回路的压力。泵后设有除气回路，该回路自出口管上部引一路水管接到水箱顶部，通过喷头将水气分离，达到除气的目的。采用双立式水箱，水箱中部连通，出水口和回水口在不同的水箱，减少泵前泵后不同水压对试验的影响。离心泵前诱导轮段采用透明壳体，通过法兰结构与入口管路和离心泵相连，进行除气作业时可以通过该处观察管路中气体情况，省去了观察窗；进行汽蚀不稳定试验时，可以在该处观察诱导轮内部汽蚀情况，进行汽蚀可视化试验。试验系统设计专门的循环水温控系统，能对工质进行加热，实现对系统内工质温度的控制，同时由于加热装置有专门的控温水箱，易于进行更换和维护。

本发明中完整提出并排安放高低速泵试验系统设计方法，提出设计中需要关注的问题，可供各种需要设计泵试验系统的试验台参考。

本发明的优点在于：

（1）一套试验系统，既有高速泵，又有低速泵，有效的利用了实验室空间，系统涵盖速度范围广，一套系统满足高速和低速不同试验要求；

（2）双立式水箱的设置，出水口和回水口不在同一水箱，能尽量减少泵前和泵后水压不同对试验的影响；

（3）除气管路加喷头的设置，能有效对管路中的水气进行分离；

（4）诱导轮处采用透明壳体，省去了在泵前设置观察窗的麻烦，并且可以进行汽蚀可视化试验，对诱导轮流场进行观察。

（5）循环水温控系统，能对系统内工质温度进行控制，方便研究不同工质温度下火箭发动机泵的性能；

（6）独立的控温水箱，能够方便的对加热装置进行维护和更换。

附图说明

图1是本发明的试验系统结构示意图。

图中：

1-第一截止阀            2-第十四球阀            3-真空泵

4-压气机                5-第四截止阀            6-第五截止阀

7-第七截止阀            8-第九球阀              9-回水水箱

10-第一浮球阀           11-第一喷头             12-第一安全阀

13-第一压力传感器       14-第二截止阀           15-第三球阀

16-第一球阀             17-第一液位计           18-第四球阀

19-水泵                 20-放水口               21-控温水箱

22-加热丝               23-第二液位计           24-第一温度传感器

25-第五球阀             26-第二球阀             27-第六球阀

28-出水水箱             29-第三截止阀           30-第二喷头

31-第二浮球阀           32-第十球阀             33-第六截止阀