[发明专利]离心泵临界转速试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心泵的临界转速的试验装置。

背景技术

任何轴系都具有其固有的振动频率。当转轴的运行转速等于转轴 本身的固有频率时，轴系的运行会变得不稳定而产生强烈的振动(通 常称这种振动为共振现象)，从而导致设备零件的损坏，甚至致使设 备产生故障而停机。当转轴的转速偏离转轴本身的固有频率时(一般 为产生共振时的转速的±20％以外)，轴系的运行则又会变为平稳。此 产生共振时的转速称为轴的临界转速。计算轴的临界转速的目的就是 为了验算已选定的泵轴的工作转速是否能避开转轴本身的固有频率， 并在合理的转速范围内，以保证泵能安全可靠地运行。

目前，国内泵类产品的临界转速的计算方法，基本上采用传统方 法(能量法：见下列公式1)，即下文所谓的“干临界转速”(或称“空 气临界转速”)计算法。这种方法对于输送介质是空气或气体的机械 (例如压缩机和风机等)而言，其预测精度普遍可达95％以上。

采用能量法计算干临界转速nc，计算公式如下：

nc＝299(1/y)0.5 (r/min) ......(1)

式(1)中，Y为转子最大静挠度(cm)。当试验泵的转子静挠度 Y＝0.056mm(实测值)时，则计算的干临界转速：nc＝3996(r/min)。

然而，对于输送介质是液体的泵类产品而言，泵产品转轴的临界 转速(即“湿临界转速”)的机理比输送气体的机械要复杂的多。显 然，“干临界转速”的计算方法，应用在泵类产品上，则与实际情况 不符合，只能起到估算的作用，只能仅供参考用，而对设计的实际意 义并不大。

泵行业有关临界转速设计规范的不完善性是有目共睹的，但由于 国内目前还没有研发出适合泵类产品临界转速的计算方法，更不能使 其规范化，故只能采用技术本身成熟但并非适用的所谓的“干临界转 速”理论，这是无奈之举。

在国外的一些泵业公司和研究单位(例如英国Wer泵业公司、美 国B.J公司等)在20多年前已投入大量的人力和财力，研究出比较实 用的所谓的“湿临界转速”的计算软件。但这个软件是不对外公开的 技术秘密。

根据世界石化行业用泵的通用设计制造规范----美国石油学会 标准API610《石油、重化学和天然气工业用离心泵》的规定，泵的成 套范围应包括湿临界转速计算报告。为了适应石化工业的迅速发展， 为了使国产的泵类产品的技术水平和设计规范与国际接轨，为了提升 国内泵类产品技术档次，为了在设计上确保泵运行的安全可靠性，国 内尽快研发湿临界转速分析计算方法显得非常必要。但是目前国内在 这方面的计算工作仅仅开始起步。在以前，到底有哪些主要因素影响 “湿临界转速”，影响程度如何，没有感性认识，缺乏试验依据。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足，而提供一种通过试验的 方式能得到离心泵的干临界转速值、湿临界转速值以及该两值的定量 关系的离心泵临界转速试验装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种离心泵临界转 速试验装置，包括试验离心泵、供压泵、试验水池，所述的试验离心 泵与试验泵电机相联，试验泵电机又与变频器相联，在试验离心泵的 轴承体上装有配套使用的振动传感器及振动检测仪，且该试验离心泵 的叶轮为实心圆盘；所述的供压泵与供压泵电机相联，供压泵的入口 端通过吸水管与试验水池相联、供压泵的出口端依次通过压力管一、 调压阀、压力管二与所述的试验离心泵的进口端相联，试验离心泵的 出口端通过排水管与试验水池相联；所述的试验离心泵的入口端处、 出口端处分别装有入口压力表、出口压力表。在所述的调压阀与压力 管二之间装有止回阀。

采用本发明后，可以直接通过观测试验离心泵的转速来测定 试验离心泵的干、湿临界转速，既方便又准确，以确保泵运行的安全 可靠性。从试验结果得知，试验离心泵的壳体密封环的磨损对湿临界 转速的影响很大。当离心泵经过长时间运行后，壳体密封环的密封间 隙扩大了，则泵的湿临界转速降低了；当湿临界转速降低到一定程度 时，泵在运行中产生剧烈振动，并导致运行故障停机或损坏零件。为 确保泵产品安全运行，提醒设计者和使用者应引起足够关注和重视。

附图说明

下面结合附图与实施方式对本发明作进一步的详细描述。

图1为本发明采用的试验离心泵的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明采用的供压泵的结构示意图。

图4为本发明离心泵临界转速试验装置的结构示意图。