[实用新型]离心泵的解耦试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种离心泵试验装置，尤其是一种离心泵的解耦试验装置。

背景技术

离心泵是一种将原动机的机械能转化为被输送液体压力能和动能的通用流体机械，降低离心泵振动噪声不仅有利于延长其使用寿命，同时也可改善设备运行的工作环境和其周边生活环境。

引发离心泵振动噪声的激励源主要由三方面组成：流体激励、机械激励和电磁激励，其中流体激励振动噪声是由于电动离心泵叶轮旋转时划过液体产生了流体非定常脉动，而激起离心泵蜗壳、叶轮的振动噪声并传递到机座，它与离心泵内流场流体流动状况有关，影响离心泵内流场流体流动状况的主要因素有叶轮结构参数、叶片型线、蜗壳结构参数、动静间隙等；机械振动噪声主要是由电动离心泵轴承、转子不平衡等因素引起，可通过电动离心泵组中电机壳体的轴承和定子端盖传递到设备机脚；电磁振动噪声是电机气隙中电磁场产生的电磁力波，激起电机定子、转子振动噪声并传递到机座，它与电机气隙、内谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、绕组形式、齿槽形式和配合、级对数等因素有关。

目前对电动离心泵振动噪声的研究主要集中在仿真计算和简单的频谱定性分析方面，无法实现激励源的定量识别和定量处理。现有电动离心泵组主要结构由电动机和离心泵组成，将蜗壳直接安装在电机端盖上，或使用过渡支撑结构与电机刚性相连，在该结构形式下，流体激励、机械激励、电磁激励高度耦合，无法对引发电动离心泵振动噪声的激励特性进行很好的分离和识别，就不能从源头上对离心泵振动噪声进行定量分析和优化设计。目前国内的离心泵试验装置并不能实现流体激励、机械激励、电磁激励等不同激励特性的物理分离，更没有专门实现离心泵流体激励与机械激励及电磁激励物理分离的解耦试验装置。

目前对电动离心泵振动噪声的研究存在着以下缺陷：

（1）流体激励、机械激励和电磁激励产生的振动噪声相互耦合，电动离心泵组的振动噪声响应是各激励源的混叠耦合作用，不能实现激励源的分离，这给激励源的定量识别带来了很大难度，也无法针对离心泵不同的激励特性实现有指向性的减振降噪设计；

（2）在现有离心泵结构下，蜗壳与电机刚性连接，无法完成蜗壳型线设计、蜗壳加工材料及加工工艺等单因素变化对电动离心泵振动噪声影响规律的试验研究。

发明内容

本实用新型是要提供一种离心泵的解耦试验装置，在不改变离心泵性能参数的前提下，实现离心泵流体激励与机械激励和电磁激励的物理分离；可对离心泵流体激励、电机电磁激励、机械激励以及振动传递特性进行深入研究，同时可以完成蜗壳结构或材料变化对设备振动噪声影响规律的试验研究。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种离心泵的解耦试验装置，包括离心泵蜗壳、位于离心泵蜗壳内的叶片、叶轮转子、离心泵的驱动电机，其特点是：蜗壳通过分离解耦支架安装在蜗壳支撑基座上，叶轮转子安装在离心泵的驱动电机的电机轴上，驱动电机安装在电机支撑基座上，且蜗壳支撑基座和电机支撑基座相互独立，使蜗壳与驱动电机转子之间物理分离，实现流体激励、机械激励及电磁激励的振动解耦；在蜗壳上布置动态压力脉动传感器、加速度传感器，在叶轮转子处布置电涡流传感器、在叶片上布置无线应力应变传感器以及在电机的轴承处和机脚处布置加速度传感器，并且各传感器连接采集与数据分析装置，用于分别获取流体激励源的振动传递特性，实现流体激励源的定量特性和依据定量激励源特性分析。

离心泵的泵盖安装于驱动电机的下法兰处，泵盖与下法兰之间的密封型式为迷宫密封10配合O型硅胶圈密封11的双重密封型式。

电机支撑基座为刚性支撑基座或弹性支撑基座。

驱动电机4的机脚位置处布置第一、二加速度传感器5、14，用于测试电机振动加速度。

驱动电机的下法兰处布置第三加速度传感器12，在离心泵的蜗壳对应位置处布置第四加速度传感器13，用于测试两个位置的振动加速度。

动态压力脉动传感器7布置于蜗壳上紧靠第四加速度传感器13附近，并沿蜗壳周向均匀布置，从蜗舌位置开始每隔90°布置一个，用于测试水泵运转产生的流体激励。

电涡流传感器8固定于电机支撑基座3上，并伸向电机轴外表面，两只电涡流传感器呈90°夹角布置，用于测试轴系径向位移。

本实用新型的有益效果：

本实用新型主要有以下几个特点：