一种可测扬程范围广的水泵试验装置的制作方法

本发明涉及水泵测试领域，具体涉及一种可测扬程范围广的水泵试验装置。

背景技术：

水泵作为流体输送领域中常见的机器，其性能优劣对于流体输送过程的效率与经济性至关重要。因此需要对制造出的产品的质量进行检测，同时对其各类性能参数进行准确测量。

然而在实际测量中，由于卧式泵竖直出水，其出水管路需为竖直布置。而立式泵水平出水方向要求出水管路为水平布置。且大多数试验装置由于管路的布置已经固定，只能适用于卧式泵或立式泵中的一种，不能同时用于卧式泵和立式泵的性能试验，因此测试范围有限。测试装置对于测量的泵的扬程存在一个范围，能够测试大扬程的泵试验台的本身水力阻力较大，当测试小扬程泵时，试验泵的扬程往往不足以克服管道阻力损失，因此无法测量。

技术实现要素：

为了提高试验装置的适用范围，本发明提出一种适用于卧式泵、立式泵性能试验的闭式试验装置，可进行水泵外特性测量、汽蚀试验。试验能力强，可测扬程的范围广。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种可测扬程范围广的水泵试验装置,其特征在于，该装置包括汽蚀罐、测量管路、试验泵管路、稳压罐，所述的汽蚀罐的出水管与所述的试验泵管路的进水端相连，所述的试验泵管路的出水端与稳压罐的进水端相连，稳压罐的出水端与测量管路的进水端连接，测量管路的出水端与所述的汽蚀罐连接，从而形成一个闭式循环水路；

所述的稳压罐包括高处进水管、低处进水管；

所述的试验泵管路包括闸阀、柔性接管、进口测压管、试验泵、扭矩传感器、驱动电机、高度升降台、出口测压管、泵阀端橡胶接头、90°弯管接头、泵阀止回阀、直管段；

当进行泵试验时，所述的汽蚀罐的出水端、闸阀、柔性接管、进口测压管、试验泵依次连接，所述的试验泵的叶轮轴、扭矩传感器、驱动电机依次连接，且进口测压管、试验泵、扭矩传感器、驱动电机的轴心位于同一轴线上，且试验泵、扭矩传感器、驱动电机均固定在所述的高度升降台上；当所述的试验泵的出口水流方向竖直向上时，所述的出口测压管、泵阀端橡胶接头、90°弯管接头、泵阀止回阀、直管段、所述的稳压罐的高处进水管依次连接；当所述的试验泵的出口水流方向为水平方向时，所述的出口测压管、泵阀端橡胶接头、泵阀止回阀、直管段、所述的稳压罐的低处进水管依次连接；

所述的进口测压管为组合套管，包括环形管、直管、异径管，所述的直管和异径管连接，所述的环形管套设在所述的直管外部，所述的直管的管径与所述的试验泵的进口法兰公称直径相等；所述的环形管的周向沿垂直于环形管轴线的同一平面上开设多个通孔，每个通孔均设置螺纹接管，用于连接排气阀、压力变送器、排水阀；套接在所述的环形管内部的直管上沿垂直于轴线的周向开设多个取压孔；所述的取压孔和螺纹接管所在的平面重合；

所述的出口测压管的结构和所述的进口测压管相同。

进一步地，所述的进口测压管的管长不小于七倍所述的试验泵的进口法兰公称直径，其上的螺纹接管的轴线所在截面与所述的试验泵的进口法兰端面的距离大于或等于两倍的试验泵的进口法兰公称直径；出口测压管的长度不小于四倍所述的试验泵的出口法兰公称直径，其上的螺纹接管的轴线所在截面与所述的试验泵的出口法兰端面距离大于或等于两倍的试验泵的出口法兰公称直径。

进一步地，所述的环形管由透明工程塑料制成。

进一步地，相邻的所述的螺纹接管之间间隔90°。

进一步地，所述的测量管路包括辅助泵段、主流量计段、副流量计段，所述的主流量计段与所述的副流量计段并联连接，然后与所述的辅助泵段串联连接；所述的测量管段的进水端通过弯管与稳压罐连接，出水端通过90°弯管与汽蚀罐连接。

进一步地，所述的辅助泵段包括第一阀门、辅助泵闸阀、辅助泵、第二阀门、辅助泵段橡胶接头、辅助泵止回阀、分叉管，所述的辅助泵闸阀、辅助泵、辅助泵止回阀串联，并与所述的第二阀门、辅助泵段橡胶接头并联，然后两端分别与所述的第一阀门、分叉管串联；所述的第一阀门为开度阀，用于控制测量管段的流量大小，第二阀门为全开闭阀；

当进行泵性能试验时，辅助泵不启动，第二阀门全开，辅助泵两端的阀门全闭，辅助泵段不对水流额外做功，水流从主管通过；当进行阀门性能试验时，需要水流流动，此时第二阀门全闭，启动辅助泵，打开辅助泵闸阀和辅助泵止回阀，由辅助泵段提供水流动力，进行阀门性能试验。

进一步地，所述的分叉管为焊接组合管件，两个分叉部分夹角为60°。

进一步地，所述的主流量计段包括主流量计阀门、主流量计、第一橡胶接头、第三阀门，副流量计段上依次安装副流量计阀门、第二橡胶接头、副流量计，所述的主流量计段的管径大于所述的副流量计段的管径；所述的主流量计和副流量计上下游的直管长度均不小于五倍管径。

进一步地，所述的汽蚀罐包括汽蚀罐出水管、磁翻板液位计、汽蚀罐体、搅拌装置接管、衡压接管、抽气接管、衡压接管阀门、抽气接管阀门、汽蚀罐进水管、抽气缓冲瓶、输水泵、真空泵、输水管、排污阀，汽蚀罐出水管与汽蚀罐进水管开在汽蚀罐体上，磁翻板液位计通过罐体外的螺纹接管连接在汽蚀罐体上；搅拌装置接管连接在汽蚀罐体的顶端中心处，用于连接搅拌装置；衡压接管与抽气接管一端连接在所述的汽蚀罐体的顶部，衡压接管装有衡压接管阀门，抽气接管上安装抽气接管阀门，抽气接管的另一端与所述的抽气缓冲瓶连接，所述的抽气缓冲瓶与真空泵连接；所述的汽蚀罐进水管设置与所述的汽蚀罐体的底部，所述的输水管设置在所述的汽蚀罐体的底部，且其为分叉管，一端与所述的输水泵连接，另一端设置所述的排污阀。

进一步地，所述的稳压罐包括高处进水管、低处进水管、排气接管、稳压罐液位计、稳压罐体、稳压罐出水管、稳压罐排水管、隔板、整流栅，环形圈，所述的排气接管位于稳压罐体的顶端中心处，所述的稳压罐液位计设置在所述的稳压罐体外部，所述的稳压罐排水管位于稳压罐体的底部一侧，稳压罐排水管连接在稳压罐体的底部最低处，用于排出罐内的水；所述的隔板设置在所述的稳压罐体内部，且安装在所述的低处进水管和稳压罐出水管之间，用于平缓罐体内部水流流动；所述的整流栅也设置在所述的稳压罐体内部，位于所述的隔板的上部，并通过上下两处环形圈固定，用于降低稳压罐体内水的湍流度。

本发明的有益效果如下：

本发明的水泵试验装置兼具卧式泵、立式泵的外特性测量试验和汽蚀试验，适用范围更加广泛；对测压管的结构进行了改进，测量过程中便于观察气泡是否排尽，提高测量值的准确性；稳压罐与汽蚀罐内设置隔板减小了装置的振动与噪声；稳压罐内设置稳流栅提高了水流的稳定性。此外由于装置中安装了辅助泵管段，可提供额外扬程帮助克服管道阻力，使得测量泵的扬程范围变广。同时辅助泵段本身可作为水流驱动端，因此试验装置还可以用于阀门的性能试验，功能多样。

附图说明

图1是本发明的水泵试验装置的整体结构示意图；

图2是进口测压管的立体图；

图3是进口测压管取压孔截面处的剖视图；

图4是水平方向出流的泵或阀门试验的试验泵管路布置的主视示意图；

图5是测量管段的俯视示意图；

图6是汽蚀罐的立体示意图；

图7是稳压罐的立体示意图；

图8是稳压罐的主视剖视图；

图9为稳压罐的俯视剖视图。

图中，汽蚀罐1、测量管路2、试验泵管路3、稳压罐4、汽蚀罐出水管101、磁翻板液位计102、汽蚀罐体103、搅拌装置接管104、衡压接管105、抽气接管106、衡压接管阀门107、抽气接管阀门108、汽蚀罐进水管109、抽气缓冲瓶110、输水泵111、真空泵112、输水管113、排污阀114、第一阀门201、辅助泵闸阀202、辅助泵203、第二阀门204、辅助泵段橡胶接头205、辅助泵止回阀206、分叉管207、主流量计阀门208、主流量计209、第一橡胶接头210、流量计阀门211、第二橡胶接头212、副流量计213、第三阀门214、闸阀301、柔性接管302、进口测压管303、环形管3031、螺纹接管3032、直管3033、取压孔3034、异径管3035、试验泵304、扭矩传感器305、驱动电机306、高度升降台307、出口测压管308、泵端橡胶接头309、90°弯管接头310、泵止回阀311、直管段312；高处进水管401、低处进水管402、排气接管403、稳压罐液位计404、稳压罐体405、稳压罐出水管406、稳压罐排水管407、隔板408，整流栅409，环形圈410。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，泵阀试验装置，包括汽蚀罐1、测量管路2、试验泵管路3、稳压罐4，所述的汽蚀罐1的进水端与测量管路2的出水端连接，汽蚀罐1的出水管与试验泵管路3的进水端相连，试验泵管路3的出水端与稳压罐4的进水端相连，稳压罐4的出水端与测量管路2的进水端连接，整体试验装置整体形成一个闭式循环水路。

如图1所示，试验泵管路3包括闸阀301、柔性接管302、进口测压管303、试验泵304、扭矩传感器305、驱动电机306、高度升降台307、出口测压管308、泵阀端橡胶接头309、90°弯管接头310、泵阀止回阀311、直管段312。当进行泵试验时，试验泵304的叶轮轴与扭矩传感器305连接，扭矩传感器305的另一端与驱动电机306连接，所述驱动电机306为变频电机，用于调节试验泵304的转速。试验泵304、扭矩传感器305、驱动电机306的轴心位于同一轴线上，且均固定在高度升降台307上。所述的柔性接管302为金属波纹管，一端连接在汽蚀罐1的出水端，另一端与进口测压管303连接，起柔性装配作用。

如图2和图3所示，进口测压管303为组合管件，包括环形管3031、螺纹接管3032、直管3033、取压孔3034、异径管3035，直管3033的管径与试验泵304的进口法兰公称直径相等。对于不同管径的试验泵304，通过在直管3033上焊接偏心的异径管3035，以连接不同管径的试验泵304。直管3033与试验泵304连接，异径管3035与柔性接管302连接，从而可以适应不同直径的泵的连接测试。直管3033端的法兰选用松套法兰便于快夹装配。

异径管3035为偏心异径管，异径管3035的小径段与直管3033连接，直管3033的直径与泵的直径相同。异径管3035大径端统一直径与汽蚀罐出水管直径相同。异径管3035采用下偏心结构，安装时顶平，有利于减少泵进口的气体含量。

环形管3031为透明工程塑料制造，为一圆筒结构，在圆筒结构的两端加工出对称的通孔，直管3033穿过环形管3031的通孔，环形管3031与直管3033之间采用粘接固定。采用透明材质的环形管3031有利于观察取压管中气体是否排尽，确保测量的压力值为水压，避免空腔内残留的气体的气压影响测量值准确性。环形管3031的外圆表面上垂直粘接三根透明的螺纹接管3032，互相间隔90°，粘接处环形管3031的腔体壁上开有圆形通孔，螺纹接管3032分别用于连接排气阀、压力变送器、排水阀。直管3033上均布四个取压孔3034，流体从直管3033内通过取压孔3034汇聚在环形管内，相比直接从直管3033内取压，通过环形管3031取压所测的流体压力值更为稳定。螺纹接管3032的轴线所在截面与试验泵304的法兰端面距离大于或等于两倍的试验泵304的法兰公称直径，以提高测量准确度。

螺纹接管3033的轴线位于垂直于环形管3031轴心的同一平面上，分别用于连接排气阀、压力变送器、排水阀。进口测压管303中流过的流体通过环形管3031汇聚流体，直管3033上均布四个取压孔3034，取压孔3034位于垂直于直管3033轴线的同一个截面上，取压孔3034的轴线所在平面与螺纹接管3032轴线所在平面为同一平面。这种环形管结构的测压管相比一般的环形汇集管结构的测压管而言不易因磕碰而损坏。

出口测压管308的结构与进口测压管303相同，仅长度不同。

为了测量流体速度的分布均匀性，对测压管的长度有要求，进口测压管303的管长不小于七倍所述的试验泵304的进口法兰公称直径，其上的螺纹接管3032的轴线所在截面与试验泵304的进口法兰端面的距离大于或等于两倍的试验泵304的进口法兰公称直径；出口测压管308的长度不小于四倍试验泵304的出口法兰公称直径，其上的螺纹接管3032的轴线所在截面与试验泵304的出口法兰端面距离大于或等于两倍的试验泵304的出口法兰公称直径。

如图1所示，进行泵性能试验时，可以根据试验泵304出口的水流方向选择试验泵管路3出水端与稳压罐4进水端连接的位置，当试验泵304的出口水流方向为竖直向上，如卧式离心泵时，试验泵管路3与稳压罐上高处进水管401连接。此时试验泵管路3的连接顺序依次为汽蚀罐1的出口端、闸阀301、柔性接管302、进口测压管303、试验泵304、出口测压管308、泵阀端橡胶接头309、90°弯管接头310、泵阀止回阀311、直管段312、稳压罐4的高处进水管401。出口测压管308竖直连接在泵出口法兰上。试验泵304、扭矩传感器305、驱动电机306的轴心与进口测压管303的轴心位于同一轴线上。

如图4所示，当泵304出口的水流方向为水平方向时，试验泵管路3的连接顺序依次为汽蚀罐1的汽蚀罐出水管101、闸阀301、柔性接管302、进口测压管303、试验泵304、出口测压管308、泵阀端橡胶接头309、直管段312、泵阀止回阀311、稳压罐4的低处进水管402。此时相较泵垂直出水的连接方式而言，连接件中不需要用到90°弯管接头310。进口测压管303与出口测压管308的轴心均在同一轴线上。

如图4所示，进行立式泵的性能试验时，试验泵管路3为水平布置。由于本装置辅助泵段可以提供水流动力，因此本装置还可额外用于阀门的性能试验。试验时将试验泵304所在位置替换为待测的阀门即可。

如图5所示，测量管段2由辅助泵段、主流量计段、副流量计段组成。其中主流量计段与辅助泵段串联连接，与副流量计段并联连接。测量管段2的进水端通过弯管与稳压罐4连接，出水端通过90°弯管与汽蚀罐1连接。水流从主流量计段流向辅助泵段，测量管段2水平布置在汽蚀罐1和稳压罐4的同一侧。辅助泵段的作用是用于阀门性能试验时驱动装置内的水流动。主流量计段用于测量大的流量，副流量计段用于测量小的流量。

辅助泵段的作用是用于帮助小流量泵的测量。通过辅助泵段预先给流体加压，辅助泵端提供的扬程和测试的泵的扬程总和大于管路阻力压降，使得测试装置可以测量小扬程的泵。

如图5所示，辅助泵段上安装有第一阀门201、辅助泵闸阀202、辅助泵203、第二阀门204、辅助泵段橡胶接头205、辅助泵止回阀206、分叉管207。其中第一阀门201、第二阀门204、辅助泵段橡胶接头205、安装在辅助泵段的主管上。第一阀门201为开度阀，用于控制测量管段2的流量大小。第二阀门204为全开闭阀，第二阀门204前安装辅助泵段橡胶接头205。当进行泵性能试验时，辅助泵203不启动，第二阀门204全开，辅助泵203两端的阀门全闭，辅助泵段不对水流额外做功，水流从主管通过。当进行阀门性能试验时，需要水流流动，此时第二阀门204全闭，启动辅助泵203，打开辅助泵闸阀202和辅助泵止回阀206，由辅助泵段提供水流动力，进行阀门性能试验。

如图5所示，辅助泵段的分叉管207为焊接组合管件，将支管通过120°弯头焊接在主管上，支管与主管平行。相比直角弯头而言，120°弯头转折处的水流分离冲击更小，装置的振动与噪声更小。辅助泵闸阀202、辅助泵203、辅助泵止回阀206均安装在支管上。

如图5所示，主流量计段与辅助泵段的分叉管207焊接连接。主流量计段上从依次安装主流量计阀门208、主流量计209、第一橡胶接头210、第三阀门214，副流量计段上依次安装副流量计阀门211、第二橡胶接头212、副流量计213。所述主流量计与副流量计为电磁流量计，但测量的流量范围不同，由于流量计测量精度对适用流量有范围要求，故安装两条管径大小不同的流量计管路，以满足不同流量的泵阀测量要求。主流量计阀门208与副流量计阀门211均为全开闭阀，控制对应管路开闭。当管路中流量较大时，主流量计阀门208全开，副流量计阀门211全闭，由主流量计209测流量；当管路中流量较小时，主流量计阀门208全闭，副流量计阀门211全开，通过副流量计213测流量，以确保不同流量大小下的测量精度。主流量计段的出水端与辅助泵段的主管焊接连接，第一橡胶接头210和第二橡胶接头212起到便于装配的作用。第三阀门214为开度阀，与第一阀门201共同作用调节流量。流量计上下游直管长度不小于五倍管径。

如图6所示，汽蚀罐包括汽蚀罐出水管101、磁翻板液位计102、汽蚀罐体103、搅拌装置接管104、衡压接管105、抽气接管106、衡压接管阀门107、抽气接管阀门108、汽蚀罐进水管109、抽气缓冲瓶110、输水泵111、真空泵112、输水管113、排污阀114。汽蚀罐出水管101与汽蚀罐进水管109开在汽蚀罐体103上，磁翻板液位计102通过罐体外的螺纹接管连接在汽蚀罐体103上。搅拌装置接管104连接在汽蚀罐体103的顶端中心处，搅拌装置接管104可用于连接搅拌装置，用来使罐内的水中产生气泡，用于汽蚀试验。整体装置不进行汽蚀试验时可以用法兰封板对搅拌装置接管104进行密封。汽蚀罐体103的顶端非中心处开孔连接衡压接管105与抽气接管106，衡压接管105装有衡压接管阀门107，抽气接管106上安装抽气接管阀门108。抽气接管106的另一端加工出外螺纹，抽气缓冲瓶110顶部开有螺纹孔，用于螺纹连接抽气接管，同时连接处作密封处理。抽气缓冲瓶110的瓶身处连有接管与真空泵112连接。通过真空泵112抽气，减小罐内压强，从而实现试验装置压强参数调节。当试验结束或抽负压时使得罐内压强过小的情况时，可打开衡压接管105上的衡压接管阀门107，使罐内压强逐渐增大，直至恢复常压。汽蚀罐的底部中心处连有输水管113，输水管113的管路为分叉管，一端与输水泵111连接，向罐内输水。另一端装有排污阀114，打开时可以排出罐内的水。

如图7与图8所示，稳压罐体4包括高处进水管401、低处进水管402、排气接管403、稳压罐液位计404、稳压罐体405、稳压罐出水管406、稳压罐排水管407、隔板408，整流栅409，环形圈410，稳压罐体405为立式罐体，通过底座螺栓固定在地面上。稳压罐体405上连接有高处进水管401、低处进水管402。高处进水管401位于低处进水管402竖直方向的上方。泵阀管段的出水端可根据泵水流流动是竖直方向或水平方向来选择连接高处进水管401或低处进水管402。排气接管403位于稳压罐体405的顶端中心处。稳压罐液位计404安装在稳压罐体405外。稳压罐排水管407位于稳压罐体405的底部一侧，稳压罐排水管407连接在稳压罐体405的底部最低处，可通过排污阀启闭，排出罐内的水。

如图8-9所示，稳压罐体405内装有隔板408，安装在低处进水管402与稳压罐出水管406之间，高度略高于低处进水管402与稳压罐出水管406，隔板408起到平缓罐内水流流动的作用。稳压罐体405内装有整流栅409，整流栅409通过罐体内焊接的上下两处环形圈410固定，稳流栅409位于隔板409的上方，降低罐内水的湍流度。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。