基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置及测试方法与流程

本发明属于屏蔽泵，特别是涉及基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置及测试方法。

背景技术：

1、带尾管屏蔽泵（逆循环屏蔽泵）凭借无轴封、零泄漏、低噪音、高可靠性的优势，被大量应用于易燃易爆、有毒、易汽化的工业流体输送场景。逆循环屏蔽泵核心运行原理为：润滑轴承，冷却电机，同时抵消泵运行过程中产生的轴向推力，保护轴承与转子结构，是保障屏蔽泵长期稳定运行的核心结构。

2、轴向力平衡精度直接决定屏蔽泵的运行寿命与安全性能，而尾管管路阻力是影响泵体内部流量、压力分布及轴向力平衡的核心外部工况参数。工业现场实际应用中，屏蔽泵尾管存在管道长程阻力、弯头局部阻力、阀门节流阻力、管路压降损耗等多重阻力，管路阻力参数不固定且差异化极大，严重影响到循环量大小、轴向力大小、电机温升等屏蔽泵正常运行的核心指标。

3、现有屏蔽泵出厂水试工艺存在明显技术缺陷：

4、第一，工况匹配度差：传统水试管路结构简单、阻力小，与现场实际尾管阻力参数差异巨大，水试时泵体逆循环流量、压力工况偏离实际运行状态；

5、第二，轴向力测试不准：因管阻不匹配，屏蔽泵内部轴向力无法达到现场平衡状态，出厂测试的振动、温升、轴向力数据失真，无法真实反映设备实际运行性能；

6、第三，设备投运故障率高：经不合格水试验证的设备投运后，轴向力失衡会引发转子偏磨、轴承损坏率高、机组振动超标、介质输送不稳定等故障，增加运维成本与系统安全隐患。

7、目前行业内尚无简单高效、可无级精准模拟现场尾管管阻、校准屏蔽泵轴向力的标准化水试测试方法，亟需一种新型测试工艺解决上述技术痛点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置及测试方法，以克服现有逆循环屏蔽泵水试工艺工况模拟失真、管阻调节精度低、轴向力校准不准、设备投运稳定性差的缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，包括水试试验台、待测带尾管屏蔽泵、吸入罐、逆循环管线；所述待测带尾管屏蔽泵设有泵入口、泵出口以及逆循环口，泵入口连通吸入罐，逆循环口接逆循环管线。

4、所述逆循环管线上依次串联设有第一阀门、流量计、第二阀门，所述第一阀门用于控制逆循环管线内需要的循环量大小；所述第二阀门为可调节流阀门，用于通过调节阀门开度模拟工业现场实际尾管管路阻力。

5、所述逆循环管线上还装配有第一压力表、第二压力表；所述第一压力表设置于第二阀门进口端，第二压力表设置于第二阀门出口端，第一压力表与第二压力表用于采集第二阀门进出口压力，获取逆循环管线管路压降；所述待测带尾管屏蔽泵后腔位置设有用于采集泵后腔压力的第三压力表。

6、所述水试试验台集成有振动监测模块、温度监测模块、轴向力监测模块，所述流量计、第一压力表、第二压力表、第三压力表、振动监测模块、温度监测模块、轴向力监测模块信号互通，用于采集逆循环流量、管路压降、泵后腔压力、机组振动、轴承温度、转子轴向力参数。

7、进一步地，所述待测带尾管屏蔽泵为卧式逆循环屏蔽泵或者立式逆循环屏蔽泵。

8、进一步地，所述第二阀门为开度连续可调阀门，能够实现管路阻力无级连续调节，以匹配不同管径、管路总长、弯头数量的工业现场尾管综合管阻。

9、进一步地，所述吸入罐与待测带尾管屏蔽泵泵入口之间设置吸入侧阀，待测带尾管屏蔽泵泵出口设置有去往系统管路。

10、进一步地，所述振动监测模块包括压电式加速度振动传感器、信号调理单元、数据采集单元；所述振动传感器布设于屏蔽泵泵壳、电机机座轴承测点，采集水平、垂直、轴向三个方向振动信号，输出振动速度有效值与振动位移峰-峰值。

11、进一步地，所述温度监测模块包括多组pt100铂电阻温度传感器、温度信号采集单元；温度传感器布置于屏蔽泵前轴承、后轴承以及电机定子外壳，用于采集各测点实时温度并计算轴承温升。

12、进一步地，所述轴向力监测模块包括轴向力测试工装、力传感器、信号转换与显示记录单元；轴向力测试工装可拆卸装配于屏蔽泵转子轴向检测位置，力传感器采集转子实际轴向推力的大小与方向；所述水试试验台的数据处理终端将振动监测模块、温度监测模块、轴向力监测模块、流量计与各压力表采集的数据进行汇总存储、曲线显示。

13、本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明通过阀门开度连续微调，实现管路阻力无级、连续、精准调节，可适配不同管径、不同长度、不同敷设工况的所有现场尾管阻力参数，通用性强。

15、2、本发明在屏蔽泵水试环节通过压力实时监测+阀门动态节流调节，精准复刻工业现场尾管管路压降与阻力特性，让实验室水试工况与设备实际投运工况完全一致，解决长期以来行业测试工况失真的共性难题。

16、3、本发明创新性建立“管路阻力匹配-介质循环稳定-轴向力平衡最优”的关联测试逻辑，通过外部管阻精准调节，间接校准泵体内部轴向力至最佳状态，无需拆解泵体、无需改动转子结构，校准方式简单高效、精度更高。

17、4、本发明仅通过加装阀门与压力表即可完成传统水试台改造，改造成本极低，无需新增大型试验设备，测试流程简单高效，适配所有规格逆循环屏蔽泵出厂检测，适合企业规模化量产应用。

18、5、本发明在匹配现场真实管阻工况条件下开展测试，轴向力、温升、振动、循环流量检测数据真实可靠，避免出厂检测误判；屏蔽泵出厂后轴向力处于最优平衡区间，降低轴承磨损、转子偏磨故障概率，延长设备使用寿命，减少现场运维维修成本，提升化工、核电等工业系统运行安全性。

1.基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，包括水试试验台（11）、待测带尾管屏蔽泵（3）、吸入罐（1）、逆循环管线（4）；所述待测带尾管屏蔽泵（3）设有泵入口（3-1）、泵出口（3-2）以及逆循环口（3-3），泵入口（3-1）连通吸入罐（1），逆循环口（3-3）接逆循环管线（4）；

2.根据权利要求1所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，所述待测带尾管屏蔽泵（3）为卧式逆循环屏蔽泵或者立式逆循环屏蔽泵。

3.根据权利要求1所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，所述第二阀门（7）为开度连续可调阀门，能够实现管路阻力无级连续调节，以匹配不同管径、管路总长、弯头数量的工业现场尾管综合管阻。

4.根据权利要求1所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，所述吸入罐（1）与待测带尾管屏蔽泵（3）泵入口（3-1）之间设置吸入侧阀（2），待测带尾管屏蔽泵（3）的泵出口（3-2）设置有去往系统管路（9）。

5.根据权利要求1所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，所述振动监测模块包括压电式加速度振动传感器、信号调理单元、数据采集单元；所述振动传感器布设于屏蔽泵泵壳、电机机座轴承测点，采集水平、垂直、轴向三个方向振动信号，输出振动速度有效值与振动位移峰-峰值。

6.根据权利要求1所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，所述温度监测模块包括多组pt100铂电阻温度传感器、温度信号采集单元；温度传感器布置于屏蔽泵前轴承、后轴承以及电机定子外壳，用于采集各测点实时温度并计算轴承温升。

7.根据权利要求1所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置，其特征在于，所述轴向力监测模块包括轴向力测试工装、力传感器、信号转换与显示记录单元；轴向力测试工装可拆卸装配于屏蔽泵转子轴向检测位置，力传感器采集转子实际轴向推力的大小与方向；

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置的测试方法，其特征在于，测试介质采用清水；通过第二阀门（7）节流产生可控局部阻力等效替代现场管路沿程阻力加局部阻力的综合阻力损耗，令水试台逆循环管线（4）压力损失、流量特性、流体状态与工业现场保持一致，使屏蔽泵内部介质循环、压力场分布与现场投运工况同步，完成轴向力校准。

10.根据权利要求8所述的基于带尾管屏蔽泵的尾管阻水试模拟测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法适配化工、核电、暖通领域不同规格逆循环屏蔽泵出厂检测。