一种螺杆泵使用寿命预测试设备的制作方法

1.本发明涉及单螺杆泵技术领域，尤其是涉及一种单螺杆泵使用寿命预测试设备。


背景技术：

2.单螺杆泵属于转子式容积泵，它是依靠螺杆与衬套相互啮合在吸入腔和排出腔产生容积变化来输送液体的。它是一种内啮合的密闭式螺杆泵，主要工作部件由具有双头螺旋空腔的衬套(定子)和在定子腔内与其啮合的单头螺旋螺杆(转子)组成。当输入轴通过万向节驱动转子绕定子中心作行星回转时，定子和转子副就连续地啮合形成密封腔，这些密封腔容积不变地作匀速轴向运动，把输送介质从吸入端经定子和转子副输送至压出端，吸入密闭腔内的介质流过定子而不被搅动和破坏。单螺杆泵分类，整体不锈钢单螺杆泵，轴不锈钢单螺杆泵。
3.单螺杆泵作为一类重要的输送泵,它的最大特点是对介质的适应性强、流量平稳、压力脉动小和自吸能力高，单螺杆泵在发达国家已广泛使用，德国称“偏心转子泵”，由于其优良的性能，在国内的应用范围也在迅速扩大，这是其它任何泵种所不能替代的。由于结构和工作特性，与活塞泵离心泵、叶片泵、齿轮泵相比具有诸多优点，比如能输送高固体含量的介质；流量均匀压力稳定，低转速时更为明显；流量与泵的转速成正比，因而具有良好的变量调节性；一泵多用可以输送不同粘度的介质；泵的安装位置可以任意倾斜；适合输送敏感性物品和易受离心力等破坏的物品；体积小，重量轻、噪声低，结构简单，维修方便。
4.选用泵的规格是根据被输送液体的性质和流量、压力来决定的，而泵的转速则由输送液体的粘度和腐蚀性、作为主要参数来选择，才能保证泵可靠运行。
5.泵的设计转速为输送清水或清水相类似的无腐蚀性液体时允许最高转速，在实际使用中因介质性质与寿命要求不同，选用时一般都应低于设计转速。对高粘度和含颗粒介质，一般采用设计转速的1/2-1/3或更低些，低转速对泵的磨损有利，但在使用后由于定子的磨损流量下降，这时可适当提高转速，以补偿流量下降也为常策。
6.根据实际需求，单螺杆泵转子材质根据不同的工况及所输送的介质的不同可选用：碳钢、不锈钢和镀硬铬不锈钢等。还需要经过淬火和镀铬等方式硬化处理，转子属于单螺杆泵的过流面，以延长过流面部件的寿命，除转子外，定子也属于单螺杆泵的易损件，因此在选择定子橡胶衬套材料时应特别考虑现场工况及所输送介质的性质：应用较多的有丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，氟橡胶，及食品级橡胶。合理选择橡胶衬套的材质将直接影响单螺杆泵定子的寿命。在正常情况下，定子橡胶衬套的寿命为6-12个月。如果选择不正确，则衬套可能会起包变形甚至直接从钢管上脱落。
7.目前市面上大部分的单螺杆泵在设计时都没有增加寿命预测功能，单螺杆泵在长时间的连续工作中，转子的过流面会产生磨损，定子的橡胶衬套会产生损坏，由于整个单螺杆泵的组装特性，只有当单螺杆泵的输出流量发生异常才能判断出定子以及转子的使用寿命，在实际的使用过程中，尤其在多单螺杆泵组合系统中，增加了设备的维护成本，增加了操作人员的工作强度，降低了加工生产的效率。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是实现一种螺杆泵使用寿命预测设备，以达到预测单螺杆泵使用寿命的目的。
9.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种螺杆泵使用寿命预测试设备，设备设有固定在螺杆泵上的震动传感器，以及固定在螺杆泵的输出连接管上的流量传感器，所述震动传感器和流量传感器均连接并输出信号至信号采集器，所述信号采集器连接并输出信号至监测系统。
10.所述螺杆泵为单螺杆泵，所述螺杆泵中心轴一端通过万向节连接连接轴一端，所述连接轴另一端通过联轴器连接伺服电机的输出轴，所述中心轴另一端通过万向节连接转子的一端，所述转子固定在定子内，所述定子的外端连接输出连接管，所述定子另一端连接进料管一端，所述万向节和中心轴位于进料管内，所述进料管的另一端设有抱箍在连接轴外的密封件。
11.所述定子的两端固定有震动放大器，所述震动放大器固定在用于固定螺杆泵的机架上，所述震动传感器固定在震动放大器上，且两个所述震动放大器上均固定有震动传感器。
12.所述震动放大器包括固定在机架上的震动放大架、套在定子外的连接套管、以及连接震动放大架和连接套管的避障器，所述避障器至少设有三个。
13.所述避障器设有四个，所述震动放大架内部为方形，所述连接套管外部为方形，所述震动放大架的每个内角与对应的连接套管外角之间通过一个避障器连接。
14.两个所述震动放大器之间连接有横杆，所述机架、输出连接管或进料管上固定有采集横杆震动幅度的激光位移传感器，所述激光位移传感器连接并输出信号至信号采集器。
15.所述横杆固定在两个震动放大器的连接套管上，所述横杆与定子平行。
16.本发明是载有单螺杆泵使用寿命预测设备的单螺杆泵，借助于各个传感器的采集反馈，实时了解单螺杆泵定子与转子的磨损状况，改进传统的单螺杆泵无法预测使用寿命等缺点。
附图说明
17.下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
18.图1为螺杆泵使用寿命预测试设备原理图；
19.图2为螺杆泵使用寿命预测试设备结构图。
20.图3为螺杆泵使用寿命预测试设备中震动放大器结构图；
21.上述图中的标记均为：1、机架；2、输出连接管；3、定子；4、震动放大架；5、万向节；6、中心轴；7、密封件；8、连接轴；9、联轴器；10、伺服电机；11、转子；12、避障器；13、连接套管。
具体实施方式
22.下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及
操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
23.螺杆泵使用寿命预测试设备主要由单螺杆泵本体，震动放大器，传感器系统组成。传感器系统包括震动传感器、激光位移传感器和流量传感器，每个传感器均连接并输出信号至信号采集器，信号采集器连接并输出信号至监测系统，监测系统就是一个计算机，通过预设的程序以及所获得的参数判断当前泵的使用寿命，程序可以根据需要预设，利用通过阈值表格来综合评分，基于评分查表获得预测螺杆泵使用寿命。
24.如图2所示，螺杆泵为单螺杆泵，单螺杆泵整体固定在机架1上，螺杆泵中心轴6一端通过万向节5连接连接轴8一端，连接轴8另一端通过联轴器9连接伺服电机10的输出轴，中心轴6另一端通过万向节5连接转子11的一端，转子11固定在定子3内，定子3的外端连接输出连接管2，定子3另一端连接进料管一端，万向节5和中心轴6位于进料管内，进料管的另一端设有抱箍在连接轴8外的密封件7，其中流量传感器固定在螺杆泵的输出连接管2上。
25.为提升对震动信号采集的灵敏度，定子3的两端固定有震动放大器，震动放大器固定在用于固定螺杆泵的机架1上，震动传感器固定在震动放大器上，且两个震动放大器上均固定有震动传感器，采集定子3两端的震动参数。
26.如图3所示，震动放大器包括固定在机架1上的震动放大架4、套在定子3外的连接套管13、以及连接震动放大架4和连接套管13的避障器12，其中避障器12优选设置四个，震动放大架4内部为方形，连接套管13外部为方形，震动放大架4的每个内角与对应的连接套管13外角之间通过一个避障器12连接，从而保证震动放大器震动均匀，能够合理反应定子3的工作状态。
27.两个震动放大器之间连接有横杆，横杆固定在两个震动放大器的连接套管13上，优选横杆与定子3平行，机架1、输出连接管2或进料管上固定有采集横杆震动幅度的激光位移传感器，激光位移传感器实时监测震动放大器横杆的位移的变化，激光位移传感器连接并输出信号至信号采集器。
28.该设备采集震动信号、位移信号、监测输出流量的变化，当各个采集信号发生异常，系统会对信号与日常监测信号对比，提示单螺杆泵异常。
29.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。