為滿足不斷發(fā)展的科研試驗(yàn)和產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的需求,提高系統(tǒng)的自動化程度,降低檢測人員的勞動強(qiáng)度,進(jìn)行了螺桿泵檢測系統(tǒng)的研究。該系統(tǒng)主要用于螺桿泵的水力性能檢測,其檢測內(nèi)容及基本參數(shù)如下:
出口壓力:0~25MPa,精度等級:0.2級。
流量:0~500m3/d,精度等級:0.2級。
扭矩:0~200Nm,精度等級:0.2級。
軸向力:0~100kN,精度等級:0.2級。
轉(zhuǎn)速:0~500r/min,精度等級:0.2級。
溫度:0~90℃ ,精度等級:0.2級。
1、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
螺桿泵檢測系統(tǒng)由機(jī)械傳動部分和電氣部分組成。機(jī)械傳動部分主要由電機(jī)、變速器、減速器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、動密封及軸向力測量裝置、彈性聯(lián)軸器、定子連接、轉(zhuǎn)子連接、液壓鉗、夾緊裝置、支承輥、機(jī)械手、行走小車以及底座、小車移動導(dǎo)軌、小車行走齒條等組成。電氣部分主要包括變頻調(diào)速、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速檢測、人口壓力檢測、出口壓力控制及檢測、流量檢測、軸向力檢測、溫度控制與檢測、機(jī)械和液壓傳動系統(tǒng)的控制等系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)通過電氣系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程中各項(xiàng)參數(shù)的控制、數(shù)據(jù)的采集及處理。
(1)主電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)由變頻器、螺桿泵驅(qū)動電機(jī)組成。通過變頻器的頻率調(diào)節(jié)控制主電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)螺桿泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)。
(2)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速檢測系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀等組成。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與螺桿泵驅(qū)動軸同軸連接,工作時(shí)將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,通過轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速儀完成信號的變換、顯示,再通過A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集。
(3)離心泵人口壓力檢測系統(tǒng)由壓力傳感器、智能數(shù)顯控制儀等組成。由傳感器、智能數(shù)顯控制儀、RS232通訊端口實(shí)現(xiàn)壓力信號的顯示與計(jì)算機(jī)采集,應(yīng)用智能數(shù)顯控制儀的超限報(bào)警控制功能,實(shí)現(xiàn)超限保護(hù)。
(4)化工泵出口壓力控制及檢測系統(tǒng)由電動調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、智能數(shù)顯控制儀等組成。通過計(jì)算機(jī)或手動控制方式進(jìn)行電動調(diào)節(jié)閥的開度控制,從而實(shí)現(xiàn)出口壓力的無級調(diào)節(jié)。應(yīng)用智能數(shù)顯控制儀的超限報(bào)警控制功能,實(shí)現(xiàn)超壓保護(hù)。
(5)流量檢測系統(tǒng)由質(zhì)量流量計(jì)、雙通道智能數(shù)顯控制儀組成。通過電動閥可在試驗(yàn)過程中完成質(zhì)量流量計(jì)的切換,可選擇任一臺流量計(jì)單獨(dú)工作或兩臺流量計(jì)同時(shí)工作,流量信號通過雙通道智能數(shù)顯控制儀、RS232通訊端口實(shí)現(xiàn)流量參數(shù)的采集與計(jì)量。
(6)軸向力測量系統(tǒng)由力傳感器、智能數(shù)顯控制儀組成。螺桿泵轉(zhuǎn)子的軸向力通過機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)加載到力傳感器上,由智能數(shù)顯控制儀表實(shí)現(xiàn)信號的變換與顯示,經(jīng)RS232串行通訊端口完成軸向力參數(shù)的采集與計(jì)量。
(7)溫度控制與檢測系統(tǒng)由電加熱器、溫度傳感器、溫控儀等組成。溫控儀接收來自熱電阻的信號,據(jù)此控制電加熱器的通、斷,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)介質(zhì)的溫度控制,通過溫控儀上RS232通訊端口完成試驗(yàn)介質(zhì)溫度參數(shù)的采集與計(jì)量。
(8)液壓傳動系統(tǒng)的控制包括液壓站電機(jī)的啟動與停止、液壓鉗旋轉(zhuǎn)方向控制電磁閥的切換、夾緊裝置的夾緊與松開、小車行走及其與機(jī)械手連鎖動作等控制功能。
2、效果分析
該螺桿泵檢測系統(tǒng)的研究,為螺桿泵性能的分析、國內(nèi)外油田采油技術(shù)服務(wù)等技術(shù)攻關(guān)和新產(chǎn)品的研發(fā)提供了有力的保障手段。同時(shí)可為油田嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),有效控制不合格品流人油田市場。該檢測系統(tǒng)通過國家計(jì)量認(rèn)證以來,完成了1000余臺套螺桿泵的檢測工作。通過數(shù)據(jù)和曲線兩種方式實(shí)現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的回放、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理,便于及時(shí)有效地對
試驗(yàn)檢測過程中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而對試驗(yàn)與承檢產(chǎn)品做出科學(xué)、準(zhǔn)確的評價(jià)。