一种矿浆泵全特性试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于泵试验装置及方法相关领域，公开了一种矿浆泵全特性试验装置及方法。矿浆泵在运行时可能发生反向启动、停机或紧急变工况等特殊过渡工况，涉及到泵的全特性研究。国内外对水力机械的全特性研究均以清水为介质，而以矿浆泵为核心动力部件的输送系统在过渡工况下运行时其受到的影响更为严重。本发明专利技术可实现矿浆泵全特性和内流可视化的同步测试，揭示矿浆泵内矿粒动力学特性和矿粒

【技术实现步骤摘要】
一种矿浆泵全特性试验装置及试验方法


[0001]本专利技术属于泵试验装置及方法相关领域，提供一种矿浆泵全特性试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]矿浆泵是采矿系统的核心设备，国内外对矿浆泵进行了不少研究。但基本并没有考虑到运行时可能发生的反向启动、停机或紧急变工况等特殊工况，在输送的过程中，上述工况是各类输送泵常见的过渡工况，对以上工况的研究是相当有必要的，这涉及到泵的全特性研究。
[0003]国内外对水力机械的全特性研究均以清水为介质，而以矿浆泵为核心动力部件的输送系统在过渡工况下运行时其受到的影响更为严重。揭示矿浆泵内矿粒动力学特性和矿粒
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水在复杂变工况下的两相流动机理成为亟待解决的问题，所以有必要专利技术矿浆泵全特性和内流可视化的同步测试装置和方法。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种矿浆泵全特性试验装置及试验方法，实现矿浆泵全特性和内流可视化的同步测试，揭示矿浆泵内矿粒动力学特性和矿粒
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水在复杂变工况下的两相流动机理。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种矿浆泵全特性试验装置，包括矿浆试验泵体，所述矿浆试验泵体由力学性能良好、可视化程度较高的材料PMMA聚甲基丙烯酸甲酯加工制作。
[0007]所述矿浆试验泵体与立式电机由泵轴和电机轴相连，所述矿浆试验泵体的出口管路和进口管路分别设置出口电磁流量计和进口电磁流量计。
[0008]所述出口电磁流量计连接第一三通管的一侧主路，进口电磁流量计连接第三三通管(22)的一侧主路。
[0009]所述第一三通管和第三三通管的另一侧主路分别设置第三阀门和第四阀门。
[0010]所述第一三通管和第三三通管的两个支路中间设置第一阀门和第二阀门。
[0011]所述第一阀门和第二阀门中间设置第二三通管，所述第二三通管支路与辅助增压泵出口连接。
[0012]所述辅助增压泵与卧式电机由泵轴和电机轴相连，辅助增压泵进口与第五三通管支路相连。
[0013]所述第五三通管主路两侧分别连接第五阀门和第六阀门，第五阀门和第六阀门分别与第六三通管和第四阀门的两个支路相连，第六三通管和第四三通管的一侧主路分别连接第四阀门阀门和第三阀门。
[0014]所述第四三通管和第六三通管的另一侧主路分别连接第七三通管和第八三通管的一侧主路，所述第八三通管的支路和另一侧主路分别连接第七阀门和第八阀门，第七三
通管的支路和另一侧主路分别连接阀门第九阀门和第十阀门，第十阀门连接的出水管段伸入循环水箱中的主循环给料漏斗进口。
[0015]所述主循环给料漏斗的出口伸出循环水箱连接第八阀门，第七阀门连接的出水管段伸入循环水箱中的副循环给料漏斗进口。
[0016]所述副循环给料漏斗的出口伸出循环水箱连接第九阀门。
[0017]所述主循环给料漏斗和副循环漏斗周围开有小孔。
[0018]所述矿浆试验泵体进出口2倍管径处分别设置进口压力传感器和出口压力传感器。
[0019]所述立式电机的电机轴上设置扭矩功率仪。
[0020]所述辅助增压泵选择固液两相流通过性良好的卧式离心泵，其性能和结构参数要求如下：
[0021][0022]式中：Q，辅助增压泵额定流量，单位kg/m3；
[0023]Q
d
，矿浆试验泵额定流量，单位kg/m3；
[0024]H，辅助增压泵额定扬程，单位m；
[0025]H
d
，矿浆试验泵额定扬程，单位m；
[0026]D，辅助增压泵进出口管径，单位mm；
[0027]k0，管径系数，取值为0.9～1.25；
[0028]D0，试验泵叶片中间流线进口直径，单位mm。
[0029]所述主循环给料漏斗和副循环给料漏斗的小孔均为圆柱形小孔，小孔直径d0和试验时矿浆中的颗粒个数和颗粒直径有以下关系：
[0030][0031]式中：N，试验时固液两相流粗颗粒的颗粒个数；
[0032]V，固液两相流循环管路总体积，单位mm3；
[0033]c
v
，试验颗粒体积浓度，单位％；
[0034]d，颗粒直径，单位mm；
[0035]K
i
，试验泵叶片厚度误差系数，取值为0.81～0.90；
[0036]D
i
，试验泵叶片中间流线进口直径，单位mm；
[0037]z，试验泵叶轮叶片数；
[0038]K，泵内颗粒过流面积修正系数，取0.11～0.13；
[0039]D
m
，流道可通过最大粒径，mm2；
[0040]d0，循环给料漏斗周围圆形小孔直径，单位mm。
[0041]利用本专利技术所述矿浆泵全特性试验台进行全特性试验共分为水泵试验和水轮机试验。
[0042]其中，矿浆介质下水泵试验包括如下步骤：
[0043](A1)在试验前，将所述阀门第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门全部调节为全开状态，向所述水箱(19)注入清水，直至注满水箱，保证清水充满整个试验管路；
[0044](A2)所述水泵试验包含正转正流、反转正流、正转倒流和反转倒流等试验工况。
[0045]①
正转正流：关闭所述第一阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第九阀门，开启所述第二阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门、第十阀门，正向启动矿浆试验泵，向所述主循环给料漏斗加入试验矿石颗粒，在大流量工况时开启辅助增压泵，试验结束后在第十阀门后的出水管路回收颗粒；
[0046]②
反转正流：关闭所述第一阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第九阀门，开启所述第二阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门、第十阀门，反向启动矿浆试验泵，向所述主循环给料漏斗加入试验矿石颗粒，在大流量工况时开启辅助增压泵，试验结束后在第十阀门后的出水管路回收颗粒；
[0047]③
正转倒流：关闭所述第二阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门、第十阀门，开启所述第一阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第九阀门，正向启动矿浆试验泵，向所述副循环给料漏斗加入试验矿石颗粒，在大流量工况时开启辅助增压泵，试验结束后在第九阀门后的出水管路回收颗粒；
[0048]④
反转倒流：关闭所述第二阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门、第十阀门，开启所述第一阀门、第四阀门、第六阀门、第七阀门、第九阀门，反向启动矿浆试验泵，向所述副循环给料漏斗加入试验矿石颗粒，在大流量工况时开启辅助增压泵，试验结束后在第九阀门后的出水管路回收颗粒。
[0049]矿浆介质下水轮机试验包括如下步骤：
[0050](B1)在试验前，将所述阀门第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门全部调节为全开状态，向所述水箱注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿浆泵全特性试验装置，其特征在于，包括矿浆试验泵体(1)，所述矿浆试验泵体(1)由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA材料制成；所述矿浆试验泵体(1)与立式电机(2)相连，所述矿浆试验泵体(1)的出口管路和进口管路分别设置出口电磁流量计(5)和进口电磁流量计(6)，所述出口电磁流量计(5)连接第一三通管(20)的一侧主路，进口电磁流量计(6)连接第三三通管(22)的一侧主路，所述第一三通管(20)和第三三通管(22)的另一侧主路分别设置第三阀门(9)和第四阀门(10)，所述第一三通管(20)和第三三通管(22)的两个支路中间设置第一阀门(7)和第二阀门(8)，所述第一阀门(7)和第二阀门(8)中间设置第二三通管(21)，所述第二三通管(21)支路与辅助增压泵(3)出口连接，所述辅助增压泵(3)与卧式电机(4)由泵轴和电机轴相连，辅助增压泵(3)进口与第五三通管(24)支路相连，所述第五三通管(24)主路两侧分别连接第五阀门(11)和第六阀门(12)，第五阀门(11)和第六阀门(12)分别与第六三通管(25)和第四三通管(23)的两个支路相连，第六三通管(25)和第四三通管(23)的一侧主路分别连接第四阀门(10)和第三阀门(9)，所述第四三通管(23)和第六三通管(25)的另一侧主路分别连接第七三通管(26)和第八三通管(27)的一侧主路，所述第八三通管(27)的支路和另一侧主路分别连接第七阀门(13)和第八阀门(14)，第七三通管(26)的支路和另一侧主路分别连接阀门第九阀门(15)和第十阀门(16)，第十阀门(16)连接的出水管段伸入循环水箱(19)中的主循环给料漏斗(17)进口，所述主循环给料漏斗(17)的出口伸出循环水箱(19)连接第八阀门(14)，第七阀门(13)连接的出水管段伸入循环水箱(19)中的副循环给料漏斗(18)进口，所述副循环给料漏斗(18)的出口伸出循环水箱(19)连接第九阀门(15)，所述主循环给料漏斗(17)和副循环给料漏斗(18)周围开有小孔；所述矿浆试验泵体(1)进出口2倍管径处分别设置进口压力传感器(28)和出口压力传感器(29)，所述立式电机(2)的电机轴上设置扭矩功率仪(30)。2.如权利要求1所述的一种矿浆泵全特性试验装置，其特征在于，所述辅助增压泵(3)选择固液两相流通过性良好的卧式离心泵，其性能和结构参数要求如下：式中：Q，辅助增压泵额定流量，单位kg/m3；Q
d
，矿浆试验泵额定流量，单位kg/m3；H，辅助增压泵额定扬程，单位m；H
d
，矿浆试验泵额定扬程，单位m；D，辅助增压泵进出口管径，单位mm；k0，管径系数，取值为0.9～1.25；D0，试验泵叶片中间流线进口直径，单位mm。3.如权利要求1所述的一种矿浆泵全特性试验装置，其特征在于，所述主循环给料漏斗(17)和副循环给料漏斗(18)的小孔均为圆柱形小孔，小孔直径d0和试验时矿浆中的颗粒个数和颗粒直径有以下关系：
式中：N，试验时固液两相流粗颗粒的颗粒个数；V，固液两相流循环管路总体积，单位mm3；c
v
，试验颗粒体积浓度，单位％；d，颗粒直径，单位mm；K
i
，试验泵叶片厚度误差系数，取值为0.81～0.90；D
i
，试验泵叶片中间流线进口直径，单位mm；z，试验泵叶轮叶片数；K，泵内颗粒过流面积修正系数，取0.11～0.13；D
m
，流道可通过最大粒径，mm2；d0，循环给料漏斗周围圆形小孔直径，单位mm。4.使用根据权利要求1所述的矿浆泵全特性试验装置的试验方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈明高，孙雪雷，吴贤芳，刘厚林，王凯，王勇，董亮，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：