为满足不断发展的科研试验和产品质量检验的需求,提高系统的自动化程度,降低检测人员的劳动强度,进行了螺杆泵检测系统的研究。该系统主要用于螺杆泵的水力性能检测,其检测内容及基本参数如下:
出口压力:0~25MPa,精度等级:0.2级。
流量:0~500m3/d,精度等级:0.2级。
扭矩:0~200Nm,精度等级:0.2级。
轴向力:0~100kN,精度等级:0.2级。
转速:0~500r/min,精度等级:0.2级。
温度:0~90℃ ,精度等级:0.2级。
1、系统的结构
螺杆泵检测系统由机械传动部分和电气部分组成。机械传动部分主要由电机、变速器、减速器、转矩转速传感器、动密封及轴向力测量装置、弹性联轴器、定子连接、转子连接、液压钳、夹紧装置、支承辊、机械手、行走小车以及底座、小车移动导轨、小车行走齿条等组成。电气部分主要包括变频调速、转矩转速检测、人口压力检测、出口压力控制及检测、流量检测、轴向力检测、温度控制与检测、机械和液压传动系统的控制等系统组成。该系统通过电气系统和计算机实现试验过程中各项参数的控制、数据的采集及处理。
(1)主电机变频调速系统由变频器、螺杆泵驱动电机组成。通过变频器的频率调节控制主电机的转速,从而实现螺杆泵转子转速的无级调节。
(2)转矩转速检测系统由转矩转速传感器、转矩转速仪等组成。转矩转速传感器与螺杆泵驱动轴同轴连接,工作时将转矩转速转变为电信号,通过转矩转速仪完成信号的变换、显示,再通过A/D转换实现计算机数据采集。
(3)离心泵人口压力检测系统由压力传感器、智能数显控制仪等组成。由传感器、智能数显控制仪、RS232通讯端口实现压力信号的显示与计算机采集,应用智能数显控制仪的超限报警控制功能,实现超限保护。
(4)化工泵出口压力控制及检测系统由电动调节阀、压力传感器、智能数显控制仪等组成。通过计算机或手动控制方式进行电动调节阀的开度控制,从而实现出口压力的无级调节。应用智能数显控制仪的超限报警控制功能,实现超压保护。
(5)流量检测系统由质量流量计、双通道智能数显控制仪组成。通过电动阀可在试验过程中完成质量流量计的切换,可选择任一台流量计单独工作或两台流量计同时工作,流量信号通过双通道智能数显控制仪、RS232通讯端口实现流量参数的采集与计量。
(6)轴向力测量系统由力传感器、智能数显控制仪组成。螺杆泵转子的轴向力通过机械传动机构加载到力传感器上,由智能数显控制仪表实现信号的变换与显示,经RS232串行通讯端口完成轴向力参数的采集与计量。
(7)温度控制与检测系统由电加热器、温度传感器、温控仪等组成。温控仪接收来自热电阻的信号,据此控制电加热器的通、断,实现试验介质的温度控制,通过温控仪上RS232通讯端口完成试验介质温度参数的采集与计量。
(8)液压传动系统的控制包括液压站电机的启动与停止、液压钳旋转方向控制电磁阀的切换、夹紧装置的夹紧与松开、小车行走及其与机械手连锁动作等控制功能。
2、效果分析
该螺杆泵检测系统的研究,为螺杆泵性能的分析、国内外油田采油技术服务等技术攻关和新产品的研发提供了有力的保障手段。同时可为油田严把质量关,有效控制不合格品流人油田市场。该检测系统通过国家计量认证以来,完成了1000余台套螺杆泵的检测工作。通过数据和曲线两种方式实现对历史数据的回放、实时数据采集及数据处理,便于及时有效地对
试验检测过程中出现的异常数据进行分析,从而对试验与承检产品做出科学、准确的评价。