一种分层式水泵并行可扩展式测试设备

本发明涉及了一种可扩展式测试设备，具体涉及一种分层式水泵并行可扩展式测试设备。

背景技术：

1、水泵是现代生活中不可缺少的一种设备，它广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业中，其主要作用包括输送液体、增加压力、提高水位等等。其中屏蔽泵的工作原理是通过旋转叶轮产生离心力，将液体从低压区域吸入，然后通过泵壳和叶轮的旋转将液体压入高压区域，其他类型水泵工作原理也大同小异。

2、由于水泵必须经过多次重复的测试才能应用于实际场景，而对于水泵的功能来说，在投入使用之前必须对它的扬程、流量、温度、以及功率和效率等性能进行反复测试以达到标准，因此，对水泵的性能测试是必不可少的一个环节。且目前很多水泵性能测试设备不能同时对不同口径的水泵同时进行性能测试，这样就导致水泵性能测试效率不高。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供一种分层式水泵并行可扩展式测试设备，以便对不同大小口径的水泵进行多个性能参数的测量。

2、本发明采用的技术方案是：

3、本发明的分层式水泵并行可扩展式测试设备包括台架主框架、水泵循环管道装置、第一循环管道装置、第二循环管道装置、第三循环管道装置、台架副框架、封闭式水箱和上位机，台架主框架和台架副框架均为分层架构，第二循环管道装置、第一循环管道装置和水泵循环管道装置自上而下依次布置在台架主框架上各自的分层平面上，第三循环管道装置位于第二循环管道装置所在的台架主框架的分层平面，台架副框架位于台架主框架的侧方作为台架主框架的水平扩展部分，台架主框架和台架副框架不相连接，水泵循环管道装置、第一循环管道装置、第二循环管道装置和第三循环管道装置超出台架主框架的部分延伸布置在台架副框架上各自的分层平面上，即当循环管道装置的尺寸超过台架主框架时，可延伸至台架副框架进行放置，上位机放置在台架副框架上；封闭式水箱安装在台架主框架上，水泵循环管道装置、第一循环管道装置、第二循环管道装置和第三循环管道装置均连通封闭式水箱，第一循环管道装置分别连通第二循环管道装置和第三循环管道装置；水泵循环管道装置、第一循环管道装置、第二循环管道装置和第三循环管道装置均分别电连接直流电源和上位机。

4、台架主框架和台架副框架的分层架构使得测试设备具有分层可扩展性，以适应不同大小、不同水路长短的水泵测试；增加的台架副框架使得测试设备具有水平扩展性，以适应不同大小、不同水路长短的水泵测试。

5、所述的水泵循环管道装置包括水泵循环管道、若干管道支撑夹具、水泵、可伸缩金属软管、第一进水口压力传感器、第一环路排水阀、第一回水管路、第一出水管路、第一环路循环切换阀门、第一环路流量控制电控阀门、第一环路温度传感器、第一环路涡轮流量传感器、第一环路水箱出水阀和第一出水口压力传感器，水泵循环管道为环形管道，水泵循环管道通过各个管道支撑夹具安装在台架主框架的最底层平面，水泵循环管道的一端连通可伸缩金属软管的一端，可伸缩金属软管的另一端连通水泵的出口端，水泵循环管道的另一端连通水泵的入口端，第一进水口压力传感器通过法兰螺母和法兰安装在可伸缩金属软管上，第一环路排水阀、第一环路循环切换阀门、第一环路流量控制电控阀门、第一环路温度传感器、第一环路涡轮流量传感器和第一出水口压力传感器自水泵循环管道的一端至另一端的方向依次通过法兰螺母和法兰间隔安装在水泵循环管道上；第一环路排水阀和第一环路循环切换阀门之间的水泵循环管道设有第一循环回路接水箱出口三通，第一循环回路接水箱出口三通的两端口连通水泵循环管道自身，第一循环回路接水箱出口三通的第三端口通过第一回水管路连通至封闭式水箱；第一环路循环切换阀门和第一环路流量控制电控阀门之间的水泵循环管道设有第一接水箱入口三通接口，第一接水箱入口三通接口的两端口连通水泵循环管道自身，第一接水箱入口三通接口的第三端口通过第一出水管路依次连通至第一环路水箱出水阀和封闭式水箱；水泵电连接直流电源，第一环路流量控制电控阀门和第一环路涡轮流量传感器电连接，第一进水口压力传感器、第一环路流量控制电控阀门、第一环路温度传感器、第一环路涡轮流量传感器和第一出水口压力传感器均电连接上位机。

6、水泵循环管道装置还包括环路回水管支撑夹具，第一回水管路的拐弯处通过环路回水管支撑夹具安装在台架主框架上。支撑夹具包括支杆和两个半圆夹板，支杆的底端连接台架主框架，支杆的顶端连接第一个半圆夹板的中心，第一个半圆夹板朝向支杆相反的方向弯曲，第二个半圆夹板通过螺钉安装在第一个半圆夹板的顶面并形成圆形，第二个半圆夹板朝向第一个半圆夹板的方向弯曲，水泵循环管道夹持在两个半圆夹板之间。

7、水泵循环管道装置采用大管径的水泵循环管道，采用可变换循环模式，可适应不同口径不同类型的水泵同行在不同工况下进行性能测试，并且水泵循环管道全部采用刚体、法兰盘连接，避免了漏水、晃动、破裂等情况发生。第一循环管道装置、第二循环管道装置和第三循环管道装置均采用小口径软质管，尺寸较小，可不用法兰螺母和法兰安装。最大环路水泵进口处段采用可伸缩金属软管，可换装进出水口相对位置不同的大口径水泵，包括进出口相对位置为进出口呈九十度分布和进出口共线分布。

8、所述的第一循环管道装置包括第一循环管道、第二进水口压力传感器、第二环路流量控制电控阀门、第二环路循环切换阀门、第二环路排水阀、第一环路水泵、第二出水口压力传感器、水箱出口分流器、第二环路水箱出水阀、第四环路温度传感器、第四环路涡轮流量传感器、第二回水管路和第二出水管路，第一循环管道为环形管道，第一循环管道的两端口分别连通第一环路水泵的出口端和入口端，第二进水口压力传感器、第二环路排水阀、第二环路循环切换阀门、第二环路流量控制电控阀门、第四环路温度传感器、第四环路涡轮流量传感器和第二出水口压力传感器沿第一循环管道的一端至另一端的方向依次间隔安装在第一循环管道上；第二环路循环切换阀门和第二环路排水阀之间的第一循环管道设有第二循环回路接水箱出口三通，第二循环回路接水箱出口三通的两端口连通第一循环管道自身，第二循环回路接水箱出口三通的第三端口通过第一连接管连通至水箱出口分流器的第一端口，水箱出口分流器的第二端口通过第二回水管路依次连通至第二环路水箱出水阀和封闭式水箱，水箱出口分流器的第三端口和第四端口分别连通至第二循环管道装置和第三循环管道装置；第二环路流量控制电控阀门和第二环路循环切换阀门之间的第一循环管道设有第二接水箱入口三通接口，第二接水箱入口三通接口的两端口连通第一循环管道自身，第二接水箱入口三通接口的第三端口通过第二出水管路连通至封闭式水箱；第一环路水泵电连接直流电源，第二环路流量控制电控阀门和第四环路涡轮流量传感器电连接第二进水口压力传感器、第二环路流量控制电控阀门、第二出水口压力传感器、第四环路温度传感器和第四环路涡轮流量传感器均电连接上位机。

9、当位于上方的几个水泵共同测试时，可采用水箱出口分流器将位于当前测试的最下方的一个环路中的内水分流至上方的几个环路中。

10、所述的第二循环管道装置包括第二循环管道、第二环路水泵、第三进水口压力传感器、第三环路涡轮流量传感器、第二环路温度传感器、第三环路排水阀、第三环路循环切换阀门、第三环路流量控制电控阀门、第三出水口压力传感器和第三出水管路，第二循环管道为环形管道，第二循环管道的两端口分别连通第二环路水泵的出口端和入口端，第三进水口压力传感器、第三环路排水阀、第三环路循环切换阀门、第三环路流量控制电控阀门、第二环路温度传感器、第三环路涡轮流量传感器和第三出水口压力传感器沿第二循环管道的一端至另一端的方向依次间隔安装在第二循环管道上，第三环路排水阀和第三环路循环切换阀门之间的第二循环管道设有第三循环回路接水箱出口三通，第三循环回路接水箱出口三通的两端口连通第二循环管道自身，第三循环回路接水箱出口三通的第三端口通过第二连接管连通至水箱出口分流器的第三端口；第三环路循环切换阀门和第三环路流量控制电控阀门之间的第二循环管道设有第三接水箱入口三通接口，第三接水箱入口三通接口的两端口连通第二循环管道自身，第三接水箱入口三通接口的第三端口通过第三出水管路连通至封闭式水箱；第二环路水泵电连接直流电源，第三环路涡轮流量传感器和第三环路流量控制电控阀门电连接，第三进水口压力传感器、第三环路涡轮流量传感器、第二环路温度传感器、第三环路流量控制电控阀门和第三出水口压力传感器均电连接上位机。

11、所述的第三循环管道装置包括第三循环管道、第四进水口压力传感器、第二环路涡轮流量传感器、第三环路温度传感器、第四环路排水阀、第四环路循环切换阀门、第四环路流量控制电控阀门、第三环路水泵、第四出水口压力传感器和第四出水管路，第三循环管道为环形管道，第三循环管道的两端口分别连通第三环路水泵的出口端和入口端，第四进水口压力传感器、第四环路排水阀、第四环路循环切换阀门、第四环路流量控制电控阀门、第三环路温度传感器、第二环路涡轮流量传感器和第四出水口压力传感器沿第三循环管道的一端至另一端的方向依次间隔安装在第三循环管道上，第四环路排水阀、第四环路循环切换阀门之间的第三循环管道设有第四循环回路接水箱出口三通，第四循环回路接水箱出口三通的两端口连通第三循环管道上自身，第四循环回路接水箱出口三通的第三端口通过第三连接管连通至水箱出口分流器的第四端口；第四环路循环切换阀门和第四环路流量控制电控阀门之间的第三循环管道设有第四接水箱入口三通接口，第四接水箱入口三通接口的两端口连通第三循环管道自身，第四接水箱入口三通接口的第三端口通过第四出水管路连通至封闭式水箱；第三环路水泵电连接直流电源，第二环路涡轮流量传感器和第四环路流量控制电控阀门电连接，第四进水口压力传感器、第二环路涡轮流量传感器、第三环路温度传感器、第四环路流量控制电控阀门和第四出水口压力传感器均电连接上位机。

12、各个排水阀可在换装水泵时及时排尽管道内残余的水；环路温度传感器用来获得管道内冷却液的温度；进出口压力传感器用来测量水泵进出口压力，以获得进出口压力差；涡轮流量传感器用来获得管道内瞬时流量；封闭式水箱用来为水泵提供水源，采用封闭式水箱可以起到平衡水量及压力的作用；开关控制器件和上位机连接，通过上位机控制开关控制器件改变环路循环切换阀门的开合，并且记录数据，实现不同工况；上位机可控制流量控制电控阀门的开度，使得水泵可以在不同流量工况下进行性能测试。

13、所述的水泵循环管道装置的第一进水口压力传感器和第一出水口压力传感器前均安装有针形阀和缓冲器，防止测量波动剧烈。

14、所述的水泵循环管道、第一循环管道、第二循环管道和第三循环管道的直径依次减小；第一回水管路和第一出水管路的直径相同，第二回水管路和第二出水管路的直径相同，第一出水管路、第二出水管路、第三出水管路和第四出水管路的直径依次减小。

15、所述的上位机接收环路温度传感器的实时温度，当实时温度高于温度阈值时，则上位机控制环路循环切换阀门关闭，上位机控制环路循环切换阀门由“小循环”切换至“大循环”。

16、环路循环切换阀门打开时，循环回路可看作是汽车冷却系统的“小循环”回路，即管道内水参与循环，不回到封闭式水箱内，每个环路各自参与循环；当环路循环切换阀门关闭时，循环回路可看作是汽车冷却系统的“大循环”回路，管道内水流回封闭式水箱参与循环。

17、当只有其中一个或几个环路进行测试时，即仅对一个或几个水泵进行测试，则只需控制当前环路上的环路循环切换阀门进行切换。

18、可扩展式测试设备还包括电线盒，电线盒放置在台架副框架上的电线盒放置处，连接上位机的电线均放置在电线盒中。

19、台架主框架和台架副框架可通过万向轮轻松分开以扩展横向长度，并且每层的高度可改变，实现纵向层高重新分配，以适应不同水泵的高度，从而实现横向纵向的可扩展式功能，且台架主框架利用多余空间设计为办公平台，实现空间利用最大化。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明可以改变设备的循环模式，内循环模式不需要水箱的参与，外循环方式和水箱形成循环系统，可根据实际情况选择任意一种循环方式进行测试；本发明的大环路水泵进出水口处采用可伸缩材料用来换装不同形式的大口径水泵，多循环管道采用多层分布设计，台架主、副框架的分层架构使得设备具有分层可扩展性，增加的台架副框架使得设备具有水平扩展性，适用于不同口径不同类型的水泵同时进行性能测试，能够有效提高水泵性能测试效率。