本發明涉及工程機械技術領域,特別涉及一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法、裝置和系統。
背景技術:
目前螺桿泵作為輸送機構,被廣泛應用于交通、能源、建筑等基礎設施建設中,它對提高施工效率、保證工程質量等都起著十分重要的作用。
現有技術中,如圖1所示,圖1為現有技術中的螺桿泵的結構示意圖;螺桿泵包括轉子01和定子02;定子02包裹于轉子01的外側,定子02與轉子01組成螺桿泵;定子02的內壁和轉子01的外壁密封相連、以在定子02內側和轉子01外側之間形成多個壓力容腔03。
根據螺桿泵的工作原理,轉子一般采用剛性材料,定子采用彈性材料(如橡膠等),為使螺桿泵在最大工作壓力下長壽命輸送物料,定子與轉子之間存在有預壓緊力,一般通過定子的預壓縮量來衡量:若該預壓縮量過小,會導致螺桿泵磨損量降低導致提前失效,即螺桿泵的壽命低;若該預壓縮量過大,驅動電機的部分扭矩需要克服該預壓縮量產生的扭矩而驅動轉子輸送物料,從而導致驅動電機的實際功率利用率較低,即驅動電機的效率低。故定子與轉子之間的預壓縮量為螺桿泵設計的關鍵設計參數,該預壓縮量的優化設計是螺桿泵高效、長壽命工作的主要依據,當螺桿泵工作時,螺桿泵中的定子和轉子之間形成的各個壓力容腔的壓力相等時,螺桿泵的壽命以及輸送效率組合最佳。
現有技術中通過螺桿泵的實際使用損壞情況,根據經驗修正定子與轉子之間的與壓縮量,修正起來誤差較大,不利于螺桿泵壽命的延長以及輸送效率的提高。
技術實現要素:
本發明提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法、裝置和系統,用以提高螺桿泵的效率,延長螺桿泵的使用壽命。
為達到上述目的,本發明提供如下技術方案:
本發明提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,包括:
在預先設定的最大負載設計值下、獲得空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;
針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在所述最大負載設計值下輸送時、所述螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;
對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;
比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與所述預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,所述空載預壓縮量修正值為:多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵的空載預壓縮量設計值,其中:所述第一負載小于所述最大負載設計值。
本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,通過實驗測試以得到與預先設定的最大負載設計值對應的最佳的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,以優化螺桿泵的空載預壓縮量設計值,延長螺桿泵的使用壽命,具體的:檢測空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值,針對每個螺桿泵:修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在所述最大負載設計值下輸送時、所述螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與所述預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值。
可見,本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,可以提高螺桿泵的效率,延長螺桿泵的使用壽命。
在一些可選的實施方式中,所述針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,具體包括:
針對每個螺桿泵:
根據每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,計算得到所述螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的帶載壓縮量;
根據所述帶載壓縮量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值。
在一些可選的實施方式中,所述對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試,具體包括:
針對每個修正后的螺桿泵:
獲得修正后的螺桿泵在預先設定的第一負載下的轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值;
根據所述轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到所述修正后的螺桿泵在第一負載下的效率。
在一些可選的實施方式中,所述根據所述轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到所述修正后的螺桿泵在第一負載下的效率,具體包括:
根據公式p0=2πmn得到所述螺桿泵的輸入功率;
根據公式p1=ptq得到所述螺桿泵的輸出功率;
根據公式η=p1/p0×100%得到所述螺桿泵的效率;其中:p0為螺桿泵的輸入功率;p1為螺桿泵的輸出功率;pt為出料口的壓力;m為轉速;n為扭矩;q為出料口的流量;η為螺桿泵的效率。
在一些可選的實施方式中,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,還 包括:
確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與所述最大負載設計值之間的曲線關系圖。
在一些可選的實施方式中,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,還包括:
在不同負載下、對空載預壓縮量為所述空載預壓縮量修正值的螺桿泵進行壽命和效率測試,得到所述空載預壓縮量為所述空載預壓縮量修正值的螺桿泵的最佳工作負載,所述最佳工作負載為空載預壓縮量為所述空載預壓縮量修正值的螺桿泵在壽命和效率組合最佳的情況下所對應的負載值。
本發明還提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,包括:
第一獲得模塊,用于在預先設定的最大負載設計值下、獲得空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;
修正模塊,用于針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在所述最大負載設計值下輸送時、所述螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;
第一測試模塊,用于對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;
確定模塊,用于比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與所述預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,所述空載預壓縮量修正值為:多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵的空載預壓縮量設計值,其中:所述第一負載小于所述最大負載設計值。
在一些可選的實施方式,所述修正模塊包括:第一處理模塊和第二處理模塊;其中:
針對每個螺桿泵:
所述第一處理模塊用于根據每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子 的壓縮模量,計算得到所述螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的帶載壓縮量;
所述第二處理模塊用于根據所述帶載壓縮量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值。
在一些可選的實施方式中,所述第一測試模塊包括:第二獲得模塊和第三處理模塊;其中:
針對每個修正后的螺桿泵:
所述第二獲得模塊,用于獲得修正后的螺桿泵在預先設定的第一負載下的轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值;
第三處理模塊,用于根據所述轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到所述修正后的螺桿泵在第一負載下的效率。
在一些可選的實施方式中,所述第三處理模塊具體用于:
根據公式p0=2πmn得到所述螺桿泵的輸入功率;
根據公式p1=ptq得到所述螺桿泵的輸出功率;
根據公式η=p1/p0×100%得到所述螺桿泵的效率;其中:p0為螺桿泵的輸入功率;p1為螺桿泵的輸出功率;pt為出料口的壓力;m為轉速;n為扭矩;q為出料口的流量;η為螺桿泵的效率。
在一些可選的實施方式中,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,還包括:
圖像生成模塊,用于確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與所述最大負載設計值之間的曲線關系圖。
在一些可選的實施方式中,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,還包括:
第二測試模塊,用于在不同負載下、對空載預壓縮量為所述空載預壓縮量修正值的螺桿泵進行壽命和效率測試,得到所述空載預壓縮量為所述空載預壓縮量修正值的螺桿泵的最佳工作負載,所述最佳工作負載為空載預壓縮量為所 述空載預壓縮量修正值的螺桿泵在壽命和效率組合最佳的情況下所對應的負載值。
本發明還提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定系統,包括:
設置于所述螺桿泵的輸出端的加載閥;
壓力傳感器,用于在預先設定的最大負載設計值下、檢測空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;
控制器,用于接收螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;用于針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在所述最大負載設計值下輸送時、所述螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;用于對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;用于比較修正后的每個螺桿泵的壽命和效率,確定與所述預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,所述空載預壓縮量修正值為:多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵的空載預壓縮量設計值,其中:所述第一負載小于所述最大負載設計值。
在一些可選的實施方式中,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定系統,還包括:設置于所述螺桿泵上、與所述定子和轉子之間形成的每個壓力容腔一一對應的檢測口,任意相鄰兩個檢測口之間的間距等于螺桿泵螺距的整數倍。
在一些可選的實施方式中,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定系統,還包括:
設置于所述螺桿泵的轉子上的扭矩傳感器;
設置于所述螺桿泵的轉子上的轉速傳感器;
設置于所述螺桿泵的出料口的流量計。
在一些可選的實施方式中,所述壓力傳感器還用于檢測修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下的出料口的壓力值。
附圖說明
圖1為現有技術中的螺桿泵的結構示意圖;
圖2為本發明實施例提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法流程圖;
圖3為本發明實施例提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置結構示意圖;
圖4為本發明實施例提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定系統結構示意圖。
附圖標記:
01-轉子02-定子
03-壓力容腔1-第一獲得模塊
21-修正模塊22-第一測試模塊
23-確定模塊3-轉子
4-定子5-壓力容腔
6-加載閥71-壓力傳感器
72-扭矩傳感器73-轉速傳感器
74-流量計8-控制器
9-檢測口10-出料口
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明專利保護的范圍。
根據螺桿泵的工作原理,轉子一般采用剛性材料,定子采用彈性材料(如橡膠等),為使螺桿泵在最大工作壓力下長壽命輸送物料,螺桿泵在設計時,螺桿泵的定子與轉子之間需要存在有預壓緊力,而預壓緊力一般通過螺桿泵的 空載預壓縮量來衡量;若該空載預壓縮量過小,會導致螺桿泵定子和轉子接觸的部分容易被物料擊穿而提前失效,即螺桿泵的壽命降低;若該空載預壓縮量過大,驅動電機的部分扭矩需要克服該空載預壓縮量產生的扭矩而驅動轉子輸送物料,從而導致驅動電機的實際功率利用率較低,即驅動電機的效率低。可見,螺桿泵的空載預壓縮量為螺桿泵設計的關鍵參數,該空載預壓縮量的優化設計是螺桿泵高效、長壽命工作的主要依據。
而現有技術中通過螺桿泵的實際使用損壞情況,根據經驗修正定子與轉子之間的間隙,修正起來誤差較大,不利于螺桿泵壽命的延長以及輸送效率的提高。為了解決現有技術中的問題,本發明實施例提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法、裝置和系統,通過實驗測試以得到與預先設定的最大負載設計值對應的最佳的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,以優化螺桿泵的空載預壓縮量設計值,延長螺桿泵的使用壽命。
如圖2所示,圖2為本發明實施例提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法流程圖;本發明提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,包括:
步驟s201:在預先設定的最大負載設計值下、獲得空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;
步驟s202:針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;
步驟s203:對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;
步驟s204:比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,空載預壓縮量修正值為:多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵的空載預壓縮量設計值,其中:第一負載小于最大負載設計值。
本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,先提供一組空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵,這些螺桿泵設計的最大負載相同,檢測這些螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值,針對每個螺桿泵:根據素數壓力值修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值。當得到所述空載預壓縮量修正值后,所述定子和轉子的尺寸也就確定下來了。
本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,先根據經驗對應每個空載預壓縮量設計值生產一螺桿泵,通過實驗測試以得到與預先設定的最大負載設計值對應的最佳的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,以優化螺桿泵的空載預壓縮量設計值,根據測試得到的空載預壓縮量修正值再大量生產螺桿泵,設計螺桿泵的定子與轉子的尺寸,這樣可以延長螺桿泵的使用壽命,故本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,可以提高螺桿泵的效率,延長螺桿泵的使用壽命。
上述多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵具體含義為:在對修正后的螺桿泵進行壽命和效率測試時,效率高的螺桿泵不一定壽命長,故本領域技術人員可以根據測試得到的幾組數據,選出一組壽命和效率綜合考慮后在被測試的幾組修正后的螺桿泵中是最佳的。
上述修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值具體可以通過多種方式實現,一種具體實施方式中,上述步驟s202中:針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,具體包括:
針對每個螺桿泵:
根據每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,計算得到螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的帶載壓縮量;
根據帶載壓縮量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值。
上述根據定子與每個壓力容腔對應部分的形變量,修正定子和轉子接觸部位的空載預壓縮量設計值,可以只是根據形變量以及經驗值對螺桿泵進行修正,也可以根據形變量和螺桿泵的空載預壓縮量設計值對螺桿泵進行修正,例如:假設預先設計的空載預壓縮量設計值為a,螺桿泵具有七個壓力容腔,在預先設定的最大負載設計值下,每個壓力容腔對應的定子和轉子接觸部分的形變量分別為a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7,則修正后的該螺桿泵的定子和轉子接觸部分的空載預壓縮量設計值分別為:a+a1,a+a2,a+a3,a+a4,a+a5,a+a6和a+a7,這樣可以保證螺桿泵在預先設定的最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等。
待修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值后,根據修正后的螺桿泵的空載預壓縮量設計值重新制作新的螺桿泵,該新的螺桿泵可理解為修正后的螺桿泵。上述對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試具體可以通過多種方式實現,本發明中列舉的一具體實施例中,上述步驟s203中:對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試,具體包括:
針對每個修正后的螺桿泵:
獲得修正后的螺桿泵在預先設定的第一負載下的轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值;
根據轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到修正后的螺桿泵在第一負載下的效率。第一負載的值可以由測試人員根據經驗設定和選擇。
進一步的,根據轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到修正后的螺桿泵在第一負載下的效率,具體包括:
根據公式p0=2πmn得到螺桿泵的輸入功率;
根據公式p1=ptq得到螺桿泵的輸出功率;
根據公式η=p1/p0×100%得到螺桿泵的效率;其中:p0為螺桿泵的輸入功率;p1為螺桿泵的輸出功率;pt為出料口的壓力;m為轉速;n為扭矩;q為出料口的流量;η為螺桿泵的效率。
為了便于螺桿泵的設計和分析,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,還包括:
確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與最大負載設計值之間的曲線關系圖。
進一步的,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,還包括:
確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與多個不同負載之間的曲線關系圖。
為了使得螺桿泵的使用壽命更長,進一步的,可以在確定了上述的空載預壓縮量修正值后,根據該空載預壓縮量修正值重新制作一批新的螺桿泵,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,還包括:
在不同負載下、對空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵進行壽命和效率測試,得到空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵的最佳工作負載,最佳工作負載為空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵在壽命和效率組合最佳的情況下所對應的負載值,也即螺桿泵的最佳工作負載,該最佳工作負載小于所述最大負載。也就是說,可以在多個負載中,選擇一個負載,螺桿泵在該負載下工作的壽命和效率組合最佳。
基于同一發明構思,本發明還提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置結構示意圖,如圖3所示,圖3為本發明實施例提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置結構示意圖;本發明還提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,包括:
第一獲得模塊1,用于在預先設定的最大負載設計值下、獲得空載預壓縮 量設計值不同的螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;
修正模塊21,用于針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;
第一測試模塊22,用于對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;
確定模塊23,用于比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,空載預壓縮量修正值為:多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵的空載預壓縮量設計值,其中:第一負載小于最大負載設計值。
本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,先提供一組空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵,這些螺桿泵設計的最大負載相同,第一獲得模塊1,用于獲得這些螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值,修正模塊21,用于針對每個螺桿泵:根據獲得的壓力值修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等;第一測試模塊22,用于對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;確定模塊23,用于比較修正后的多個螺桿泵的壽命和效率,確定與預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值。當得到所述空載預壓縮量修正值后,所述定子和轉子的尺寸也就確定下來了。
本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,先根據經驗對應每個空載預壓縮量設計值生產一螺桿泵,通過實驗測試以得到與預先設定的最大負載設計值對應的最佳的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,以優化螺桿泵的空載預壓縮量設計值,根據測試得到的空載預壓縮量修正值生產的螺桿泵,可以延長 螺桿泵的使用壽命,故本發明提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定方法,可以提高螺桿泵的效率,延長螺桿泵的使用壽命。
上述多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵具體含義為:在對修正后的螺桿泵進行壽命和效率測試時,效率高的螺桿泵不一定壽命長,故本領域技術人員可以根據測試得到的幾組數據,選出一組壽命和效率綜合考慮后在被測試的幾組修正后的螺桿泵中是最佳的。
上述修正模塊21包括:第一處理模塊和第二處理模塊;其中:
針對每個螺桿泵:
第一處理模塊用于根據每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,計算得到螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的帶載壓縮量;
第二處理模塊用于根據帶載壓縮量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值。
上述根據定子與每個壓力容腔對應部分的形變量,修正定子和轉子接觸部位的空載預壓縮量設計值,可以只是根據形變量以及經驗值對螺桿泵進行修正,也可以根據形變量和螺桿泵的空載預壓縮量設計值對螺桿泵進行修正,例如:假設預先設計的空載預壓縮量設計值為a,螺桿泵具有七個壓力容腔,在預先設定的最大負載設計值下,每個壓力容腔對應的定子和轉子接觸部分的形變量分別為a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7,則修正后的該螺桿泵的定子和轉子接觸部分的空載預壓縮量設計值分別為:a+a1,a+a2,a+a3,a+a4,a+a5,a+a6和a+a7,這樣可以保證螺桿泵在預先設定的最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子接觸部分的預壓緊力相等。
在一些可選的實施方式中,第一測試模塊22包括:第二獲得模塊和第三處理模塊;其中:
針對每個修正后的螺桿泵:
第二獲得模塊,用于獲得修正后的螺桿泵在預先設定的第一負載下的轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值;
第三處理模塊,用于根據轉子的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力 值以及出料口的流量值得到修正后的螺桿泵在第一負載下的效率。
進一步的,第三處理模塊具體用于:
根據公式p0=2πmn得到螺桿泵的輸入功率;
根據公式p1=ptq得到螺桿泵的輸出功率;
根據公式η=p1/p0×100%得到螺桿泵的效率;其中:p0為螺桿泵的輸入功率;p1為螺桿泵的輸出功率;pt為出料口的壓力;m為轉速;n為扭矩;q為出料口的流量;η為螺桿泵的效率。
為了便于螺桿泵的設計,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,還包括:
圖像生成模塊,用于確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與最大負載設計值之間的曲線關系圖。
進一步的,圖像生成模塊還用于確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與多個不同負載之間的曲線關系圖。
為了使得螺桿泵的使用壽命更長,上述螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定裝置,還包括:
第二測試模塊,用于在不同負載下、對空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵進行壽命和效率測試,得到空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵的最佳工作負載,最佳工作負載為空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵在壽命和效率組合最佳的情況下所對應的負載值。也就是說,可以在多個負載中,選擇一個負載,螺桿泵在該負載下工作的壽命和效率組合最佳。
上述第一測試模塊和第二測試模塊也可以為一個模塊,只要將測試模塊的負載設置為可調的即可。
基于同一發明構思,如圖4所示,圖4為本發明實施例提供的螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定系統結構示意圖,本發明還提供了一種螺桿泵的定子與轉子尺寸的確定系統,包括:
設置于螺桿泵的輸出端的加載閥6;
壓力傳感器71,用于在預先設定的最大負載設計值下、檢測空載預壓縮量設計值不同的螺桿泵的定子4和轉子3之間形成的每個壓力容腔5的壓力值;
控制器8,用于接收螺桿泵的定子和轉子之間形成的每個壓力容腔的壓力值;用于針對每個螺桿泵:根據螺桿泵每個壓力容腔5的壓力值以及預先設定的定子4的壓縮模量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值,使得修正后的螺桿泵在最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子4和轉子3接觸部分的預壓緊力相等;用于對修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下進行壽命測試和效率測試;用于比較修正后的每個螺桿泵的壽命和效率,確定與預先設定的最大負載設計值對應的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,空載預壓縮量修正值為:多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵的空載預壓縮量設計值,其中:第一負載小于最大負載設計值。
上述多個修正后的螺桿泵中壽命和效率組合最佳的螺桿泵具體含義為:在對修正后的螺桿泵進行壽命和效率測試時,效率高的螺桿泵不一定壽命長,故本領域技術人員可以根據測試得到的幾組數據,選出一組壽命和效率綜合考慮后在被測試的幾組修正后的螺桿泵中是最佳的。
上述控制器的具體功能包括:
針對每個螺桿泵:
根據每個壓力容腔的壓力值以及預先設定的定子的壓縮模量,計算得到螺桿泵中的定子和轉子3接觸部分的帶載壓縮量;
根據帶載壓縮量,修正螺桿泵的空載預壓縮量設計值;
上述根據定子與每個壓力容腔對應部分的形變量,修正定子和轉子3接觸部位的空載預壓縮量設計值,可以只是根據形變量以及經驗值對螺桿泵進行修正,也可以根據形變量和螺桿泵的空載預壓縮量設計值對螺桿泵進行修正,例如:假設預先設計的空載預壓縮量設計值為a,螺桿泵具有七個壓力容腔,在預先設定的最大負載設計值下,每個壓力容腔對應的定子和轉子3接觸部分的 形變量分別為a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7,則修正后的該螺桿泵的定子和轉子3接觸部分的空載預壓縮量設計值分別為:a+a1,a+a2,a+a3,a+a4,a+a5,a+a6和a+a7,這樣可以保證螺桿泵在預先設定的最大負載設計值下輸送時、螺桿泵中的定子和轉子3接觸部分的預壓緊力相等;
針對每個修正后的螺桿泵:
獲得修正后的螺桿泵在預先設定的第一負載下的轉子3的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值;
根據轉子3的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到修正后的螺桿泵在第一負載下的效率。第一負載的值可以由測試人員根據經驗設定和選擇;其中根據轉子3的轉速值和扭矩值、螺桿泵的出料口的壓力值以及出料口的流量值得到修正后的螺桿泵在第一負載下的效率,具體包括:
根據公式p0=2πmn得到螺桿泵的輸入功率;
根據公式p1=ptq得到螺桿泵的輸出功率;
根據公式η=p1/p0×100%得到螺桿泵的效率;其中:p0為螺桿泵的輸入功率;p1為螺桿泵的輸出功率;pt為出料口的壓力;m為轉速;n為扭矩;q為出料口的流量;η為螺桿泵的效率;
確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與最大負載設計值之間的曲線關系圖;
在不同負載下、對空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵進行壽命和效率測試,得到空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵的最佳工作負載,最佳工作負載為空載預壓縮量為空載預壓縮量修正值的螺桿泵在壽命和效率組合最佳的情況下所對應的負載值。也就是說,可以在多個負載中,選擇一個負載,螺桿泵在該負載下工作的壽命和效率組合最佳。
進一步的,上述控制器還用于確定每個螺桿泵的壓力容腔的壓力值與多個 不同負載之間的曲線關系圖。
一種具體實施方式中,上述螺桿泵的定子4與轉子3尺寸的確定系統,還包括:設置于螺桿泵上、與定子4和轉子3之間形成的每個壓力容腔5一一對應的檢測口9,任意相鄰兩個檢測口9之間的間距等于螺桿泵螺距的整數倍。這樣便于確定每個壓力容腔中受力點的具體位置。
上述螺桿泵的定子4與轉子3尺寸的確定系統,還包括:
設置于螺桿泵的轉子3上的扭矩傳感器72;扭矩傳感器72用于測量扭矩。
設置于螺桿泵的轉子3上的轉速傳感器73;轉速傳感器73用于測量轉子3的轉速。
設置于螺桿泵的出料口10處的流量計74。流量計74用于測量螺桿泵的出料口10處的流量計74。
上述壓力傳感器71還用于檢測修正后的每個螺桿泵在預先設定的第一負載下的出料口10處的壓力值。
綜上,本發明提供的定子與轉子尺寸的確定系統,通過實驗測試以得到與預先設定的最大負載設計值對應的最佳的螺桿泵的空載預壓縮量修正值,以優化螺桿泵的空載預壓縮量設計值,根據測試得到的空載預壓縮量修正值生產的螺桿泵,可以延長螺桿泵的使用壽命,故本發明提供的螺桿泵的定子4與轉子3尺寸的確定系統,可以提高螺桿泵的效率,延長螺桿泵的使用壽命。
通過本發明提供的定子與轉子尺寸的確定系統,可以得到在某一最大負載下螺桿泵的較好的空載預壓縮量設計值,同時還可以得到該螺桿泵的最佳工作負載壓力。
顯然,本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。