Устройство управления группой насосов

 

Изобретение позволяет снизить затраты энергии на поддержание работы основного насоса (Н) 1 при отключении потребителей путем снижения давления в напорном трубопроводе (НТ) 3. Устройство содержит датчик 8 расхода в НТ 3, подключенный через функциональные преобразователи 5 и 6, блок 6 задержки, сумматор 11 и компаратор 12 к входам блока 13 коммутации, а выход последнего - к блоку 4 регулирования частоты вращения привода Н 1. Выход сумматора 11 подключен также к блоку 10 управления пускателями 9 дополнительных насосов (Н) 2. При наличии расхода в НТ 3 в зависимости от величины и изменения сигнала с датчика 8 расхода на выходе сумматора 11 формируются сигналы регулирования, поступающие в блоки 4 и 10. При этом происходят изменение частоты вращения привода Н 1 и включение или отключение Н 2. При отключении потребителей от НТ 3 расход падает ниже уставки компаратора 12, через него сигнал с датчика 8 расхода поступает на другой вход блока 13 коммутации. Последний, воздействуя на блок 4, устанавливает значение частоты вращения привода Н 1 такое, при котором давление в НТ 3 меньше, чем в номинальном режиме. Таким образом, при холостом режиме не затрачивается энергия на поддержание повышенных значений давления и отпадает необходимость в непроизводительном сбросе жидкости из НТ 3.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4358354/25-29 (22) 04.01.88 (46) 07.03.90. Бюл. Р 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт добычи угля гидравлическим способом (72) В.А.Абкин и С.П.Форышев (53) 621.671(088.8)

i (56) Авторское свидетельство СССР

P.- 11226633991111, кл.F 04 D 15/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ

НАСОСОВ (57) Изобретение позволяет снизить затраты энергии на поддержание работы основного насоса (11) 1 при отключении потребителей путем снижения давления в напорном трубопроводе (НТ) 3.

„„80„„1548527 А1

Устройство содержит датчик 8 расхода в HT 3, подключенный через функциональные преобразователи 5 и 6, блок 6 задержки, сумматор 11 и компаратор 12 к входам блока 13 коммутации, а выход последнего — к блоку 4 регулирования частоты вращения привода Н 1. Выход сумматора 11 подключен также к блоку 10 управления пускателями 9 дополнительных насосов (Н) 2. При наличии расхода в НТ 3 в зависимости от величины и изменения сигнала с датчи ка 8 расхода на выходе сумматора 11 формируются сигналы регулирования, поступающие в блоки 4 и 10. При этом происходят изменение частоты враще- д ния привода Н 1 и включение или отключение Н 2. При отключении потребителей от НТ 3 расход падает ниже уставки компаратора 12, через него С

1548527 сигнал с датчика 8 расхода поступает на другой вход блока 13 коммутации.

Последний, воздействуя на блок .4, устанавливает значение частоты враще5 ния привода Н 1 такое, при котором давление в НТ 3 меньше, чем в номиИзобретение относится к насосостроении, в частности к системам автоматического управления насосами, Цель изобретения — снижение f5 затрат энергии на поддержание работы основного насоса при отключении потребителей путем снижения давления в напорном трубопроводе.

На чертеже показана .схема устрой- 20 ства.

Устройство управления группой насосов, содержащей основной 1 и дополнительный 2 насосы, подключенные параллельно к общему напорному труоопрово-,25 ду 3, включает блок 4 регулирования частоты вращения привода основного насоса 1, функциональные преобразователи 5 и 6, блок 7 задержки, датчик 8 расхода, установленный на напорном трубопроводе 3, пускатель 9 с блоком 10 управления и сумматор 11.

Выходы преобразователей 5 и 6 соединены с входом сумматора 11, выход последнего с блоком 10 управления, выход преобразователя 5 с входом преобразователя 6, à выход датчика 8 расхода — е входом преобразователя 5 непосредственно и с входом преобразователя 6 через блок 7 задержки. При 40 этом устройство снабжено компаратором 12 и блоком 13 коммутации. Входы последнего подключены к выходам сумматора 11 и компаратора 12, а выход— к входу блока 4 регулирования частоты вращения привода основного насоса 1. К напорному трубопроводу 3 подключены потребители, например гидромониторы 14, а вход компаратора 12 соединен с выходом датчика 8 расхода.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал текущего значения расхода

Q,I от датчика 8 расхода. поступает на входы функционального преобразовате55 ля 5, блока 7 задержки и компаратора 12. Функцирнальный преобразователь

5 формирует значение номинального расхода Q н„, соответствующее Qg (точнальном режиме. Таким образом, при холостом режиме не затрачивается энергия на поддержание повышенных значений давления и отпадает необходимость в непроизводительном сбросе

:жидкости из НТ 3. 1 ил. ка на характеристике сети, ближе к которой находится значение Qg) и определяет количество работающих потребим г телей — гидромониторов 14 N<=(Z;).

Блок 7 задержки обеспечивает одновременное поступление значений Q и QpI на функциональный преобразователь 6 путем формирования выдержки ьс,„< времени, равной отработке сигнала в преобразователе 5, что исключает ложное срабатывание устройства.

Значения Ян, с преобразователя 5 и Qg с блока 7 задержки поступают на входы функционального преобразователя 6, который формирует сигнал

Ал,м

Ь-, соответствующий тому, увеличится или уменьшится число работающих потребителей через время ñ, (время подключения гидромониторов к общему напорному трубопроводу 3). ф ичем

М

ЬИ ++ =I Å+, Z ), где Zq Z 6 С

f0, 1J, Z A Z= 0, здесь Е =) 1, при 0,1, О, при -0,1 ((0 1, Z- = 1, при (-0,1, О, при -0,1с (0,,1, Qk Qí; где = — — — — относительное изменеэ " ние текущего значения ,0нi расхода Qq от номи1 нального Я и,.

Преобразователь 6 использует зону нечувствительности (соответствующую

-О, 1< g < О, 1), что позволяет исключить ложное регулирование при слу--чайных флуктуациях Qq

Сигналы N с выхода преобраэоватеAA н ля 5 и A N«,„ñ выхода преобразователя 6 поступаю на входы сумматора 11.

Последний обеспечивает увеличение на разряд двоично-десятичного кода I Z;) при Zg = 1 и его уменьшение при

Z= = 1, т.е. рассчитывает на момент (t + ь А) значение N числа работают м

+ м щих потребителей. Причем Ng+ — Z;$ при сформированном Ь М +,„

Е; Е59

1548527 б ся частота вращения п> привода, при которой создаваемое насосом 1 давление достаточно для предотвращения попадания воздуха в напорный трубоS провод 3, т.е. поддержания ее в и состоянии "горячего резерва". При этом резко снижается потребляемая

У ; насосной станцией мощность холостого хода и основной насос 1 на перегревается. Тем самым исключается необходимость сброса-отвода воды из п- насоса. Через промежуток ь, времени, достаточный для снижения частоты вра° 15 щения основного насоса 1 до величины и« и, блок 13 коммутации подключает

«а вход блока 4 регулирования частоты выход ксмпаратора 12 и отключает выход сумматора 11. Установка Q ком20 паратора 12 выбирается несколько меньше, чем расход одного гидромонитора 14 при частоте п вращения основного насоса 1. При расходе меньше Q>< (за счет утечек) на выходе компарато25 ра 12 формируется код числа "0", который задает частоту и вращения холостого хода привода насоса 1. При расходе больше величины Q ч ст на выходе компаратора 12 появляется код числа

"1", соответствующий наличию одного. гидромонитора 14, что приводит к увеличению частоты вращения привода основного насоса 1 и повышению напора до необходимой для работы величины (с учетом потерь). При появлении на выходе сумматора 11 кода, соответствующего наличию хотя бы одного работающего гидромонитора 14, блок 13 коммутации подключает к блоку 4 выход сумматора 11 и отключает выход компаратора 12. Устройство продолжает работу в режиме статической оптимизации. где

ZiAZ;- U Z - 0 Е 9 Z„0 2i -AZ; 1 i+ iM(ä

Z;= Z AZ,,0 Е 0 Z flZ, -> 1

Е 1Е, U Е, Р, Z+Ð,Z„< i 0, м

Выходной сигнал М,л сумматора 11 поступает на вход блока 13 коммутаци и на вход блока 10 управления, На другой вход блока 10 управления пост пает сигнал х,(х,) — дополнительный насос 2 включен (выключен) — с пуска теля 9 насоса 2. Блок 10 управления м по значениям сигнала Ny+ в совоку ности с дискретньп«и сигналами х, (х1) формирует на выходе команды у, и у

Команда у (включить дополнительнь насос 2) формируется в том случае, если работающий основной насос 1 чеи. рез время t + ь M не обеспечит требуемого напора (с учетом потерь иапо ра в напорном трубопроводе 3) потребителям.

Команда у (выключить дополнитель ный насос 2) формируется в случае, если насосы 1 и 2 работают одновременно, однако, через время ticM oc новной насос 1 сам обеспечит необход мый напор.

Команды у, и у с выхода блока 10 управления поступают на пускатель 9 дополнительного насоса 2.

При наличии определенного числа

М

И + работающих гидромониторов 14

+" М выходной сигнал сумматора 11 через блок 13 коммутации подается (через цифроаналоговый преобразователь) в блок 4 регулирования частоты вращения привода основного насоса 1. При частоте вращения n основной насос сбздает необходимый напор для конМ кретного числа N + . работающих +" м гидромониторов 14, Йри этом вь|ходной сигнал компаратора 12 не проходит через блок 13 коммутации и не влияет на частоту вращения п; привода. 45

Управляющие сигналы у, у и п; таким образом, вырабатываются упрежденно е учетом прогнозного числа работающих потребителей и в устройстве решается задача статической оптимизации режима работы насосной станции, Если через время с«- м от напорного трубопровода 3 отключаются все гидромониторы 14, на выходе сумматора 11 появляется двоично-десятичный код числа "0", который через блок 13 коммутации подается (через цифроана.логовый преобразователь) на вход блока 4 регулирования. Устанавливает-.

Таким образом, при отсутствии работающих гидромониторов 14 насосная станция переводится в режим холостого хода и работает при пониженном давлении.

Формула и 3 обретения

Устройство управления группой насосоа содержащей основной и дополнительные насосы, подключенные параллельно к общему напорному трубопроводу, включает блок регулирования частоты вращения привода основного насоса, преобразователи, блок задержки, датчик расхода, установленный на

1548527

Составитель К. Староверов

Техред А. Кравчук Корректор М.Пожо, Редактор А.Шандор

Заказ 129 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 напорном трубопроводе, пускатель с блоком управления и сумматор, причем выходы преобразователей соединены с входом сумматора, выход последнего с

5 блоком управления, выход первого преобразователя с одним из входов второго, а выход датчика расхода с входом первого преобразователя непосредственно и с другим входом второго— через блок задержки, о т л и ч а ю-. ц е е с я тем, что, с целью снижения

1 затрат энергии на поддержание работы основного насоса при отключении потребителей путем снижения давления в напорном трубопроводе, устройство снабжено компаратором и блоком коммутации, входы последнего подключены к выходам сумматора и компаратора, выход к входу блока регулирования частоты вращения привода основного насоса, а вход компаратора подключен к выходу датчика расхода.