Система диагностики притока воды



Система диагностики притока воды
Система диагностики притока воды
Система диагностики притока воды
Система диагностики притока воды

 


Владельцы патента RU 2596029:

Государственное унитарное предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" (RU)

Изобретение относится к системам водоотведения. В системе, включающей модуль перекачки воды, содержащий насосы, приемный резервуар с подводящим трубопроводом, модуль анализа диагностируемых параметров, модуль контрольно-измерительных приборов, блок ввода объемов приемного резервуара, блок анализа водопритока, модуль анализа диагностируемых параметров, снабженный блоками ввода геометрических характеристик приемного резервуара, ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода, анализа откачки воды из приемного резервуара, модуль контрольно-измерительных приборов снабжен датчиками уровня воды, установленными на подводящем трубопроводе и в приемном резервуаре, модуль перекачки воды снабжен запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе, устройством управления, при этом выходы блоков ввода геометрических характеристик приемного резервуара, ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода и блока анализа откачки воды из приемного резервуара подключены к входу блока анализа водопритока. Технический результат - возможность использования системы для решения задач по диагностике расхода воды. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам определения графика притока сточных вод, поступающих на канализационные насосные станции (КНС).

Известен «Расходомер - счетчик безнапорных потоков жидкости» (см. патент на изобретение РФ №2303768, МПК G01L 1/00 (2006.01) / Трофимов В.В., Трофимов В.В., Ерохин В.Е., Ершов М.Н., Казьмин Ф.Г.; опубл. 27.07.2007, бюл. №21), содержащий устройство измерения средней скорости потока жидкости, включающее лопасть, устройство измерения уровня потока жидкости с рычагом и поплавком, оси, чувствительные элементы измерения угла поворота лопасти и измерения угла перемещения поплавка и электронный блок обработки данных. Лопасть и рычаг с поплавком жестко закреплены на осях своих подшипников скольжения. Лопасть располагают в плоскости центральной продольной оси потока. Узлы крепления подшипников скольжения лопасти и рычага с поплавком выполнены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.

Недостатком указанного технического решения является ограниченная область применения, не позволяющая его использовать для измерения расхода сточных вод, поскольку наличие элементов, контактирующих с водой (лопасть, рычаг с поплавком и т.п.) приведет к накоплению на них длинноволокнистых веществ, что приведет к отказу устройства.

Известно «Устройство для измерения объемного расхода жидкости в открытых каналах и безнапорных трубопроводах» (см. патент на полезную модель РФ №18769, МПК G01F 1/66 / Шафрановский М.Н., Чесаков Л.И., Громов Г.В., Проскурнев С.Ю., Рогов П.В., Каминский Ю.Д.; опубл. 24.04.2001), содержащее измеритель скорости жидкости, измеритель уровня жидкости, вычислитель и индикатор. При этом измеритель скорости жидкости выполнен в виде оптического датчика, состоящего из приемо-передающей оптической системы, растрового анализатора и фотоприемного устройства, которое подключено к вычислителю.

Недостатком указанного технического решения является ограничение области применения открытыми каналами и безнапорными трубопроводами, не позволяющее его использовать для измерения расхода сточных вод в общесплавных системах водоотведения, где допускается напорный режим работы самотечных коллекторов.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения служит полезная модель «Система управления энергопотреблением при эксплуатации общесплавных канализационных насосных станций» (см. патент на полезную модель РФ №94291, МПК F04B 51/00 (2006.01) / Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Трухин Ю.А., Ильин Ю.А, Игнатчик B.C., Игнатчик С.Ю. и др.; опубл. 20.05.2010, бюл. №14), включающая:

- по меньшей мере, два насоса с всасывающими и напорными трубопроводами;

- модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий блок сравнения подач, блок коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, блок коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса, блок анализа диагностируемых параметров, блок ввода эталонного диагностируемого параметра, при этом выход блока сравнения подач подключен к входу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, вход блока коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса подключен к выходу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, а выходы блоков коррекции диагностируемого параметра по диаметру рабочего колеса и ввода эталонного диагностируемого параметра - к входу блока анализа диагностируемых параметров;

- модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий, по меньшей мере, два датчика подачи насоса, по меньшей мере, два датчика давления, установленные соответственно на всасывающем и напорном трубопроводах, датчик частоты вращения вала насоса, измеритель потребляемой мощности, при этом все датчики и измеритель потребляемой мощности модуля контрольно-измерительных приборов выполнены мобильными и дополнительно снабжены устройствами записи данных и каналами связи, выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков давления, датчика частоты вращения вала насоса и измерителя потребляемой мощности при помощи каналов связи подключены к входу блока коррекции диагностируемого параметра по частоте вращения вала, а выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса - к входу блока сравнения подач;

- модуль оптимизации энергопотребления, содержащий блок формирования гидравлических характеристик сетей, к входу которого при помощи каналов связи подключены выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков давления и выход блока сравнения подач, блок анализа энергопотребления, блок ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов, блок анализа энергопотребления насосов-конкурентов, при этом выходы блока анализа диагностируемых параметров и блока формирования гидравлических характеристик сетей подключены к входу блока анализа энергопотребления, выходы блока формирования гидравлических характеристик сетей и блока ввода диагностируемых параметров насосов-конкурентов подключены к входу блока анализа энергопотребления насосов-конкурентов, при этом блок анализа энергопотребления, блок анализа энергопотребления насосов-конкурентов выполнены с возможностью определения суммарного энергопотребления, модуль перекачки воды снабжен приемным резервуаром с подводящим трубопроводом, модуль контрольно-измерительных приборов - датчиком интенсивности дождя с устройством записи данных и каналом связи, модуль оптимизации энергопотребления - блоком ввода объема приемного резервуара, блоком анализа водопритока, блоком ввода характеристик бассейна канализования. Всасывающие и напорные трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов соединены с приемным резервуаром, выходы блока сравнения подач, блока ввода объема приемного резервуара, блока ввода характеристик бассейна канализования и устройства записи данных датчика интенсивности дождя при помощи канала связи подключены к входу блока анализа водопритока, а выход блока анализа водопритока подключен к входу блока анализа энергопотребления и к входу блока анализа энергопотребления насосов-конкурентов.

Для указанной системы характерна узкая область применения, т.к. она рассчитана только на решение задач по мониторингу и оптимизации работы общесплавных канализационных насосных станций с ограниченным притоком сточных вод, поскольку при сверхрасчетном притоке, например, при интенсивном дожде редкой повторяемости, когда приток воды будет больше суммы производительностей насосов, модуль перекачки воды будет затоплен и анализ водопритока не будет выполнен.

Задачей настоящего изобретения является расширение области применения известной системы.

Поставленная задача решена так, что в известной системе, включающей:

- модуль перекачки воды, содержащий, по меньшей мере, два насоса с всасывающими и напорными трубопроводами, приемный резервуар с подводящим трубопроводом, при этом всасывающие трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов соединены с приемным резервуаром;

- модуль анализа диагностируемых параметров;

- модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий или, по меньшей мере, два датчика подачи насоса, и/или, по меньшей мере, два датчика давления, установленные на напорных трубопроводах, и/или измеритель потребляемой мощности, при этом все датчики и измеритель потребляемой мощности модуля контрольно-измерительных приборов снабжены устройствами записи данных и каналами связи;

- блок ввода объемов приемного резервуара с каналом связи, блок анализа водопритока, блок формирования гидравлических характеристик сетей, в соответствии с настоящим изобретением:

- датчики подачи насоса выполнены с возможностью измерения подачи каждого насоса, измеритель потребляемой мощности выполнен с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса, блок ввода объемов приемного резервуара, блок анализа водопритока и блок формирования гидравлических характеристик сетей включены в состав модуля анализа диагностируемых параметров;

- модуль анализа диагностируемых параметров, дополнительно снабжен блоком ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженного каналом связи, блоком ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода, снабженного каналом связи, блоком анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженного устройством записи данных и каналом связи;

- модуль контрольно-измерительных приборов дополнительно снабжен датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и датчиком уровня воды, установленным в приемном резервуаре, снабженными устройствами записи данных и каналами связи;

- модуль перекачки воды дополнительно снабжен запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе между датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и приемным резервуаром, устройством управления, снабженным каналом связи, при этом выход устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи подключен к входу устройства управления и входу блока анализа водопритока, выход устройства управления - к входу исполнительного органа запорно-регулирующего устройства, а устройство управления выполнено с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган запорно-регулирующего устройства;

- блок формирования гидравлических характеристик сетей дополнительно снабжен каналом связи,

- выход блока ввода объемов приемного резервуара, выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса, двух датчиков давления и измерителя потребляемой мощности при помощи каналов связи подключены к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара,

- выход блока ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода при помощи канала связи соединен с входом блока формирования гидравлических характеристик сетей;

- выходы блоков ввода геометрических характеристик приемного резервуара, формирования гидравлических характеристик сетей и устройства записи данных блока анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи каналов связи подключены к входу блока анализа водопритока.

Имеется вариант развития, когда устройство управления, выполнено в виде человекомашинной системы, например диспетчерского пункта.

Имеется вариант развития, когда устройство управления выполнено в виде регулирующего устройства.

Имеется вариант развития, когда блок ввода геометрических характеристик приемного резервуара выполнен с возможностью ввода средней площади поперечного сечения приемного резервуара. Настоящим изобретением не исключаются различные варианты определения средней площади поперечного сечения, например, по результатам калибровки и т.п.

Имеется вариант развития, когда блок блока формирования гидравлических характеристик сетей выполнен с возможностью определения зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе по результатам математического моделирования системы.

Отличительными признаками заявляемой «Системы диагностики притока воды» являются:

1. Выполнение датчиков подачи насоса с возможностью измерения подачи каждого насоса.

2. Выполнение измерителя потребляемой мощности с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса.

3. Включение блока ввода объемов приемного резервуара и блока анализа водопритока в состав модуля анализа диагностируемых параметров.

4. Включение блока формирования гидравлических характеристик сетей в состав модуля анализа диагностируемых параметров.

5. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженного каналом связи.

6. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода, снабженного каналом связи.

7. Дополнительное снабжение модуля анализа диагностируемых параметров блоком анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженного устройством записи данных и каналом связи.

8. Дополнительное снабжение модуля контрольно-измерительных приборов датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе.

9. Дополнительное снабжение модуля контрольно-измерительных приборов датчиком уровня воды, установленным в приемном резервуаре, снабженными устройствами записи данных и каналами связи.

10. Дополнительное снабжение модуля перекачки воды запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе между датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и приемным резервуаром.

11. Дополнительное снабжение модуля перекачки воды устройством управления, снабженным каналом связи.

12. Подключение выхода устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи к входу устройства управления.

13. Подключение выхода устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи к входу блока анализа водопритока.

14. Подключение выхода устройства управления к входу исполнительного органа запорно-регулирующего устройства.

15. Выполнение устройства управления с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган запорно-регулирующего устройства.

16. Дополнительное снабжение блока формирования гидравлических характеристик сетей каналом связи.

17. Подключение при помощи канала связи выхода блока ввода объемов приемного резервуара к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара.

18. Подключение при помощи канала связи выходов устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара.

19. Подключение при помощи канала связи выходов устройств двух датчиков давления к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара.

20. Подключение при помощи канала связи выхода измерителя потребляемой мощности к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара.

21. Подключение при помощи канала связи выхода блока ввода геометрических характеристик приемного резервуара к входу блока анализа водопритока.

22. Подключение при помощи канала связи выхода блока ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода к входу блока формирования гидравлических характеристик сетей.

23. Подключение при помощи канала связи выхода блока формирования гидравлических характеристик сетей к входу блока анализа водопритока.

24. Подключение при помощи канала связи выхода устройства записи данных блока анализа откачки воды из приемного резервуара к входу блока анализа водопритока.

25. Выполнение устройства управления в виде человекомашинной системы, например диспетчерского пункта.

26. Выполнение устройства управления в виде регулирующего устройства.

27. Выполнение блока ввода геометрических характеристик приемного резервуара с возможностью ввода средней площади поперечного сечения приемного резервуара.

28. Выполнение блока формирования гидравлических характеристик сетей с возможностью определения зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе по результатам математического моделирования системы.

По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки №1, 2, 9, 11, 12, 14, 15, 25 и 26 в технической литературе известны, а остальные - нет, что отвечает условию патентоспособности «новизна».

Совместное применение в заявляемом устройстве указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, заключающийся в том, что расширяется область применения системы, т.к. она может быть применена для решения задач по диагностике притока воды (определения графика притока) на насосные станции, для которых приток воды будет больше суммы производительностей насосов, поскольку:

- наличие отличительных признаков №7-12, 14, 15, 25, 26 позволяет обеспечить работоспособность модуля перекачки воды без затопления всей системы;

- наличие отличительных признаков №1-7, 13, 16-28 позволяет обеспечить диагностику притока воды (определения графика притока) в условиях, когда его поступление в приемный резервуар регулируется запорно-регулирующим устройством.

Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.

На фиг. 1 представлена схема системы диагностики водопритока, на фиг. 2 - пример построения графика водопритока, на фиг. 3 - пример определения зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе по результатам математического моделирования системы.

Устройство содержит (см. фиг. 1):

1. Модуль перекачки воды, содержащий:

- по меньшей мере, два насоса 1 и 2 с всасывающими 3, 4 и напорными 5, 6 трубопроводами, приемный резервуар 7 с подводящим трубопроводом 8, при этом всасывающие 3 и 4 трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов 1, 2 соединены с приемным резервуаром 7;

- запорно-регулирующее устройство 9 с исполнительным органом 10, устройство управления 11, снабженное каналом связи 12, выполненное с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган 10 запорно-регулирующего устройства 9.

2. Модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий:

- или, по меньшей мере, два датчика 13 и 14 подачи насоса, и/или, по меньшей мере, два датчика 15, 16 давления, установленные на напорных 5, 6 трубопроводах, и/или измеритель 17 потребляемой мощности;

- датчик 18 уровня воды, установленный на подводящем трубопроводе 8, и датчик 19 уровня воды, установленный в приемном резервуаре 7, при этом все датчики 13-16, 18-19 и измеритель 17 потребляемой мощности снабжены устройствами 20 записи данных и каналами связи 21.

При этом датчики 13 и 14 подачи насоса выполнены с возможностью измерения подачи каждого насоса, а измеритель 17 потребляемой мощности - с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса.

3. Модуль анализа диагностируемых параметров, содержащий:

- блок 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженный каналом связи 23. Настоящим изобретением не исключаются различные варианты предоставления указанных характеристик и методов их определения (калибровка, измерение объемным способом и т.п.);

- блок 24 анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженный устройством записи данных 25 и каналом связи 26;

- блок 27 анализа водопритока;

- блок 28 ввода объемов приемного резервуара с каналом связи 29;

- блок 30 ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода с каналом связи 31. Настоящим изобретением не исключаются различные варианты предоставления указанных характеристик, например, в виде профиля;

- блок 32 формирования гидравлических характеристик сетей с каналом связи 33.

При этом:

- запорно-регулирующее устройство 9 с исполнительным органом 10 установлено на подводящем трубопроводе 8 между датчиком 18 уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе 8, и приемным резервуаром 7;

- выход устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, установленного в приемном резервуаре 7, при помощи каналов связи 21 подключен к входу устройства управления 11 и входу блока 27 анализа водопритока, выход устройства управления 11 при помощи канала связи 12 - к входу исполнительного органа 10 запорно-регулирующего устройства 9;

- устройства 20 записи данных датчиков 13-16 и измерителя 17 потребляемой мощности при помощи каналов связи 21 подключены к входу блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара;

- устройство записи данных 25 блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи канала связи 26 подключено к входу блока 27 анализа водопритока;

- выход блока 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара при помощи канала связи 23 подключен к входу блока 27 анализа водопритока;

- выход блока 28 ввода объемов приемного резервуара при помощи канала связи 29 подключен к входу блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара;

- выход блока 30 ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода при помощи канала связи 31 подключен к входу блока 32 формирования гидравлических характеристик сетей;

- выход блока 32 формирования гидравлических характеристик сетей при помощи канала связи 33 подключен к входу блока 27 анализа водопритока.

Имеются варианты развития, когда:

- устройство управления выполнено в виде человекомашинной системы, например диспетчерского пункта;

- устройство управления выполнено в виде регулирующего устройства;

- блок формирования гидравлических характеристик сетей выполнен с возможностью определения зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе по результатам математического моделирования системы;

- блок ввода геометрических характеристик приемного резервуара выполнен с возможностью ввода средней площади поперечного сечения приемного резервуара.

Работа системы проиллюстрирована на примере, когда модуль перекачки воды оборудован двумя насосами. В соответствии с настоящим изобретением количество насосов может быть больше, но принцип работы системы от этого не меняется.

Сточная вода по подводящему трубопроводу 8 при открытом запорно-регулирующем устройстве 9 свободно поступает в приемный резервуар 7, уровень воды в котором начинает подниматься. При достижении первого верхнего уровня в работу включается один насос (номер 1 или 2). После этого возможны следующие режимы работы модуля перекачки воды.

Первый режим, когда расход воды, поступающей в приемный резервуар 7, меньше подачи одного насоса. В этом режиме уровень воды в приемном резервуаре 7 начинает снижаться. При достижении первого минимального уровня насос отключается. Объем воды V1, находящийся в приемном резервуаре 7 между первым минимальным и первым верхним уровнем, вводится через блок 28 ввода объемов приемного резервуара.

Второй режим, когда расход воды, поступающей в приемный резервуар 7, больше подачи одного насоса, но меньше подачи двух параллельно работающих. Во второй режим модуль перекачки воды попадает из первого режима, когда уровень воды в приемном резервуаре продолжает подниматься до второго верхнего уровня. В результате включается в работу второй насос и уровень воды в приемном резервуаре 7 начинает снижаться. При достижении второго минимального уровня один насос отключается, а один продолжает работать. Объем воды V2, находящийся в приемном резервуаре 7 между первым минимальным и вторым верхним уровнем, вводится через блок 28 ввода объемов приемного резервуара.

Третий режим, когда расход воды, поступающей в приемный резервуар 7, больше подачи двух параллельно работающих. В третий режим модуль перекачки воды попадает из второго режима, когда уровень воды в приемном резервуаре продолжает подниматься до третьего верхнего уровня. Объем воды V3, находящийся в приемном резервуаре 7 между первым минимальным и третьим верхним уровнем, вводится через блок 28 ввода объемов приемного резервуара.

Информация о повышении уровня через выход устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, установленного в приемном резервуаре 7, при помощи канала связи 21 поступает к входу устройства управления 11. Для предотвращения затопления модуля перекачки воды из выхода устройства управления 11 при помощи канала связи 12 к входу исполнительного органа 10 запорно-регулирующего устройства 9 поступает команда на прикрытие. В результате:

- уровень воды в приемном резервуаре 7 начнет снижаться;

- уровень воды в подводящем трубопроводе 8 начнет повышаться, поскольку в нем начнет аккумулироваться вода.

В течение всего третьего режима устройство управления 11 путем прикрытия-открытия будет поддерживать уровень воды, например, на третьем верхнем уровне. Система вернется из третьего режима во второй, когда при полностью открытом запорно-регулирующем устройстве 9 уровень воды в приемном резервуаре 7 будет продолжать снижаться.

Перечисленные режимы работы модуля перекачки воды относятся к режимам «старт-стоп». Настоящим изобретением не исключается другой тип режима работы, когда уровень воды в приемном резервуаре 7 поддерживается примерно на одинаковом уровне за счет включения-выключения насосных агрегатов. Это практикуется на больших канализационных насосных станциях, где число насосов значительно больше двух. Но при этом третий режим неизбежен при поступлении нерасчетных расходов воды, например, в дождь.

В целом, в третьем режиме суммарная откачка воды насосами будет меньше поступающего расхода. Поэтому ее оценить по суммарной производительности насосов и объемным способом через объемы откаченной воды невозможно. Для решения этой задачи включаются в работу модуль контрольно-измерительных приборов и анализа диагностируемых параметров.

Датчики 13-19 синхронно (т.е. в одно и то же время) и через один и тот же интервал времени (например, 1 минуту) снимают показания и записывают в устройствах 20 записи данных, где, таким образом, хранится массив информации. При этом настоящим изобретением предусматривается возможность двух вариантов применения датчиков 13-17.

Первый вариант, когда применяется только один тип, т.е. или только датчики 13 и 14 подачи насоса, или только датчики 15, 16 давления, или только измеритель 17 потребляемой мощности. Этого достаточно, для того чтобы в блоке 24 анализа откачки воды из приемного резервуара, куда информация от датчиков поступает по каналам связи 21, проанализировать и сохранить в устройстве записи данных 25 массив информации, характеризующий график изменения во времени расхода воды, откачиваемой из приемного резервуара 7. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 34, отражающей изменение расхода Qот, тыс.м3/ч.

При работе модуля перекачки воды в режиме «старт-стоп» расход откачиваемой воды в первом варианте дополнительно оценивается объемным способом, с учетом объемов приемного резервуара. Информация о (V2, V2, V3 и т.д.) последних поступает в блок 24 анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи канала связи 29 из блока 28 ввода объемов приемного резервуара. В этом случае показания датчиков 15, 16 давления или измерителя 17 потребляемой мощности используются только для фиксации времени начала и окончания откачки воды из приемного резервуара 7. Точность этого способа зависит от режима работы модуля перекачки воды, поскольку расход в этом случае оценивается как среднее значение продолжительности наполнения и откачки приемного резервуара 7. Чем меньше эта продолжительность, тем больше точность оценки.

Второй вариант, когда все датчики применяются одновременно. Это может быть реализовано в системах, на которых они уже установлены для контроля технологических показателей работы. В этом случае повысится надежность системы в целом и точность оценки за счет сопоставления результатов измерений.

Для определения графика притока к входу блока 27 анализа водопритока поступает следующая информация:

- от устройства 25 записи данных блока 24 анализа откачки воды из приемного резервуара 7 при помощи канала связи 26. Информация представляется в виде графика изменения во времени расхода воды, откачиваемой из приемного резервуара 7 (позиция 34 на фиг. 2);

- от выхода устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, установленного в приемном резервуаре 7, при помощи канала связи 21. Информация представляется в виде графика изменения во времени уровня воды в приемном резервуаре 7. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 35, отражающей изменение уровня Нрез, м.в.с;

- от выхода блока 22 ввода геометрических характеристик приемного резервуара (например, в виде средней площади поперечного сечения) при помощи канала связи 23. Информация представляется в виде константы. По этой причине блок 22 не оборудуется устройством записи данных. Однако произведение этой константы на значения из массива информации об уровне воды в приемном резервуаре 7, поступающей от выхода устройства 20 записи данных датчика 19 уровня воды, позволяет в блоке 27 анализа водопритока получить информацию в виде графика изменения во времени объема воды в приемном резервуаре 7 (на фигуре 2 не показан);

- от выхода устройства 20 записи данных датчика 18 уровня воды, установленного на подводящем трубопроводе 8, при помощи канала связи 21. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 36, отражающей изменение уровня Нкол, м.в.с;

- от выхода блока 32 формирования гидравлических характеристик сетей в виде зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе при помощи канала связи 33. Указанная зависимость может быть сформирована в блоке 32 различными методами, например, по результатам аппроксимации результатов математического моделирования системы на основании информации, полученной из блока 30 ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода. На фигуре 3 для примера она представлена в виде изменения объема воды Vnp3) от уровня воды Н (м) в подводящем трубопроводе. Информация в блок 27 анализа водопритока представляется в виде функции. По этой причине блок 32 не оборудуется устройством записи данных. Однако применение этой функции позволяет на основании информации, полученной от датчика 18 уровня воды в подводящем трубопроводе, вычислять объем воды в нем.

Этой информации достаточно, для того чтобы в блоке 27 анализа водопритока на основании уравнений баланса воды определить график водопритока, поступающего в подводящий трубопровод 8 перед приемным резервуаром 7. На фигуре 2 для примера этот график обозначен позицией 37, отражающий изменение водопритока Qпр, тыс.м3/ч.

Таким образом, предлагаемая система соответствует критерию «промышленная применимость».

1. Система диагностики притока воды, включающая модуль перекачки воды, содержащий, по меньшей мере, два насоса с всасывающими и напорными трубопроводами, приемный резервуар с подводящим трубопроводом, при этом всасывающие трубопроводы, по меньшей мере, двух насосов соединены с приемным резервуаром, модуль анализа диагностируемых параметров, модуль контрольно-измерительных приборов, содержащий или, по меньшей мере, два датчика подачи насоса, и/или, по меньшей мере, два датчика давления, установленные на напорных трубопроводах, и/или измеритель потребляемой мощности, при этом все датчики и измеритель потребляемой мощности модуля контрольно-измерительных приборов снабжены устройствами записи данных и каналами связи, блок ввода объемов приемного резервуара с каналом связи, блок анализа водопритока, блок формирования гидравлических характеристик сетей, отличающаяся тем, что датчики подачи насоса выполнены с возможностью измерения подачи каждого насоса, измеритель потребляемой мощности выполнен с возможностью измерения силы тока и/или потребляемой мощности каждого насоса, блок ввода объемов приемного резервуара, блок анализа водопритока и блок формирования гидравлических характеристик сетей включены в состав модуля анализа диагностируемых параметров, модуль анализа диагностируемых параметров, дополнительно снабжен блоком ввода геометрических характеристик приемного резервуара, снабженного каналом связи, блоком ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода, снабженного каналом связи, блоком анализа откачки воды из приемного резервуара, снабженного устройством записи данных и каналом связи, модуль контрольно-измерительных приборов дополнительно снабжен датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и датчиком уровня воды, установленным в приемном резервуаре, снабженными устройствами записи данных и каналами связи, модуль перекачки воды дополнительно снабжен запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе между датчиком уровня воды, установленным на подводящем трубопроводе, и приемным резервуаром, устройством управления, снабженным каналом связи, при этом выход устройства записи данных датчика уровня воды, установленного в приемном резервуаре, при помощи каналов связи подключен к входу устройства управления и входу блока анализа водопритока, выход устройства управления - к входу исполнительного органа запорно-регулирующего устройства, а устройство управления выполнено с возможностью формирования сигналов управления на исполнительный орган запорно-регулирующего устройства, блок формирования гидравлических характеристик сетей дополнительно снабжен каналом связи, выход блока ввода объема приемного резервуара, выходы устройств записи данных, по меньшей мере, двух датчиков подачи насоса, двух датчиков давления, и измерителя потребляемой мощности при помощи каналов связи подключены к входу блока анализа откачки воды из приемного резервуара, выход блока ввода геометрических характеристик подводящего трубопровода при помощи канала связи соединен с входом блока формирования гидравлических характеристик сетей, выходы блоков ввода формирования гидравлических характеристик сетей и устройства записи данных блока анализа откачки воды из приемного резервуара при помощи каналов связи подключены к входу блока анализа водопритока.

2. Система диагностики притока воды по п. 1, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено в виде человеко-машинной системы, например диспетчерского пункта.

3. Система диагностики притока воды по п. 1, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено в виде регулирующего устройства.

4. Система диагностики притока воды по п. 1, отличающаяся тем, что блок ввода геометрических характеристик приемного резервуара выполнен с возможностью ввода средней площади поперечного сечения приемного резервуара.

5. Система диагностики притока воды по п. 1, отличающаяся тем, что блок формирования гидравлических характеристик сетей выполнен с возможностью определения зависимости объема воды от уровня воды в подводящем трубопроводе по результатам математического моделирования системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения нагрузки на штанговую и стоечную крепь горных выработок, для измерения нагрузки на элементы машин и механизмов при изменении знака нагрузки на них, а также для измерения нагрузки при испытаниях образцов материалов на прочность.

Изобретение относится к способам оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) и может быть использовано для определения механических напряжений и деформаций элементов сложных конструкций расчетно-экспериментальным методом.

Изобретение относится к испытательным стендам для определения механических сопротивлений упругих вставок в трубопроводы с жидкостью. Техническим результатом заявляемой установки является обеспечение проведения достоверных измерений механических сопротивлений гибких вставок в трубопроводы.

Система (6) для сброса грузов из летательного аппарата (10) содержит грузовой парашют (2) с канатом (4) грузового парашюта и средства (21) приведения в действие, предназначенные для введения грузового парашюта (4) в окружающий воздушный поток позади летательного аппарата (10).

Настоящее изобретение относится к оборудованию для изготовления шин. В частности, настоящее изобретение относится к противодеформационному узлу для обеспечения осевой устойчивости оборудования для производства шин, которое включает в себя вращающийся, расширяющийся или сжимающийся барабан.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей силы, механических напряжений и деформаций, работоспособных при повышенных и пониженных температурах.

Изобретение относится к конструкциям усиленных панелей и касается расчета сопротивления таких конструкций, подвергшихся комбинированным нагрузкам. Панель выполнена из однородного и изотропного материала.

Изобретение относится к системам водоотведения. В системе, включающей модуль перекачки воды, содержащий насосы, приемный резервуар с подводящим трубопроводом, модуль анализа диагностируемых параметров, модуль контрольно-измерительных приборов, блок ввода объемов приемного резервуара, блок анализа водопритока, модуль анализа диагностируемых параметров, снабженный блоками ввода геометрических характеристик приемного резервуара, ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода, анализа откачки воды из приемного резервуара, модуль контрольно-измерительных приборов снабжен датчиками уровня воды, установленными на подводящем трубопроводе и в приемном резервуаре, модуль перекачки воды снабжен запорно-регулирующим устройством с исполнительным органом, установленным на подводящем трубопроводе, устройством управления, при этом выходы блоков ввода геометрических характеристик приемного резервуара, ввода гидравлических характеристик подводящего трубопровода и блока анализа откачки воды из приемного резервуара подключены к входу блока анализа водопритока.

Изобретение относится к способу контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути. Определение продольных напряжений осуществляют непрерывно в движении железнодорожного подвижного состава при механическом взаимодействии катящегося железнодорожного колеса и рельса при возбуждении механических колебаний на контролируемых участках рельсовых плетей с регистрацией, преобразованием полученных колебаний в акустические и усилением сигнала, и при анализе спектра возбуждаемых колебаний по частоте и амплитуде, зависящих от величины продольных механических напряжений участков рельсовых плетей.

Изобретение относится к датчику веса автотранспортного средства (АТС). Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и увеличение длительности жизненного цикла датчика в конкретных дорожных условиях.

Изобретение относится к системе и способу ультразвукового измерения расхода. В одном варианте реализации измерительная система для ультразвукового измерения расхода содержит множество ультразвуковых расходомеров.

Изобретение относится к ультразвуковым расходомерам-счетчикам для безнапорного потока сточных вод и может быть использовано в других безнапорных потоках. Ультразвуковой расходомер-счетчик включает коллектор, датчики скорости и глубины потока, установленные на вершине перекатной вставки, закрепленной на дне коллектора.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения расхода жидкостей и газов в трубопроводах без контакта с контролируемой средой. Система определения расхода жидкости и газа при помощи ультразвука содержит источник и приемник ультразвука, устройство управления и блок измерения.

Устройство и способы для проверки измерений температуры в ультразвуковом расходомере. В одном варианте реализации измерительная система для ультразвукового измерения расхода содержит канал для потока текучей среды, датчик температуры и ультразвуковой расходомер.

Изобретение в целом относится к расходомерам для измерения расхода жидкости и газа. Более конкретно, оно относится к устройству и к системе для защиты кабелей, отходящих от ультразвуковых расходомеров.

Изобретение относится к акустическим расходомерам для неинвазивного определения потока или интенсивности расхода в проточных для сред электропроводящих объектах, прежде всего в трубах или трубопроводах.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода жидких и сыпучих сред в трубопроводах.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения прохождения сигналов через контролируемую среду в трубопроводе. Способ прохождения сигналов через контролируемую среду заключается в том, что формируют исходный сигнал, обеспечивают его передачу в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной передающей электрической цепи, принимают сигнал, прошедший в прямом направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной приемной электрической цепи, обеспечивают передачу сформированного исходного сигнала в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной приемной электрической цепи, принимают сигнал, прошедший в обратном направлении через контролируемую среду, как минимум, по одной передающей электрической цепи и обеспечивают, таким образом, прохождение сигналов через контролируемую среду.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерений расхода газа в трубопроводах. Заявлен способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения расхода жидкостей и газов в трубопроводах без контакта с контролируемой средой. Изобретение может быть использовано во многих областях промышленности и жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), в том числе там, где требуется измерение расхода на коротких прямых участках трубопровода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения скорости потока и расхода жидких сред в трубопроводах. Устройство содержит генератор СВЧ, циркулятор, приемо-передающую антенну, направленную через радиопрозрачное окно в трубопроводе под углом к направлению движения потока, смеситель, вычислительный блок, соединенный с выходом смесителя, и первый направленный ответвитель, основной выход которого соединен с первым входом циркулятора, а дополнительный выход соединен с первым входом смесителя. При этом второй вход смесителя соединен со вторым выводом циркулятора, а третий вывод циркулятора соединен с приемо-передающей антенной. Дополнительно устройство содержит второй и третий направленные ответвители, фазовый детектор, выходом соединенный с управляющим входом генератора СВЧ, выход которого соединен со входом второго направленного ответвителя, основной выход которого в свою очередь соединен с входом третьего направленного ответвителя, дополнительный выход которого соединен с первым входом фазового детектора, устройства ввода и вывода электромагнитной волны в трубопровод, соединенные соответственно с основным выходом третьего направленного ответвителя и со вторым входом фазового детектора, умножитель частоты, входом соединенный с дополнительным выходом второго направленного ответвителя, а выходом с входом первого направленного ответвителя. Технический результат заключается в повышении точности измерения. 1 ил.
Наверх