Устройство автоматического управления погружным электронасосом

Авторы патента:

F04D15/02 - остановка насосов или воздействие на клапаны при возникновении ненормальностей в работе

Владельцы патента RU 2419730:

Государственное научное учреждение "Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства" Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)

Изобретение относится к области управления насосом от датчиков уровней воды в резервуаре. Устройство содержит датчики верхнего и нижнего уровней, реле постоянного тока, размыкающие контакты которого включены в цепь управления катушки магнитного пускателя, подключающего к электросети электронасос, понижающий трансформатор, первая обмотка которого подключена через предохранитель к электросети, а вторая обмотка трансформатора подключена к входу выпрямительного моста через цепь, выполненную в виде параллельно соединенных ветвей, одна из которых представляет собой замыкающие контакты датчика верхнего уровня, а другая - последовательно соединенные размыкающие контакты датчика нижнего уровня и замыкающие контакты реле постоянного тока, катушка которого подключена к выходу выпрямительного моста. В устройство введено реле времени, катушка которого подключена параллельно катушке реле постоянного тока, а размыкающий контакт реле времени подключен к замыкающему контакту реле постоянного тока, параллельно размыкающему контакту датчика нижнего уровня. Изобретение направлено на повышение надежности устройства за счет применения защиты электродвигателя от аварийного режима работы при обрыве контрольного провода, соединяющего датчик нижнего уровня и схему управления. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления погружным электронасосом от датчиков верхнего и нижнего уровней воды в резервуаре.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство автоматического управления погружным насосом, содержащее трубчатые датчики верхнего и нижнего уровней, реле постоянного тока, размыкающие контакты которого включены в цепь управления катушки магнитного пускателя, подключающего к электросети электронасос, понижающий трансформатор, первая обмотка которого подключена через предохранитель к электросети, а вторая обмотка трансформатора подключена к входу выпрямительного моста через цепь, выполненную в виде параллельно соединенных ветвей, одна из которых представляет собой замыкающие контакты датчика верхнего уровня, а другая - последовательно соединенные размыкающие контакты датчика нижнего уровня и замыкающие контакты реле постоянного тока, катушка которого подключена к выходу выпрямительного моста (RU 2186253 С1, 27.07.2002).

Однако, как показывает эксплуатация, надежность известного устройства недостаточна, что объясняется восприимчивостью электродных датчиков к воздействию условий окружающей среды. При этом возможны обрывы проводов, соединяющих датчики с элементами принципиальной электрической схемы. В случае обрыва провода от датчика верхнего уровня происходит, так называемый, «перелив», когда электронасос не отключается при заполнении резервуара. В случае обрыва провода от датчика нижнего уровня электронасос включается и работает до тех пор, пока вода в резервуаре не достигнет верхнего уровня (электрода датчика). Затем реле включается и своим размыкающим контактом отключает катушку магнитного пускателя. Уровень воды в резервуаре по мере ее расхода будет снижаться, контакт датчика при этом разомкнется и, поскольку, вследствие обрыва провода от датчика, он оказывается не зашунтированным цепью из последовательно соединенных замыкающих контактов реле постоянного тока и размыкающих контактов реле нижнего уровня, реле отключится, а электронасос при этом включится. Таким образом, установится режим чередования отключенного состояния электронасоса, определяемого временем снижения уровня воды по мере расхода в резервуаре от максимального (на который установлен датчик) до уровня, при котором этот датчик размыкает свои контакты и включенного состояния электронасоса, определяемого временем достижения уровня воды в резервуаре, при котором замыкаются контакты датчика верхнего уровня, начиная с момента предыдущего их размыкания при снижении уровня воды по мере ее расхода,

В результате, по причине частых пусков, это приведет к неминуемому выходу из строя обмоток электронасоса, наряду с повышенным износом силовых контактов магнитного пускателя, то есть получим аварийный режим (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Утв. Мин-вом энергетики РФ 13.01.03, ввод. в действие с 01.07.2003, Москва, пункт 2.5.12).

Задача изобретения - повышение надежности устройства автоматического управления погружных насосов за счет применения защиты электродвигателя от аварийного режима работы при обрыве контрольного провода, соединяющего датчик нижнего уровня и схему управления.

Технический результат достигается тем, что в устройство автоматического управления погружным насосом, содержащее трубчатые датчики верхнего и нижнего уровней, реле постоянного тока, размыкающие контакты которого включены в цепь управления катушки магнитного пускателя, подключающего к электросети электронасос, понижающий трансформатор, первая обмотка которого подключена через предохранитель к электросети, а вторая обмотка трансформатора подключена к входу выпрямительного моста через цепь, выполненную в виде параллельно соединенных ветвей, одна из которых представляет собой замыкающие контакты датчика верхнего уровня, а другая - последовательно соединенные размыкающие контакты датчика нижнего уровня и замыкающие контакты реле постоянного тока, катушка которого подключена к выходу выпрямительного моста, согласно изобретению дополнительно введено реле времени, катушка которого подключена параллельно катушке реле постоянного тока, а размыкающий контакт реле времени подключен к замыкающему контакту реле постоянного тока параллельно размыкающему контакту датчика нижнего уровня

Сущность изобретения поясняется электрической схемой на приведенной фигуре.

Устройство содержит магнитный пускатель 1, реле постоянного тока 2, датчик уровня 3, контакты нижнего уровня 4, контакты верхнего уровня 5, элементы цепи питания реле - понижающий трансформатор 6 с первичной и вторичной обмотками, диодный выпрямительный мост 7 и предохранитель 8, электронасос 9, размыкающий контакт 10 и замыкающий контакт 11 реле 2, реле времени 12 и его размыкающий контакт 13. Контакт реле времени 13 и контакты верхнего 5 и нижнего 4 уровней датчика 3 включены непосредственно в параллельные ветви питания катушек реле (цепи управления реле 2 и 12), а в ветвь с контактами нижнего уровня 4 и контактами 13 реле времени 12 включен замыкающий контакт 11 реле 2. Цепь питания катушек реле 2 и 12 подключена к вторичной обмотке трансформатора 6 через входную цепь (выводы переменного тока) выпрямительного моста 7, на выходе моста подключены катушки реле 2 и 12. Первичная обмотка трансформатора 6 подключена к фазе «С» через предохранитель 8.

Устройство автоматического управления погружным электронасосом работает следующим образом.

При отсутствии воды в резервуаре контакты верхнего 5 и нижнего уровней 4 датчика уровня 3 разомкнуты, реле постоянного тока 2 и реле времени 12 отключены и, следовательно, электронасос 9 включен. При достижении водой контакта верхнего уровня 5 включатся реле 2 и 12, при этом контакты 10 реле 2 отключат магнитный пускатель 1 и электронасос 9 отключится. Уровень воды в резервуаре по мере ее расхода будет снижаться. Выход из воды контактов верхнего уровня 5 датчика 3 не приведет к отключению реле 2 и 12, поскольку они удерживаются во включенном состоянии через контакты 11 реле 2. Уставка реле времени 12 выбрана меньшей по отношению ко времени, за которое (исходя из практики эксплуатации данного резервуара) уровень воды снижается до размыкания контакта 4 датчика уровня 3. Таким образом, контакт 13 размыкается раньше, нежели разомкнутся контакты 4 датчика нижнего уровня, и, в случае целости электрического провода датчика нижнего уровня 4, включенное состояние катушек реле 2 и 12 не изменится. И лишь выход из воды контакта нижнего уровня 4 приведет к разрыву цепи питания реле 2 и 12, размыкающие контакты 10 реле 2 возвращаются в исходное состояние и включают электронасос 9. В дальнейшем последовательность работы электронасоса повторяется.

Теперь рассмотрим работу устройства автоматического управления погружным насосом при наличии обрыва электрического провода от датчика нижнего уровня 4. В этом случая алгоритм работы устройства несколько изменится. При отсутствии воды в резервуаре электронасос 9 включен. При достижении водой контакта верхнего уровня 5 включаются катушки реле 2 и 12, что приводит к отключению электронасоса 9. В этом состоянии электронасос будет находиться в течение времени, равного уставке реле времени 12. По истечении этого времени происходит размыкание контакта 13. Катушки реле 2 и 12 обесточиваются, что приведет к включению электронасоса 9. В дальнейшем эта измененная (по сравнению с последовательностью без обрыва провода датчика нижнего уровня 4) последовательность работы электронасоса 9 повторяется. При этом исключается аварийный режим, поскольку исключены частые повторные пуски электронасоса и соблюдены требования, изложенные в Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей, упомянутых выше.

Устройство автоматического управления погружным насосом, содержащее трубчатые датчики верхнего и нижнего уровней, реле постоянного тока, размыкающие контакты которого включены в цепь управления катушки магнитного пускателя, подключающего к электросети электронасос, понижающий трансформатор, первая обмотка которого подключена через предохранитель к электросети, а вторая обмотка трансформатора подключена к входу выпрямительного моста через цепь, выполненную в виде параллельно соединенных ветвей, одна из которых представляет собой замыкающие контакты датчика верхнего уровня, а другая - последовательно соединенные размыкающие контакты датчика нижнего уровня и замыкающие контакты реле постоянного тока, катушка которого подключена к выходу выпрямительного моста, отличающееся тем, что с целью повышения надежности, в него дополнительно введено реле времени, катушка которого подключена параллельно катушке реле постоянного тока, а размыкающий контакт реле времени подключен к замыкающему контакту реле постоянного тока параллельно размыкающему контакту датчика нижнего уровня.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния центробежных перекачивающих агрегатов (ЦПА) и может быть использовано для обеспечения бесперебойной работы при эксплуатации перекачивающих станций углеводородного сырья в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Скважинная система, способ проведения испытаний в скважинном инструменте и оборудование для тестирования и регулирования скважинного инструмента // 2338094

Скважинная насосная установка // 2319864

Изобретение относится к скважинным насосным установкам с использованием погружных электродвигателей. .

Насосный агрегат // 2244165

Изобретение относится к лопастным насосам и может быть использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерной энергетической установки.

Переносной водоотливной турбонасос // 2205985

Изобретение относится к турбонасосным агрегатам для аварийного откачивания жидкостей из затопленных подвалов, туннелей и т.п. .

Обратный клапан скважинного электроцентробежного насоса // 2187709

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин электроцентробежными насосами. .

Устройство автоматического управления погружным электронасосом // 2186253

Изобретение относится к области автоматического управления погружным электронасосом от датчика верхнего и нижнего уровней воды в резервуаре. .

Способ защиты электропривода насоса // 2181444

Изобретение относится к насосостроению. .

Способ эксплуатации центробежных насосов // 2160854

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способу эксплуатации центробежных насосов, перекачивающих водонефтяные эмульсии и высокоминерализованные сточные воды.

Центробежный электронасосный агрегат // 2160388

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в системах терморегулирования изделий авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Устройство и способ текущего контроля системы очистки и/или аэрации // 2439375

Насосная установка // 2456480

Изобретение относится к насосостроению, а точнее к центробежным насосам для перекачки неоднородных текучих сред

Клапан перепускной для погружного центробежного электронасоса // 2480630

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использовано при добыче пластовой жидкости из скважины, в частности для пропуска жидкости от входного модуля (фильтра) или газосепаратора на прием погружного скважинного центробежного электронасоса (ЭЦН), и для подвода жидкости из затрубного пространства к насосу в случае засорения фильтрующих элементов частицами механических примесей

Система с самоконтролем для оценки параметров и управления регулированием противоутечных устройств в динамических насосах // 2486371

Изобретение относится к динамическим насосам, а конкретнее - к средству контроля и автоматизации регулировочных устройств для ограничения рециркуляции жидкости и уменьшения износа от взаимодействия вращающегося и невращающегося элементов в динамических насосах, особенно в насосах, работающих с суспензиями, причем данные насосы содержат или могут содержать регулируемые элементы компенсации износа, выполняющие роль противоутечных устройств

Устройство защиты погружного электронасоса от "сухого хода" // 2551001

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в насосостроении для защиты электронасоса погружного типа от аварийного режима его работы при неполном погружении в воду, так называемого «сухого хода». Устройство защиты погружного электронасоса от «сухого хода» содержит датчик (5) уровня воды в источнике - скважине (3), расположенный над электронасосом (2) и воздействующий на установленный в цепи (1) питания электронасоса (2) исполнительный орган (4). Датчик (5) уровня содержит последовательно соединенные геркон (9) и резистор (8), включенные между фазным проводом цепи (1) питания и «землей», а также закрепленный на поплавке (12) магнит (13) с возможностью размыкания геркона (9) при всплытии поплавка (12). Исполнительный орган (4) реагирует на ток утечки цепи (1) питания электронасоса (2) на «землю». Изобретение направлено на повышение надежности защиты электронасоса. 1 ил.

Устройство механической защиты // 2580586

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к муфтам с предохранительным элементом для разъединения. Устройство механической защиты содержит передаточный вал (1), имеющий главную ось вращения (X) и элемент (2), который является разрушаемым под действием скручивающей перегрузки. Устройство механической защиты дополнительно включает подвижный элемент (3), прикрепленный к передаточному валу (1) с возможностью вращения вокруг главной оси (X) и пригодный для перемещения радиально наружу относительно главной оси (Х) из первого положения во второе положение; пружину (4), толкающую подвижный элемент (3) по направлению к первому положению; и тангенциальный упор (8), пригодный для остановки вращения подвижного элемента (3) вокруг главной оси (Х), когда подвижный элемент (3) находится во втором положении. Подвижный элемент (3) и пружина (4) откалиброваны так, что с заданной пусковой угловой скоростью подвижный элемент (3) перемещается из первого положения во второе положение под действием центробежной силы, большей, чем предварительное напряжение пружины (4). Достигается расширение функциональных возможностей. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Клапан и насосное устройство с клапаном // 2612971

Группа изобретений касается предохранительного клапана, насосного устройства, в частности главного циркуляционного насоса для электростанций, и применения предохранительного клапана в насосном устройстве. Насос содержит корпус (2), определяющий внутреннее пространство (3) с впускным отверстием (4) и выпускным отверстием (5) соответственно для всасывания и выталкивания перемещаемой среды, и связанную с пространством (3) камеру (7). Камера (7) содержит первую систему (29) трубопроводов системы (22) гидравлического затвора для подвода воды гидравлического затвора в определяемую корпусом (2) камеру (7), вторую систему (32) трубопроводов для отвода контролируемого потока, теряемого вследствие утечки, из определяемой корпусом (2) камеры (7), и расположенный во второй системе (32) трубопроводов предохранительный клапан (35) для блокирования отводимого из камеры (7) потока, теряемого вследствие утечки. Изобретения направлены на создание устройства, которое бы при прекращении подачи воды гидравлического затвора самостоятельно блокировало контролируемую утечку и в дальнейшем сохраняло блокировку. 3 н. и 10 з. п. ф-лы, 4 ил.

Турбонасосный агрегат // 2614911

Изобретение относится к турбонасосостроению и может быть использовано в турбонасосных агрегатах (ТНА) ЖРД верхних ступеней ракет многоразового включения. ТНА включает входной патрубок (1) пониженного давления, корпус (2) с размещенными в нем на валу центробежным насосом (3) и турбиной (4), подшипниковую опору (5), тормозное устройство. Тормозное устройство выполнено в виде оппозитно размещенных на корпусе (2) поршневых камер (6), в которых штоки (9) поршней (10) контактируют с диском турбины (4). Предпоршневые полости (7) камер (6) сообщены с выходом из насоса (2) первым трубопроводом (11), а через второй трубопровод (12) и жиклер (13) сообщены с входным патрубком (1), обеспечивая отвод штока (9) поршня (10) от соприкосновения с диском турбины (4) во время работы ТНА. В запоршневых полостях (8) камер (6) размещены возвратные пружины (14). Изобретение направлено на сохранение работоспособности подшипников ТНА в условиях воздействия вакуума при многократном включении ЖРД, что достигается уменьшением нагрева подшипников за счет сокращения выбега ротора от рабочих оборотов до его полного останова. 1 ил.

Антиреверсное устройство // 2618721

Изобретение относится к конструктивным узлам лопастных насосов и может быть преимущественно использовано на атомных электростанциях в главных циркуляционных насосных агрегатах контура теплоносителя ядерной энергетической установки, проходящего через активную зону ядерного реактора. Антиреверсное устройство содержит неподвижное зубчатое храповое кольцо и стопорные элементы, которые размещены с возможностью поворота на цилиндрических осях, установленных в разгрузочном диске, соединенном с валом насоса. В разгрузочном диске выполнены пазы цилиндрической формы под углом к оси поворота стопорных элементов, в которые уложены тела качения, находящиеся в контакте со стопорными элементами. Изобретение направлено на повышение надежности срабатывания антиреверсного устройства. 2 ил.

Способ плавного пуска и останова электродвигателя насоса // 2624305

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для плавного пуска и останова привода насоса. В регуляторе плавного пуска, содержащем последовательную цепь из симистора и нагрузки, подключенную к выводам, формирователь сигнала плавного запуска и останова, состоящего из RC-цепочки, компаратора с усилителем, источника напряжения с формой однополярных импульсов, сформированных из сетевого напряжения синусоидальной формы выпрямительным мостом, и гальваническую развязку на оптосимисторе, согласно изобретению RC-цепочку выполняют с постоянной времени 3,2 с, а сигнал от сетевого напряжения формируют с задержкой включения на 7,2 мс от двухполупериодного выпрямителя обратной полярности с каждого последующего участка характеристики напряжения, совпадающего по абсолютной величине с напряжением заряда и разряда RC-цепочки. Изобретение направлено на повышение долговечности работы насоса за счет уменьшения пускового тока и механических нагрузок до номинальных значений, снижение затрат на создание водопроводной системы, а также повышение ее долговечности за счет исключения гидроудара. 1 ил.