Регулятор давления жидкости для насосной станции

 

О П И С А Н И Е I!!1! 526863 излис нч скит

Республик

К АВТОРСКОМУ С:ВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Допол1!!!тел! нос к а гг. с Вид-Ву (22) Заявлено 15.02.74 (21) 1998359, 4 с присоеди1!ен11ем 3 !1 я Вк11 № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллете!11, ¹ 32

Дата опубликования описания 09.09.76 (51) М. Кл."- G 059 16 20

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

О. М. Науменко, E. В. Курятов, М. Ф. VpàâUOH, А. У. Ялышев, Л. Н. Григорьев II И. C. Бода!невский (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ

ДЛЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Изобретение относится к автоматизации насосных станций и предназначено для автоматического регулирования режима работы насосной станции в системе полевых магистральных трубопроводов, работающих по схеме из «насоса в насос».

Известны регуляторы давления жидкости на входе и выходе насосных станций (1). Такие регуляторы осуществляют регулирован:1е режима работы насосных станций за счет 1!! дросселирования потока перекачиваемой жидкости и для повышения быстродействия системы имеют выносной дифференциальный датчик давления, а также блок нелинейной жесткой обратной связи. 15

Наличие выносного дифференциального датчика давления длинной линии связи (до 5 км) и введение в систему. дополнительных устройств для расшифровки сигналов, поступающих от этого датчика, снижает надежность; 20 кроме того, не обеспечивается высокая точность и устойчивость системы при регулировании заданных параметров при различных возмущениях на трубопроводе.

Известен также регулятор давления жидко- 25 сти на входе и выходе насосной станции (2), осуществляющий регулирование режима рабоТы насосной станции за счет изменения частоты вращения вала насосов и содержащий датчики и задатчики давления жидкости на 30 входе и выходе насосной станции, выходы которых подключены к входу блока управления, выходы которого подсоединены к входам логического устройства выбора сигналов, и усилитель мощности, соединенный с исполнительным механизмом.

Такая система при регулировании давления не позволяет учесть динамические свойства насосной станции, что пр;!Водит к снижению точности регулирования и нарушению устойч и В о с т и с и с т е м ы II p ! н е 1 о т о р ы х Видах В о 3мущений перекачиваемой жидкости в трубопроводе.

Цель изобретения — повышение точности регулятора и его устойчивости при всех видах

Возмущений на трубопроводе.

Это достигается тем, что в предлагаемый регулятор давления жидкости для насосной станции введены тахогенератор, два усилителя с однополярнымп Выходами, два логических элемента «И», два пороговых устройства, :-адатчик скорости вращения электродвигателя исполнительного механизма. причем тахогенератор установлен на залу электродвигателя исполнительного механизма и его обмотки подключены к входам первого и второго пороговых устройств, второй вход второго порогового устройства подключен к Выходу задатчика скорости вращения электродвигателя исполнительного механизма, а выход — к пер526863

25 зо

voider вход, rrepaoro логического o reiirerrla «11», выход которого подключен к первому входу усилителя мощности, второй вход которого подключен к выходу второго логического элемента «И», первый вход которого подсоединен к выходу первого порогового устройства, вход которого подключен к выходам усилителей с однополярными выходами, входы которых соединены с выходами блока управления, а вторые входы логических элементов

«И» подсоединены к выходам логического уст- ройства выбора сигналов.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого регулятора.

Регулятор содержит датчики 1 и 2 и задатчики 3 и 4 давления жидкости на входе и выходе насосной станции, блок управления 5, логическое устройство 6 выбора сигналов, усилитель мощности 7, электродвигатель 8 исполнительного механизма, тахогенератор 9, насосную станцию 10, два усилителя 11 и 12 с однополярными выходами, первое пороговое устройство 13 с регулируемым порогом срабатывания, первый логический элемент

«И» 14, задатчик 15 скорости вращения электродвигателя 8 исполнительного механизма, второе пороговое устройство 16, второй логический элемент «И» 17.

Регулятор работает следующи л образом.

Сигналы с датчиков давления 1 и 2 на входе и выходе насосной станции поступают в блок управления 5, где они сравниваются с сигналами соответствующих задатчиков 3 и

4. Блок управления 5 формирует трехпозиционный закон по каждому из регулируемых параметров.

В соответствии с этим на его выходе могут формироваться следующие сигналы по каждому регулируемому параметру: «Давление выше заданного», «Давление равно заданному», «Давление ниже заданного».

Эти сигналы поступают на вход логического устройства 6 выбора сигналов, которое обеспечивает преимущественное прохождение через него тех сигналов, которые требуют снижения частоты вращения вала двигателя 8.

Выход логического устройства выбора сигналов, подключенный к логическому элементу «И» 14, соответствует команде на уменьшение частоты вращения вала двигателя 8, а выход, подключенный к логическому элементу «И» 17 — на увеличение частоты вращения вала двигателя 8.

Напряжение рассогласования, соответствующее понижению давления на входе насосной станции, от блока управления 5 поступает на вход усилителя 12 с однополярным выходом, а напряжение рассогласования, соответствующее повышению давления на выходе насосной станции — на вход усилителя 11 с однополярным выходом, Выходные напряжения усилителей 11 и 12 поступают на один из выходов порогового устройства 13 с регулируемым порогом срабатывания. Когда давления на входе и выходе насосной станции равны заданным значениям и электродвигл ель исполнительного механизма обесточен, HBпряжение на выходе тахогенератора 9 равно нулю. При этом на выходе порогового устройства 13 напряжение равно логической единице. 3а счет этого обеспечивается первоначальное прохождение сигнала через логический элемент «И» 14, двухканальный усилитель мощности 7 и включение исполнительного механизма.

При снижении давления жидкости на входе насосной станции на выходе блока управления 5 появляется напряжение рассогласования, пропорциональное разности напряжений задатчика 3 и датчика 1.

Это напряжение через усилитель 12 подается на вход порогового устройсгва 13. Однако из-за отсутствия напряжения на втором входе порогового устройства, подключенном к тахогенератору 9, срабатывания его не происходит, и на выходе напряжение по-прежнему равно логической единице. Тахогенератор 9 начинает работать одновременно с включением электродвигателя исполнительного механизма за счет сигнала на уменьшение оборотов двигателя насосной станции от устройства 6 выоора сигналов. Этот сигнал проходит через логический элемент «И» 14, двухканальный усилитель мощности 7 и включает электродвигатель 8 исполнительного механизма, напряжение тахогенератора 9 при этом пропорционально скорости вращения электродвигателя 8 исполнительного механизма.

Как только это напряжение сравняется с напряжением на выходе усилителя 12, на выходе элемента «И» 14 напр жение станет равно логическому нулю. Это воспрепятствует прохождению сигнала через логический элемент «И» 14, так как на одном его входе напряжение стало равно нулю. Электродвигатель исполнительного механизма остановится, и напряжение тахогенератора станет равно нулю. Если к этому моменту давление на входе насосной станции не восстановилось, то произойдет повторное включение исполнительного механизма. Такое поочередное включение и выключение электродвигателя 8 исполнительного механизма происходит до тех пор, пока давление на входе насосной станции не сравняется с заданным. Длительность интервалов между включением исполнительного механизма регулируется величиной напряжения рассогласования, пропорционального разности давления по задатчику 3 и давления жидкости на входе насосной станции, а также коэффициентом усиления усилителя 12 с однополярным выходом, который определяется с учетом динамических свойств насосной станции. Таким образом, снижение оборотов двигателя насосной станции при уменьшении давления жидкости на входе насосной станции происходит с учетом величины отклонения этого давления от заданного и динамических свойств насосной станции.

526863

При пОВышениl! ляь;1сн11я ".Hдl .Ости ня Выходе насосной ст11г!ЦН11 llkl В!>lход О, !Ок!1 правления 5 появляется напряжение рассогласования, пропорциональное разности давления по задатчику 4 и давления жидкости на выходе насосной станции, определяемого датч 1ком 2, и одновременно команда «Давление выше заданного».

Напряжение рассогласования подается на вход усилителя 11, а команда «Давление выше заданного» вЂ” к логическому элементу «И»

17 и через него поступает в усилителю мощности 7, который включает двигатель исполнительного механизма.

От усилителя 11 сигнал поступает на вход порогового устройства 13 с регулируемым порогом срабатывания. Но из-за отсутствия напряжения на втором его входе, соединенном с тахогенератором 9, срабатывания его не происходит, и на его выходе напряжение попрежнему равно логической единице. Тахогенератор и в этом случае начинает раоотать одновременно с включением электродвигателя 8 исполнительного механизма. Как только напряжение тахогенератора сравняется с напряжением на выходе усилителя 11. произойдет срабатывание порогового устройства 13, и на его выходе напряжение станет равно логическому нулю. Это воспрепятствует прохождению сигнала через логический элемент «И»

14, так как на одном его входе наг!ряженке стало равно нулю. Электродвигатель испол-:ительного механизма остановится, и напряжение тахогенератора 9 станет равно нулю.

Если к этому моменту давление на выходе насосной станции не стало равно заданному, то произойдет повторное включение исполнительного механизма, Такое поочередное включение и выключение электродвигателя исполнительного механизма происходит до тех пор, пока давление на выходе насосной станции нс сравняется с заданным.

Длительность интервалов между включениями исполнительного механизма рег) лир ) ется величиной напряжения рассогласования, пропорционального разности давления по задатчику 4 и давления жидкости на выходе насосной станции, коэффициентом усилителя 11, который определяется также с учетом динамических свойств насосной станции, Прохождение сигналов на увеличение оборотов двигателя насосной станции управляется тем же тахогенератором 9 и пороговым устройством 16 с устанавливаемым порогом срабатывания, на один вход которого подастся напряжение от задатчика 15 скорости вращения электродвигателя исполнительного механизма, а на другой — напряжение от тахогенератора 9.

При отсутствии напряжения на тахогенераторе 9 напряжение на выходе порогового устройства 16 равно логической единице.

Когда давление на выходе насосной станции ниже заданного, а на входе насосной станции выше заданного, то на Выходе устI0

65!

)01)ст 3;l 6 Вы 6)!):) Я сигналОВ П01113л11ете. сигкоторыи ч р03 логичес1 .:1!1 э.1 it=:)IT «13»

17 и двухканальный усилитель мощности 7 проходит к двигателю 8 исполнительного механизма Как только от этого сигнала произойдет включение электродвигателя исполнитель-!!ого мсханизмя 11 напряжение на выходе тахогенератора 9 стянет равно напряжению задатчика 15, пороговое устройство 16 сработает и на его выходе напряжение станет равно кулю, что воспрепятствует прохождению сигнала на увеличение оборотов двигателя через логическии э.темент «И» 17. Если давление на входе или выходе насосной станции не стало равно заданному, то произойдет повторное включение исполнительного механизма.

Длительность интервалов между включениями исполнительног0 е ННН 31Н Qtlppäåëÿется напряжением задатчпка 15 и выбирается так, чтобы обеспечить плавный выход насосной станции на заданный режим работы при пуске насосных станций в работу и исключить резкое повышение давления на выходе на=оспой станц1"t и в трубопроводе прп слу-)айных рези)tx повышениях давления на входе насосной станции.

Таким образом. осуществляется импульсное управлс)гие электродвигателем исполнительного механизма.

ТЯкое )10мопнпрован110с уп13ЯВление скОрОстью вращения электродкггателя исполнительного 3!схянизз)а ооеспечивает высокую точность системы регулирования давления на входе и выходе насосной станции в статическом и динамическом режимах ее работы при наиболее сильных возмущениях жидкостп 13 трубопроводе. что позволяет эксплуатировать насосные станции при максимально возможном рабочем давлении и за счет этого повысить производительность трубопровода, Формула изобретения

Регулятор давления жидкости для насосной станции. содержащий датчики и задатчики давления жидкости, установленные на входе и выходе насосной станции и подключенные к входу блока управления, выходы которого подсоединены к входам логического устройства выбора сигналов, и усилитель мощности. соединенный с исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора и его устойчивости, в него введены тахогенератор, два усилителя с однополярными выходами, два логических элемента «И», два пороговых устройства, задатчик скорости вращения электродвигателя исполнительного механизма, причем тахогснератор установлен на валу электродвигателя исполнительного механизма и его оомотки подкл)очены и входам первого и второго пороговых устройств, Второй

Вход Второго порогового устройства подключен к выходу задатчпка скорости вращения электродвигателя исполнительного механиз526863 оереги чу

Составитель Г. Романченко

Техред В. Рыбакова Корректор И. Позняковская

Редактор Е. Караулова

Заказ 1954/9 Изд. № 1576 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ма, а выход — к первому входу первого логического элемента «И», выход которого подключен к первому входу усилителя мощност:i, второй вход которого подключен к выходу второго логического элемента «И», первый вход которого подсоединен к выходу первого порогового устройства, вход которого подключен к выходам усилителей с однополярнымн выходами, входы которых соединены с выходами блока управления, а вторые входы логических элементов «И» подсоединены к выходам логического устройства выбора сигналов.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения.

1. Авт, св. № 241173, кл. В 23Р 19/02, от

29. 11.68.

2. Патент США № 3072058, кл. 103-12, от

10 18.08.б1.