Устройство для управления насосной установкой

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ966211 ф (61) Дополнительное к авт. сеид-ву и 779522 (22) Заявлено 0 4 . 0 3. 81 (21) 325 7 36 2/23-26 (51) М. Nn. с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Е 05 В 5/00

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

153) УДК 66. 012-52(088.8) Опубликовано 15.1082. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 1Ь1082 (72) Автор изобретения

A.3.Шварцман (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНОЙ

УСТАНОВКОЙ

Изобретение относится к насосным установкам и может быть использовано в водоснабжении, в частности, в системах автоматического управле5 ния насосами.

По основному авт.св. Р 779522 известно устройство для управления насосной установкой, включающее установленные на напорной емкости датчики давления, блоки управления электродвигателями насосов, где с целью оптимизации поочередной работы насосов путем выравнивания времени рабочих состояний насосов для обеспечения их равномерного износа устрой- 15 ство содержит конденсаторы, связанные с контактами магнитных пускателей электродвигателей насосов, и транзисторные ключи, соединенные с контактами магнитных пускателей, и реле разряда конденсаторов, подключенное к блоку питания через контакты магнитных пускателей и промежуточного реле (1).

Недостатком устройства является

25 то, что при начальных условиях работы схемы устройства, когда конденсаторы разряжены полностью, требуется вмешательство обслуживающего персонала для ручного подзаряда одного из конденсаторов. Конденсаторы полностью.разряжены перед пуском устройства в эксплуатацию, когда схема устройства пребывает в исходном (нулевом) ,состоянии. Полный разряд обоих конденсаторов возможен и в течение эксплуатационного периода насосной установки при равенстве времени продолжительностей циклов работы обоих насосов, после чего требуется вмешательство обслуживающего персонала для подзаряда одного из конденсаторов, Это значительно снижает надежность функционирования устройства и насосной установки. Кроме того, устройство не учитывает реальное тепловое состояние электродвигателей, связанное с условиями работы насосов в каждом цикле работы насосной установки и оказывающее влияние на износ электродвигателей, что также снижает надежность насосной установки.

Цель изобретения- повышение надежности работы устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство введена схема автоматического выбора рабочего насоса при возникновении одновременного полного разряда конденсаторов. Эта схема состоит из поляризованного двух966211 позиционного реле, обмотки которого подключены.к блоку питания через размыкающий контакт реле разряда кондейсаторов и замыкающие контакты пускателей, при этом замыкающие контакты поляризованного реле включены параллельно контактам реле транзисторных ключей в цепях промежуточных реле блоков управления через размыкающие контакты этих реле и реле транзисторных ключей. Кроме того, для учета 10 теплового состояния и износа электродвигателей насосов в цепи заряда конденсаторов включены позисторы, размещенные в статорных обмотках электродвигателей. 15

На фиг.1 показана функциональная схема автоматизации насосной установки; на фиг.2 — принципиальная электрическая схема устройства для управления насосной установкой.

Устройство содержит датчики 1 и

2 давления, установленные на напорной емкости, на которую работают насосы, блоки 3 и 4 управления электродвигат "я насосов Бл 3 уп- 25 равления первым насосом содержит транзистор 5, в коллекторную цепь которого включено реле с.обмоткой 6 и контактами 7 и 8, конденсатор 9, резисторы 10,11 и 12, промежуточное реле с обмоткой 13 и контактами 14, 15 и 16 и магнитный пускатель электродвигателя насоса с обмоткой 17 и контактами 18,19 и 20. Блок 4 управ-, ления вторым насосом содержит транзистор 21, в коллекторную цепь кото- 35 рого включено реле с обмоткой 22 и контактами 23 и 24, конденсатор 25, резисторы 26,27 и 28, промежуточное реле с обмоткой 29 и контактами 30, 31 и 32 и магнитный пускатель элек- 40 тродвигателя насоса с обмоткой 33 и контактами 34,35 и 36. Кроме того, схема содержит общее промежуточное реле с обмоткой 37 и контактами 38 и

39 и реле разряда конденсаторов с 45 обмоткой 40 и контактами 41,42 и 43.

Датчик 1 замыкает и размыкает контаКт при давлении Р и Р2 (Р (Р1) соответственно, а датчик 2 заьыкает и размыкает контакт при давлении Р и Р (Р> < Р4) соответственно, при этом Р >Р и Р >Р4. Вместо дат4 чиков давления могут быть использованы датчики уровня и иные органы управления. Транзисторы 5 и 21 являются ключами для управления обмот55 нами 6 и 22 реле соответственно. Конденсаторы 9 и 25 через резисторы 10 и 26 и контакты 18 и 34 заряжаются при работе-первого и второго насосов соответственно и предназначены для 60 учета времени работы насосов. Время полного заряда по RC-цепи 9-10 и

25-26 соответствует максимально возможному времени длительности цикла работы насосов для учета длительности65 циклов любой продолжительности. Резисторы 11, 12, 27 и 28 предназначены для установления параметров схемы с целью обеспечения идентичности для достижения равного времени разряда конденсаторов 9 и 25 ва транзисторы 5 и 21 соответственно. Это время должно быть одинаковым для блоков

3 и 4 и достаточно малым, не более технологического времени нерабочего состояния насосов.

Кроме того, устройство дополнительно содержит схему автоматического выбора рабочего насоса, состоящую из дополнительных размыкающих контактов

44 и 45 реле 6 и 22 соответственно, включенных после замыкающего контакта 39 перед перекидным контактом 46 двухпозиционного реле с двумя обмотками 47 и 48 ° К выводам перекидного контакта 46 последовательно подключе ны размыкающие контакты 49 и 50 реле

13 и 29 соответственно, включенные в цепи управления этих реле. Питание, на обмотки 47 и 48.двухпозиционного реле подается через замыкающие контакты 51 и 52 пускателей 17 и 33 соответственно, причем для исключения одновременного срабатывания обоих обмоток двухпозиционного реле цепи их питания подле контактов 51 и 52 включены через размыкающие контакты

53 и 54 пускателей 33 и 17 соответственно. Напряжение на контакты 51 и 52 подается через дополнительный размыкающий контакт 55 реле 40. При этом двухпозиционное реле включено так, что при подаче напряжения на обмотку 47 его контакт перекидывается на реле 29, а при подаче напряжения на обмотку 48 — на реле 13.

Для учета реального теплового состояния статорных обмоток электродвигателей насосов во время их работы в цепи заряда конденсаторов 9 и

25 последовательно с резисторами 10 и 26 включены позисторы 56 и 57 соответственно, размещенные в статорных обмотках электродвигателей.

Устройство работает следующим образом °

При первом включении насосной установки и устройства в работу (ввод в эксплуатацию) конденсаторы 9 и, 25 разряжены и оба реле 13 и 29 блоков 3 и 4 соответственно отпущены, т.е. устройство к работе не готово. При подаче напряжения в схему реле 37 размыкает свой контакт 38 и замыкает свой контакт 39, откуда питание подается через контакты 44 и 45 на перекидной контакт 46 двухпозиционного реле, который до того находился в одной из двух конечных позиций, например в такой, что напряжение пошло на обмотку реле 13 (фиг.2), которое; сработав, размыкает свой кон966211 такт 49 и становится на самоблокировку через контакт 14, одновременно замкнув контакт 15 в цепи срабатывания пускателя 17 электродвигателя первого насоса, который, таким образом, становится первым по пуску, т.е. автоматически выбирается рабочим насосом в первом цикле работы насосной установки . Устройство .готово к работе.

Вода из источника водоснабжения с помощью насоса нагнетается в напорную емкость (пневмобак), откуда поступает в водопроводную сеть к потребителям. Нагнетание воды в напорную емкость производится до давления Р, которое обусловлено величиной необходимого напора в водопроводной сети. При расходовании воды из напорной емкости ниже допустимого уровня давление воздуха в ней падает до величины P после чего замыкается контакт датчика 1 и срабатывает магнитный пускатель 17 первого насоса, запуская его электродвигатель.

Пускатель 17 замыкает свой контакт

18 в цепи заряда конденсатора 9.При достижении уровня воды в напорной емкости необходимой величины и восстановлении давления Р2 контакт дат=. чика 1 размыкается, обесточивая обмотку 17 магнитного пускателя, который размыкает контакт.18, прекращая заряд конденсатора 9. Величина заряда конденсатора 9 пропорциональна времени работы первого насоса и обратно пропорциональна величине нагрева статорной обмотки электродвигателя насоса, температура кото рой контролируется позистором 56.

После этого через замкнувшийся контакт 20 и контакты 36 и 38 срабатывает реле разряда с обмоток 40, замыкающее свои контакты 42 и 43. Далее через. замкнувшийся контакт 19 начинается разряд конденсатора 9 на транзистор 5, в результате чего уменьшается потенциал базы транзистора

5 и увеличивается ток коллектора, что приводит к срабатыванию реле с обмоткой б, замыкающего свой контакт 7. ОдновремЕнно с конденсатором

9 начинает разряжаться конденсатор

25 на транзистор 21 через контакты 35 и 43;:вследствие чего уменьшается потейциал базы транзистора 21 и возрастает коллекторный ток, что приводит к срабатыванию реле с обмоткой 22, замыкающего свой контакт

23. Контакты 8 и 24 при разряде конденсаторов 9 и 25 разомкнуты. Разряд кон денсаторов 9 и 25 начинается при неработающих насосах одновременно и происходит параллельно. Так как величины зарядов конденсаторов 9 и 25 неодинаковы, то один из них заканчивает разряд раньше другого, например, величина заряда конденсатора 9 больше величины заряда конденсатора 25, так как второй насос не работал (первый насос работал больше времени, чем второй). Тогда конденсатор 25 разряжается. раньше, чем конденсатор 9, и обмотка 22 реле обесточивается, замыкает свой контакт 24 и запитывает обмотку 37 общего промежуточного реле, которое, в свою очередь, размыкает свой контакт 38 и обесточивает обмотку 40

10 реле разряда конденсаторов, контакты

42 и 43 которого в цепях разряда конденсаторов 9 и 25 размыкаются, прекращая разряд конденсаторов 9 и 25.

Разряд конденсатора 9 прекращается, 15 и на нем остается заряд, равный разности зарядов на конденсаторах 9 и

25, характеризующей разность продолжительностей работы первого и второго насосов, и реальное тепловое со20 стояние электродвигателей в процессе работы, обусловливающее тепловой износ изоляции. После срабатывания общего промежуточного реле с обмоткой 37 замыкается его контакт 39 и

25 чеРез контакт .7 запитывает обмотку промежуточного .реле 29 второго насоса, которое становится на блокировку через свой .контакт 30, так как время работы первого насоса больше и, следовательно, в очередном цикле должен работать второй насос: При повторном замыкании контакта 1 подается напряжение на обмотку 33 пускателя второго насоса, и он запускается, Происходит указанный для первого насоса процесс заряда конденсатора 25 второго насоса с учетом реального теплового состояния электродвигателя с последующим его разрядом после отключения пускателя 33, оста40 новка насоса и сравнение вепичин зарядов конденсаторов 9 и 25 с целью определения разности во времени продолжительностей циклов работы насосов и выбора рабочего насоса для

45 очередного цикла работы насосной установки.

Таким образом, насосы работают с учетом времени работы каждого, что обеспечивает равенство продолжитель50 ностей работы первого и второго насосов, следовательно их износ равномерный и одинаковый.

:Когда расход: воды из напорной .емкости выше производительности одно55 -го работающего насоса, давление в емкости падает до величины Р>, контакт датчика 2 замыкается, через контакты промежуточного реле работающего насоса пускатель получает питание и запускается. Например, если первый насос работает, то контакт

16 в цепи пускателя 33 неработающего второго насоса зал.кнут, и в слу- . чае замыкания контакта датчика 2

65 пускатель 33 срабатывает, чем обеспечивается ввод второго насоса. Суммарная производительность двух работающих насосов покрывает дефицит воды, емкость начинает заполняться, и давление в ней повышается до величины Р, контакт датчика 2 размыкается и второй насос останавливается. При окончательном заполнении емкости в ней восстанавливается давление Р2 и контакт датика 1 размыкается, останавливается первый насос.

Во всех случаях заряд конденсаторов 9 и 25 происходит при работе насосов, и соответственно учитываются время работы каждого насоса и реальное тепловое состояние электродвигателей в процессе работы с последующим сравнением и выбором рабочего насоса с меньшей наработкой и тепловым износом.

Если в процессе эксплуатации насосной установки возникает нулевое. состояние схем устройства, т.е. когда конденсаторы 9 и 25 полностью разряжаются при совпадении продолжительностей времени работы насосов, то повторяется описанный процесс автоматического выбора рабочего насоса (при вводе установки в эксплуатацию), причем рабочим выбирается насос, который в предыдущем цикле работы установки был резервным.

Предложенное устройство для управления насосной установкой обеспечивает оптимизацию работы насосов путем выравнивания времени их работы и износа насосов при поочередной их работе, что позволяет повысить надежность работы всей установки..

Формула изобретения

Устройство для управления насос® ной установкой по авт.св. Р 779522., о т л. и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно дополнительно снабжено блоком автоматического вы15 бора рабочего насоса, содержащего поляризованное двухпозиционное реле, обмотки которого подключены к блоку питания через размыкающий контакт реле разряда конденсаторов и замыкающие контакты пускателей, при этом замыкающие контакты поляризОванного реле включены параллельно контактам. реле транзисторных ключей в цепях промежуточных реле. блоков управления через размыкающие контакты этих Реле и реле транзисторных ;ключей, а в цепях заряда конденсаторов между ними и контактами пускателей включены позисторы, размещенные в статорных обмотках электродвигателей насосов.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 779522, кл. Е 05 В 5/00, 1979.