Регулятор давления жидкости для насосной станции

О П И С А Н И Ео 0 526863 иалиснч;скакРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнит 2) Заявлено саид ьнос к в 5.02.74 (21 998359,24 1) М, Кл.е 6 050 16 присоединением заявкиосударственный комитет овета Министров СССР.08.76. Бюллетеньоткрытий ата опубликования описания 09.09.76 72) Авторы изобретения О, М. Науменко, Б. В, Курятов, М. Ф. Кравцов,У. Ялышев, Л. Н. Григорьев и И, С, Бодашевский) Заявител ТОР ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТИНАСОСНОЙ СТАНЦИИ 4) Р 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 111. Такие регуляторы осуществляют регулирование режима работы насосных станций за счет дросселирования потока перекачиваемой жидкости и для повышения быстродействия системы имеют выносной дифференциальный датчик давления, а также блок нелинейной жесткой обратной связи,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; кроме того, не обеспечивается высокая точность и устойчивость системы при регулировании заданных параметров при различных возмущениях на трубопроводе.Известен также регулятор давления жидкости 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 входе и выходе насосноп станции, выходы которых подключены к входу блока управления, выходы которого подсоединены к входам логического устройства выбора сигналов, и уси литель мощности, соединенный с исполнительным механизмом.Такая система при регулировании давленияне позволяет учесть динамические свойства насосной станции, что приводит к снижению 10 точности регулирования и нарушению устойнекоторых видамущений перекачиваемой жидкости в трубопроводе.Цель изобретения - повышение точности 15 регулятора и его устойчивости при всех видахвозмущений на трубопроводе.Это достигается тем, что в предлагаемыйрегулятор давления жидкости для насосной станции введены тахогенератор, два усилите ля с однополярнымп выходами, два логических элемента И, два пороговых устройства, задатчик скорости вращения электродвигателя исполнительного механизма, причем тахо- генератор установлен на залу электродвигате ля исполнительного механизма и его обмоткиподключены к входам первого и второго пороговых устройств, второй вход второго порогового устройства подключен к выходу задатчика скорости вращения электродвигателя исЗ 0 полнительного механизма, а выход - к пер 5268635 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 Вому входу первого логического элемента 11,выход которого подключен к первому входуусилителя мощности, второй вход которогоподключен 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 элементовИ подсоединены к выходам логического уст-ройства выбора сигналов,На чертеже показана блок-схема предлагаемого регулятор а.Регулятор содержит датчики 1 и 2 и задатчики 3 и 4 давления жидкости на входе и выходе насосной станции, блок управления 5, логическое устройство б выбора сигналов, усилитель мощности 7, электродвигатель 8 исполнительного механизма, тахогенератор 9, насосную станцию 10, два усилителя 11 и 12с однополярными выходами, первое пороговое устройство 13 с регулируемым порогомсрабатывания, первый логический элементИ 14, задатчик 15 скорости вращения электродвигателя 8 исполнительного механизма,второе пороговое устройство 16, второй логический элемент И 17.Регулятор работает следующим образом.Сигналы с датчиков давления 1 и 2 на входе и выходе насосной станции поступают вблок управления 5, где они сравниваются ссигналами соответствующих задатчиков 3 и4, Блок управления 5 формирует трехпозиционный закон по каждому из регулируемых параметров.В соответствии с этим на его выходе могутформироваться следующие сигналы по каждому регулируемому параметру: Давление выше заданного, Давление равно заданному,Давление ниже заданного.Эти сигналы поступают на вход логическогоустройства 6 выбора сигналов, которое обеспечивает преимущественное прохождение черезнего тех сигналов, которые требуют снижениячастоты 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 выходенасосной станции - на вход усилителя 11 соднополярным выходом, Выходные напряжения усилителей 11 и 12 поступают на один извыходов порогового устройства 13 с регулируемым порогом срабатывания. Когда давления на входе и выходе насосной станции равны заданным значениям и электродвигатель исполнительного механизма обесточен, напряжение на выходе тахогенератора 9 равно нулю, При этом на выходе порогового устройства 13 напряжение равно логической единице. За 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.При пОВышениц лаь;Снц 51 г 1 ид 1,Ости па Выходе насосной станциц ца 5 ь 1 хО;с б,Ока управления 5 появляется напряжение рассогласования, пропорциональное разности давления по задатчику 4 и давления жидкости на выходе насосной станции, определяемого датч 11- ком 2, и одновременно команда Давление выше заданного.Напряжение рассогласования подается на вход усилителя 11, а команда Давление выше заданного - 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 по- прежнему равно логической единице. Тахогенератор и в этом случае начинает раоотать одновременно с включением электродвигателя 8 исполнительного механизма. Как только напряжение тахогенератора сравняется с напряжениех 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 нагряженцс стало равно нулю. Электродвигатель цсполкцтельного механизма остановится, ц 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 электродвцгателя исполнительного механизма происходит до тех пор, пока давление на выходе насосной станции нс сравняется с заданным.Длительность интервалов между включенцями исполнительнОГО механизма регулир 5 етс 5 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 тахогецераторе 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 уст 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5 ойстч 6 Выбора сиГналоВ п 05 Вл 5 ете 51 сиГкоторыЙ через логичес 5 НЙ э,1 смент И 17 ц двухканальный усилитель мощности 7 проходит к двигателю 8 исполнительного механцзма Как только от этого сигнала произойдет включенце электродвигателя исполнцтель- ПОГО мсханцзма ц Напряжение на Выходе тахогенератора 9 станет 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 элемент И 17. Если давление на входе цлц выходе насосной станции не стало равно заданному, то произойдет повторное включение исполнительного механизма.Длительность интервалов между включениями исполнительного механизма определяется напряженцем задатчцка 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 станции ц в трубопроводе прц слуайных резкцх повышениях давления на входе насосной станции.Таким образом. осуществляется импульсное управленце электродвцгатслгм исполнительного механизма.ТакОе НОмопнц 1 ОванцОС управление скОрО- стьо вращгцця электродкггателя исполнительного мсханцзма ооеспечцвает высокую точность системы регулирования давления на входе и выходе насосной станции в статическом ц динамическом режимах ее работы при наиболее сильцых возмущенпях жидкостц в трубопроводе, что позволяет эксплуатировать насосные станции прц максимально возможном рабочем давленцц и за счет этого повысить производительность трубопровода,Фор мул а изобретен и я Регулятор давления жидкости для насосной станции, содержащий датчики и задатчцки давления жидкостц, установленные на входе ц выходе насосной станции и подключенные к входу блока управления, выходы которого подсоединены к входам логического устройства выбора сигналов, ц усилитель мощности, соедцненныц с исполнительным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения точпостц регулятора и его устойчивости, в него введены тахогенератор, два усилителя с однополярными выходами, два логических элемента И, два пороговых устройства, задатчцк скорости вращения электродвигателя исполнительного механизма, причем тахогснератор установлен на валу электродвцгателя исполнительного механцзма ц его оомоткц подксночены и входам первого ц второго пороговых устройств, второй Вход Второго порогового устройства подключен к выходу задатчцка скорости вращения электродвигателя исполнительного механизедактор Е. Карауло ПоСССР Тираж 1029 комитета Совета Мииист бретений и открытий -35, Раушская наб., д. 4/ ое Изд.157 арствениог о делам изипография, пр. Сапунова,ма, а выход - к первому входу первого логического элемента И, 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 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 23 Р 19/02, от29,11.б 8,2. Патент США3072058, кл. 103-12, от10 18.08,б 1,Ро манченкоакова Корректор И, Позняковская