Устройство для управления насосной установкой

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик щ 966211(1) М. Кп. с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Е 05 В 5/00С 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНОЙУСТАНОВКОЙ 20 Изобретение относится к насосным установкам и может быть использовано в водоснабжении, в частности, в системах автоматического управле 5 ния насосами.По основному авт.св. Р 779522 известно устройство для управления насосной установкой, включающее установленные на напорной емкостидатчики давления, блоки управления электродвигателями насосов, где с целью оптимизации поочереДной работы насосов путем выравнивания времени рабочих состояний насосов для обеспечения их равномерного износа устрой 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 контактымагнитных пускателей и промежуточного реле 11).Недостатком устройства является25 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 двухпозиционного реле, обмотки которогоподключены.к блоку питания через размыкающий контакт реле разряда кондейсаторов и замыкающие контактыпускателей, при этом замыкающие контакты поляризованного реле включеныпараллельно контактам реле транзисторных ключей в цепях промежуточных релеблоков управления через размыкающиеконтакты этих реле и реле транзисторных ключей. Кроме того, для учета 10теплового состояния и износа электродвигателей насосов в цепи зарядаконденсаторов включены позисторы,размещенные в статорных обмотках электродвигателей. 15На фиг.1 показана функциональнаясхема автоматизации насосной установки; на фиг.2 - принципиальнаяэлектрическая схема устройства дляуправления насосной установкой.20Устройство содержит датчики 1 и2 давления, установленные на напорной емкости, на которую работают насосы, блоки 3 и 4 управления электродвигат "я насосов Бл3 управления первым насосом содержит транзистор 5, в коллекторную цепь которого включено реле с.обмоткой б иконтактами 7 и 8, конденсатор 9, резисторы 10,11 и 12, промежуточноереле с обмоткой 13 и контактами 14,15 и 16 и магнитный пускатель электродвигателя насоса с обмоткой 17 иконтактами 18,19 и 20, Блок 4 управ-,ления вторым насосом содержит транзистор 21, в коллекторную цепь которого включено реле с обмоткой 22 иконтактами 23 и 24, конденсатор 25,резисторы 26,27 и 28, промежуточноереле с обмоткой 29 и контактами 30,31 и 32 и магнитный пускатель электродвигателя насоса с обмоткой 33 иконтактами 34,35 и 36. Кроме того,схема содержит общее промежуточноереле с обмоткой 37 и контактами 38 и39 и реле разряда конденсаторов с 45обмоткой 40 и контактами 41,42 и 43,Датчик 1 замыкает и размыкает контаКт при давлении Р 1 и Р 2 (Р(Р 1)соответственно, а датчик 2 замыкаети размыкает контакт при давлении Ри Р (Р 3 ( Р 4) соответственно,при этом Р Р и РР,. Вместо дат 4чиков давления могут быть использованы датчики уровня и иные органыуправления. Транзисторы 5 и 21 являются ключами для управления обмот 55нами б и 22 реле соответственно. Конденсаторы 9 и 25 через резисторы 10и 26 и контакты 18 и 34 заряжаютсяпри работе первого и второго насосовсоответственно и предназначены для 60учета времени работы насосов. Времяполного заряда по кС-цепи 9-10 и25-26 соответствует максимально возможному времени длительности циклаработы насосов для учета длительности 65 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 б и 22 соответственно, включенных после замыкающего контакта 39 перед перекидным контактом 46 двухпозиционного реле с двумя обмотками 47 и 48К выводам перекидногоконтакта 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 наобмотку 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 образомПри 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 контакт 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), откудапоступает в водопроводную сеть к потребителям. Нагнетание воды в напорную емкость производится до давления Р 2, которое обусловлено величиной необходимого напора в водопроводной сети. При расходовании воды из напорной емкости ниже допустимого уровня давление воздуха в ней падает до величины Р, 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 вос.становлении давления Р 2 контакт дат чика 1 размыкается, обесточивая обмотку 17 магнитного пускателя, который размыкает контакт 18, прекращая заряд конденсатора 9. Величиназаряда конденсатора 9 пропорциональна времени работы первого насоса и обратно пропорциональна величине нагрева статорной обмотки электродвигателя насоса, температура котозрой 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 транзистора5 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 не-. работающих 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 неработал (первый насос работал большевремени, чем второй). Тогда конденсатор 25 разряжается раньше, чемконденсатор 9, и обмотка 22 реле 5 обесточивается, замыкает свой контакт 24 и запитывает обмотку 37общего промежуточного реле, которое,в свою очередь, размыкает свой контакт 38 и обесточивает обмотку 40 10 реле разряда конденсаторов, контакты42 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 и25, характеризующей разность продолжительностей работы первого и второго насосов, и реальное тепловое со стояние электродвигателей в процессе работы, обусловливающее тепловойизнос изоляции. После срабатыванияобщего промежуточного реле с обмоткой 37 замыкается его контакт 39 и 25 через контакт .7 запитывает обмоткупромежуточного .реле 29 второго насоса, которое становится на блокировку через свой .контакт 30, так каквремя работы первого насоса больше и,следовательно, в очередном цикле должен работать второй насос: При повторном заьвкании контакта 1 подается напряжение на обмотку 33 пускателя второго насоса, и он запускается,Происходит указанный для первого насоса процесс заряда конденсатора 25второго насоса с учетом реальноготеплового состояния электродвигателя с последующим его разрядомпосле отключения пускателя 33, оста новка насоса и сравнение вепичинзарядов конденсаторов 9 и 25 с целью определения разности во времени продолжительностей циклов работынасосов и выбора рабочего насоса для 45 очередного цикла работы насоснойустановки.Таким образом, насосы работают сучетом времени работы каждого, чтообеспечивает равенство продолжитель ностей работы первого и второго насосов, следовательно их износ равномерный и одинаковый.:Когда расход. воды из напорнойемкости выше производительности одного работающего насоса, давление вемкости падает до величины Рз, контакт датчика 2 замыкается, черезконтакты промежуточного реле работающего насоса пускатель получает пи тание и запускается. Например, еслипервый насос работает, то контакт16 в цепи пускателя 33 неработающего второго насоса заь.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 Р 2 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 установкиФормула изобретенияУстройство для управления насос 1 О ной установкой по авт.св. Р 779522.,о т л. и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностиработы устройства, оно дополнительноснабжено блоком автоматического вы 15 бора рабочего насоса, содержащегополяризованное двухпозиционное реле,обмотки которого подключены к блокупитания через размыкающий контактреле разряда конденсаторов и замыкающие контакты пускателей, при этомзамыкающие контакты поляризОванногореле включены параллельно контактам.реле транзисторных ключей в цепяхпромежуточных реле. блоков управления25 через размыкающие контакты этих Релеи реле транзисторных,ключей, а вцепях заряда конденсаторов между ними и контактами пускателей включеныпозисторы, размещенные в статорныхобмотках электродвигателей насосов.Источники информации,принятые во внимание.при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 779522, кл. Е 05 В 5/00, 1979.