РЕГУЛИРУЕМАЯ ГИДРОСТАНЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК F04B49/08 

Изобретение относится к электрогидравлическим системам регулирования и может быть использовано в системах, обеспечивающих регулирование потока перекачиваемой жидкости.

Известные гидростанции, обеспечивающие перекачивание жидкости, можно разделить на две группы:
с использованием нерегулируемых гидромашин (на базе шестеренных насосов);
с использованием регулируемых гидромашин (на базе насосов объемного регулирования).

Использование гидростанций с регулируемыми объемными насосами ограничено их высокой стоимостью, а также невозможностью создания щадящего режима при перекачивании жидкости, так как при перекачивании, преимущественно, белковых жидкостей требуется обеспечение гарантированного зазора не менее 0,1 мм.

Наиболее полно поставленным требованиям, особенно при перекачивании белковых жидкостей, отвечают гидростанции, использующие шестеренные насосы постоянной производительности с внешним зацеплением.

Благодаря своей внутренней простоте, малой стоимости и возможности создания щадящего режима перекачивания они нашли достаточно широкое применение.

На фиг. 2 функционально представлена блок-схема регулируемой гидростанции [1] принятой за прототип, состоящий из последовательно соединенных приводного электродвигателя 1, механического вариатора скорости 2, шестеренного насоса 3, выход которого (полость нагнетания) через мембранный фильтр 4 поступает в бак очищенной продукции 5, а через предохранительный клапан 6 с баком неочищенной продукции 7, вход насоса 3 (полость всасывания) связан с баком неочищенной продукции 7.

Работа такой гидростанции осуществляется следующим образом. После подключения к сети приводного электродвигателя 1 и установки механическим вариатором 2 требуемой скорости вращения шестеренного насоса 3 происходит перекачка жидкости через мембранный фильтр 4 из бака неочищенной продукции 7 в бак очищенной 5. Регулирование объема перекачиваемой жидкости при изменении нагрузки на выходе насоса осуществляется вручную оператором, использующим механизм установки механического вариатора. При засорении фильтра 4 или при превышении нагрузки на выходе шестеренного насоса 3 срабатывает предохранительный клапан 6, соединяющий выход насоса 3 с баком неочищенной продукции 7.

К существенным недостаткам данного типа регулируемых гидростанций следует отнести
наличие сложного механического прибора (вариатора скорости), что существенным образом увеличивает стоимость гидростанции и снижает показатели надежной работы;
наличие постоянного контроля оператором за процессом перекачивания жидкости, т.е. при возрастании нагрузки необходимо для обеспечения требуемой производительности установки корректировать скорость вращения насоса механическим вариатором.

Указанные недостатки не имеет предлагаемая регулируемая гидростанция, принцип действия которой основан на регулировании частоты вращения приводного электродвигателя и реализации автоматического контура регулирования величины скорости вращения приводного электродвигателя в зависимости от величины давления на выходе шестеренного насоса.

Изобретение направлено на обеспечение автоматически регулируемого стабильного расхода на выходе шестеренного насоса гидростанции, при изменении нагрузки, а также повышение надежности за счет исключения механического вариатора скорости из состава гидростанции.

Изобретение заключается в том, что в гидростанцию, содержащую последовательно соединенные приводной электродвигатель и шестеренный насос, выход которого (полость нагнетания) через фильтр связан с баком очищенной продукции, а через предохранительный клапан с баком неочищенной продукции, который связан с входом шестеренного насоса (полость всасывания), введены электронный преобразователь частоты, связанный с приводным электродвигателем, и датчик давления, вход которого связан с выходом шестеренного насоса (полость нагнетания), а выход -с суммирующим входом преобразователя частоты.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной и соответствует критерию "изобретательский уровень", так как предлагаемые отличительные признаки в указанной совокупности не обнаружены в других аналогичных решениях, используемых с указанной целью, и является промышленно применимым.

Введение электронного преобразователя частоты в совокупности с автоматическим контуром регулирования по выходному давлению позволит обеспечить высокую стабильность автоматически регулируемого расхода на выходе шестеренного насоса гидростанции при изменении нагрузки, а также повысить надежность за счет исключения из состава гидростанции механического вариатора скорости.

На фиг. 1 функционально представлены блок-схема предлагаемой гидростанции, которая содержит последовательно соединенные приводной электродвигатель 1 и шестеренный насос 2, выход которого через мембранный фильтр 3 связан с баком очищенной продукции 4, через предохранительный клапан 5 с баком неочищенной продукции, который связан с входом насоса 2, через датчик давления 7 -с входом электронного преобразователя частоты 8, выход которого связан с приводным электродвигателем 1.

Предлагаемая гидростанция работает следующим образом.

После подключения к сети приводного электродвигателя 1 на электронном преобразователе частоты 8 устанавливается требуемая скорость вращения шестеренного насоса 2, обеспечивающего перекачивание из бака неочищенной жидкости 6 через фильтр 3 в бак очищенной продукции. При изменении нагрузки на выходе насоса 2 или при засорении (допустимом) фильтра 4 происходит увеличение давления на выходе шестеренного насоса 2, электрический сигнал, снимаемый с датчика давления 7, контролирующего давление на выходе насоса 2, поступает на вход преобразователя частоты 8, который устанавливает требуемую частоту приводного электродвигателя, обеспечивающую стабильность расхода перекачиваемой жидкости.

Таким образом, использование изобретения позволяет обеспечить высокую стабильность автоматически регулируемого расхода на выходе шестеренного насоса на уровне 5%от номинальной величины, а также повысить надежность за счет исключения из состава гидростанции механического вариатора скорости. Данные выводы подтверждены результатами отработки опытных образцов применительно к установке Сартокон-2.

Использование: гидроэнергетике, в частности в регулирование гидростанций посредством выходного давления. Сущность изобретения: регулируемая гидростанция состоит из последовательно соединенных приводного двигателя 1 и шестеренного насоса 2, выход которого через мембранный фильтр 3 связан с баком очищенной продукции 4, а через предохранительный клапан 5 - с баком неочищенной продукции 6. Автоматическое регулирование выходных характеристик осуществляется изменением параметров приводного электродвигателя 1 при помощи электронного преобразователя частоты 8 по сигналам с датчика давления 7. 2 ил.

Регулируемая гидростанция, содержащая последовательно соединенные приводной электродвигатель и шестеренный насос, выход которого через мембранный фильтр связан с баком очищенной продукции, а через предохранительный клапан с баком неочищенной продукции, который связан с входом шестеренного насоса, отличающаяся тем, что в нее введены датчик давления и электронный преобразователь частоты, вход датчика давления связан с выходом шестеренного насоса, а выход с входом электронного преобразователя частоты, выход которого связан с приводным электродвигателем.