УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОНАСОСАМИ АРТЕЗИАНСКИХ СКВАЖИН Российский патент 2005 года по МПК F04D15/00 F04C15/04 F04B49/00 

Изобретение относится к области регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использовано для управления электронасосами артезианских скважин.

Известно устройство для управления погружным электронасосом (SU 1268816 A1, 07.11.1986, F 04 D 15/00), выбранное в качестве прототипа, содержащее коммутационный элемент, обеспечивающий коммутацию силовой цепи электронасоса, блок контроля и управления электронасосом, управляющий вход которого подключен к выходу датчика уровня воды водонапорной башни и к датчику уровня воды в скважине, а выход – с управляющим входом коммутационного элемента.

В известных устройствах не производится самовосстановление рабочего состояния, когда элементы силовой цепи электронасоса функционируют правильно и параметры питающей 3-фазной сети находятся в допустимых пределах. Любая аварийная ситуация приводит к отключению электронасоса и прекращению водоснабжения. При сильных морозах следствием может быть размораживание всех систем жизнеобеспечения населения: отопления, холодного и горячего водоснабжения.

Недостатками известных устройств является низкая надежность работы систем водоснабжения.

В изобретении решается задача создания устройства управления электронасосами артезианских скважин, в котором производится самовосстановление рабочего состояния после аварийных отключений, что позволяет повысить надежность работы систем водоснабжения.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство управления электронасосами артезианских скважин, содержащее коммутационный элемент, подключенный входами к клеммам питающего напряжения, а выходами - к клеммам электронасоса, датчик уровня воды в водонапорной башне и блок контроля и управления электронасосом, соединенный первым управляющим входом с выходом датчика уровня воды, а первым выходом - с управляющим входом коммутационного элемента, согласно изобретению дополнительно содержит блок сравнения напряжений, одноименные входы первой и второй групп входов которого соединены соответственно с клеммой питающего напряжения и клеммой электронасоса, соединенными с одноименной фазой, и блок измерения напряжений, входы которого соединены с клеммами питающего напряжения, выходы блока сравнения напряжений и блока измерения напряжений соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами блока контроля и управления электронасосом.

Блок сравнения напряжений содержит элемент ИЛИ и первый, второй и третий оптотранзисторы, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, группа выводов анодов и группа выводов катодов первого, второго и третьего оптотранзисторов являются соответственно первой и второй группами входов блока сравнения напряжений, а выход элемента ИЛИ является выходом блока сравнения напряжений.

В изобретении решается задача повышения надежности систем водоснабжения за счет обеспечения самовосстановление рабочего состояния устройства управления электронасосами артезианских скважин, когда элементы силовой цепи электронасоса функционируют правильно и параметры питающей 3-фазной сети находятся в допустимых пределах.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства управления электронасосами артезианских скважин.

На фиг.2 представлена электрическая схема блока сравнения напряжений.

На фиг.3 представлен вариант реализации блока измерения напряжений.

Устройство управления электронасосами артезианских скважин (фиг.1) содержит коммутационный элемент 1, в качестве которого, как правило, применяют магнитный пускатель, подключенный входами к клеммам питающего напряжения, а выходами - к клеммам электронасоса 2, датчик 3 уровня воды в водонапорной башне и блок 4 контроля и управления электронасосом, соединенный первым управляющим входом с выходом датчика 3 уровня воды, а первым выходом - с управляющим входом коммутационного элемента 1, блок 5 сравнения напряжений, одноименные входы первой и второй групп входов которого соединены соответственно с клеммой питающего напряжения и клеммой электронасоса 2, соединенными с одноименной фазой, и блок 6 измерения напряжений, входы которого соединены с клеммами питающего напряжения, выходы блока 5 сравнения напряжений и блока 6 измерения напряжений соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами блока 4 контроля и управления электронасосом.

Блок 5 сравнения напряжений (фиг.2) содержит элемент 7 ИЛИ и первый 8, второй 9 и третий 10 оптотранзисторы, выходы которых подключены к входам элемента 7 ИЛИ, группа выводов анодов и группа выводов катодов первого 8, второго 9 и третьего 10 оптотранзисторов являются соответственно первой и второй группами входов блока 5 сравнения напряжений, а выход элемента 7 ИЛИ является выходом блока 5 сравнения напряжений.

Блок 6 измерения напряжений (фиг.3) содержит оптотранзисторы 11, 12, 13 и микропроцессор AVR 14, является цифровым вольтметром и может быть выполнен любым другим известным способом.

Исполнение блока 4 контроля и управления может быть таким же, как и в прототипе, в котором в качестве управляющего элемента использован микропроцессор AVR.

Микропроцессор блока 6 контроля и управления, подключенный, например, через три оптотранзистора, к клеммам питающего напряжения 3-фазной сети, может совмещать выполнение функций блока 6 измерения напряжений.

Все остальные элементы схемы являются стандартными.

Работа устройства (фиг.1) происходит следующим образом.

Блок 4 контроля и управления электронасосом обеспечивает:

- автоматическое управление электронасосом 2 в режимах водоподъема и дренажа в зависимости от уровня столба воды в водонапорной башне, регистрируемой датчиком 3 уровня воды. (Датчик уровня воды в скважине в устройстве не предусмотрен).

- аварийное отключение электронасоса 2, если напряжение в питающей 3-фазной сети вышло за пределы допустимых рабочих величин, а также при перекосах или пропаданиях фаз. Блок 6 измерения напряжений обеспечивает измерение напряжений в питающей 3-фазной сети и передачу информации в блок 4;

- аварийное отключение электронасоса 2 при неисправностях в силовой цепи электронасоса. Блок 5 сравнения напряжений при несовпадении значений фазных напряжений на входе и выходе силовой цепи формирует сигнал на отключение электронасоса;

- инициирование повторного запуска электронасоса через фиксированное время с восстановлением рабочего состояния при соблюдении двух условий:

- если параметры питающей 3-фазной сети находятся в пределах допустимых значений рабочих величин;

- если элементы силовой цепи электронасоса функционируют правильно.

Выполнение первого условия означает ведение мониторинга питающей 3-фазной сети и защиту электрооборудования устройства управления скважиной при неисправностях питающей сети.

Выполнение второго условия означает постоянную проверку правильности выполнения коммутации в силовой цепи в целях защиты электронасоса. Силовая цепь электронасоса кроме магнитного пускателя может также содержать и другие силовые элементы, например автоматический выключатель. При выполнении первого условия и нарушении контактов в электромеханических элементах силовой цепи на клеммы электронасоса могут поступить не все три фазы, что может привести к выходу из строя электронасоса.

Изобретение относится к области регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использовано для управления электронасосами артезианских скважин. Устройство управления электронасосами артезианских скважин содержит коммутационный элемент, подключенный входами к клеммам питающего напряжения, а выходами - к клеммам электронасоса, датчик уровня воды в водонапорной башне и блок контроля и управления электронасосом, соединенный первым управляющим входом с выходом датчика уровня воды, а первым выходом - с управляющим входом коммутационного элемента, блок сравнения напряжений, одноименные входы первой и второй групп входов которого соединены соответственно с клеммой питающего напряжения и клеммой электронасоса, соединенными с одноименной фазой, и блок измерения напряжений, входы которого соединены с клеммами питающего напряжения, выходы блока сравнения напряжений и блока измерения напряжений соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами блока контроля и управления электронасосом. Повышается надежность систем водоснабжения.1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство управления электронасосами артезианских скважин, содержащее коммутационный элемент, подключенный входами к клеммам питающего напряжения, а выходами - к клеммам электронасоса, датчик уровня воды в водонапорной башне и блок контроля и управления электронасосом, соединенный первым управляющим входом с выходом датчика уровня воды, а первым выходом - с управляющим входом коммутационного элемента, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок сравнения напряжений, одноименные входы первой и второй групп входов которого соединены соответственно с клеммой питающего напряжения и клеммой электронасоса, соединенными с одноименной фазой, и блок измерения напряжений, входы которого соединены с клеммами питающего напряжения, выходы блока сравнения напряжений и блока измерения напряжений соединены соответственно со вторым и третьим управляющими входами блока контроля и управления электронасосом.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сравнения напряжений содержит элемент ИЛИ и первый, второй и третий оптотранзисторы, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, группа выводов анодов и группа выводов катодов первого, второго и третьего оптотранзисторов являются соответственно первой и второй группами входов блока сравнения напряжений, а выход элемента ИЛИ является выходом блока сравнения напряжений.