НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2007 года по МПК F04D9/04 F04D13/06 

Изобретение относится к насосам необъемного вытеснения с вращательным движением, к многоступенчатым насосам с устройствами для их заливки и работой с применением бустерных насосов, в особенности к агрегатам из насоса и приводного устройства с электрическим приводом и бустерным насосом. В частности к управлению и регулированию насосов, насосных установок или систем.

Известен агрегат, состоящий из многоступенчатого насоса с приводным электродвигателем. Для заливки насоса перед пуском в работу система оборудована бустерным насосом, который установлен в приемном колодце и соединен с всасывающим патрубком основного насоса. После заливки насоса водой при помощи бустерного насоса запускается электродвигатель основного насоса, а так как зачастую основной насос или не обладает свойством самовсасывания или начинает кавитировать уже при незначительных глубинах всасывания, то бустерный насос продолжает работать и подавать воду во всасывающий патрубок насоса постоянно (Попов В.М. Рудничные водоотливные установки. М.: Недра, 1983, с.191, рис.5.9).

Недостаток известного устройства состоит в том, что рассматриваемая система обладает сравнительно низкой надежностью. Как правило, мощные насосные агрегаты комплектуются высоковольтными электрическими двигателями, число запусков которых ограничено. Если насосный агрегат работает продолжительное время, то электродвигатель может эксплуатироваться многие годы. В тех же случаях, когда насосный агрегат приходится запускать минимум один раз в сутки (как это имеет место при работе насосов на шахтном водоотливе), то срок службы электродвигателя сильно снижается.

Задача изобретения - повышение надежности работы насосного агрегата путем увеличения срока службы электродвигателя.

Технический результат достигается тем, что путем уменьшения потерь в обмотках электродвигателя при пуске увеличивается общее количество запусков, так как снижается при этом тепловая нагрузка на обмотки электродвигателя. Уменьшение же потерь в обмотках электродвигателя при запуске достигается за счет его предварительной раскрутки при помощи насосного агрегата, включающего многоступенчатый центробежный насос с бустерным насосом на всасывающем патрубке в приемном колодце и нагнетательный патрубок, соединенный через задвижку и обратный клапан с нагнетательной линией, в котором согласно изобретению нагнетательный патрубок указанного многоступенчатого центробежного насоса соединен через дополнительную задвижку с дренажным трубопроводом, опущенным в приемный колодец. Центробежный насос получает вращение за счет работы бустерного насоса, нагнетающего воду через его проточную часть, а выходной патрубок насоса соединен с дренажной линией, сбрасывающей воду в водоприемный колодец. При этом насос под действием протекающей через его проточную часть воды переходит в турбинный режим, его ротор начинает вращаться и этим обеспечивает начальную раскрутку приводного электродвигателя.

После достижения насосом скорости, близкой к номинальной, приводной электродвигатель подключается к электрической сети, и система разгоняется до номинальной скорости. Одновременно с этим закрывается дренажная задвижка и открывается задвижка на нагнетательном трубопроводе. Система запущена в работу, при этом основным приводным электродвигателем затрачена минимальная работа по разгону системы, в его обмотках будут иметь место минимальные тепловые электрические потери и минимальные термомеханические нагрузки на обмотки, это также способствует исключению ударных токов в обмотках электродвигателя. Количество таких запусков электродвигатель может выдержать во много раз больше, а надежность работы системы при этом повышается.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого насосного агрегата.

Насосный агрегат состоит из центробежного многоступенчатого насоса 1, получающего вращение от высоковольтного электродвигателя 2, а его всасывающий патрубок соединен с бустерным насосом 3, получающим вращение от электродвигателя 4. Всасывающий патрубок бустерного насоса 3 с приемной сеткой 5 опущен в приемный колодец 6. Нагнетательный патрубок многоступенчатого насоса 1 соединен с нагнетательной линией 7 через задвижку 8 и обратный клапан 9 и с дренажной линией 10 через задвижку 11. Конец дренажной линии 10 должен быть опущен до уровня расположения бустерного насоса 3 в приемном колодце 6.

Запуск насосного агрегата происходит следующим образом. После достижения уровня воды в приемном колодце 6 верхнего положения появляется необходимость в ее откачке. Перед началом запуска насосного агрегата в работу задвижка 8 должна быть закрыта, а задвижка 11 открыта. Вначале запускается электродвигатель 4, который вращает бустерный насос 3, забирающий воду из приемного колодца 6 через патрубок с приемной сеткой 5 и подающий воду в многоступенчатый насос 1. При этом вода, проходя через многоступенчатый насос 1, заставляет его работать в турбинном режиме, вращая рабочие колеса насоса 1 в том же направлении, что и при работе его в насосном режиме. Пройдя через все рабочие колеса, вода через задвижку 11 по дренажной линии 10 сбрасывается в приемный колодец 6. По достижении многоступенчатым насосом 1 максимально возможной скорости (близкой к номинальной) в электрическую сеть включают электродвигатель 2, задвижку 11 закрывают, а задвижку 8 открывают. Электродвигатель 2, будучи предварительно разогнанным многоступенчатым насосом 1, работающим в турбинном режиме, быстро доходит до номинальной скорости, позволяя многоступенчатому насосу 1 развивать номинальную подачу и напор.

После откачки воды из приемного колодца 6 насосный агрегат останавливают. Для этого электродвигатели 2 и 4 отключают от сети, задвижку 8 закрывают, а задвижку 11 открывают, подготавливая таким образом насосный агрегат к очередному запуску в работу.

Изобретение относится к многоступенчатому центробежному насосу с предвключенным бустерным насосом, каждый из которых имеет собственный приводной электродвигатель (ЭД). Насосный агрегат содержит многоступенчатый центробежный насос (МН) с бустерным насосом на всасывающем патрубке в приемном колодце и нагнетательный патрубок, соединенный через задвижку и обратный клапан с нагнетательной линией. Нагнетательный патрубок МН соединен через дополнительную задвижку с дренажным трубопроводом, опущенным в приемный колодец. При запуске ЭД бустерного насоса последний приводит во вращение МН в турбинном режиме и раскручивает его ЭД. Протекающая через МН вода сливается при этом через дренажный трубопровод в приемный колодец. Изобретение направлено на исключение ударных токов в обмотках электродвигателя МН, что повышает надежность работы всего насосного агрегата. 1 ил.

Насосный агрегат, включающий многоступенчатый центробежный насос с бустерным насосом на всасывающем патрубке в приемном колодце и нагнетательный патрубок, соединенный через задвижку и обратный клапан с нагнетательной линией, отличающийся тем, что нагнетательный патрубок указанного многоступенчатого центробежного насоса соединен через дополнительную задвижку с дренажным трубопроводом, опущенным в приемный колодец.