СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЛИОРАТИВНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Российский патент 2020 года по МПК F04D15/00 F04D13/12 F04F5/54 

Изобретение относится к области эксплуатации насосных станций и может быть использовано при машинной водоподаче в системах орошения и водоснабжения.

Известно устройство для увеличения давления во всасывающем трубопроводе и кавитационного запаса осевых насосов (RU 160826 U1, 10.04.2016). Недостатком такого устройства является необходимость установки струйного аппарата специальной конструкции, выполненного в виде двух насадков, образующих в нижнем торце отверстие для входа подсасываемой воды, а в верхнем торце кольцевую щель для выхода рабочего потока на лопатки осевого насоса в виде кольца, обтекающего обтекатель.

Наиболее близким к изобретению является способ регулирования мелиоративной насосной станции, содержащей по меньшей мере один центробежный насос со всасывающим напорным трубопроводами, сообщенными, соответственно, с источником жидкости и через задвижку с потребителем, струйный аппарат, установленный во всасывающем трубопроводе центробежного насоса, и линию рециркуляции с задвижкой, сообщающую струйный аппарат с напорным трубопроводом, и включающий изменение давления во всасывающем трубопроводе путем перепуска части потока из напорного трубопровода на вход центробежного насоса через струйный аппарат при открытии задвижки на линии рециркуляции (KZ 97940 A4, 25.12.2013).

Задачей изобретения является разработка способа регулирования мелиоративной насосной станции, способствующего понижению величины потребляемой электроэнергии при понижении напора в трубопроводной сети в связи с измененным местоположением потребителя.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является возможность использования остаточного напора сети, при изменении гидравлических параметров потребителя с целью экономии величины потребляемой энергии.

Технический результат достигается тем, что в способе регулирования мелиоративной насосной станции, содержащей по меньшей мере один центробежный насос со всасывающим напорным трубопроводами, сообщенными, соответственно, с источником жидкости и через задвижку с потребителем, струйный аппарат, установленный во всасывающем трубопроводе центробежного насоса, и линию рециркуляции с задвижкой, сообщающую струйный аппарат с напорным трубопроводом, и включающий изменение давления во всасывающем трубопроводе путем перепуска части потока из напорного трубопровода на вход центробежного насоса через струйный аппарат при открытии задвижки на линии рециркуляции, согласно изобретению при использовании в качестве потребителя гидрантов, на напорном трубопроводе устанавливают манометр и датчик давления, настроенный на давление, соответствующее максимальному КПД, к дальнему гидранту жидкость подают на напорному трубопроводу при закрытой задвижке на линии рециркуляции с максимальным напором и КПД, при изменении местоположения потребителя - переводе точки отбора жидкости на ближний гидрант, что соответствует уменьшению напора, который фиксируется манометром, посредством датчика давления передается команда на открытие задвижки на линии рециркуляции и осуществляется перепуск жидкости на вход центробежного насоса через струйный аппарат, при этом напор насоса уменьшается, а КПД возрастает до максимального, что уменьшает потребляемую энергию

Данный процесс достигается тем, что во всасывающем трубопроводе центробежного насоса, независимо от того каким образом он смонтирован (с положительной или отрицательной высотой всасывания) устанавливается струйный аппарат (струйный насос) любой конструкции, уменьшающий геометрическую высоту подъема центробежного насоса при положительной высоте всасывания и увеличивающий геометрическую высоту на всасывающей линии, при отрицательной высоте всасывания, и при этом использующий остаточный напор сети при измененных гидравлических параметрах потребителя.

На фигуре 1 изображена схема насосной установки с положительной высотой всасывания центробежного насоса и смонтированным на всасывающей линии струйным аппаратом.

На фигуре 2 изображена схема насосной установки с отрицательной высотой всасывания центробежного насоса и смонтированным на всасывающей линии струйным аппаратом.

Насосная установка состоит из центробежного насоса 1, напорного трубопровода 2 с задвижкой 3, датчиком 4 давления, манометром 5 и точками 6, 7 отбора перекачиваемой жидкости, линии 8 рециркуляции с задвижкой 9, врезанной в струйный аппарат 10, установленный на всасывающем трубопроводе 11 центробежного насоса 1, соединенного с источником жидкости 12.

Работает насосная установка следующим образом: при расчетном на максимальный КПД напоре H_max (как правило дальняя точка 7 отбора перекачиваемой жидкости или дальний гидрант в мелиорации) по всасывающему трубопроводу 11 из источника 12 жидкость подается центробежным насосом 1 по напорному трубопроводу 2 и открытой задвижке 3 в дальнюю точку 7 отбора (дальний гидрант) при закрытой задвижке 9 на линии рециркуляции 8 с напором H_max и расходом Q_opt. При изменении положения точки отбора, точка 6 (например перевод дождевальной машины на ближний гидрант) напор насосной установки изменяется в сторону уменьшения H_min с одновременным увеличением расхода до величины Q_max, что фиксирует манометр 5, датчик 4 давления и влечет за собой уменьшение КПД установки, увеличение потребляемого тока приводом насоса и потребляемой мощности на величину (H_max-H_min)⋅(Q_max-Q_opt).

где:

H_max - первоначальный расчетный максимальный напор насоса;

H_min - напор насоса на ближнем гидранте;

Q_max - расход насоса на ближнем гидранте;

Q_opt - первоначальный расчетный расход насоса.

Для использования энергии (H_max-H_min)⋅(Q_max - Q_opt) и ввода насоса в оптимальный режим (режим с максимальным КПД и оптимальным потребляемым током) автоматически, по команде датчика 4 давления, настроенного на давление, соответствующее максимальному КПД на линии 8 рециркуляции, открывается задвижка 9 для пуска в работу струйного аппарата 10, в результате чего уменьшается геометрическая высота всасывания центробежного насоса Н_г до величины H_c при положительной высоте всасывания (см. фигура 1) или увеличивается геометрический напор Н_н до величины H_c при отрицательной высоте всасывания (см. фигура 2), что фактически уменьшает расчетный напор центробежного насоса 1 на величину Н_г-H_c при положительной высоте всасывания и на величину Н_с-Н_н при отрицательной высоте всасывания и выведет центробежный насос 1 на максимальный КПД, что повлечет за собой уменьшение потребляемой энергии на величины (Н_г-H_c)⋅(Q_max-Q_opt) или (H_c-Н_н)⋅(Q_max-Q_opt).

Изобретение относится к насосным станциям, используемым в мелиорации, водоснабжении и т.п. Способ регулирования относится к мелиоративной насосной станции, содержащей по меньшей мере один центробежный насос со всасывающим и напорным трубопроводами, сообщенными соответственно с источником жидкости и через задвижку с потребителем, струйный аппарат, установленный во всасывающем трубопроводе центробежного насоса, и линию рециркуляции с задвижкой, сообщающую струйный аппарат с напорным трубопроводом. Способ включает изменение давления во всасывающем трубопроводе путем перепуска части потока из напорного трубопровода на вход центробежного насоса через струйный аппарат при открытии задвижки на линии рециркуляции. При использовании в качестве потребителя гидрантов на напорном трубопроводе устанавливают манометр и датчик давления, настроенный на давление, соответствующее максимальному КПД. К дальнему гидранту жидкость подают по напорному трубопроводу при закрытой задвижке на линии рециркуляции с максимальным напором и КПД. При изменении местоположения потребителя - переводе точки отбора жидкости на ближний гидрант, что соответствует уменьшению напора, который фиксируется манометром, посредством датчика давления передается команда на открытие задвижки на линии рециркуляции и осуществляется перепуск жидкости на вход центробежного насоса через струйный аппарат, при этом напор насоса уменьшается, а КПД возрастает до максимального, что уменьшает потребляемую энергию. 2 ил.

Способ регулирования мелиоративной насосной станции, содержащей по меньшей мере один центробежный насос со всасывающим и напорным трубопроводами, сообщенными соответственно с источником жидкости и через задвижку с потребителем, струйный аппарат, установленный во всасывающем трубопроводе центробежного насоса, и линию рециркуляции с задвижкой, сообщающую струйный аппарат с напорным трубопроводом, и включающий изменение давления во всасывающем трубопроводе путем перепуска части потока из напорного трубопровода на вход центробежного насоса через струйный аппарат при открытии задвижки на линии рециркуляции, отличающийся тем, что при использовании в качестве потребителя гидрантов на напорном трубопроводе устанавливают манометр и датчик давления, настроенный на давление, соответствующее максимальному КПД, к дальнему гидранту жидкость подают по напорному трубопроводу при закрытой задвижке на линии рециркуляции с максимальным напором и КПД, при изменении местоположения потребителя - переводе точки отбора жидкости на ближний гидрант, что соответствует уменьшению напора, который фиксируется манометром, посредством датчика давления передается команда на открытие задвижки на линии рециркуляции и осуществляется перепуск жидкости на вход центробежного насоса через струйный аппарат, при этом напор насоса уменьшается, а КПД возрастает до максимального, что уменьшает потребляемую энергию.