Насосная станция Советский патент 1984 года по МПК F04D13/12 

, i ГГ - У1 гт IS .MA 3 to ч П -h : rii J I I ff 1 Щ Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции насосной установки, и моАсет быть использовано при проектировании гид ротранспортньгх систем общехозяйственного назначения. Известна насосная установка, содержащая насосы, напорные патрубки которых подключены к коллектору через последовательно размещенные гид роэлеваторы С ОНедостатком насосной станции явл ется низкая надежность работы. По основному авт.св. № 1020646 и вестна насосная станция,, содержащая насосы с всасьшающими и нагнетатель ными- патрубками, первые из которых гидравлически связаны с водоприемни ком, и напорный коллектор с располо женным на его входе расходомером, подключенным к пульту управления насосами, причем станция снабжена гидроэлеватором, имеющим пассивное сопло, снабженное клапаном с электроприводом и подключенное к водопри емнику, и выходной подвижный конфузор с электроприводом, подсоединенный к напорному коллектору перед расходомером, электроприводы клапан и конфузора подтслючены к пульту . управления, а активным соплом гидроэлеватора служит по меньшей мере один нагнетательный патрубок насоса 2. Недостатком известной насосной станции является низкая надежность, связанная с недостаточно полным использованием гидроэлеватора в качестве гасителя ударов. Цель изобретения - повышение надежности путем расширения возможнос тей гидроэлеватора в качестве гасителя ударов. Поставленная цель достигается тем, что в насосной станции, содержа щей насосы с всасывающими и нагнетательными патрубками, первые из которых гидравлически связаны с водоприемником, и напорный коллектор с расположенным на его входе расходомером, подключенным к пульту управлеаия насосами,, причем станция снабжена гидроэлеватором, имеющим пассивное сопло, снабженное клапаном с электроприводом и подключенное к водоприемнику, и выходной подвижный конфузор с электроприводом, подсоеди ненный к напорному коллектору перед расходомером, электроприводы клапана и конфузора подключены к пульту управления j а активным соплом гидроэлеватора служит по меньшей мере один нагнетательный патрубок нзсоса, гидроэлеватор снабжен поплавковым клапаном, сообщающим его с атмосферой, и перепускной трубой, подсоединенной к напорному коллектору и имеющей задвижку с электроприводом, подключенным к пульту управления. На чертеже схематически показана насосная станция, общий вид. Насосная станция содержит насосы 1-3 с всасывающими и нагнетательными патрубками 4-6 и 7-9, первые из которых гидравлически связаны с водоприемником 10, и напорный коллектор 11 с расположенным на его входе расходомером 12, подключенным к пульту 13 управления насосами 1-3, причем станция снабжена гидроэлеватором 14, имеющим пассивное сопло 15, снабженное клапаном 16 с электроприводом 17 и подключенное к водоприемнику 10, и выходной подвижный конфузор 18 с электроприводом 19, подсоединенный к напорному коллектору 11 перед расходомером 12, электроприводы 17 и 19 клапана 16 и конфузора 18 подключены к пульту 13 управления, а активным соплом 20 гидроэлеватора 14 служит по меньшей мере один нагнетательный патрубок 9 насоса 3, а гидроэлеватор 14 снабжен поплавковым клапаном 21, сообщающим его с атмосферой, и перепускной трубой 22, подсоединенной к напорному коллектору 11 и имеющей задвижку 23 с электроприводом 24, подключенным к пульту 13 управления, насосы 1-3 имеют обратные клапаны 25-27, установленные на нагнетательных патрубках 7-9, Насосная станция работает следующим образом. В установившемся режиме насосная станция работает по требованию потребителя, например дождевальных машин. Изменение водопотребления приводит к включению или выключению насосов 1, 2 или 3. Сигнал на включение (выключение) формирует расходомер 12. В некоторых пределах производительность насосной станции может быть изменена включением в работу гидроэлеватора 14. Регулирование производительности гидроэлеватора 14 осуществляется

по командам расходомера 12 с помощью подвижного конфузора 18 и управляемого клапана 16. При этом с помощью задвижки 23 осуществляется перепуск части жидкости из напорного коллекто ра 11 в полость гидроэлеватора 14 для поддержания уровня воды в нем выше критического, т.е. уровня, предотвращающего подсос воздуха через отверстие поплавкового клапана 21 во внутреннюю полость гидроэлеватора 14. Следует учесть, что пропускная способность перепускной трубы 22 подбирается равной всасывающей способности гидроэлеватора 14.

Если расходомер 12 дает команду на прикрытие клапана 16, то пульт 13 управления корректирует степень открытия задвижки 23 таким образом, чтобы поплавковый клапан 21 не закрывал свое отверстие даже после полного закрытия клапана 16 на пассивном сопле 15 гидроэлеватора 14, Во время переходных процессов описанная конструкция обеспечивает защиту насосной станции в случае отключения одного или сразу нескольких насосных агрегатов 1, 2 и 3. Так образовавшаяся при остановке насоса или насосов волна пониженного давления распространяется по напорному коллектору 11 в сторону потребителя. Но, дойдя до гидроэлеватора 14, волна встречает разрыв в стенках трубопровода, в месте расположения активного сопла 20 и подвижного конфузора 18. Здесь волна теряет большую часть своей энергии. Если все же остаточная нестационарность (с отрицательным знаком) , вызванная остановкой насоса, например 3, возвратится к насосу после отражения на другом конце трубопровода с положительным знаком и встретит обратный клапан 27 закрытым то гидравлический удар все же не произойдет, так как при пррходе волны через гидроэлеватор 14 она погасится. Здесь волна встречается со свободной поверхностью, сообщенной с атмосферой, и ее энергия иссякает.

После закрытия обратных клапанов 25-27 под действием столба воды в напорном коллекторе 11 гидроэлеватор 14 начинает заполняться водой через активное сопло 20 и перепускну трубу 22. При этом поплавковый клапан 21 начинает всплывать и через некоторый момент времени перекрьгоает

свое отверстие. Запертый в гвдроэлеваторе 14 воздух служит демпфером для колебаний давления, имеющих место после гашения гидравлического удара.

Таким образом происходит самозапирание гидроэлеватора 14 и предотвращение опорожнения напорного коллектора 11 после остановки (например, в случае аварийного обесточивания станции) насосных агрегатов 1-3.

Пуск насосов 1-3 сопровождается образованием волны повьппенного давления. Однако волна, попав в гидроэлеватор 14, гасится там и в пассивном сопле 15. Если к моменту запуска насосов 1-3 пульта 13 управления поступал сигнал на открытие клапана 16, то волна повышенного давления гасится в водоприемнике, где отражение ее от свободной поверхности приводит к полному рассеиванию ее энергии. В случае, если команда на открытие клапана 16 запаздывает или вовсе не поступает, то ударная волна будет смягчена воздушной подушкой имеющейся в гидроэлеваторе 14. Далее включается в работу активное сопло 20, уровень воды в гидроэлеваторе 14 падает,поплавковый клапан 21 открывается, сообщая полость гидроэлеватора 14 с атмосферой.

В случае падения уровня воды в гидроэлеваторе 14 ниже критического при несрабатывании задвижки 23 на открытие поплавковьм клапан 21, опускаясь вместе с уровнем, закрывае свое отверстие снаружи гидроаккумулятора 14. При работе насосов 1-3 каждый из них помогает в работе последующему насосу.

Производительность станции увеличивается при работе активного сопла 20, причем регулирование его производительности возможно с помощью изменения расстояния между активным соплом 20 и подвижным конфузором 18 или маневрированием клапаном 16. Управление электроприводами 17 и 24 осуществляется по командам расходомера 12 через пульт 13 управления станции. В случаях уменьшения расхода потребителя расходомер 12 дает команды на последовательное отключение насосов 1-3. При этом может наблюдаться работа станции с минимальной подачей в сеть. Однако насосы, характеристики которых имеют восходящий

начальный участок при малых подачах, могут входить в автоколебательный режим работы (помпаж). Этот режим крайне нежелателен для насосов как е точки зрения энергетических показателей, так и с прочностной точки зрения .

В описанной конструкции насосной станции беспомпажный режим обеспечивается автоматически: сигналы от расходомера 12 на пульте 13 управления преобразуются в команды управления работой электропривода 19 подвижного конфузора 18 и электропривода 17 клапана 16 на пассивном сопле 15, При этом клапан 16 открывается, а расстояние между активным соплом 20 и подвиясным конфузором 18 увеличивается настолько чтобы происходил частичный сброс жидкости из активного сопла 20 в пассивное сопло 15. Этот сброс расхода имитирует возрастание водопотребления 5, что, приводит р переходу рабочей точки в сторону больших расходов 5 т,е, в сторону зоны нормальных режимов.

Издержки на холостой сброс части жидкости с лихвой окупаются за счет стабилизации работы насоса при малых подачах.

Холостой сброс части жидкости через активное сопло 20 в водоприемник 10 дает возможность наладчикам имитировать работу при разном водопотреблении.

НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ по авт.св. № 1020646, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем расширения возможностей гидроэлеватора в качестве гасителя ударов, гидроэлеватор снабжен поплавковым клапаном, сообщающим его с атмосферой, и перепускной трубой, подсоединенной к напорному коллектору и имеющей задвижку с электроприводом, подключенным к пульту управления .