Система орошения Советский патент 1987 года по МПК A01G25/16 

гулируется комплексно: изменением частоты вращения насосных агрегатов (НА) 1,8,9,10 подключением (отключением) . Дополнительные НА 8,9,10 вьшолнены нерегулируемыми по мере необходимости. Подключение (отключение) дополнительных НА происходит автоматически по команде программного устройства 6, которая вырабатывается на основе информации датчика 4 о соотношении текущих значений давления в диктующей точке и частоты выходного напряжения, регулируемого по частоте источника 7 переменного тока с заданными величинами. Такое

1

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может найти применение в системах перекачки жидкости, требующих плавного регулирования в диктующей точке трубопровода при изменении расхода в достаточно широком диапазоне.

Цель изобретения - экономия элек- троэнергии и капитальных затрат и повьш1ение надежности системы.

На фиг.1 представлена схема системы орошения; на фиг.2 - рабочие характеристики элементов предлагаемой системы орошения.

Система орошения содержит электронасосный агрегат 1, фильтр 2, напорный трубопровод 3, в котором установлен датчик 4 давления, блок 5 задания, программное устройство 6, .источник 7 переменйого тока, регулируемый по частоте, и дополнительные электронасосные агрегаты 8 - 10 Программное устройство 6 в свою очередь состоит из блока 11 сравнения, блока 12 формирования команд изменения частоты, блока 13 включения и блока 14 -отключения. Блок 13 включения содержит компараторы 15 и 16 и логические элементы И 17 - 19 со схемами 20-22 задержки. Блок 14 отключения содержит компараторы 23 и 24 и логические элементы И 25 - 27 со схемами задержки 28 - 30. Выход датчика 4 давления соединен с входом 31 блока 11 сравнения, а выход

60654

решение позволяет сохранить все преимущества плавного регулирования давления, избегая при этом затрат « на регулируемый источник переменного тока суммарной мощности, либо на оборудование каждого из НА 8,9, 10 индивидуальным источником переменного тока, регулируемым по частоте. Указанные затраты имеют место при одновременном изменении частоты вращения всех НА, включенных параллельно. В системе предусмотрено управление очередностью подключения (отключения) НА и защита от ложных сраба- тьшаний. 2 ил.

5

0

5

0

5

блока 5 задания соединен с входом 32 блока 11 сравнения, выход которого соединен с входом блока 12 формирования команд изменения частоты и с входами компараторов 15 и 23. Выход блока 12 фop fflpoвaния команд и изменения частоты соединен с входом источника 7 переменного тока, регулируемого по часто.те, и с входами компараторов 16 и 24. Выход источника 7 переменного тока, регулируемого по частоте, соединен с входом электронасосного агрегата 1, выход которого соединен с входом фильтра 2, с которым также соединены выходы дополнительных электронасосных агрегатов 8 - 10. Первый вход логического элемента И 17 блока 13 включения соединен с выходом компаратора 15, а второй вход 33 логического элемента И 17 соединен с выходом компаратора 16. Аналогично первые и вторые входы всех логических элементов И блока 13 включения подключены к выходам компараторов 15 и 16. Выход первого логического элемента И 17 блока 13 включения через схему 20 задержки соединен с третьим входом 34 второго логического элемента И 18 блока 13 включения. Аналогично выход второго логического элемента И 18 блока 13 включения через схему задержки 21 соединен с третьим входом 35 логического элемента И 19 блока 13 включения и далее последова3 .

тельно до {п-1)-го логического элемента И блока 13 включения, выход которого через схему задержки соединен с третьим входом п-го логического элемента И блока 13 включения.

В блоке 14 отключения выход компаратора 23 соединен с первым входам 36 логического элемента И 25, а выход компаратора 24 соединен с вторым входом 37 логического элемен та И 25. Аналогично выходы компараторов 23 и 24 соединены с первым и вторым входами всех остальных (п-.) логических элементов И блока 14 отключения. Выход п-го логического элемента И 27 .блока 14 отключения через схему 28 задержки соединен с третьим входом 38 (n-l)-ro логичес

25

кого элемента И 26. Таким же образом 20 источника 7 переменного тока, регу- в блоке 14 отключения выход каждого i-го логического элемента И через соответствующую схему задержки соединен с третьим входом (i-l)-ro логического элемента И, где i - ряд натуральных чисел от 1 до п.

.Выход схемы 20 задержки блока 13 включения соединен с первым управляющим входом 39 первого дополнительного насосного агрегата 8, а его второй управляющий вход 40 соединен с

лируемого по частоте, который увеличивает „частоту вращения (j электронасосного агрегата 1 с увеличением потребления воды.

После того, как частота вращения W электронасосного агрегата 1 дости- гает максимального значения ы , с

/WCfC

дальнейшим увеличением расхода воды давление в напорном трубопроводе 3 30 падает, так как один электронасосный агрегат даже при максимальной частоте уже не в состоянии поддерживать заданное давление в системе. При вьтолнении условия

выходом схемы 30 задержки блоо тключения. Анало гично

и второй управляющие вхока 14 первый

ды всех остальных (п-1)-х дополнительных электронасосных агрегатов 9 и 10 соединены с соответствующими выходами схем задержки блока 13 включения и блока 14 отключения.

Электронасосные агрегаты 1,8,9 и 10 состоят из центробежного насоса, электродвигателя с коммутирующим устройством с двумя управляющими входами, один - на включение, второй - на отключение.

В качестве блока .5 задания служит переменное сопротивление. Блок 11 сравнения представляет собой операционный усилитель, включенньш по схеме сумматора.

Блок 12 формирования команд изменения частоты представляет собой операционный усилитель с резистивно- емкостными.навесными элементами, которые образуют пропорционально- интегральное корректирующее звено.

Источником 7 переменного тока, регулируемым по частоте, служит серийный преобразователь частоты.

Компараторами 15,16,23 и 24 служат операционные усилители. Логическими элементами И 17,18,19,25,26 и 27 являются интегральные микросхемы. В качестве схем 28-30 задержки применяется транзисторно-емкостное реле времени с регулируемой установкой.

Предлагаемая система орошения ра ботает следующим образом.

В тех случаях, когда к гидросистеме подключено относительно малое число потребителей, заданное блоком 5 задания давление в напорном трубопроводе 3 поддерживается одним электронасосным агрегатом 1 с помощью

5

0 источника 7 переменного тока, регу-

лируемого по частоте, который увеличивает „частоту вращения (j электронасосного агрегата 1 с увеличением потребления воды.

После того, как частота вращения W электронасосного агрегата 1 дости- гает максимального значения ы , с

/WCfC

дальнейшим увеличением расхода воды давление в напорном трубопроводе 3 0 падает, так как один электронасосный агрегат даже при максимальной частоте уже не в состоянии поддерживать заданное давление в системе. При вьтолнении условия

4Н 7Н U ы u)(,c, (О где ЛН - приращение давления в напорном трубопроводе 3; Н заданное значение давления в напорном трубопроводе 3; со - текущее значение частоты вращения электронасосного агрегата ,

- максимальное значение частоты вращения электронасосного агрегата, которое анализируется компараторами 15 и 16.

5

0

ы

5

На выходе первого логического элемента И 17 блока 13 включения появляется сигнал логической 1. Этот сигнал через схему 20 задержки подается на первый управляющий вход 39 первого дополнительного электронасосного агрегата 8 и включает его. Если два электронасосных агрегата 1 и 8 с избытком обеспечивают расход воды, то заданное давление в системе можно поддерживать и при текущих

значениях частоты вращения и; перво-, го электронасосного агрегата 1, меньших ы . Если снова расход воды начинает возрастать, опять увеличивают частоту вращения и) элек- тронасосного агрегата 1 до ,, до тех пор, пока снова не будет .достигнуто условие (I). После этого второй логический элемент И 18 блока 13 включения через временной проме- жуток И , определяемый схемой 21, подает сигнал логической пер-, вый управляющий вход 41 второго дополнительного электронасосного агрегата 9 и включает его в работу и далее вплоть до. п-го дополнительного электронасосного агрегата 10.

Отключение электронасосных агрегатов 1,8,9 и 10 производится следую-20 датчика.давления и блока задания чещим образом. Если в момент времени t происходит отключение ряда потребителей, то давление в трубопроводе 3 начинает возрастать. Сигнал от датчика 4 давления поступает в программное устройство 5 на вход 31 блока 11 сравнения, где сравнивается с сигналом, поступившим с блока 5 задания. По результирующему сигналу программного устройства 6 источник 7 переменного тока, регулируемый по частоте, снижает частоту вра щения электронасосного агрегата I. Если давление в трубопроводе 3 продолжает возрастать, то при выполнении условия и и/ :ыддкн (2) , которое анализируют соответственно компараторы 23 и 24, они выдают сигнал на п-й логический элемент И 27 блока 14 отключения. Логический элемент И 27 с задержкой на схеме 28 подает сигнал логической 1 на второй управляющий вход п-го дополнительного электронасосного агрегата 10 и отключает его, одновременно сигнал с выхода логического элемента И 27 через схему задержки 28 подается на вход {п-1)-го Логического элемента И и подготавливает его к отключению. Если и после этого продолжает вьшолняться условие (2), то происходит последовательное отключение дополнительный электронасосных агрегатов от (n-l)-ro до первого с задержками, равными Ч , для каждого Использование предлагаемого технического решения по сравнению с известным обеспечивает следующие

преимущества: экономию электроэнергии за счет увеличения КПД системы орошения, так как исключаются дополнительные преобразователи.частоты; экономию электроэнергии и увеличение надежности за счет обеспечения плавного регулирования и исключения аварий, вызванных превышением давления в системе; экономию капитальных затрат за счет исключения дополнительных преобразователей частоты.

Формула изобретения

Система орошения, содержащая электронасосный агрегат, через фильт соединенный с напорным трубопроводом в котором установлен датчик давления, и блок задания, причем выходы

5

0

5

0

5

0

5

рез программное устройство, содержащее последовательно соединенные блок сравнения и блок формирования команд изменения частоты, соединены с источником переменного тока, регулируемым по частоте, выход которого

соединен с входом электронасосного

1

агрегата, отли.чающаяся тем, что, с целью экономии электроэнергии, капитальных затрат и повышения надежности, она снабжена п дополнительными элeктpoнacqcными агрегатами, а nporjiaMMHoe устройство снабжено блоками включения и отключения, каждый из которых состоит из двух компараторов и п логических элементов И, причем все дополнительные электронасосные агрегаты соединены через фильтр с напорным трубо-. проводом, входы первых компараторов блоков включения и отключения соединены с выходом блока сравнения, а их выходы соединены с первыми входами соответствующих логических эле-, ментов И, входы вторых компараторов блоков включения и отключения соединены с выкодом блока формирования, команд изменения частоты, а их выходы соединены с вторыми входами соответствующих логических элементов И, в блоке В1слючения выходов i-го логического Элемента И через соответствующую схему задержки соединен с третьим входом (ч-1)-го логического элемента И и с первым управляющим входом J-го электронасосного агрегата, в блоке отключения выход i-ro логического элемента И

также через схему задержки соединен щим входом 1-го электронасосного с третьим входом (i-1 )-го логическо- агрегата, где i - ряд натуральных го элемента И и с вторымУ управляю- чисел от 1 до п.

Вб/х.З

бб/Х/

BbixfS

fib/X/б

ВыхП Вш20

бб/хг;

8б/х22 Вы)(8

Фиг.г

Редактор Л.Лангазо

Составитель Б.Кузьмич Техред М.Ходанич

Заказ 6173/3Тираж 628Подписное

ВНИИПИ Государственного „комитета СССР

по делам изобретений и открытд{й . 113035, Мосрва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор И. My ска