Устройство для контроля работы обратного клапана Советский патент 1988 года по МПК F04D13/10 F04D15/00 

1373880

направлении вращения, так как послед- насос 2 и крутящий момент электро- ний включается только после того, двигателя становится достаточным для как прекращается слив жидкости через его пуска в прямом направлении. 1 ил.

Изобретение позволяет увеличить производительность насоса путем предотвращения работы при обратном направлении вращения ротора. Устр-во содержит клапан 1, погружной центробежный насос 2, погружной приводной электродвигатель 3 и блок 4 включения с входом и выходом, источник 5 переменного выхода, обмотку 6, постоянный магнит 7, измерительный прибор 8, индикатор 9, ключ 10, логические схемы И 11, 13, переключатель 12 фаз, генератор 14 импульсов, счетчик 15, регистрирующий прибор 16, коммутатор 17, переключатель 18, реле 19 и 20 времени, пусковую кнопку 21, промежуточное реле 22, контакты 23, 24, преобразователь 25 напряжения, компаратор 26, схему 27 задержки, усилитель 28 мощности и элементы 29 индикации. Как при нормальной, так и при нарущенной работе клапана 1 обеспечивается автоматическое включение электродвигателя 3 в прямом с 9 (Л 00 00 00 QO N)

1

Изобретение относится к насосо- строению, в частности к системам управления погружными электронасосами, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 935646.

Цель изобретения - увеличение производительности насоса путем предотвращения работы при обратном направлении вращения ротора.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля работы обратного клапана 1 погружного центробежного насоса 2 с погружным приводным электродвигателем 3 и блоком 4 включения с входом и выходом, содержащее источник 5 переменного тока обмотку 6, постоянный магнит 7, измерительный прибор 8 с входом и выходом и индикатор 9, при этом устройство снабжено ключом 10 с управляющи входом и логической схемой И 11 с двумя входами и выходом, входы которой подключены соответственно к выходам измерительного прибора 8 и блока 4 включения, а выход - к входу последнего, при этом обмотка 6 подключена к входу измерительного прибора 8 через ключ 10, управляющий вход которого подключен к выходу логической схемы И 11. Кроме того, устройство снабжено переключателем 12 фаз, дополнительной логической схемой И 13, генератором 14 импульсов, счетчиком 15 и регистрирующим прибором 16, при этом входы логической схемы И 13 подключены к выходам измерительного прибора 8 и генератора 14 им-,/ пульсов, а ее выход - к счетчику 15, который соединен с регистрируй)-- щим прибором 16, при этом блок 4 включения содержит коммутатор 17, переключатель 18, реле 19 и 20 времени, пусковую кнопку 21, промежуточное реле 22 с контактом 23, шунтирующим пусковую кнопку 21, и кон

тактом 24, измерительный прибор 8 состоит из преобразователя 25 напря- }рения и компаратора 26, а индикатор 9 состоит из схемы 27 задержки, уси- лителя 28 мощности и элементов 29 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Переключателем 18 режимов работы блока 4 включения устанавливается либо контрольный режим работы по определению правильного направления вращения электродвигателя 3 насоса

2,либо нормальный режим эксплуатации.

В контрольном режиме переключатель 12 фаз устанавливается в первое положение вращения насоса 2. Сигнал, разрешающий работу электродвигателя

3,подается с второго выхода переключателя 18 режимов работы через реле 20 времени к пусковой кнопке 21, при этом сигнал на первом выходе переключателя 18 отсутствует. Пусковой кнопкой 21 включается промежуточное реле 22 и сигнал, разрешающий включение электродвигателя 3, подается через управляющий выход блока 4 включения ко второму входу схемы И 11. При разомкнутых контактах коммутатора 1 7 и остановленном электродвигателе 3 через ключ 10 на вход измерительного прибора 8 поступает нулевой

сигнал, который формирует на его выходе сигнал, который поступает на первый вход схемы И 11 и при наличии на ее другом входе сигнала на включение погружного электродвигателя 3

вьфабатьтает выходной сигнал, поступающий через вход блока 4 включения к коммутатору 17, который своими контактами подключает -обмотку 6 электродвигателя 3 через переключатель 12

фаз к источнику 5 переменного тока. При этом насос 2 работает в одном из

двух возможных направлений и откачивает жидкость.

Одновременно с выхода коммутатора 17 на второй вход реле 20 поступает сигнал, вызывающий отсчет времени выдержки, определяющий промежуток времени включения электродвигателя 3.

Промежуток времени включения, устанавливаемый реле 20 времени, выбирается существенно большим, чем время выбега насоса 2 при нормальной работе обратного клапана 1, но меньшим, чем время заполнения объема нагнетании при правильном направлении вращения.

С выхода логической схемы И 11 сигнал поступает также на вход счетчика 15, обнуляющий все его разряды, и на вход ключа 10, запрещающий прохождение сигнала от обмотки 6 на выход ключа 10. При этом с выхода измерительного прибора 8 на вход логической схемы И 13 поступает сигнал, запрещающий прохождение сигналов от генератора 14 импульсов, поступающих на первый вход второй логической системы И 13.

По окончании времени, установленного реле 20 времени, на управляющем выходе блока 4 включения формируется сигнал, запрещающий работу электродвигателя 3, который поступает на вход логической схемы И 11 и на ее выходе формируется сигнал на отключение коммутатора 17, поступающий на вход блока 4 включения. Коммутатор 17 отключает обмотку 6 электродвигателя 3 от источника 5 переменного тока. Одновременно сигнал с логической схемы И 11 поступает на входы ключа 10 и счетчика 15. При этом ключ 10 разрешает прохождение сигнала с обмотки 6 на измерительньй прибор 8, тем самым счетчику 15 разрешается принимать импульсы, поступающие с выхода логической схемы И 13.

При нормальной работе обратного клапана 1 после отключения электродвигателя 3 от источника 5 переменного тока не происходит обратный сли жидкости из объема на нагнетании через насос 2 и вращающиеся части насоса 2 и электродвигателя 3 останавливаются за время выбега, в течение которого магнит 7 вращается относительно обмотки 6 статора электродвигателя 3. В последней наводится электродвижущая сила (ЭДС), поступаю0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щая на вход ключа 10. Так как он раз решает прохождение сигнала на вход измерительного прибора 8, на выходе этого прибора вырабатывается сигнал наличия ЭДС в обмотке 6, поступающий на первый вход логической схемы Н 11, на второй вход логической схемы И 13 и на вход индикатора 9. При поступлении на вход логической схемы И 11 сигнала наличия ЭДС с выхода этой схемы на вход блока 4 включения поступает сигнал запрета включения коммутатора 17, а на вход ключа 10 - сигнал, разрешающий прохождение сигнала от обмотки 6 на выход ключа 10. При поступлении на второй вход логической схемы И 13 сигнала наличия ЭДС и поступлении на первый вход схемы И 13 сигналов от генератора 14 импульсов с выхода схемы И 13 на вход счетчика 15 поступают сигналы меток времени. Регистрирующий прибор 16 показывает текущее состояние счетчика 15. По окончании выбега насоса 2 в обмотке 6 перестает наводиться ЭДС и на выходе измерительного прибора 8 формируется сигнал отсутствия ЭДС, который поступает на второй вход логической схемы И 13 и запрещает прохождение сигналов от генератора 14 импульсов на счетный вход счетчика 15. При этом регистрирующий прибор 16 показывает количество импульсов, поступивших на счетчик 15 за время выбега, которое фиксируется обслуживающим персоналом. По окончании выбега сигнал отсутствия ЭДС в обмотке 6 поступает также на вход логической схемы И 11, разрешая включение электродвигателя 3.

При поступлении в период выбега с выхода измерительного прибора 8 сигнала наличия ЭДС в обмотке 6 на вход индикатора 9 ввиду выполнения схемой 27 задержки интервала времени, превышающего время выбега, индикатор 9 не фиксирует нарушения работы обратного клапана 1.

Если работа обратного клапана 1 нарушена, то после отключения обмотки 6 электродвигателя 3 коммутатором 17 от источника 5 переменного тока и торможения насоса 2 давление на его выходе становится меньше давления жидкости в объеме на нагнета- . Так как обратный клапан 1 не срабатывает, начинается обратный слив жидкости через насос 2, вызывая

турбинный режим, при этом в обмотке 6 наводится ЭДС в течение более длительного интервала времени, чем при

выбеге при нормальной работе обратно- с сливе жидкости из объема на нагнета10

20

25

го клапана 1. Работа устройства в этом случае происходит аналогично описанной в период выбега при нормальной работе обратного клапана 1, за исключением того, что индикатор 9 фиксируется нарушение работы обратного клапана 1, так как сигнал ЭДС в обмотке 6 с выхода измерительного прибора 8 на вход индикатора 9 поступает в течение интервала времени, превышающего выдержку времени его схемы 27 задержки, а регистрирующий прибор 16 фиксирует число импульсов большее, чем за период выбега при нормальной работе обратного клапана.

После окончания процесса выбега или турбинного вращения при отключении электродвигателя 3 переключатель 12 фаз устанавливается в другое положение.

Сигнал, разрешающий работу электродвигателя 3, снова подается с переключателя 18 через реле 20 на пусковую кнопку 21, с помощью которой включается промежуточное реле 22 и JQ на выходе блока 4 формируется сигнал, разрешающий включение электродвигателя 3. Далее работа устройства происходит подобно описанному за исключением того, что насос 2 вращается электродвигателем 3 в противоположную сторону. При этом обслуживающим персоналом фиксируется состояние индикатора 9 и количество импульсов, поступивших на счетчик 15 за время выбе- га или турбинного вращения, по регистрирующему прибору 16.

Если по индикатору 9 фиксируется нормальная работа обратного клапана

1,то правильному направлению вращения насоса 2 соответствует меньшее число импульсов, регистрируемых прибором 16, так как в этом случае после отключения электродвигателя 3

до момента закрытия обратного клапана 1 давление жидкости в объеме на нагнетании действует на ротор насоса

2,создавая момент в направлении, противоположном направлению вращения, а при обратном направлении вращения ротора насоса 2 столб жидкости созда ет момент, действующий на него в том же направлении, в котором он вращается.

35

45

50

,-55

НИИ, то прямому направлению вращения соответствует большее число импульсов, регистрируемых прибором 16, так как за промежуток времени включения, устанавливаемый реле 20 одинаковым для работы насоса 2 в обоих положениях переключателя 12 фаз, при прямом направлении вращения объем на нагнетании будет заполнен количеством жидкости большим, чем при обратном направлении вращения, в результате чего время турбинного вращения после отключения электродвигателя 3 при прямом направлении вращения больше, так как промежуток времени включения, устанавливаемый реле 20 времени, выбирается существенно большим, чем время выбега насоса 2 при нормальной работе обратного клапана

I,но меньшим, чем время заполнения объема на нагнетании пр-и правильном направлении вращения.

Переключатель 12 фаз устанавливается в положение, соответствующее правильному направлению вращения, переключатель 18 режимов работы блока А включения устанавливается в положение, соответствующее нормальной эксплуатации устройства. В этом режиме сигнал, разрешающий работу электродвигателя 3, подается с первого выхода переключателя 18 через реле 19 времени с вьщержкой времени на выход блока 4 включения и далее на второй вход логической схемы И

II,на первый вход которой подается сигнал, разрешающий включение электродвигателя 3 только после окончания процессов выбега или турбинного вращения. В этом случае как при нормальной, так и при нарушенной работе обратного клапана 1 обеспечивается автоматическое включение электродвигателя 3 в прямом направлении вращения, например после перерыва электроснабжения от источника 5 переменного тока, так как электродвигатель 3 включается только после того, когда прекратится слив жидкости через насос 2, и крутящий момент электродвигателя 3 станет достаточным для его пуска в прямом направлении.

13738806

Если по индикатору 9 фиксируется нарушение работы обратного клапана 1 и происходит турбинный режим при

10

20

25

JQ,

,

35

45

50

55

НИИ, то прямому направлению вращения соответствует большее число импульсов, регистрируемых прибором 16, так как за промежуток времени включения, устанавливаемый реле 20 одинаковым для работы насоса 2 в обоих положениях переключателя 12 фаз, при прямом направлении вращения объем на нагнетании будет заполнен количеством жидкости большим, чем при обратном направлении вращения, в результате чего время турбинного вращения после отключения электродвигателя 3 при прямом направлении вращения больше, так как промежуток времени включения, устанавливаемый реле 20 времени, выбирается существенно большим, чем время выбега насоса 2 при нормальной работе обратного клапана

I,но меньшим, чем время заполнения объема на нагнетании пр-и правильном направлении вращения.

Переключатель 12 фаз устанавливается в положение, соответствующее правильному направлению вращения, переключатель 18 режимов работы блока А включения устанавливается в положение, соответствующее нормальной эксплуатации устройства. В этом режиме сигнал, разрешающий работу электродвигателя 3, подается с первого выхода переключателя 18 через реле 19 времени с вьщержкой времени на выход блока 4 включения и далее на второй вход логической схемы И

II,на первый вход которой подается сигнал, разрешающий включение электродвигателя 3 только после окончания процессов выбега или турбинного вращения. В этом случае как при нормальной, так и при нарушенной работе обратного клапана 1 обеспечивается автоматическое включение электродвигателя 3 в прямом направлении вращения, например после перерыва электроснабжения от источника 5 переменного тока, так как электродвигатель 3 включается только после того, когда прекратится слив жидкости через насос 2, и крутящий момент электродвигателя 3 станет достаточным для его пуска в прямом направлении.

713738808

Таким образом, исключается воз-при обратном направлении вращения ро- можность включения электродвигателятора, устройство снабжено переключа- 3 при вращении насоса 2 в обратномтелем фаз, дополнительной логической направлении. ссхемой И, генератором импульсов,счет- Формула изобретения ° регистрирующим прибором, при

этом входы дополнительной логической

Устройство для контроля работысхемы И подключены к выходам измери- обратного клапана по авт.св. № 935646,тельного прибора и генератора импуль- отличающееся тем, что, с юсов, а ее выход - к счетчику, кото- целью увеличения производительностирый соединен с регистрирующим прибо- насоса путем предотвращения работыром.