Устройство защиты насоса от кавитации Советский патент 1989 года по МПК F04D15/00 F04D29/66 

ел tsd

со

со

Изобретение относится к насосо- строению, в частности к автоматизированным системам управления насосными станциями.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем предотвращения ложных срабатьшаний„

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство защиты насоса 1 от кавитации содержит блок 2 сравнения, подключенные к цему датчики 3 и 4 пульсаций давления, установленные на всасывающей и напорной магистралях насоса 1, и регулятор 5 режима работы насоса 1, вход которото соединен с выходом блока 2 сравнения. При этом устройство снабжено датчиком 6 расхода, пороговым усилителем 7, логическими элементами И 8 и 9 и НЕ 10

и 11„ Датчик 6 расхода подключен к входу порогового усилителя 7, выход которого соединен с входами элементов НЕ 11, выход блока 2 сравнения - с входом элемента НЕ 10, выходы элементов НЕ 10 и НЕ 11 - с входами элементов И 8 и 9 соответственное. Выход элемента И 8 соединен с входом регулятора 5 режима работы, а выход блока 2 сравнения - с входом регулятора 5 режима работы через элемент И 9о Устройство содержит также пороговый элемент 12, подключенный к выходу блока 2 сравнения, и усилитель 13 мощности

Устройство работает следующим образом При достижении критического уровня жидкости на всасе насоса 1 или повышении ее температуры, а также при снижении атмосферного давления возмона кавитация. При этом в перекачиваемой жидкости возникают пульсации давления и снижается подача насоса 1 о , Датчики 3 и 4 воспринимают пульсации давления, а датчик 6 расхода - снижение подачи

Управляющее воздействие на исполнительный механизм вырабатывается следующим образом

При работе насоса 1 вследствие кавитации возникают пульсации рабочей жиддсостио Однако вибрация насоса 1, которая может иметь место как при кавитации, так и от работы привода насоса 1, иногда приводит к ложному . срабатьгоанию датчиков 3 и 4 пульсации давления. В связи с этим управ

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ляющее воздействие на гашение кавитации формируется при наличии двух факторов: пульсация давления рабочей жидкости во всасывающей и напорной магистралях насоса 1 и снижение его подачи.

При наступлении кавитациокного режима пульсации давления, возникающие во всасывающей и напорной магистралях, фшссируются датчиками 3 и 4, сигналы от которых поступают в блок 2 сравнения, где формируется выходной сигнал, равный отношению величин принятых сигналов. Если; величш1а этого сигнала превышает уставку порогового элемента 12, соответствующую выбранной пороговой глубине развития кавитации в насосе 1, то с выхода элемента 12 сигнал, равный по величине 1, поступает на входы логических элементов НЕ 10 и И 9 для формирования сигналов управления. Одновременно при кавитации насоса I снижается подача Датчик б расхода фиксирует это уменьшений. Сигнал с его выхода, пропорциональньй подаче, поступает на вход порогового усилителя 7,,

Если величина сигнала с выхода датчика 6 расхода превышает некоторое заранее заданное значение, соответствующее выбранной пороговой глубине развития кавитации и снижению подачи насоса 1, то на вькоде порогового усилителя 7 вырабатьшаетсй сигнал, соответствующий О, который поступает на вход логических элементов И 8 и НЕ 11 для формирования сигналов управления.

Если на выходе порогового усилителя 7 сигнал равен О,то на выходе логического элемента НЕ 11 - сигнал, равный I. Этот сигнал и сигнал с выхода.порогового элемента 12 поступают на вход логического элемента И 9, на выходе которого также появляется сигнал,: равный 1, По этому сигналу на выходе усилителя 13 мощности вырабатывается управляющее воздействие, поступающее на регулятор 5 режима работы насоса 1, который включается и изменяет режим работы насоса 1 в сторону уменьшения частоты вращения вала насоса. Подача уменьшается, а всасывающая способность насоса 1 увеличивается. После гашения кавитации насоса уменьшается рассогласование сигналов с вы515

хода датчиков 3 и 4 пульсаций давления „ На выходе порогового элемента 12 появляется напряжение, равное 0 а следовательно, обнуляется и выход логического элемента И 9. Управляющее воздействие, поступающее на вход регулятора 5 режима работы, снимается „ Насос 1 работает на пониженных режимах до устранения причин, вызвав- ших кавитацию.

После устранения причин, вызвавщих кавитацию насоса (увеличение уровня рабочей жидкости на всасе, изменение температуры или типа жидкости, атмо- сферных условий), подача насоса 1 восстанавливается. В этом случае на выходе порогового усилителя 7 появляется сигнал, равный по величине 1, который поступает на первый вход ло- гического элемента И 8, на второй вход которого поступает сигнал, равный 1,с выхода логического элемента НЕ 10о Вследствие этого с выхода логического элемента И 8 сигнал, рав- вый 1, поступает на второй вход усилителя 13 мощности, который вырабатывает управляющее воздействие на регулятор 5 режима работы. Последний включается и изменяет режим работы насоса 1 в сторону увеличения частоты вращения ротора и подачи до номинальных значений

При возникновении кавитации процесс повторяется.

9-

Таким же образом, за счет более полного учета факторов, характеризующих кавитационное явление в насосе 1, осуществляется эффективное управление насосом.

Формула изобретения

Устройство защиты насоса от кавитации, содержащее блок сравнения, подключенные к нему датчики пульсаций давления, установленные на всасывающей и напорной магистралях насоса, и регулятор режима работы насоса, вход которого соединен с выходом блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы путем предотвращения ложных срабатываний, устройство снабжено датчиком расхода, поро говым усилителем и двумя парами логических элементов типа И и НЕ, при этом датчик расхода подключен .к входу порогового усилителя, выход которого соединен с входами первого элемента И и второго элемента НЕ, выход блока сравнения - с входом первого элемента НЕ, выходы обоих элементов НЕ - с входами соответствующих элементов И, выход первого элемента И - с входом регулятора режима работы, а выход блока сравнения - с входом регулятора режима работы через второй элемент И

Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства путем предотвращения ложных срабатываний. Устройство состоит из датчиков /Д/ 3 и 4 пульсаций, установленных на всасывающей и напорной магистралях насоса /Н/ 1 и подключенных к входам блока сравнения /БС/ 2, Д расхода, подключенного к пороговому усилителю /ПУ/ 7, логических элементов типа И 9 и 8 и НЕ 10 и 11 и регулятора /Р/ 5 режима работы Н 1. Контроль кавитационного состояния Н 1 ведется по двум каналам : по разности сигналов Д 3 и 4, определяемой в БС 2 и по сигналу Д 6, соответствующему подаче Н 1 и сравниваемому с уставкой ПУ 7. В зависимости от комбинаций и величин сигналов с БС 2 и ПУ 7 система логических элементов И 8 и 9, НЕ 10 и 11 вырабатывает управляющие сигналы на Р 5. При этом режим работы Н 1 изменяется в сторону изменения кавитационного запаса. Введение канала контроля по подаче Н 1 исключает возможность важных срабатываний Д 3 и 4, вызванных, например, вибрацией Н 1. 1 ил.