Способ регулирования соотношения расходов центробежных насосов Советский патент 1992 года по МПК F04D15/00 F04B49/00 

Изобретение относится к области насо- состроения, может быть использовано для создания самонастраивающихся и прецизионных систем подачи жидкости.

Целью изобретения является повышение точности регулирования соотношения расходов.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - характеристики зависимости дисперсии расхода от напора одного из насосов.

Устройство для реализации способа содержит установленные в выходах патрубках 1, 2 насосов 3, 4. расходомеры 5, 6, соединенные с вычислителями 7, 8 дисперсии, которые подключены к сравнителю 9, на выходе которого установлен двухканальный сравнитель 10. Выходы последнего через корректирующие контуры 11, 12 связаны с исполнительными элементами 13, 14, диафрагм 15, 16 переменного сечения.

Зависимости дисперсии расхода ДО на выходе насоса 3 или 4 получены при числах оборотов насоса m 1100 об/мин, П2 10000 об/мин, пз. 9900 об/мин,

Способ регулирования соотношения расходов центробежных насосов реализуется следующим образом.

Выходные сигналы Q(t) расходомеров 5, 6 преобразуют в сигналы постоянного тока, модулируют им высокочастотную несущую и направляют в вычислители 7, 8, которые используют для вычисления дисперсии расходов ДОи и Д02 насосов 3, 4. При регулировании соотношения расходов QI и 02 насосов 3, 4 по дисперсии можно вычислять дисперсию как его мгновенного, так и интегрального значения. Синхронизацию производят путем изменения напора в каждом из патрубков 1, 2 (соответственно, изменению расхода) с помощью регулируемых диафрагм 15, 16. Для определения закона

сл С

Ј

СА)

;

ГО

CJ

изменения сечения последних, сигналы с вычислителей 7, 8 направляют в сравнитель

9,где их сравнивают между собой. Полученный результат сравнения направляют в сравнитель 10. Здесь сравнивают с требуе- мым (допустимым) значением отклонения дисперсии , Д02тр по каждому из его каналов. При этом, определяют знак отклонения и номер регулируемого насоса. Каждый из вычислителей 7, 8 дисперсии может содержать, например, последовательно соединенные квадратор и текущий усреднитель, а вычислитель среднего квадратического значения интегрального закона (в том случае, если синхронизация производится по критериям, связанным с среднеквадратическим отклонением) - последовательно включенные интегратор, усреднитель, сумматор, квадратор и второй усреднитель. Сигналы с выхода сравнителя

10,а количество выходов соответствует количеству синхронизируемых насосов, подаются на корректирующие контуры 11, 12, где учитывается закон регулирования, например, первые и вторые производные рас- согласований. С корректирующих контуров

11,12 сигналы поступают на исполнительные элементы 13, 14, приводящие в движение диафрагмы 15, 16, которые могут быть изготовлены в виде ирисовых диафрагм. При этом, ошибка регулирования ЈQ(t) на выходе сравнителя 10 по одному из каналов, т.е. отклонение текущего значения дисперсии расхода Д0(х) от его заданного постоянного ДОзад (t) или переменного зна- чения:

Ј Q(t) ДОзадМ - ДО(Х)(1)

с учетом того, что

8 Q(t) ДОзадМ - (t) - mQ(t)2} (2) где М - знак операции математического ожидания;

mQ(t) - среднее текущее значение дисперсии расходов (расход Q(t) в общем случае может рассматриваться как нестационарная случайная функция времени).

При е Q(t) -0 и заданном значении расхода 6зад(т.), выражение (2) преобразуется:

ДОзадф - М{ 03адМ mQ(t)2}(3)

Пусть значение mQ(t) отличается от требуемого mQTp(t) и имеет вариацию vQ/(t) такую, что

mQ(t) mQTp(t)+ vQ(t)(4)

Тогда из (3) следует, что условие минимума ошибки соблюдается при

ДОзадМ (t) + V Q(t) - mQTp(t)2} (5) Так как система Q(t) + vQ(t) представляет собой отклонение дисперсии уже не оттекущего, а от требуемого значения расхода Q (t), тогда

Q(t) + v Q(t) Q (t)(6)

в результате:

ДОзадМ - (t) - mQTp(t)2} .(7)

Таким образом, если допустимое значение дисперсии расхода на выходе насоса 3/4/ задается с учетом требуемого среднего значения, то регулирование дисперсии осуществляется относительно этого требуемого значения, т.е. по Q (t). Выражение (6), таким образом, указывает правило выбора оптимального значения Д0зад(т), необходимого для реализации способа. В частном случае стационарного (в статистическом смысле случайного) процесса соответствующего Q(t) следует:

ДОзад MflQ (t) - ГтЮтр 2} } Q(t) - -mQ7p(t)FfQ(Q )clQ-Ai (8)

а для нестационарного соответственно ДОзадМ (t) - mQTp(t)2fQ(Q ,t)dQ (9)

где fd(Q , t), fo(Q ) - плотности распределения случайных значений среднего расхода насоса при нестационарном и стационарном процессах,

Таким образом, зная требуемый средний расход на выходе насоса, плотность распределения fa(Q ,t) его случайных значений, легко определить допустимую, т.е. заданную дисперсию. Задание дисперсии расхода в функции времени существенно расширяет возможности регулирования насосных систем и синхронизации, в частности.

Формула изобретения Способ регулирования соотношения расходов центробежных насосов, при котором определяют текущую величину расхода каждого из насосов, вычисляют контрольные параметры, которые сравнивают между собой для получения рассогласования, и формируют соответствующие управляющие сигналы, по которым осуществляют регулирование проводимостей переменных гидравлических сопротивленией в напорных магистралях насосов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования соотношения расходов, каждый контрольный параметр вычисляют в виде дисперсии расхода соответствующего насоса, задают допустимые отклонения дисперсии расходов всех насосов, а управляющие сигналы формируют путем сравнения полученного рассогласования и допустимых отклонений дисперсии расходов.

Использование: для создания самонастраивающихся и прецизионных систем подачи жидкости. Сущность изобретения: определяют текущую величину расхода каждого из насосов для получения рассогласования. Формируют соответствующие управляющие сигналы, по к-рым осуществляют регулирование проводимостей переменных гидравлических сопротивлений в напорных магистралях насосов. Каждый контрольный параметр вычисляют в виде дисперсии расхода соответствующего насоса. Задают допустимые отклонения дисперсии расходов всех насосов. Управляющие сигналы формируют путем сравнения полученного рассогласования и допустимых отклонений дисперсии расходов. 2 ил.