Автоматизированная насосная станция для закрытой оросительной сети Советский патент 1982 года по МПК F04D15/00 

(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ЗАКРЫТОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

1

Изобретение относится к автоматическому управлению системами водоснабжения и может быть использовано для автоматизации насосных станций, работающих на закрытую оросительную сеть при поливе дождеванием, в частности с дождевальными машинами позиционного действия.

Известна автоматизированная насосная станция для закрытой оросительной сети, содержащая насосные агрегаты с напорными трубопроводами, электродвигателями и блоками управления, которые связаны с общей системой управления, общую напорную магистраль, регулятор давления с приводом, установленный на напорном трубопроводе одного из насосных агрегатов, и датчик тока электродвигателя того же насосного агрегата, подключенный через вторичный прибор к системе управления 1.

Недостатком известной насосной станции является больщой расход оросительной воды.

Цель изобретения - экономия оросительной воды путем согласования напорной характеристики насосной станции с характеристикой оросительной сети.

Указанная цель достигается тем, что насосная станция снабжена вторым регулятором давления, с приводом и датчиком давления, установленными на общей напорной магистрали, а также задатчиком давления,

5 сравнивающим устройством и блоком коррекции задания для формирования сигнала, пропорционального потерям напора в общей напорной магистрали, при этом система управления и вторичный прибор снаб,Q жены дополнительными входами, подключенными ко входам блока коррекции, выход последнего и задатчика подключены к положительным входам сранивающего устройства, к отрицательному входу которого подключен выход датчика давления, а выход сравнивающего устройства - к приводу второго регулятора давления.

На чертеже изображена схема автоматизированной насосной станции для закрытой оросительной сети.

Насосная станция содержит насосные агрегаты,, имеющие насосы 1-3, электродвигатели 4-6, напорные трубопроводы 7- 9 и блоки 10-12 управления, связанные с общей системой 13 управления. Трубопроводы 7-9 присоединены к общей напорной магистрали 14. На трубопроводе 9 установлен регулятор 15 давления с приводом 16, при этом датчик 17 тока электродвигателя 6 подключен через вторичный прибор 18 к системе 13 управления. На общей магистрали 14 установлены второй регулятор 19 давления (дроссельная заслонка) с приводом (исполнительным механизмом) 20 и датчик 21 давления, подключенный к отрицательному входу сравнивающего устройства 22, к положительным входам которого подключены выходы задатчика 23 и блока 24 коррекции, а к входам последнего подключены дополнительные выходы вторичного прибора 18 и системы 13 управления. Электронный прибор 25, в который входит сравнивающее устройство 22, через щкаф 26 управления воздействует на исполнительный механизм 20. Автоматизированная насосная станция работает следующим образом. При отсутствии водоразбора из закрытой оросительной сети в напорной магистрали 14 поддерживается контрольное давление, превыщающее статический напор , 3.W давление измеряется датчиком 21 давления, сигнал с выхода которого поступает на сравнивающее устройство 22 электронного прибора 25. Одновременно на срав нивающее устройство 22 поступает сигнал с задатчика 23, величина которого пропорциональна статическому напору Нс,-г, . Так как сигнал датчика 21 давления больше сигна.яа задатчика 23, на выходе электроннего прибора 25 появляется управляющий сигнал, воздействующий через щкаф 26 управления на исполнительный механизм 20. который закрывает дроссельную заслонку 19. При подключении к закрытой оросительной сети дождевальных мащин давление в напорной магистрали 14 падает и сигнал датчика 21 давления становится меньше сигнала задатчика 23. На выходе электронного прибора 25 появляется управляющий сигнал, вызывающий открытие дроссельной заслонки 19. Одновременно с понижением давления в напорной магистрали 14 система 13 управления через блок 12 управления выдает команду на включение насоса 3, связанного с регулятором 15 давления. Регулятор 15 давления настроен на поддержание в напорной магистрали 14 перед дроссельной заслонкой 19 давления, равного расчетному напору насосных агрегатов. Датчик 17 тока выдает сигнал, пропорциональный величине его тока на вторичный прибор 18, а с него - на блок 24 коррекции задания. Блок 24 коррекции формирует сигнал, пропорциональный потерям напора в трубопроводе закрытой оросительной сети при данном мгновенном значении расхода. С. выхода блока 24 коррекции сигнал поступает на сравнивающее устройство 22 и по знаку совпадает с сигналом задатчика 23. Дроссельная заслонка 19 продолжает открываться, давление после нее увеличивается до тех пор, пока сигнал датчика 21 давления не становится равным сумме сигналов задатчика 23 и блока 24. коррекции задания, а давление в напорной магистрали 14 после дроссельной заслонки 19 становится разным сумме статического напора и потерь напора в закрытой оросительной сети. Таким образом, в напорной магистрали 14 насосной станции перед регулирующей дроссельной заслонкой 19 с помощью регулятора 15 поддерживается давление, равное расчетному напору насосных агрегатов, а после дроссельной заслонки - давление, соответствующее характеристике сети при соответствующем расходе. При дальнейщем подключении к закрытой оросительной сети дождевальных мащин увеличивается ток нагрузки электродвигателя 6 и, когда он превышает номинальное значение, вторичный прибор 18 выдает команду на систему 13 управления для включения еще одного, а затем, в меру необходимости, и последующих насосов. Включивщись в работу, насосы работают при расчетном напоре с номинальной производительностью, а производительность насоса 3, благодаря наличию регулятора 15 давления на его напорном трубопроводе 9, изменяется во избежание превыщения давления в напорной магистрали 14 перед дроссельной заслонкой 19 сверх расчетного. Соответственно изменяется и ток нагрузки электродвигателя 6, измеряемый датчиком 17 и сигнал вторичного прибора 18, поступающий на блок 24 коррекции задания. Одновременно с включением очередного насоса от системы 13 управления на блок 24 коррекции поступает информация о количестве дополнительно включенных насосов. Так как все они работают с номинальной подачей, то блок 24 коррекции формирует сигнал, пропорциональный разности между номинальным значением тока 1ц и током холостого хода 1 о электропривода и количеству включенных (кроме насоса 3) насосов п (для однотипных насосов и электродвигателей) . В результате на выходе блока 24 коррекции появляется сигнал, пропорциональный величине потерь, напора в трубопроводе оросительной сети при новом значении расхода воды. Дроссельная заслонка 19 с увеличением числа включенных в работу насосов по командам электронного прибора 25 приоткрывается по мере увеличения сигнала блока 24 коррекции до тех пор, пока при заданном числе насосов не обеспечивается номинальная производительность насосной станции при ее расчетном напоре.

При отключении от закрытой оросительной сети дождевальных машин уменьшается ток электродвигателя 6 и, следовательно, уменьшается и сигнал блока 24 коррекции. Сигнал датчика 21 давления превышает сумму сигналов задатчика 23 и блока 24 коррекции, в результате чего дроссельная заслонка 19 прикрывается. При дальнейшем отключении дождевальных машин ток электродвигателя б уменьшается до величины холостого хода и вторичный прибор 18 выдает команду в систему 13 управления на отключение одного, а затем, по мере отключения дождевальных машин, и последуюших насосов. Последним выключается насос 3, связанный с регулятором 15 давления. Дроссельная заслонка 19 постепенно закрывается по мере отключения дождевальных машин и при всех выключенных насосах полностью закрыта.

Таким образом, автоматизированная насосная станция позволяет согласовать

порную характеристику насосной станции

с характеристикой закрытой оросительной сети на всем диапазоне изменения производительности насосной станции.

Насосная станция может быть выполнена с датчиком активной мощности вместо датчика тока. При этом блок 24 коррекции задания будет формировать сигнал пропорциональный величине потерь напора в закрытой оросительной сети, выраженной через мощность, потребляемую всеми работающими насосами.

Порядок работы насосной станции с датчиком активной мощности, аналогичен описанному.

Применение изобретения для авто.матизации насосной станции, работающей на закрытую оросительную сеть с дождевальными мащинами, преимущественно позиционного действия, позволяет получить значительную экономию оросительной воды.

Формула ызобнетения

Автоматизированная насосная станция для закрытой оросительной сети, содержащая насосные агрегаты с напорными трубопроводами, электродвигателями и блоками управления, которые связаны с общей системой управления, общую напорну,ю магистраль, регулятор давления с приводом, установленный на напорном трубопроводе одного из насосных агрегатов, и датчик тока электродвигателя того же насосного агрегата, подключенный через вторичный прибор к системе управления, отличающаяся тем, чту, с целью экономии оросительной воды путем согласования напорной характеристики насосной станции с характеристикой оросительной сети, она снабжена вторым регулятором давления, с приводом и датчиком давления, установленными на общей напорной магистрали, а также задатчиком давления, сравнивающим устройством и блоком коррекции задания для формирования сигнала, пропорционального потерям напора в общей напорной магистрали, при этом система управления снабжена дополнительными входами, подключенными к входам блока коррекции, выход последнего и задатчика подключены к положительным входам сравнивающего устройства, к отрицательному входу которого подключен выход датчика давления, а выход сравнивающего устройства - к приводу второго регулятора давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 735825, кл. F 04 D 13/06, 1977.