РЕЛЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАСОСА

Полезная модель относится к устройствам для автоматизации водоотливных установок и предназначено для защиты насоса при потере производительности из-за возможных неисправностей: срыв вакуума из-за неплотностей во всасывающем трубопроводе или в самом насосе, заиливание предохранительной сетки всасывающего клапана, заклинивание или отрыв обратного клапана и другие причины.
Основная область применения реле производительности насосацентробежные многоступенчатые секционные насосы типа ЦНС (центробежный насос секционного типа), устанавливаемые на угольных шахтах, рудниках, карьерах и других объектах. Преимущественно может использоваться для насосов большой производительности.
Известно реле производительности насоса, основанное на принципе дифференциального манометра, например, реле производительности насоса типа РП-1. Реле имеет две измерительные трубки, конец одной загнут навстречу потоку воды, конец другой трубки в противоположную сторону. (Попов В.М. Автоматизация рудничного водоотлива. М.: 1960, стр.167).
Недостатком этого реле является то, что из-за установки трубок внутри трубопровода они засоряются илом и шламом, что вызывает отказ в его работе. Таким образом, указанное реле производительности насосов имеет низкую надежность работы.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является гидродинамическое (струйное) реле производительности насоса (Попов В.М. Рудничные водоотливные установки. М, Недра, 1983, стр.222), например, марки РПН,
которое используется в настоящее время в серийной аппаратуре автоматизации шахтных водоотливных установок, выпускаемой заводом "Красный металлист" в г.Конотопе на Украине.
Реле производительности по прототипу контролирует скорость потока жидкости во всасывающем трубопроводе. Чувствительный элемент - лопатка (флажок) под действием струи жидкости поворачивается на угол, при котором замыкается контактная группа реле. При отсутствии струи жидкости возвратная пружина возвращает лопатку в исходное положение. Натяжение пружины регулируется регулировочным винтом.
Недостаток этого реле - низкая надежность работы из-за повреждения лопатки твердыми частицами в потоке воды и, кроме того, лопатка создает дополнительное сопротивление потоку воды. Таким образом, указанное реле производительности насосов имеет низкую надежность работы.
Общими признаками с прототипом является наличие корпуса и контактной группы.
По сравнению с заявляемым вариантом реле прототип имеет низкую надежность работы из-за повреждения его лопатки твердыми частицами в потоке воды и, кроме того, лопатка создает дополнительное сопротивление потоку воды.
Решаемая полезной моделью задача - повышение надежности работы реле производительности насоса.
Технический результат заключается в обеспечении контроля недопустимого снижения производительности насоса по контролю недопустимого снижения веса воды выходящей из камеры гидравлического разгрузочного устройства многоступенчатого секционного насоса.
Технический результат достигается тем, что реле производительности насоса, содержащее корпус и контактную группу, согласно полезной модели, дополнительно содержит сосуд с двумя патрубками, установленными в его стенке, и устройство контроля веса воды в сосуде,
причем один патрубок сосуда установлен в верхней его части, а второй патрубок снабжен регулировочным вентилем и расположен в нижней части у днища сосуда, в стенке корпуса один над другим установлены два упора, при этом устройство контроля веса воды в сосуде выполнено в виде двуплечевого рычага, одно плечо которого посредством шарнира закреплено на кромке сосуда и на нем установлен толкатель с гайкой с возможностью регулирования взаимодействия гайки толкателя с контактной группой, а на другом плече подвешен груз и его перемещение ограничено установленными в корпусе верхним и нижним упорами.
Наилучшего технического результата можно достичь, если в качестве груза - использовать груз с величиной массы, при которой момент создаваемый этим грузом больше момента, создаваемого пустым сосудом, но меньше момента создаваемого полным сосудом:
пуст
гр
полн
М<М<М,
где:
пуст
М- момент создаваемый пустым сосудом, Н/м;
гр
М- момент создаваемый грузом, Н/м;
полн
М- момент создаваемый полным сосудом, Н/м.
Введение в устройство сосуда с двумя отверстиями с патрубками, одно из которых расположено в верхней его части, второе в нижней, а также устройства контроля веса воды в сосуде позволяет использовать принцип сравнения веса сосуда с водой, выходящей из камеры гидравлического разгрузочного устройства многоступенчатого секционного насоса при работе насоса с весом порожнего сосуда, когда происходит потеря производительности насоса.
Введение в устройство регулировочного вентиля, установленного на патрубке нижнего отверстия сосуда позволяет установить расход воды из сосуда через нижнее отверстие, в объеме, меньшем количества воды,
поступающей из камеры разгрузочного устройства насоса в цилиндрический сосуд, обеспечивая тем самым нормальный вес воды в сосуде при нормальной производительности насоса.
Выполнение устройства контроля веса воды в сосуде в виде двуплечевого рычага, одно плечо которого соединено с сосудом и толкателем с гайкой, воздействующего на контактную группу, а другое плечо с грузом, при этом перемещение этого плеча ограничивается верхним и нижним упором, позволяет обеспечить контроль производительности насосов большой производительности.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид реле производительности насоса, когда вода в сосуде отсутствует (срыв производительности насоса).
На фиг.2 - показан общий вид реле производительности насоса, когда вода из камеры гидравлического разгрузочного устройства насоса поступает в сосуд реле (насос работает с нормальной производительностью).
Реле производительности содержит сосуд 1 с двумя патрубками, один из которых 2 установлен в нижней части сосуда, а другой 3 - в верхней его части. Нижний патрубок 2 установлен максимально приближено к днищу сосуда.
2
1
На нижнем патрубке установлен регулировочный вентиль 4 для настройки расхода воды Q таким образом, чтобы этот расход был меньше количества воды Q, поступающей из камеры разгрузочного устройства насоса (на рисунке не показано). Этим самым обеспечивается, во-первых, возможность применения реле для насосов различных производительностей и, во-вторых, обеспечивается заданная выдержка времени срабатывания контакта 5 контактной группы. Выдержка времени срабатывания контакта 5 регулируется также гайкой 6 толкателя 7.
Расположенное в корпусе реле устройство контроля веса воды в сосуде выполнено в виде двуплечевого рычага 8, одно плечо которого посредством
шарнира закреплено на кромке сосуда 1 и на нем установлен толкатель 7 с гайкой 6 с возможностью регулирования взаимодействия гайки толкателя с контактной группой, а на другом плече подвешен груз 9 и его перемещение ограничено установленными в корпусе верхним и нижним упорами 10.
Величина массы груза 9 принимается такой величины, чтобы момент, создаваемый этим грузом был больше момента, создаваемого пустым сосудом, но меньше момента создаваемого полным сосудом:
пуст
гр
полн
М<М<М,
где:
пуст
М - момент создаваемый пустым сосудом, Н/м;
гр
М- момент создаваемый грузом, Н/м;
полн
М - момент создаваемый полным сосудом, Н/м.
Нижний упор 10 ограничивает перемещение правого конца рычага 8, при этом контакт 5 разомкнут.
Устройство работает следующим образом.
1
2
1
1
2
При номинальной производительности насоса в сосуд 1 поступает вода в количестве Q. Через нижнее отверстие 2 вода вытекает в количестве Q, меньшем, чем Q, и излишек воды ΔQ=Q-Q вытекает через верхнее отверстие 3. Момент, создаваемый сосудом, заполненным водой, больше момента, создаваемого грузом, при этом плечо рычага 8, к которому прикреплен сосуд опускается, и толкатель 7 воздействует на контактную группу и контакт 5 замыкается. Верхний упор 10 ограничивает перемещение правого конца рычага.
1
При потере производительности насоса поступление воды в сосуд 1 прекращается, а находящаяся там вода вытекает через нижнее отверстие 2 за время t. Рычаг 8 поворачивается и контакт 5, включенный в цепь защиты насоса, размыкается, и отключает насос.
Таким образом, данное устройство позволяет повысить надежность работы реле производительности.