CS204679B1

CS204679B1 - Circuitry of non-regulation pumping station

Info

Publication number: CS204679B1
Application number: CS356579A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Soustal; Frantisek Poledna
Original assignee: Oldrich Soustal; Frantisek Poledna
Priority date: 1979-05-24
Filing date: 1979-05-24
Publication date: 1981-04-30

Description

Vynález se týká zapojení neregulační čerpací stanice vybavené tlakovou automatikou s průtokovou korekcí, zejména neregulační čerpací stanice pro závlahy.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the connection of a non-regulating pumping station equipped with a pressurized flow-correction automatic system, in particular a non-regulating pumping station for irrigation.

V současné době se používá závlahových systémů s automatickou regulací založenou na tlaku nebo průtoku, případně na kombinaci obou, s volitelným tlakovým pásmem nebo s tlakovým pásmem o konstantní šířce. Automatická regulace, založená na tlaku používá provozně jednoduchých čidel, nezávislých na velikosti odběru čerpané kapaliny, přičemž zapínací a vypínací signál jé jednotný pro všechny čerpací agregáty. Její nevýhodou je, že při vyšších průtocích je přesnost těchto čidel nedostačující a použití regulačních zařízení je značně nákladné. Tlaková automatika vyžaduje použití čerpadel se strmější charakteristikou, což vede často k energetickým ztrátám, je-li nutné dosažení užšího tlakového pásma, je třeba užít cyklování malých čerpadel, což není u větších stanic výhodné pro energetické ztráty a četnost spínání. Další nevýhodou je, že o šířku tlakového pásma je nutno snížit provozní tlaky v trubní síti.At present, irrigation systems with automatic regulation based on pressure or flow, or a combination of both, with an optional pressure band or with a pressure band of constant width are used. The automatic pressure-based control uses operationally simple sensors, independent of the size of the pumped liquid, and the start and stop signals are uniform for all pump sets. Its disadvantage is that at higher flow rates the accuracy of these sensors is insufficient and the use of control devices is costly. Pressure automation requires the use of pumps with steeper characteristics, which often leads to energy losses. If a narrower pressure band is required, small pump cycling should be used, which is not beneficial for energy losses and switching frequency at larger stations. Another disadvantage is that the operating pressure in the pipe network must be reduced by the width of the pressure band.

Volitelné tlakové pásmo podle čs. autorského osvědčení č. 187294 řeší otázku zúžení tlakového pSsma, ale nemá některé výhody tlakových automatik, jako je zapínání všech čerpadel jednotným signálem nebo automatický náběh dalšího čerpacího agregátu. Dále existuje řešení čerpacích stanic s otáčkovou regulací, které používá zapojení součtového členu do obvodu regulátoru otáček, což umožňuje plynulou regulaci otáček čerpacích agregátů podle předem zvolené závislosti tlaku na průtoku. Toto zapojení neumožňuje zapínání a vypínání čerpacích agregátů, ale pouze změnú jejich otáček, a proto je použitelné jen na čerpacích stanicích s čerpacími agregáty s regulací otáček. Na čerpacích stanicích neregulačními agregáty je nepoužitelné.Optional pressure band according to MS. No. 187294 addresses the issue of narrowing the pressure pSsma, but does not have some of the advantages of pressure automatics, such as starting all pumps with a single signal or automatically starting another pump set. Furthermore, there is a speed control pump solution that uses the addition of a summation member to the speed controller circuit, which allows the speed of the pump sets to be continuously controlled according to a preselected pressure-flow relationship. This connection does not allow switching the pump sets on and off, but only a change in their speed, and is therefore only applicable at pump stations with pump sets with speed control. It is unusable at filling stations by non-regulating aggregates.

Uvedené nevýhody odstraňuje v podstatě vynález, kterým je zapojení neregulační čerpací stanice s tlakovou automatikou, sestávající z více než jednoho hlavního neregulačního čerpacího agregátu a nejméně jednoho tlakovacího čerpacího agregátu zapojených do rozvodného potrubí paralelně, dále z větrníku, příslušných tlakovýchEssentially, the above-mentioned disadvantages are eliminated by the invention, which is the connection of a non-regulating pumping station with a pressurized automatic system consisting of more than one main non-regulating pumping unit and at least one pressurizing pumping unit connected in parallel to the manifold,

204673 a průtokových čidel a z ovládací automatiky, v jejímž obvodu je zapojen úrovňový spínač a jeho podstata spočívá v tom, že před úrovňový spínač je v sérii zapojen součtový člen, do něhož jsou vyvedeny výstupy z tlakoměru a prňtokoměru.204673 and flow sensors and from the automatic control system in which the level switch is connected and its essence consists in that in front of the level switch there is a summation connected in series, into which the outputs of the manometer and flow meter are led.

Vyšší účinek zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje upravit tlakové pásmo při zachování všech výhod tlakových automatik, tj. zapínání a vypínání všech čerpadel od dvou úrovní. Vhodnou volbou zapínacích a vypínacích hodnot lze zúžit tlakové pásmo a přiblížit tlaky čerpacích agregátů při daném průtoku k horní hranici tlaků potřebných pro zavlažování. Tím se dosáhne úspory energie až o 10 °/o, zvýší se účinnost čerpání a zvýšení tlaku trubní sítě přinese snížení investičních nákladů, a to využitím ztrátové výšky bud pro dimenzování potrubí na menší průměr nebo na menší tlak.The higher effect of the circuitry according to the invention is that it makes it possible to adjust the pressure band while maintaining all the advantages of the pressure automatics, ie switching on and off all pumps from two levels. By suitable selection of start and stop values, the pressure range can be narrowed and the pumping unit pressures at a given flow can be brought closer to the upper limit of the pressures required for irrigation. This achieves energy savings of up to 10 ° / o, increases pumping efficiency, and increases the pressure of the pipe network, reducing investment costs by utilizing a loss height either for sizing the pipe to a smaller diameter or to a lower pressure.

Příklad zapojení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, kde obr. 1 je blokové schéma neregulační čerpací stanice podle nového zapojení a obr. 2 je graf průběhu čerpání stanice při použití součtového členu.An example of a circuit according to the invention is schematically shown in the accompanying drawing, wherein Fig. 1 is a block diagram of a non-regulating pumping station according to the new circuit, and Fig. 2 is a graph of the station pumping progress using a summation member.

Podle vynálezu jsou do rozvodného potrubí 1 paralelně zapojeny tři hlavní neregulační čerpací agregáty 2, 3, 4 a jeden tlakovací čerpací agregát 5. Dále je do rozvodného potrubí 1 zapojen větrník 6, opatřený sledovacím tlakoměrem 7, spínacím tlakoměrem 8 a tlakoměrem 9, opatřeným elektrickým analogovým výstupem. Na výtlaku rozvodného potrubí 1 je za posledním z hlavních neregulačních čerpacích agregátů 2, 3, 4 zapojen průtokoměr 10 s elektrickým výstupem. Činnost čerpací. stanice je řízena ovládací automatikou 11, v jejímž obvodu 12 je v sérii zapojen úrovňový spínač 13 a součtový člen 14, do kterého jsou zapojeny výstupy jak z tlakoměru 9, tak z průtokoměru 10. V součtovém členu 14 se na základě rovnice v =?= p — K. Q, kde p je hodnota signálu z tlakového či- .According to the invention, three main non-regulating pumping units 2, 3, 4 and one pressurized pumping unit 5 are connected in parallel to the manifold 1. Further, a pinwheel 6, equipped with a monitoring pressure gauge 7, a switching pressure gauge 8 and a pressure gauge 9 analog output. A flowmeter 10 with an electrical output is connected to the discharge of the manifold 1 downstream of the last of the main non-regulating pumping units 2, 3, 4. Pumping activity. the station is controlled by a control automatics 11, in which circuit 12 is connected in series a level switch 13 and a summation member 14, in which the outputs from both the pressure gauge 9 and the flowmeter 10 are connected. In the summation member 14 the equation v =? p - K. Q, where p is the signal value from the pressure line.

dla 9,dla 9,

Q je hodnota signálujz průtokového čidla 10,Q is the value from the flow sensor 10,

K je konstanta, směrnice přímky A zapínacích tlaků hlavních neregulačních čerpacích agregátů 2, 3, 4 vyhodnocuje výstupní signál v, při jehož vhodné velikosti sepne úrovňový spínač 13 a vytvoří tak zapínací, popřípadě vypínací signál pro ovládací automatiku 11. Princip působení součtového členu 14 je patrný z obr. 2, kde A je přímka zapínacích tlaků, popsaná rovnicí v = p — K , Q,K is a constant, the slope of the line A of the start-up pressures of the main unregulated pump sets 2, 3, 4 evaluates the output signal v at which appropriate level switches the level switch 13 to form an on or off signal for the automatic control unit 11. can be seen from Fig. 2, where A is the line of the inlet pressures described by the equation v = p - K, Q,

B je přímka vypínacích tlaků,B is the cut-off line

I je zapínací tlak při nulovém průtočném množství,I is the start pressure at zero flow rate,

II, n_1t ii₂ jsou zapínací tlaky agregátůII, n _1t ii ₂ are the switching pressures of the units

2, 3, 4 při průtočných množstvích Q,2, 3, 4 at flow rates Q,

Qi, Q2Q1, Q2

III, III-i, ΙΠ2 jsou korekce zapínacích tlaků při Q, Q_b Q₂ a je charakteristika jednoho z agregátů 2, 3, 4, b, c jsou součtové charakteristiky při paralelním chodu dvou nebo tří agregátů 2, 3, 4..III, III-i, ΙΠ2 are the start-up pressure corrections at Q, Q _b Q ₂ and is the characteristic of one of the aggregates 2, 3, 4, b, c.

Je patrné, že zapínací nebo vypínací tlaky neleží na stejné úrovni jako u běžných tlakových automatik, ale jsou vlivem součtového členu 14 korigovány o hodnoty III, III·], III₂ lineárně závislé na průtočném množství.It is evident that the make or break pressure is not at the same level as in conventional pressure Automatik, but due to the adder 14 on the corrected values, III, III ·] III ₂ are linearly dependent on the flow rate.

V oblasti malých průtočných množství doplňuje ztráty v rozvodném potrubí 1 tlakovací čerpací agregát 5 ve spolupráci s větrníkem 6 a jeho cyklický provoz je v závislosti na tlaku v rozvodném potrubí 1 řízen sledovacím tlakoměrem 7. Při zvýšení odběru vody se na signál ze spínacího tlakoměru 8 zapne první z hlavních neregulačních čerpacích agregátů 2, 3, 4, přičemž součtový člen 14 neustále vyhodnocuje elektrické signály z tlakoměru 9 a z průtokoměru 10 a vypracovává výstupní signál v. Pracovní bod prvního z hlavních neregulačních čerpacích agregátů 2, 3, 4 leží na charakteristice a z obr. 2 a v bodě II, korigovaném oproti bodu I o hodnotu III, sepne úrovňový spínač 13 a dá signál pro ovládací automatiku 11 k zapnutí druhého z hlavních Čerpacích agregátů 2, 3, 4. Pak pracují dva z hlavních čerpacích agregátů 2, 3, 4 podle součtové charakteristiky baž do bodu II1, korigovaného v závislosti na průtoku oproti bodu I o .hodnotu III-j, kde opět dosáhne výstupní signál v hodnoty, při níž úrovňový spínač 13 sepne a vydá signál pro ovládací automatiku 11 k zapnutí třetího z hlavních čerpacích agregátů 2, 3, 4. Při poklesu průtoku je vypínání hlavních čerpacích agregátů 4, 3, 2 realizováno v opačném pořadí podle přímky B obr. 2.In the area of low flow rates, the losses in the manifold 1 are supplemented by the pressurized pump unit 5 in cooperation with the pinwheel 6 and its cyclic operation is controlled by a pressure gauge 7 depending on the pressure in the manifold 1. the first of the main non-regulating pump assemblies 2, 3, 4, wherein the summation member 14 continuously evaluates the electrical signals from the pressure gauge 9 and the flow meter 10 and produces an output signal v. 2 and in point II, corrected by III by III, switch the level switch 13 and give a signal to the automatic control 11 to switch on the second of the main pump sets 2, 3, 4. Then two of the main pump sets 2, 3, 4 according to the cumulative characteristic to point II1, corrected in dependence on the flow compared to point III of value III-j, where it again reaches the output signal at a value at which the level switch 13 closes and gives a signal to the control automaton 11 to switch on the third of the main pump units 2, 3, 4. the switching off of the main pump sets 4, 3, 2 is carried out in the reverse order according to line B Fig. 2.

Při změně situace v závlahové oblasti přestaví obsluha hodnotu K směrnice přímky A na součtovém členu 14 a hodnotu v výstupního signálu tak, aby nové zapínací, popřípadě vypínací, body odpovídaly ekonomické potřebě závlahové sítě.When the situation in the irrigation area changes, the operator adjusts the slope value K of the line A on the summation member 14 and the value in the output signal so that the new on / off points correspond to the economic need of the irrigation network.

Popsaný způsob zapojení není jediným možným zapojením podle vynálezu, ale v alternativním uspořádání lze např. tlakoměr 9 zapojit na výtlak rozvodného potrubí 1 zaThe described connection method is not the only possible connection according to the invention, but in an alternative arrangement, for example, the pressure gauge 9 can be connected to the pressure of the distribution pipe 1 behind

Claims

Subject

Connection of an unregulated pumping station with pressure automatics, consisting of more than one main unregulated pumping set and at least one pressure pumping set, connected in parallel to the manifold, a pinwheel, associated pressure and flow sensors and the last two pumping sets 2, 3, 4 or use a summing element 14 with a non-linear dependence p and Q, and then the on or off points II, II _1f II ₂ may lie on any desired curve. It is also possible to use a pressure gauge 9 and a flow meter 10 with a non-electrical output, for example hydraulic or pneumatic.

BACKGROUND OF THE INVENTION a level switch, in which a level switch (13) is connected in series upstream of the level switch (13) into which the outputs of the pressure gauge (9) and the flow meter (10) are led.