RU2020277C1

RU2020277C1 - Pumping plant

Info

Publication number: RU2020277C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Россовский; Г.А. Земцов
Original assignee: Электромеханическая служба Московского метрополитена
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: water pumping-out devices of tunnels and mine workings. SUBSTANCE: cavity of centrifugal pump communicates with cavity being dewatered through accumulating tank while with discharge container it communicates through return valve. Automatic pump priming device comprises priming pipe with valve which puts in communication the portions of discharge pipe before and after return valve. The valve is provided with electric operating mechanism connected to power supply by contact of electric relay installed at the output of the NAND gate. One input of said gate is connected to output of water level transmitter in accumulating tank while the other one, to power circuit of pump motor at the point between electric motor and relay contact. Relay winding is connected with output of the second logical AND element whose one input is connected to output of water level transmitter in the container being dewatered while the other one, to power supply which may serve for connecting the pump motor by closing the appropriate contact. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к водоотливным устройствам тоннелей и горных выработок, в частности, служащим для удаления воды из сооружений метрополитена. The invention relates to drainage devices of tunnels and mine workings, in particular, used to remove water from underground structures.

В настоящее время водоотливные установки метрополитена спроектированы с насосами вертикального типа, которые сложны по конструкции и в эксплуатации в условиях тоннеля, трудоемки в ремонте, но незаменимы в случае аварии, так как находятся под заливом. Горизонтальные насосы менее надежны в работе при удалении воды из открытых емкостей и, хотя свободны от недостатков вертикальных насосов, используются в основном для удаления воды из водосборников, наполняемых сточными водами. Ненадежность работы горизонтальных центробежных насосов является следствием того, что такие насосы могут действовать только при полностью залитых водой их рабочих полостях, что требует времени на их заполнение и усилий на поддержание залитого водой объема до момента поступления в полость насоса воды, поднятой из водосборника. Currently, subway drainage plants are designed with vertical pumps, which are complex in design and operation in a tunnel, are laborious to repair, but are irreplaceable in the event of an accident, as they are located under the bay. Horizontal pumps are less reliable when removing water from open tanks and, although free from the disadvantages of vertical pumps, they are mainly used to remove water from water collectors filled with waste water. The unreliability of the operation of horizontal centrifugal pumps is a consequence of the fact that such pumps can only operate when their working cavities are completely filled with water, which requires time to fill them and efforts to maintain the volume filled with water until the water raised from the water collector enters the pump cavity.

Известна насосная установка [1] с устройством для автоматической заливки насосов, содержащая насосы с полостями нагнетания, каналами и рабочие колеса. Устройство для заливки насосов включает бак-накопитель, сообщенный с полостями насосов посредством каналов и трубопроводов заливки с установленными на последних обратными клапанами и вентилями. Для исключения влияния процесса автоматической заливки на работу насосов установка снабжена дополнительными трубопроводами, сообщенными с трубопроводами заливки и подключенными к последним на участках между вентилями и обратными клапанами, а каналы в корпусах подключены к полостям нагнетания первых рабочих колес насосов. Known pumping unit [1] with a device for automatic filling of pumps, containing pumps with discharge cavities, channels and impellers. A device for filling pumps includes a storage tank, in communication with the cavities of the pumps through channels and pipelines filling with installed on the latter check valves and gates. To exclude the influence of the automatic priming process on the operation of the pumps, the installation is equipped with additional pipelines connected to the priming pipelines and connected to the latter in the sections between the valves and the check valves, and the channels in the casings are connected to the discharge cavities of the first impellers of the pumps.

В случае аварийной ситуации, при которой может прекратится подача воды через водопроводную сеть, центробежные насосы нельзя будет привести в действие, и тоннели метрополитена окажутся затопленными, например, в случае общей аварии, при которой в тоннель хлынут грунтовые воды. Кроме того, использование чистой водопроводной воды для заливки насосов нежелательно по экономическим и экологическим соображениям. In the event of an emergency in which the flow of water through the water supply network may cease, the centrifugal pumps cannot be activated and the subway tunnels will be flooded, for example, in the case of a general accident in which groundwater gushes into the tunnel. In addition, the use of clean tap water for filling pumps is undesirable for economic and environmental reasons.

Известна также насосная установка [2], принятая в качестве прототипа и содержащая насос с входным и выходным патрубками, напорный трубопровод, имеющий заборный и подающий участки, первый из которых имеет расположенное выше насоса и емкости приподнятое колено и подключен к верхней части емкости, а второй подключен к ее нижней части и сообщен с входным патрубком, и эжекторную трубку, подсоединенную входом к верхней части емкости, а выходом через трубу Вентури - к одному из патрубков. Для повышения надежности работы прототип снабжен автоматическим клапаном, имеющим гидравлическую и газовую полости, первая из которых связана с напорным трубопроводом, а вторая - с атмосферой и приподнятым коленом, верхний участок которого посредством дополнительной трубки подключен к верхней части емкости, которая в нижней части имеет выступ в виде конуса. Also known is a pumping unit [2], adopted as a prototype and containing a pump with inlet and outlet nozzles, a pressure pipe having intake and supply sections, the first of which has a raised elbow located above the pump and the tank and is connected to the upper part of the tank, and the second connected to its lower part and communicated with the inlet pipe, and an ejector tube connected by the inlet to the upper part of the tank, and the outlet through the venturi to one of the pipes. To improve reliability, the prototype is equipped with an automatic valve having hydraulic and gas cavities, the first of which is connected to the pressure pipe, and the second to the atmosphere and a raised elbow, the upper section of which is connected via an additional tube to the upper part of the tank, which has a protrusion in the lower part in the form of a cone.

Однако прототип имеет те же недостатки, как и рассмотренная выше насосная установка [1], и неприемлем для использования в метрополитенах. However, the prototype has the same disadvantages as the above pumping unit [1], and is unacceptable for use in subways.

Целью изобретения является обеспечение незатопляемости метрополитена при авариях и стихийных бедствиях, повышение эффективности работы центробежных насосов водоотлива и сокращение использования питьевой воды для технических нужд. The aim of the invention is to ensure that the subway is not flooded during accidents and natural disasters, increasing the efficiency of centrifugal drainage pumps and reducing the use of drinking water for technical needs.

Это достигается тем, что для долива полостей центробежных насосов используют ту же грунтовую воду, извлеченную из водосборников метрополитена, но остановленную в отводящей трубе после осушения тоннеля. При получении сигнала от датчика уровня в баке-накопителе, который сообщен с полостью насоса, используют эту воду для наполнения полости и бака-накопителя до установленного уровня, причем эта вода поступает самотеком из отводящей трубы для выброса сточных вод из тоннеля в канализацию. This is achieved by the fact that for topping up the cavities of centrifugal pumps, the same ground water is used, extracted from the subway catchments, but stopped in the discharge pipe after the tunnel has been drained. Upon receipt of a signal from a level sensor in the storage tank, which is in communication with the pump cavity, this water is used to fill the cavity and the storage tank to a specified level, and this water flows by gravity from the discharge pipe to discharge the wastewater from the tunnel into the sewer.

На чертеже показана насосная установка. The drawing shows a pumping unit.

Насосная установка содержит центробежный насос 1, полость которого сообщена с откачиваемой емкостью (водосборником) через бак-накопитель 2 и всасывающую трубу 3, снабженную снизу патрубком 4. Выход насоса через обратный клапан 5 и нормально открытую задвижку 6 сообщен с нижним концом отводящей трубы 7, выведенной из тоннеля на поверхность земли. Параллельно обратному клапану 5 смонтирован клапан 8, приводимый в действие электрическим приводом 9, подключаемым к источнику электрического тока посредством нормально разомкнутого контакта К1 электрического реле 10, управляемого логическим элементом И-НЕ 11, первый вход которого соединен с выходом датчика 12 уровня внутри бака-накопителя 2, а второй вход - с силовой цепью электродвигателя 13 центробежного насоса 1 в точке между электродвигателем и нормально разомкнутым контактом К2 электрического реле 14, управляемого логическим элементом И 15, первый вход которого соединен с выходом датчика 16 уровня воды в емкости (водосборнике) 17, а второй вход - с источником электрического тока. The pump installation contains a centrifugal pump 1, the cavity of which is connected to the pumped-out tank (water collector) through the storage tank 2 and the suction pipe 3, equipped with a pipe 4 from the bottom. The pump outlet through the check valve 5 and the normally open valve 6 is in communication with the lower end of the discharge pipe 7, withdrawn from the tunnel to the surface of the earth. In parallel with the check valve 5, a valve 8 is mounted, driven by an electric actuator 9, connected to an electric current source by means of a normally open contact K1 of an electric relay 10 controlled by an AND-NOT 11 logic element, the first input of which is connected to the output of the level sensor 12 inside the storage tank 2, and the second input is with the power circuit of the electric motor 13 of the centrifugal pump 1 at a point between the electric motor and the normally open contact K2 of the electric relay 14 controlled by the logic element And 15, the first input of which is connected to the output of the sensor 16 of the water level in the tank (catchment) 17, and the second input is connected to an electric current source.

При заполнении водосборника 17 сверх установленного уровня срабатывает датчик 16, сигнал с которого поступает на первый вход логического элемента И 15, и если данная насосная установка на пульте диспетчера подключена к источнику тока, то сработает реле 14, замыкая контакт К2 цепи питания электродвигателя 13 центробежного насоса 1 с залитой водой полостью. Под действием давления извлеченной насосом воды открывается обратный клапан 5, и воды через нормально открытую задвижку 6 поступает в отводящую трубу 7, по которой поднимается и выливается в канализационную канаву 18 или другую емкость на земле. Одновременно в баке-накопителе 2 вследствие работы насоса 1 образуется разрежение. Несмотря на то, что датчик 12 подаст сигнал на вход логического элемента И-НЕ 11, этот сигнал не используется, так как электродвигатель 13 работает, и на втором входе логического элемента имеется напряжение от источника тока, поэтому контакт КI остается в нормально разомкнутом положении, пока в бак-накопитель будет засасывать вода из водосборника. Как только водосборник 17 будет освобожден от воды, сигнал с датчика 16 поступит в логический элемент И 15, что приведет к обесточению реле 14 и размыканию вследствие этого контакта К2. Электродвигатель 13 окажется отключенным, но перед остановкой из-за инерции вращающийся центробежный насос 1 освободит от воды и полость самого насоса. После остановки насоса обратное давление столба воды в отводящей трубе 7 воздействует на обратный клапан 5, который перекроет обратное движение воды к насосу. Сигнал с датчика 12 об отсутствии воды в баке-накопителе 2 и сигнал с электродвигателя 13 о прекращении его работы одновременно поступят на входы логического элемента И-НЕ 11, на инверсном выходе которого реле 10 замкнет контакт К1. Это приведет к срабатыванию привода 9 клапана 8, открывающему параллельный обратному клапану 5 проход в полость насоса 1 воды из отводящей трубы 7. Под действием давления столба L вода заполнит не только полость насоса, но и сообщенный с нею бак-накопитель 2 до момента, когда датчик 12 даст сигнал о наличии установленного уровня воды, и логический элемент И-НЕ 11 отключит реле 10. Контакт К1 вернется в нормально разомкнутое состояние. Привод 9 окажется разобщенным с источником электрического тока, и клапан 8 перекроет поступление воды по обводному каналу. Если по каким-либо причинам уровень воды в баке-накопителе 2 понизится, то датчик 12 подаст на вход логического элемента сигнал противоположного знака, и привод 9 откроет клапан 8 для выполнения утечки воды. When the sump 17 is filled in excess of the set level, the sensor 16 is activated, the signal from which is fed to the first input of the AND 15 logic element, and if this pump unit on the dispatcher’s console is connected to a current source, relay 14 will trip, closing contact K2 of the power supply circuit of the centrifugal pump 13 1 with a cavity filled with water. Under the pressure of the water extracted by the pump, the check valve 5 opens, and water through a normally open valve 6 enters the discharge pipe 7, through which it rises and pours into the sewer ditch 18 or other container on the ground. At the same time, a vacuum is formed in the storage tank 2 due to the operation of the pump 1. Despite the fact that the sensor 12 will send a signal to the input of the AND-NOT 11 logic element, this signal is not used, since the electric motor 13 is working, and there is a voltage from the current source at the second input of the logic element, therefore, the KI contact remains in the normally open position, while water from the catchment basin will be sucked into the storage tank. As soon as the sump 17 is freed from water, the signal from the sensor 16 will go to the logic element And 15, which will lead to a de-energization of the relay 14 and the opening as a result of this contact K2. The electric motor 13 will be turned off, but before stopping due to inertia, the rotary centrifugal pump 1 will release the cavity of the pump itself from water. After the pump stops, the back pressure of the water column in the discharge pipe 7 acts on the check valve 5, which will block the reverse movement of water to the pump. The signal from the sensor 12 about the lack of water in the storage tank 2 and the signal from the electric motor 13 about the cessation of its operation will simultaneously arrive at the inputs of the AND-NOT 11 logic element, at the inverse output of which relay 10 will close contact K1. This will cause actuator 9 of valve 8 to open, opening parallel to the check valve 5, the passage of water into the cavity of pump 1 from the outlet pipe 7. Under the influence of column pressure L, water will fill not only the pump cavity, but also the storage tank 2 communicated with it until the moment when the sensor 12 will give a signal about the presence of the set water level, and the AND-NOT 11 logic element will turn off the relay 10. Contact K1 will return to the normally open state. The actuator 9 will be disconnected from the electric current source, and the valve 8 will block the flow of water through the bypass channel. If for some reason the water level in the storage tank 2 decreases, then the sensor 12 will send a signal of the opposite sign to the input of the logic element, and the actuator 9 will open the valve 8 to perform a water leak.

Claims

A PUMPING UNIT containing a centrifugal pump, the cavity of which is in communication with the pumped capacity through the storage tank, and with the discharge pipe through the non-return valve, and a device for automatically filling the pump cavity, including a filling pipe with a valve installed on it, communicating the sections of the discharge pipe to and after the non-return valve, characterized in that it is equipped with water level sensors in the storage tank and the evacuated tank, the valve in the filling pipe is equipped with an electric actuator connected to the source electric current through the contact of the electric relay installed at the output of the AND AND NOT logic element, one input of which is connected to the output of the water level sensor in the storage tank, and the second input is connected to the power circuit of the centrifugal pump electric motor at the point between the electric motor and the contact of the electric relay, winding which is connected to the output of the second logical element And, one input of which is connected to the output of the water level sensor in the pumped-out tank, and the second input is connected to an electric current source, to which it could s potdklyuchen electric centrifugal pump at said contact closure.