RU2333463C2 - Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect - Google Patents

Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect Download PDF

Info

Publication number
RU2333463C2
RU2333463C2 RU2004138408/28A RU2004138408A RU2333463C2 RU 2333463 C2 RU2333463 C2 RU 2333463C2 RU 2004138408/28 A RU2004138408/28 A RU 2004138408/28A RU 2004138408 A RU2004138408 A RU 2004138408A RU 2333463 C2 RU2333463 C2 RU 2333463C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
pump
liquid
controlling
time
Prior art date
Application number
RU2004138408/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004138408A (en
Inventor
Леонид Кронидович Прозоров
Владимир Борисович Гармаш
Леонид Исакович Лазовский
Ольга Игоревна Гаевская
Original Assignee
Леонид Кронидович Прозоров
Владимир Борисович Гармаш
Леонид Исакович Лазовский
Ольга Игоревна Гаевская
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Кронидович Прозоров, Владимир Борисович Гармаш, Леонид Исакович Лазовский, Ольга Игоревна Гаевская filed Critical Леонид Кронидович Прозоров
Priority to RU2004138408/28A priority Critical patent/RU2333463C2/en
Publication of RU2004138408A publication Critical patent/RU2004138408A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2333463C2 publication Critical patent/RU2333463C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to proportioning of liquids by using a plunger pump driven by a synchronous drive normally used in petroleum, chemical and other industries. The proposed method of controlling the said pump capacity by bypassing a portion of liquid back into liquid tank the pump intake valve is kept open during a preset time interval from the start of suction and with the plunger discharging stroke, and after the said time interval the inlet valve is closed, while the remaining liquid is forced by the plunger via the exhaust valve to the pump outlet. The method allows, also, the determination of an instant and total liquid flow rate.
EFFECT: providing an automatic or remote control over proportioning plunger pump capacity and controlling its actual capacity allowing for transient processes.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области дозирования жидкости при использовании плунжерного насоса с синхронным электродвигателем, которое используется в нефтяной, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of fluid metering when using a plunger pump with a synchronous motor, which is used in the oil, chemical and other industries.

Широко известен способ регулирования производительности насоса, использованный в серийно выпускаемых различными заводами насосах типа НД, который заключается в том, что изменяют ход плунжера перемещением эксцентрика привода винтом отсчетного устройства вручную или электрическим сервоприводом. Недостатком этого способа является то, что ручной привод не позволяет автоматизировать процесс, а электрический сервопривод, хотя и позволяет автоматизировать процесс, но стоимость сервопривода соизмерима со стоимостью насоса и качество регулирования получается весьма низкое, т.к. за счет люфтов в механической передаче редуктора и выбега электродвигателя точность регулирования низкая. Кроме того, этот способ не позволяет измерять количество прокачанной жидкости, для этого требуется последовательно с насосом установить дополнительно весьма дорогостоящий расходомер для пульсирующих потоков [1].A widely known method of regulating the performance of the pump, used in series-produced pumps of the type ND, which consists in changing the stroke of the plunger by moving the drive eccentric by the screw of the reading device manually or by an electric servo drive. The disadvantage of this method is that the manual drive does not allow you to automate the process, and the electric servo drive, although it allows you to automate the process, but the cost of the servo drive is comparable to the cost of the pump and the quality of regulation is very low, because due to backlash in the mechanical transmission of the gearbox and the motor run-out, the control accuracy is low. In addition, this method does not allow to measure the amount of pumped liquid, for this it is necessary to install an additionally very expensive flow meter for pulsating flows in series with the pump [1].

Известен и другой способ регулирования производительности насоса путем его периодического включения и отключения [2]. Хотя этот способ и позволяет без больших затрат осуществить автоматизацию изменения производительности насоса, но режим работы насоса создается весьма тяжелый, т.к. частые запуски двигателя могут привести к его перегреву и полному отказу, а качество регулирования будет грубее и хуже, чем в предыдущем способе [2].There is another method for regulating the performance of the pump by periodically turning it on and off [2]. Although this method allows automation of changes in pump productivity to be carried out without large expenses, the operating mode of the pump is very difficult, because frequent engine starts can lead to overheating and complete failure, and the quality of regulation will be rougher and worse than in the previous method [2].

Известен также способ, реализованный в устройстве по патенту России 2171790 [3], в котором часть жидкости перепускают с выхода насоса на его вход. Этот способ не имеет жесткой связи между положением плунжера и моментом включения и выключения прерывателя потока и потому не позволяет точно контролировать количество закачиваемой жидкости. Контроль можно осуществить только усредненно после значительного времени работы насоса.There is also known a method implemented in the device according to the patent of Russia 2171790 [3], in which part of the liquid is passed from the pump outlet to its input. This method does not have a rigid connection between the position of the plunger and the moment of switching on and off the flow breaker and therefore does not allow precise control of the amount of injected fluid. Monitoring can only be carried out averagely after a considerable pump runtime.

Вторым недостатком этого способа является то, что прерывание потока осуществляется на напорной стороне насоса, где давление достигает сотен атмосфер, поэтому орган, прерывающий подачу, должен быть достаточно прочным и энергоемким, а значит, и дорогим.The second disadvantage of this method is that the flow is interrupted on the pressure side of the pump, where the pressure reaches hundreds of atmospheres, therefore, the organ that interrupts the supply must be sufficiently durable and energy-intensive, and therefore expensive.

Третьим недостатком этого способа и всех описанных выше является то, что они осуществляют косвенное управление и контроль, т.е. все сводится к изменению величины хода или числа ходов плунжера, но не контролируется результат (качает насос жидкость или нет? Исправен он или нет? Поступает на вход насоса жидкость или нет?). Этими способами не различается работа насоса вхолостую и полезная.The third disadvantage of this method and all of the above is that they carry out indirect management and control, i.e. it all comes down to changing the stroke value or the number of strokes of the plunger, but the result is not controlled (pump pumping liquid or not? Is it working or not? Is liquid coming in or not?). These methods do not distinguish between idle and useful pump operation.

Технический результат: предлагаемым изобретением решается задача автоматического или дистанционного управления изменением производительности плунжерного дозировочного насоса и контроля его реальной производительности с учетом переходных процессов, технического состояния насоса и физических характеристик закачиваемой среды.Technical result: the invention solves the problem of automatic or remote control of the change in the productivity of the plunger metering pump and control of its real performance, taking into account transients, the technical condition of the pump and the physical characteristics of the injected medium.

Для достижения указанного технического результата предлагается способ управления и контроля производительности дозировочного насоса путем перепуска части жидкости обратно в расходную емкость, заключающийся в том, что при нагнетающем ходе плунжера насоса в течение заданного времени от начала момента всасывания впускной клапан насоса принудительно удерживается открытым, перепуская часть жидкости через него обратно в емкость, а после истечения этого времени впускной клапан закрывают и через выпускной клапан остаток жидкости продавливают плунжером на выход насоса потребителю дозируемой жидкости, а изменяя заданное время изменяют дозу жидкости или количество доз жидкости, при этом момент начала всасывания фиксируют по моменту падения давления после цикла нагнетания, определяют время цикла нагнетания от момента возникновения давления в полости цилиндра до момента его исчезновения, пересчитывают его в единицах объема на единицу времени исходя из конструктивных данных насоса (диаметр цилиндра, ход плунжера, время полного хода плунжера), определяют суммарное время всех циклов нагнетания за весь период работы насоса и исходя из его конструктивных данных пересчитывают в единицы объема.To achieve the specified technical result, a method for controlling and monitoring the performance of the metering pump by transferring part of the liquid back to the supply tank is proposed, which means that when the pump plunger is pumped for a predetermined time from the start of the suction moment, the pump inlet valve is forcibly kept open, bypassing some of the liquid through it back to the tank, and after this time, the inlet valve is closed and through the exhaust valve the remainder of the liquid is pushed push the plunger to the pump outlet for the consumer of the dosed liquid, and changing the preset time, change the liquid dose or the number of liquid doses, while the moment of suction start is fixed at the moment of pressure drop after the injection cycle, the time of the injection cycle is determined from the moment the pressure arises in the cylinder cavity until it disappears , recalculate it in units of volume per unit time based on the design data of the pump (cylinder diameter, plunger stroke, plunger full stroke time), determine the total time all x injection cycles for the entire period of the pump and based on its design data are converted to volume units.

Реализация вышеизложенного способа осуществляется устройством для управления и контроля производительности плунжерного дозировочного насоса с синхронным электроприводом, состоящим из цилиндра, плунжера, впускного и выпускного клапанов, в котором впускной клапан выполнен принудительно управляемым (например, электромагнитом), а в полости цилиндра установлен датчик давления.The implementation of the above method is carried out by a device for controlling and monitoring the performance of a plunger metering pump with a synchronous electric drive, consisting of a cylinder, plunger, inlet and outlet valves, in which the inlet valve is made forcibly controlled (for example, by an electromagnet) and a pressure sensor is installed in the cylinder cavity.

Реализация способа осуществляется устройством, показанном на фиг.1, состоящем из цилиндра 1, плунжера 2, впускного клапана 3, выпускного клапана 4, толкателя электромагнита 5, самого электромагнита 6, толкателя плунжера 7, направляющей втулки 8, возвратной пружины 9, эксцентрика 10, вала редуктора 11, самого редуктора 12, синхронного электродвигателя 13, датчика давления 14 и контроллера 15.The implementation of the method is carried out by the device shown in figure 1, consisting of a cylinder 1, a plunger 2, an intake valve 3, an exhaust valve 4, a pusher of an electromagnet 5, an electromagnet 6, a pusher of a plunger 7, a guide sleeve 8, a return spring 9, an eccentric 10, the shaft of the gearbox 11, the gearbox 12 itself, the synchronous motor 13, the pressure sensor 14 and the controller 15.

Работает устройство следующим образом. При включении электродвигателя 13 он через редуктор 12 и вал 11 начинает вращать эксцентрик 10, который, достигая наибольшего диаметра, перемещает толкатель 7 и через него плунжер 2 в крайнее правое положение. При дальнейшем вращении эксцентрика 10 его диаметр уменьшается, а возврат толкателя 7 и плунжера 2 в крайнее левое положение осуществляется пружиной 9. Процесс перемещения плунжера 2 после каждого полного оборота эксцентрика 10 повторяется и таким образом плунжер 2 за каждый полный оборот перемещается из одного крайнего положения в другое и возвращается обратно.The device operates as follows. When you turn on the motor 13, it through the gearbox 12 and the shaft 11 begins to rotate the eccentric 10, which, reaching the largest diameter, moves the pusher 7 and through it the plunger 2 to the extreme right position. With further rotation of the eccentric 10, its diameter decreases, and the pusher 7 and the plunger 2 are returned to the leftmost position by the spring 9. The process of moving the plunger 2 after each full revolution of the eccentric 10 is repeated and thus the plunger 2 moves from one extreme position to each full revolution another and comes back.

При движении плунжера 2 из крайнего правого положения в левое происходит наполнение цилиндра 1 через впускной клапан 3, дойдя до крайнего левого положения плунжер 2 начнет двигаться в обратную сторону вправо, но впускной клапан при этом остается открытым и жидкость начинает сбрасываться через впускной клапан 3 обратно в емкость до тех пор, пока не поступит команда от контроллера на электромагнит 6 и, пока он не освободит свой толкатель 5, клапан 3 не сможет закрыться. Как только толкатель 5 освободит клапан 3, он закроется под воздействием давления жидкости и это давление откроет выпускной клапан 4, через который жидкость начнет поступать на выход потребителю.When the plunger 2 moves from the extreme right to the left position, cylinder 1 is filled through the inlet valve 3, reaching the leftmost position, the plunger 2 will begin to move in the opposite direction to the right, but the inlet valve remains open and the liquid starts to be discharged through the inlet valve 3 back to capacity until a command from the controller to the electromagnet 6 arrives and until it releases its pusher 5, valve 3 cannot close. As soon as the pusher 5 releases the valve 3, it closes under the influence of the liquid pressure and this pressure will open the exhaust valve 4, through which the liquid will begin to flow to the consumer.

Таким образом, изменяя время открытого состояния впускного клапана и сбрасывая через него часть объема обратно на вход, изменяют величину полезной дозы жидкости, проходящей к потребителю через напорный клапан 4.Thus, changing the time of the open state of the inlet valve and dumping part of the volume back to the inlet through it, the value of the useful dose of liquid passing to the consumer through the pressure valve 4 is changed.

Началом (моментом) отсчета времени является момент начала всасывания (наполнения) цилиндра 1 плунжером 2, для чего непосредственно в цилиндре 1 установлен датчик давления 14, который фиксирует момент падения давления после цикла нагнетания и дает команду на отсчет заданного времени, по истечении которого поступает команда на разрешение закрытия клапана 3.The start (moment) of the countdown is the start of the suction (filling) of cylinder 1 with a plunger 2, for which a pressure sensor 14 is installed directly in the cylinder 1, which detects the moment of pressure drop after the injection cycle and gives a command to count down the set time, after which a command to allow valve closure 3.

Отсчет интервалов времени, обработка информации от датчика давления и подачи команд на электромагнит осуществляются контроллером 15.The countdown of time intervals, the processing of information from the pressure sensor and the issuance of commands to the electromagnet are carried out by the controller 15.

На фиг.2 показан график зависимости производительности насоса от момента закрытия всасывающего клапанаFigure 2 shows a graph of the performance of the pump from the moment of closing the suction valve

tраб = Т - (Т/2 + tзад - tпер),trab = T - (T / 2 + tset - tper),

где Т - период работы насоса, состоящий из одного цикла всасывания и одного цикла нагнетания;where T is the pump operation period, consisting of one suction cycle and one discharge cycle;

tраб - время нагнетания;trab - discharge time;

tзад - заданное время перепуска жидкости через впускной клапан (tзад<Т/2);tset - set time for fluid bypass through the inlet valve (tset <T / 2);

tперех - время переходного процесса, связанное со временем открытия и закрытия клапанов в зависимости от давления на входе и выходе, вязкости среды и т.д. (tперех = tпер + t2 пер).tpere is the transition time associated with the opening and closing times of the valves, depending on the inlet and outlet pressures, viscosity of the medium, etc. (tpere = tper + t2 per).

Для конкретного насоса НД2,5/400 T-const и равно 1,6 секунды.For a specific pump ND2.5 / 400 T-const and equal to 1.6 seconds.

Время нагнетания составляет 50% от общего рабочего времени, т.е. за 1 час работы нагнетание составит 0,5 часа (1800 секунд).The discharge time is 50% of the total working time, i.e. after 1 hour of operation, the injection will be 0.5 hours (1800 seconds).

Производительность насоса Q=2,5 л/час=2500 мл/час, из чего следует, что максимальная одиночная доза составит

Figure 00000002
а из пропорции
Figure 00000003
следует
Figure 00000004
- это мгновенный расход в пересчете на 1 час,Pump productivity Q = 2.5 l / h = 2500 ml / h, which implies that the maximum single dose is
Figure 00000002
and out of proportion
Figure 00000003
should
Figure 00000004
- this is the instantaneous consumption in terms of 1 hour,

Figure 00000005
- суммарный расход за все время работы.
Figure 00000005
- total consumption for the entire time of work.

Предлагаемое устройство позволяет кроме вышепредложенного способа реализовать и другие способы управления производительностью насоса.The proposed device allows, in addition to the above method, to implement other methods of controlling the performance of the pump.

Для реализации способа, используемого в прототипе, необходимо заданное время установить кратным Т/2, но и в этом случае сохраняется ряд преимуществ предлагаемого способа, таких как возможность определения среднего мгновенного и суммарного расхода закачиваемой жидкости и диагностика состояния клапанов.To implement the method used in the prototype, it is necessary to set the specified time in multiples of T / 2, but in this case, a number of advantages of the proposed method are retained, such as the ability to determine the average instantaneous and total flow rate of the injected fluid and diagnostics of the valve status.

Источники информацииInformation sources

1. Агрегат электронасосный дозировочный одноплунжерный типа НД мощностью до 0,55 кВт. Руководство по эксплуатации НД1.01.150 РЭ ЗАО «Дозировочные насосы и системы», г.Тула, 2004 г.1. Unit electric pump dosing single-plunger type ND with power up to 0.55 kW. Operation manual ND1.01.150 RE CJSC “Dosing pumps and systems", Tula, 2004

2. http://www.pomp.ru/products/26.html.2.http: //www.pomp.ru/products/26.html.

3. Патент РФ №2171790 от 2001.08.10. Блок приготовления химреагентов блочных установок.3. RF patent No. 2171790 of 2001.08.10. Block for the preparation of chemicals of block plants.

Claims (4)

1. Способ управления и контроля производительности плунжерного дозировочного насоса с синхронным электроприводом, состоящим из цилиндра, плунжера, впускного и выпускного обратных клапанов, путем перепуска части жидкости обратно в расходную емкость, отличающийся тем, что при нагнетающем ходе плунжера насоса в течение заданного времени от начала момента всасывания впускной клапан насоса принудительно удерживают открытым, перепуская часть жидкости через него обратно в емкость, а после истечения этого времени впускной клапан закрывают и через выпускной клапан остаток жидкости продавливают плунжером на выход насоса потребителю дозируемой жидкости, при этом, изменяя заданное время, изменяют дозу жидкости или количество доз жидкости, при этом момент начала всасывания фиксируют по моменту падения давления после цикла нагнетания.1. A method of controlling and monitoring the performance of a plunger metering pump with a synchronous electric drive, consisting of a cylinder, plunger, intake and exhaust check valves, by transferring part of the liquid back to the supply tank, characterized in that when the pump plunger is pumped for a predetermined time from the beginning the suction moment, the inlet valve of the pump is forcibly kept open, passing part of the liquid through it back to the tank, and after this time the inlet valve is closed and through the exhaust valve, the remainder of the liquid is pressed by the plunger to the pump outlet to the consumer of the dosed liquid, while changing the set time, the liquid dose or the number of doses of liquid is changed, while the moment of suction start is fixed at the moment of pressure drop after the injection cycle. 2. Способ управления и контроля производительности плунжерного дозировочного насоса с синхронным электроприводом по п.1, отличающийся тем, что определяют время цикла нагнетания от момента возникновения давления в полости цилиндра до момента его исчезновения, пересчитывают его в единицах объема на единицу времени, исходя из конструктивных данных насоса (диаметр цилиндра, ход плунжера, время полного хода плунжера).2. The method of controlling and controlling the performance of a plunger metering pump with a synchronous electric drive according to claim 1, characterized in that the injection cycle time is determined from the moment pressure arises in the cylinder cavity until it disappears, it is recalculated in units of volume per unit time, based on structural pump data (cylinder diameter, plunger stroke, plunger full stroke time). 3. Способ управления и контроля производительности плунжерного дозировочного насоса с синхронным электроприводом по п.1, отличающийся тем, что определяют суммарное время всех циклов нагнетания за весь период работы насоса и исходя из его конструктивных данных пересчитывают в единицы объема.3. The method of controlling and controlling the performance of a plunger metering pump with a synchronous electric drive according to claim 1, characterized in that the total time of all pumping cycles for the entire period of the pump is determined and based on its design data are converted to volume units. 4. Устройство для управления и контроля производительности плунжерного дозировочного насоса с синхронным электроприводом, состоящее из цилиндра, плунжера, впускного и выпускного клапанов, отличающееся тем, что впускной клапан выполнен принудительно управляемым (например, электромагнитом), а в полости цилиндра установлен датчик давления.4. A device for controlling and monitoring the performance of a plunger metering pump with a synchronous electric drive, consisting of a cylinder, plunger, intake and exhaust valves, characterized in that the intake valve is made forcibly controlled (for example, by an electromagnet), and a pressure sensor is installed in the cylinder cavity.
RU2004138408/28A 2004-12-28 2004-12-28 Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect RU2333463C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004138408/28A RU2333463C2 (en) 2004-12-28 2004-12-28 Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004138408/28A RU2333463C2 (en) 2004-12-28 2004-12-28 Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004138408A RU2004138408A (en) 2006-06-10
RU2333463C2 true RU2333463C2 (en) 2008-09-10

Family

ID=36712448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004138408/28A RU2333463C2 (en) 2004-12-28 2004-12-28 Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2333463C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200801760A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-30 Унитарное Предприятие "Экстрасервис" METHOD FOR DETERMINING THE QUANTITY OF MILK DURING MILKING, OPTIONS AND DEVICE FOR DETERMINING THE QUANTITY OF MILK IN THE PROCESS OF MILKING

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Основы автоматизации химических производств. - Л.: Химия, 1975. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004138408A (en) 2006-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4854164A (en) Rod pump optimization system
EP2891799B1 (en) Pneumatic piston pump metering and dispense control
US9618155B2 (en) Apparatus and method for controlling a lubrication unit using flow rate feedback
CA2321818A1 (en) Method and apparatus for dispensing liquids and solids
CA2866670C (en) Fluid additive delivery system with flow meter
EA024119B1 (en) Dosing pump
US6276911B1 (en) Screw compressor
EP0678152B1 (en) A lubrication system for spot lubrication of working cylinders in large piston machines, primarily naval diesel motors
CN101418762A (en) Control method for a direct injection system of the common-rail type provided with a shut-off valve for controlling the flow of a high-pressure fuel pump
JP5898219B2 (en) How to operate the weighing device
RU2333463C2 (en) Method of controlling proportioning plunger pump and device to this effect
EP2459304B1 (en) Variable flow control using linear pumps
RU2381415C1 (en) Gas odorant automatic supply into pipeline method and equipment for its realisation
CN104564862B (en) A kind of combined pump control cylinder electrohydraulic control system
CN109368583A (en) Urea for vehicle charging machine and its use control method
JP2009197798A (en) Device for lubricating cylinder
RU2364706C1 (en) Method of constant dose pumping-over of liquid chemical reactant and device for its implementation
US20130202454A1 (en) Dosing pump unit and method for controlling a dosing pump unit
RU151396U1 (en) DEVICE FOR FILLING FUEL COLLECTORS OF COMBUSTION CHAMBERS OF A GAS TURBINE ENGINE
RU2808325C1 (en) Hydraulic system with feedback and method of its use
RU2347953C2 (en) Step drive with volumetric batching
RU39707U1 (en) AUTOMATIC SAMPLING SYSTEM
JP7469752B2 (en) Metering Pump
RU165575U1 (en) ADDITIVE DISPENSER
SU174384A1 (en) THE USSR &#39;&#34;•;.: •&#39;.\\

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081229