UA81006C2 - Method for control of centrifugal pump - Google Patents
Method for control of centrifugal pump Download PDFInfo
- Publication number
- UA81006C2 UA81006C2 UAA200507540A UAA200507540A UA81006C2 UA 81006 C2 UA81006 C2 UA 81006C2 UA A200507540 A UAA200507540 A UA A200507540A UA A200507540 A UAA200507540 A UA A200507540A UA 81006 C2 UA81006 C2 UA 81006C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- pump
- impeller
- flow
- angle
- blades
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до способів регулювання і керування віддентровими насосами, зокрема до відцентрових 2 насосів шахтного водовідливу, що працюють з перемінною подачею і високою вакуумметричною висотою всмоктування.The invention relates to methods of regulation and control of submersible pumps, in particular to centrifugal 2 mine drainage pumps operating with variable feed and high vacuum suction height.
Відомий спосіб регулювання насосних агрегатів, що включає вимір газовмісту у всмоктуючому трубопроводі за допомогою п'єзоелектричного перетворювача і регулювання засувки на напірному трубопроводі |Веремьев М.There is a known method of regulating pump units, which includes measuring the gas content in the suction pipeline using a piezoelectric transducer and adjusting the valve on the pressure pipeline |Veremyev M.
Н., Гавриленко Б. В. Разработка устройств регулирования и защить насосньїхх агрегатов от кавитации. // Трудь 70 международной научно-технической конференции "Горная знергомеханика и автоматика" -Д."ДонНТУ. - 2003. -N., Gavrylenko B.V. Development of regulation devices and protection of pump units from cavitation. // Proceedings of the 70th International Scientific and Technical Conference "Mining Power Mechanics and Automation" -D."DonNTU. - 2003. -
Т.2. - С.43-49).T.2. - P.43-49).
У даному способі зменшення кавітаційного запасу досягається шляхом примусової зміни робочого режиму насосної установки, а саме збільшення опору напірної магістралі. Результатом такого регулювання є зниженняIn this method, the reduction of the cavitation reserve is achieved by forcing a change in the operating mode of the pumping unit, namely by increasing the resistance of the pressure line. The result of such regulation is a decrease
ККД установки через втрати енергії на дроселювання потоку рідини в напірному трубопроводі. 12 Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, є спосіб керування віддентровим насосом, що включає вимір параметра, що характеризує фазовий склад потоку середовища на вході в насос, і регулювання напору, що розвивається насосом, при виконанні останнього з поворотними лопатками, причому як вимірюваний параметр використовують об'ємну концентрацію газового середовища в потоці, а регулювання здійснюється шляхом зміни вихідного кута лопаток |З, А.с. Мо1139894, кл РО4 015/00, Опубл. 15.02.85.,The efficiency of the installation due to energy losses due to the throttling of the liquid flow in the pressure pipeline. 12 The closest in terms of technical essence and the result that is achieved is the method of controlling a submersible pump, which includes the measurement of the parameter characterizing the phase composition of the medium flow at the entrance to the pump, and the adjustment of the pressure developed by the pump, when performing the latter with rotary vanes, and the volume concentration of the gaseous medium in the flow is used as a measured parameter, and the regulation is carried out by changing the outlet angle of the blades |Z, A.s. Mo1139894, kl RO4 015/00, Publ. 15.02.85.,
Бюлу.Мобі.Byulu. Moby.
Ознаки найбільш близького аналога, що збігаються з істотними ознаками винаходу, що заявляється: вимірювання і регулювання параметрів роботи насоса, виконаного з поворотними лопатками.Features of the closest analogue, which coincide with the essential features of the claimed invention: measurement and adjustment of the operating parameters of the pump, made with rotary vanes.
При даному способі зниження кавітаційного запасу досягається зменшенням робочої подачі шляхом зміни напірної характеристики насоса при зміні кута нахилу його лопаток. У даному випадку зменшення кавітаційного с запасу не забезпечується при зміні режиму роботи насоса в результаті зміни параметрів напірної мережі. Ге)With this method, the reduction of the cavitation reserve is achieved by reducing the working supply by changing the pressure characteristics of the pump when changing the angle of inclination of its blades. In this case, the reduction of the cavitation reserve is not ensured when the pump operation mode is changed as a result of the pressure network parameters change. Gee)
В основу винаходу поставлена задача створення оптимальної величини закручування потоку на вході в робоче колесо відцентрового насоса для зменшення кавітаційного запасу, що забезпечить підвищення його всмоктуючої здатності.The invention is based on the task of creating the optimal amount of flow swirl at the inlet to the impeller of a centrifugal pump to reduce the cavitation margin, which will ensure an increase in its suction capacity.
Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб регулювання відцентрового насоса, що включає о вимір і регулювання параметрів роботи насоса, виконаного з поворотними лопатками, відповідно до винаходу («З здійснюють шляхом вимірювання фактичного значення подачі і формування сигналу керування, спрямованого на регулювання кута нахилу лопаток вхідного направляючого апарата, причому кут нахилу лопаток визначають за о формулою: «-- ес" ве: со де Ц. - окружна швидкість потоку на вхідній кромці робочого колеса,The problem is solved due to the fact that the method of regulating the centrifugal pump, which includes the measurement and regulation of the operating parameters of the pump made with rotary vanes, according to the invention ("C is carried out by measuring the actual value of the supply and forming a control signal aimed at adjusting the angle of inclination blades of the input guide device, and the angle of inclination of the blades is determined by the formula: "-- es" ve: so de C. - circumferential speed of the flow at the inlet edge of the impeller,
Ст - меридіональна швидкість потоку на вхідній кромці робочого колеса, 4 - показник режиму роботи насоса, «St is the meridional flow velocity at the inlet edge of the impeller, 4 is the pump operating mode indicator, «
Д - кут нахилу вхідної кромки лопатки робочого колеса.D - the angle of inclination of the leading edge of the blade of the impeller.
На фіг.1 приведена схема регулювання відцентрового насоса; на фіг.2 - схема безударного входу рідини в З с міжлопаточні канали робочого колеса при номінальному режимі роботи насоса; на фіг.3 - трикутник швидкостей "» при безударному вході потоку рідини в робоче колесо насоса; на фіг.4 і 5 -тгрикутники швидкостей при подачах, " що відрізняються від номінальної; на фіг.б і 7 - схеми входу рідини в міжлопаточні канали робочого колеса при подачах, що відрізняються від номінальної; на фіг.8 - експериментальні характеристики зривних режимів насосу К 20-30 при наявності направляючого апарата. бо На фіг.1 представлена схема установки, що здійснює спосіб керування відцентровим насосом 1, на - всмоктуючому трубопроводі якого встановлений індукційний витратомір 2 типу ИРВ у вибухобезпечному виконанні. Послідовно до витратоміра 2 приєднаний підсилювач 3, програмний пристрій 4 та привід 5 о механічного регулятора лопаток направляючого апарата, який має зворотній зв'язок із програмним пристроєм 4. о 50 На фіг.2, 6 і 7 приведені схеми входу рідини в міжлопаточні канали колеса при різних режимах роботи насоса. Лопатки 1 вхідного направляючого апарата встановлені між втулкою робочого колеса 2 та лопатками ії; робочого колеса 3. Стрілками показаний напрямок ліній струму рідини, що рухається від втулки 2 робочого колеса до вхідних крайок його лопаток З, причому цей напрямок забезпечується за допомогою повороту лопаток 1 вхідного направляючого апарату.Figure 1 shows the adjustment scheme of the centrifugal pump; in Fig. 2 - a scheme of shock-free entry of liquid into the inter-blade channels of the impeller at the nominal operating mode of the pump; in Fig. 3 - the triangle of speeds "" at shock-free entry of the liquid flow into the impeller of the pump; in Figs. 4 and 5 - triangles of speeds at feeds ", which differ from the nominal one; in fig.b and 7 - diagrams of the entry of liquid into the interblade channels of the impeller at feeds that differ from the nominal; in Fig. 8 - experimental characteristics of failure modes of the K 20-30 pump in the presence of a guiding device. because Fig. 1 shows a diagram of the installation that implements the method of controlling the centrifugal pump 1, on the suction pipeline of which the induction flow meter 2 of the IRV type in the explosion-proof version is installed. An amplifier 3, a software device 4, and a drive 5 of the mechanical regulator of the blades of the guiding device, which has feedback with the software device 4, are connected in series to the flow meter 2. 50 Fig. 2, 6 and 7 show the diagrams of fluid entering the interblade channels of the wheel at different pump operating modes. Blades 1 of the input guide device are installed between the sleeve of the impeller 2 and the blades of it; impeller 3. Arrows show the direction of fluid flow lines moving from the sleeve 2 of the impeller to the inlet edges of its blades З, and this direction is ensured by turning the blades 1 of the inlet guide apparatus.
У номінальному режимі роботи насоса лінії струму рідини на вході в міжлопаточні канали робочого колесаIn the nominal mode of operation of the pump, the flow lines of the liquid at the entrance to the interblade channels of the impeller
ГФ! являють собою радіальні лінії, що виходять від його втулки 2 до вхідних крайок лопаток робочого колеса З (фіг.2). Закручування потоку при цьому відсутнє, що пояснюється напрямком стрілок. Кут повороту лопаток 1 о направляючого апарату відповідає лініям струму і дорівнює нулю. На вхідному трикутнику швидкостей (фіг.3) це відповідає перпендикулярності вектора абсолютної швидкості С. векторові переносної швидкості ШО, відносна 60 швидкість МУ спрямована під кутом установки лопатки р..GF! are radial lines extending from its sleeve 2 to the inlet edges of the vanes of the impeller C (Fig. 2). In this case, there is no twisting of the flow, which is explained by the direction of the arrows. The angle of rotation of the vanes 1 o the guide apparatus corresponds to the current lines and is equal to zero. On the input triangle of velocities (Fig. 3), this corresponds to the perpendicularity of the vector of the absolute velocity C to the vector of the transfer velocity SHO, the relative velocity 60 of the MU is directed at the angle of installation of the blade p.
При зміні подачі насоса відбувається відповідна зміна меридіональної швидкості С пі і поява окружної складової швидкості Сці, що характеризує удар. Поява окружної складової швидкості С |) приводить до зміни напрямку вектора абсолютної швидкості потоку (фіг.4 і 5). Однак рідина не може миттєво змінити напрямок руху, у результаті чого утворяться вихори на вхідних крайках лопаток З робочого колеса і, відповідно, зростуть бо гідравлічні втрати. Потік рідини на вході в робоче колесо насоса в цьому випадку здобуває закручування убік обертання самого колеса, що показано стрілками на фіг.б і 7.When the pump supply is changed, there is a corresponding change in the meridional speed Сpi and the appearance of the circumferential component of the speed Сци, which characterizes the impact. The appearance of the circumferential component of the speed C |) leads to a change in the direction of the vector of the absolute speed of the flow (Figs. 4 and 5). However, the liquid cannot instantly change the direction of movement, as a result of which vortices will form on the inlet edges of the blades of the impeller and, accordingly, hydraulic losses will increase. The fluid flow at the entrance to the pump impeller in this case acquires twisting to the side of rotation of the wheel itself, which is shown by the arrows in fig. b and 7.
Для усунення удару рідина повинна входити в міжлопаточні канали робочого колеса вже з окружною складовою абсолютної швидкості С.)1. Величина цієї складової визначається з трикутника швидкостей (фіг.4 і 5): й с (0To eliminate the impact, the liquid must enter the interblade channels of the impeller already with the circumferential component of the absolute speed C.)1. The magnitude of this component is determined from the velocity triangle (Figs. 4 and 5): y s (0
Се М-во Цу- тSe M-vo Tsu- t
ПО 1 К! 4 В! ТаFOR 1 K! 4 V! And
Для закручування потоку на величину С //4, обумовлену виразом (1) необхідно забезпечити кут повороту 70 вектора абсолютної швидкості С. на вході в міжлопаточні канали, що визначається наступним вираженням: ці (2) їшф- -ЗВБВБЗЖ ББЖ 22 - СрIn order to twist the flow by the amount С//4 determined by the expression (1), it is necessary to ensure the rotation angle of 70 of the absolute velocity vector C. at the entrance to the interblade channels, which is determined by the following expression: these (2)
Ст: З ' де 4 - показник режиму роботи насоса, дорівнює відношенню значень фактичної подачі до номінальної.St: Z ' where 4 is an indicator of the pump's operating mode, equal to the ratio of the values of the actual supply to the nominal one.
Спосіб регулювання відцентровим насосом 1 (фіг.1) здійснюється таким чином. Для забезпечення повороту лопаток вхідного направляючого аппарату на необхідний кут індукційний датчик 2 видає сигнал про значення показника режиму роботи ад, після чого цей сигнал підсилюється в підсилювачі 3. Отриманий після підсилювання сигнал подається до програмного пристрою 4, з якого надходить напруга на привід 5 повороту лопаток направляючого апарата відцентрового насосу 1. Поворот лопаток здійснюється на кут, значення якого визначається залежністю (2). Зворотний зв'язок за значенням кута повороту направляючого апарата реалізується електромагнітним датчиком розташування, розміщеним у приводі 5.The method of adjusting the centrifugal pump 1 (Fig. 1) is carried out as follows. To ensure the rotation of the blades of the input guide device to the required angle, the induction sensor 2 gives a signal about the value of the indicator of the operating mode ad, after which this signal is amplified in the amplifier 3. The signal received after amplification is fed to the software device 4, from which voltage is supplied to the drive 5 of the rotation of the blades of the guiding apparatus of the centrifugal pump 1. The rotation of the blades is carried out by an angle whose value is determined by dependence (2). Feedback on the value of the angle of rotation of the guiding device is implemented by the electromagnetic position sensor located in the drive 5.
Приклад. З метою перевірки впливу закручування потоку на величину кавітаційного запасу Ай на експериментальному стенді було проведено дослідження відцентрового консольного насосу К 20-30 при частоті обертання 2940 хв'ї. Режим роботи насоса визначався шляхом вимірювання подачі насосу, після чого с 29 розраховувався його кавітаційний запас. Дослідження проводилися для трьох випадків: без направляючого Ге) апарата (лінія позначена г) і з направляючим апаратом на вході в робоче колесо у виді грат лопаток, загнутих для закручування потоку на кути відповідно (сф. - ЗО і фо 7 452 (позначення ліній відповідно ш і 6). Для кожного випадку були отримані характеристики (фіг.8) зриву роботи внаслідок розвитку кавітації. З характеристик на со зо фіг.8 видно, що значення мінімального кавітаційного запасу при створенні закручення за допомогою грат направляючого апарата зменшилося з 2,3 до 1,5 м, що підтверджує ефективність запропонованого способу. оExample. In order to check the effect of swirling flow on the value of the cavitation reserve Аi, a study of a centrifugal cantilever pump K 20-30 at a rotation frequency of 2940 rpm was carried out on an experimental stand. The operating mode of the pump was determined by measuring the pump supply, after which its cavitation margin was calculated from 29. The research was carried out for three cases: without a guiding apparatus (the line is marked d) and with a guiding apparatus at the entrance to the impeller in the form of a grid of blades bent to twist the flow into corners, respectively (sf. - ZO and fo 7 452 (designation of the lines, respectively and 6). For each case, the characteristics (Fig. 8) of work failure due to the development of cavitation were obtained. From the characteristics in Fig. 8, it can be seen that the value of the minimum cavitation reserve when creating swirl using the grating of the guiding device decreased from 2.3 up to 1.5 m, which confirms the effectiveness of the proposed method
Таким чином, запропонований винахід дозволяє створити оптимальну величину закручування потоку на вході о в робоче колесо насоса, що дозволяє підвищити всмоктуючу здатність відцентрових насосів. «- 3оThus, the proposed invention makes it possible to create an optimal amount of swirling of the flow at the inlet to the pump impeller, which allows to increase the suction capacity of centrifugal pumps. "- 3o
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200507540A UA81006C2 (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Method for control of centrifugal pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200507540A UA81006C2 (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Method for control of centrifugal pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA81006C2 true UA81006C2 (en) | 2007-11-26 |
Family
ID=39016790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200507540A UA81006C2 (en) | 2005-07-28 | 2005-07-28 | Method for control of centrifugal pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA81006C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102878091A (en) * | 2012-10-11 | 2013-01-16 | 江苏大学 | Method for determining centrifugal pump full-condition theoretical lifts based on internal flow measurement |
| CN103032342A (en) * | 2013-01-10 | 2013-04-10 | 扬州大学 | Method for predicting angle change performance of water pump |
-
2005
- 2005-07-28 UA UAA200507540A patent/UA81006C2/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102878091A (en) * | 2012-10-11 | 2013-01-16 | 江苏大学 | Method for determining centrifugal pump full-condition theoretical lifts based on internal flow measurement |
| CN102878091B (en) * | 2012-10-11 | 2015-04-22 | 江苏大学 | Method for determining centrifugal pump full-condition theoretical lifts based on internal flow measurement |
| CN103032342A (en) * | 2013-01-10 | 2013-04-10 | 扬州大学 | Method for predicting angle change performance of water pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tsukamoto et al. | Transient characteristics of a centrifugal pump during starting period | |
| KR100381464B1 (en) | Turbomachinery with variable angle fluid guiding devices | |
| Wang et al. | Effects of flow rate and rotational speed on pressure fluctuations in a double-suction centrifugal pump | |
| Thin et al. | Design and performance analysis of centrifugal pump | |
| KR950033110A (en) | Surge detection device and turbomachine with same | |
| JP2003013898A (en) | Axial-flow type fluid machine | |
| CN1062578A (en) | The inlet casing of steam turbine | |
| US5851103A (en) | Turbomachinery with variable angle fluid guiding devices | |
| CN109026186A (en) | A kind of passive control technology of polynary coupling inhibiting the loss of radial-flow turbine blade tip clearance stream | |
| JPH11117898A (en) | Turbo machine | |
| UA81006C2 (en) | Method for control of centrifugal pump | |
| KR101593648B1 (en) | Apparatus and method for controlling variable guide vane in axial flow pump or mixed flow pump | |
| US3918828A (en) | Flow control for compressors and pumps | |
| RU2682043C2 (en) | Method for turning off a pump, and also a pump station construction | |
| UA12072U (en) | Method for control of centrifugal pump | |
| CN102072186B (en) | Volume control method for multistage centrifugal compressor | |
| Vanyashov et al. | Influence analysis of flow entry conditions on the centrifugal compressor impeller blades to integral gasodynamic characteristics in a combine regulation method | |
| US11913476B2 (en) | Compressor system | |
| Japikse | Stall, stage stall, and surge | |
| CN107294465B (en) | The frequency modulation method and system of irrigation and drainage axial-flow pump electric motor frequency converter | |
| Tan et al. | Experimental investigation of unsteady characteristics in a single-channel pump | |
| Bakken et al. | Wet gas compressor operation and performance | |
| Kassanos et al. | Numerical performance evaluation of design modifications on a centrifugal pump impeller running in reverse mode | |
| JP6235369B2 (en) | Fluid machinery | |
| Lu et al. | Cross influence of discharge and circulation on head loss of conduit of pump system with low head |