Універсальна станція управління заглибними електронасосами

Изобретение относится к устройствам для управления погружными электронасосами в различных отраслях народного хозяйства. Известны и выпускаются промышленностью устройства для автоматического поддержания уровня воды в водонапорной башне, из которых наиболее надежное и современное устройство - это станция управления "Каскад" (1), выбранная прототипом. Станция управления "Каскад" с управлением по давлению состоит из вводного автоматического выключателя, магнитного пускателя электродвигателя насоса, электроконтактного манометра, установленного в нагнетательном трубопроводе, блока управления, состоящего из датчика "сухого хода", ячейки защиты, ячейки питания, ячейки управления по давлению, выходного реле блока "Логика". Недостатками прототипа являются: сложность в изготовлении и ремонте; чувствительность к грозовым разрядам; неприспособленность к эксплуатации в тяжелых условиях сельского хозяйства; невозможность регулирования уровня воды в башне, запитанной от артскважины с малым запасом воды. В основу изобретения поставлена задача создать такую станцию управления погружными электронасосами, в которой новое выполнение блока управления позволило бы избавиться: 1. от влияния гидроударов при пуске и остановке электронасоса; 2. от прокладки проводов связи от водонапорной башни к артскважине; 3. от прокладки проводов связи от станции управления к датчикам верхнего и нижнего уровня воды в самой артскважине. Это дает экономию электроматериалов, повышает надежность водоснабжения. Поставленная задача решена тем, что в универсальной станции управления, содержащей вводной автоматический выключатель, магнитный пускатель электродвигателя насоса, электроконтактный манометр, установленный в нагнетательном трубопроводе на артскважине, блок управления, согласно изобретению, состоит из пускателя защиты от неполнофазного режима, подключенного через свой нормально открытый контакт к ключу управления, который соединен с катушкой первого реле времени через нормально закрытый контакт четвертого реле времени, первый контакт первого реле времени соединен с подвижным контактом электроконтактного манометра через нормально закрытый контакт магнитного пускателя электродвигателя, второй контакт первого реле времени параллелен с нормально открытым контактом второго реле времени, и через нормально открытый контакт магнитного пускателя электродвигателя подключен к катушке второго промежуточного реле, контакт электроконтактного манометра "минимум" подключен к катушке первого промежуточного реле и нормально закрытому контакту третьего промежуточного реле, контакт электроконтактного манометра "максимум" подключен через нормально закрытый контакт магнитного пускателя электродвигателя к катушке третьего промежуточного реле, катушка второго реле времени через контакты первого и второго промежуточных реле, четвертого реле времени подключена к первому контакту первого реле времени, катушка магнитного пускателя электродвигателя через нормально открытый контакт четвертого промежуточного реле соединена с контактами первого и второго промежуточного реле и через нормально открытые контакты четвертого промежуточного реле и магнитного пускателя электродвигателя соединена с ключом управления, катушка четвертого реле времени через контакты четвертого промежуточного реле соединена с ключом управления, катушка первого промежуточного реле через контакты первого и третьего промежуточного реле соединена с ключом управления, выхода катушек магнитного пускателя электродвигателя, первого, второго, третьего и четвертого реле времени через нормально закрытый контакт тепловой защиты магнитного пускателя электродвигателя соединены с вводным нулевым проводом, ключ управления соединен с катушкой магнитного пускателя электродвигателя, катушка магнитного пускателя защиты от неполнофазного режима подключена к выходу автоматического выключателя. Сочетание в электрической схеме блока управления станции магнитных пускателей, промежуточных реле и реле времени предназначено для гашения гидроударов при пуске и остановке насоса, т.е. колебание давления не будет отражаться на магнитном пускателе электродвигателя; измерение уровня воды в башне будет производиться только после успокоения электроконтактного манометра, регулировка выдержки времени на первом реле времени дает возможность использовать станцию управления на артскважинах с малым запасом воды без установки датчиков уровня воды в самой артскважине. Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено: Фиг.1 - электрическая схема станции управления; Фиг.2 - схема водоснабжения. Перечень элементов фигуры 1. 1. Автоматический выключатель. 2. Магнитный пускатель электрического двигателя насоса. 3. Магнитный пускатель защиты от неполно-фазного режима. 4. Ключ управления. 5. Первое реле времени. 6. Первое промежуточное реле. 7. Электроконтактный манометр. 8. Второе промежуточное реле. 9. Третье промежуточное реле. 10. Второе реле времени. 11. Четвертое промежуточное реле. 12. Третье реле времени. 13. Четвертое реле времени. Перечень элементов фигуры № 2. 14. Станция управления. 15. Водопроводная башня. 16. Нагнетательный трубопровод. 17. Обратный клапан. 18. Насос. 19. Электродвигатель. 20. Артскважина. Описание работы электрической схемы. При включении вводного выключателя 1 срабатывает катушка пускателя 3, включенная между фазами А и Б и через контакт пускателя 3 фаза С поступит на ключ управления 4. При обрыве любой из фаз на вводе напряжение в цепи управления не поступит и двигатель не включается. I. Работа станции управления в автоматическом режиме на артскважине с большим запасом воды. При включении ключа управления 4 в положение "Автоматическая работа" напряжение по цепочке ключ управления 4 - нормально закрытый контакт реле времени 13 поступит на катушку реле времени 5. По истечении выдержки времени (примерно 1мин.) замыкаются первые контакты реле времени 5 и по цепочке ключ управления - 4 - закрытый контакт реле времени 5 - нормально закрытый контакт магнитного пускателя 2 напряжение поступает на подвижной контакт (стрелку) электроконтактного манометра 7. При отсутствии воды в башне будут замкнуты: подвижной контакт и контакт "минимум" и включится промежуточное реле 6, которое самозаблокируется своими первыми контактами. Второй контакт промежуточного реле 6 подаст напряжение на катушку реле времени 10 по цепочке: ключ управления 4 - первый контакт реле времени 5 - второй контакт промежуточного реле 6 - нормально закрытый контакт реле времени 13 - нормально закрытый контакт промежуточного реле 8. По истечении выдержки времени реле времени 10 (примерно 5-10сек.) замкнутся первые контакты реле времени 10 и по цепочке ключ управления 4 - первый контакт реле времени 5 - первый контакт реле времени 10 второй контакт промежуточного реле 9 - третий контакт промежуточного реле 6 - второй контакт промежуточного реле 8 - нормально закрытый контакт реле времени 12 напряжение поступит на катушку реле времени 12 и катушку промежуточного реле 11. Промежуточное реле 11 сработает и своим первым контактом по цепочке ключ управления 4 - закрытый первый контакт реле времени 5 - закрытый первый контакт реле времени 10 нормально закрытый второй контакт промежуточного реле 9 -закрытый третий контакт промежуточного реле 6 закрытый первый 1 контакт промежуточного реле 11 подает напряжение на катушку магнитного пускателя 2. Магнитный пускатель 2 сработает и своими силовыми контактами, включенными в фазы А, В и С, включит электродвигатель насоса; первый открытый контакт пускателя 2 снимет напряжение с подвижного контакта электроконтактного манометра 7; второй контакт магнитного пускателя 2 разорвет цепь напряжения между контактом "максимум" электроконтактного манометра 7 и катушкой промежуточного реле 9, третий контакт через спаренный второй контакт реле времени 5 и второй контакт реле времени 10 соединит подвижный контакт электроконтактного манометра 7 с катушкой промежуточного реле 8; четвертый закрытый контакт магнитного пускателя 2 соединит через закрытый первый контакт промежуточного реле П ключ управления 4 и катушку магнитного пускателя 2. По истечении выдержки времени на реле времени 14 (примерно 5-10 секунд) разомкнутся его нормально закрытые контакты и разорвут цепи питания катушек реле времени 5 и 10. Первый контакт реле времени 5 и первый контакт реле времени 10 разомкнутся и таким образом схема готовится к измерению давления в башне по истечении времени работы насоса. По истечении выдержки времени на реле времени 14 (примерно 5-10 секунд) разомкнутся его нормально закрытые контакты и разорвут цепи питания катушек реле времени 5 и 10. Первый контакт реле времени 5 и первый контакт реле времени 10 разомкнутся и таким образом схема готовится к измерению давления в башне по истечении времени работы насоса. На реле времени 12 выдержка времени выставляется 30-60 минут, в зависимости от расхода воды в системе водоснабжения и производительности насоса. По истечении выдержки времени реле времени 12 размыкает своим контактом цепь питания катушки промежуточного реле 11. Промежуточное реле П отключается, своим первым контактом отключает катушку магнитного пускателя 2; вторым контактом отключает катушку реле времени 13. Контакты реле времени 13 замыкаются; первый контакт реле времени 13 подает напряжение от ключа управления 4 на катушку реле времени 5. Выдержка времени 1-2 минуты на реле времени 5 предназначена для гашения обратного гидроудара и успокоения подвижного контакта электроконтактного манометра 7. По истечении выдержки времени первого контакта реле времени 5 первый контакт реле времени 5 замыкается и будет подано напряжение на подвижный контакт электроконтактного манометра 7. Если в башне будет половина уровня воды, то контакты электроконтактного манометра 7 будут разомкнуты, но так как промежуточное реле 6 самозаблокировано своим первым контактом, то через его второй контакт будет подано напряжение на реле времени 10, которое по цепочке ключ управления 4 - первый контакт реле времени 5 первый контакт реле времени 10 нормально закрытый второй контакт промежуточного реле 9 - закрытый третий контакт промежуточного реле - нормально закрытый второй контакт промежуточного реле 8 - нормально закрытый контакт реле времени 12 подает напряжение на катушки реле времени 12 и промежуточного реле П. Промежуточное реле 11 включит магнитный пускатель 2, магнитный пускатель 2 включит электродвигатель насоса и в течение выдержки времени реле времени 12 насос будет качать воду. По истечении выдержки времени реле времени 12 магнитный пускатель 2 отключит электродвигатель насоса, отключится реле времени 13 и своим первым нормально закрытым контактом подают напряжение от ключа управления 4 на катушку реле времени 5. По истечении выдержки времени первого контакта реле времени 5, первый контакт реле времени 5 замкнется и будет подано напряжение на подвижный контакт электроконтактного манометра 7. При максимальном уровне воды в башне подвижный контакт электроконтактного манометра 7 и контакт "максимум" будут замкнуты и по цепочке ключ управления 4 - закрытый первый контакт реле времени 5 - нормально закрытый первый контакт магнитного пускателя 2 - подвижный контакт электроконтактного манометра 7 - контакт "максимум" электроконтактного манометра 7 - нормально закрытый второй контакт магнитного пускателя 2 будет подано напряжение на катушку промежуточного реле 9. Промежуточное реле 9 срабатывает и своим первым контактом разорвет цепь питания (самоблокировку) промежуточного реле 6. Промежуточное реле 6 отключится и своим вторым и третьим открытыми контактами разорвет цепи включения электродвигателя. При разборе воды с башни давление воды в трубопроводе будет опускаться до минимального, подвижный контакт и контакт "минимум" электроконтактного манометра 7 замкнутся, промежуточное реле 6 сработает, самозаблокируется и цикл включения насоса будет повторяться до тех пор, пока башня не заполнится. II. Работа станции управления в автоматическом режиме на артскважине с малым запасом воды. Работа электрической схемы станции управления на скважине с малым запасом воды аналогична с работой схемы станции на скважине и большим запасом воды. Отличие состоит в том, что в первом случае на реле времени 5 задается время для гашения обратного гидроудара (примерно 1-2 мин.), а во втором случае (скважина с малым запасом воды) на реле времени 5 устанавливается время заполнения скважины водой. Пример. Переключаем станцию на "Ручное управление" и выкачиваем воду из артскважины падение давления на электроконтактном манометре 7 и выход воздуха из спускного крана указывает на то, что уровень воды в скважине стал ниже заборного патрубка насоса. Насос выключаем. Через 1 час снова включаем насос, выкачиваем воду и засекаем время работы насоса. Это время работы насоса, уменьшенное на несколько минут, выставляем на реле времени 12. Время наполнения скважины водой (в нашем случае 1 час) выставляем на первом реле времени 5, выдержка времени на втором контакте реле времени 5 должна быть на несколько минут меньше, чем на первом контакте. После этого переключаем станцию на "автоматическое управление". Несколько циклов "заполнения скважины - водоподъем" надо произвести под наблюдением (возможно надо подкорректировать выдержки времени). Для защиты насоса от "сухого хода" служит промежуточное реле 8. Если во время работы насоса давление воды упадет (пойдет воздух), то замкнутся контакты электроконтактного манометра 7, подвижной и "минимум" и по цепочке ключ управления 4-первый контакт промежуточного реле 6 - нормально закрытый первый контакт промежуточного реле 9 контакт "минимум" - подвижной контакт - закрытый третий контакт магнитного пускателя 2 спаренные второй контакт реле времени 5 и второй контакт реле времени 10 напряжение попадет на катушку промежуточного реле 8. Промежуточное реле 8 сработает и своими контактными отключит магнитный пускатель 2. Аналогично это же промежуточное реле 8 отключит электродвигатель при выходе из строя соединения "двигатель-насос". Примечание: выдержка времени на первом контакте реле времени 10 должна быть на несколько секунд меньше, чем на втором контакте реле времени 10. III. Работа станции управления в "Ручном режиме". При включении ключа управления 4 в положение "Ручное управление" напряжение от ключа управления 4 будет подано прямо на катушку магнитного пускателя 2. Отключение производится переключением ключа управления 4 в нейтральное положение.