Автоматизація безбаштових насосних установок.

Автоматизовані водопідіймальні установки з гідроакумуляторами призначенні для механізації і автоматизації водопостачання невеликих тваринницьких ферм чи інших об’єктів зі споживанням води до 30 м³/год. Компактність установок порівняно з баштовими дає змогу монтувати їх в одному із виробничих приміщень, що суттєво зменшує витрати на будівництво і монтаж. Обов’язковою умовою нормальної роботи установки з гідроакумулятором є безперебійне електропостачання об’єкту. Максимальні щогодинні витрати води на об’єкті мають не перевищувати подачі насоса у робочій зоні. Як водозабірні пристрої безбаштових водонасосних установок використовують трубчасті колодязі (для свердловинних електронасосних агрегатів), або відкриті водойми, шахтні та трубчасті колодязі (для відцентрових консольних насосів).

При використанні водонасосних установок з гідроакумулятором (рисунок 2.1.1) вода з водозабірного пристрою насосом 5 подається на споживача. На відгалуженні трубопроводу встановлено гідроакумулятор 1 (двохкамерний бак), верхня і нижня камери якого розподілені гумовою мембраною 2. Верхня камера гідроакумулятора попередньо заповнюється повітрям до тиску Р₁ – тиск ввімкнення насоса. Нижня камера з’єднана з трубопроводом. При споживанні води, коли тиск в системі менше по величині Р₁, відбувається включення електронасоса. Коли споживання зменшується, вода заповнює нижню камеру гідроакумулятора і тиск повітряної подушки зростає до значення вимкнення насосного агрегату Р₂. При відновленні споживання, вода до споживача потрапляє під тиском повітря, що знаходиться над мембраною і цикл роботи водонасосної установки повторюється.

В безбаштових водонасосних установках з об’ємом бака 0,8 м³ гумова мембрана відсутня. В процесі експлуатації об’єм повітряної подушки такого баку постійно зменшується, тому що частина повітря розчиняється у воді. Це призводить до зменшення тиску водяної подушки. Для автоматичного підтримання об’єму повітряної подушки гідроакумулятора передбачено струминний регулятор запасу повітря.

Оскільки водонасосна установка відноситься до вибухонебезпечних, то при надмірному збільшені тиску води в гідроакумуляторі передбачено пристрій реагуючий на максимальне підняття мембрани і забезпечуючи вимкнення насосів. В випадках коли даний захист не здійснився спрацьовує запобіжний клапан.

Рисунок 2.1.1. Технологічна схема водопідйомної установки з гідроакумулятором типу ВУ: 1 – гідроакумулятор; 2 – мембрана; 3 – реле тиску ; 4 – манометр; 5 – насос; 6 – запобіжний клапан; 7 – трьохходовий вентиль; 8 – протипожежний вентиль; 9 - трубопровід подачі води на споживача.

Для ефективної роботи водонасосної установки, так як споживання води сільськогосподарських об’єктів є нерівномірним необхідно передбачити автоматичне керування насосом. Враховуючи будову, принцип дії та властивості даної водонасосної установки, керування насосом може проводитися по тиску повітря в верхній зоні гідроакумулятора. Структурна схема водонасосної установки з гідроакумулятором як об’єкта автоматизації показано на рисунку 2.1.2.

Рисунок 2.1.2. Структурна схема водонасосної установки з гідроакумулятором: G_в – подача води (вхідна дія); Р_пов – тиск повітря в гідроакумуляторі (величина, що керується); С_в – кількість води, що споживається (збурююча дія).

Принципова електрична схема керування водонасосною установкою з гідроакумулятором типу ВУ зображена на рисунку 2.1.3. Підготовка установки до роботи здійснюється автоматичним вимикачем QF. Про подачу напруги на щит керування та вимкнений стан насоса вказує сигнальна лампа HL1.

За допомогою перемикача SA1 задається "Ручний" чи "Автоматичний" режими керування установкою.

В "Автоматичному" режимі керування робота електродвигуна М залежить від стану контакту реле тиску SP. При споживанні води, коли тиск в системі менше по величині Р₁ контакт SP буде в замкненому стані, відбувається включення електромагнітного пускача КМ електродвигуна насоса М насоса. Про включення насоса сигналізуватиме сигнальна лампа HL2. Коли споживання зменшується, вода заповнює нижню камеру гідроакумулятора і тиск повітряної подушки зростає до значення вимкнення насосного агрегату Р₂, контакт реле тиску SP розімкнеться і електронасос буде вимкнений. При відновленнї споживання, вода до споживача потрапляє під тиском повітря, що знаходиться над мембраною і цикл роботи водонасосної установки повторюється.

Рисунок 2.1.3. Принципова електрична схема водонасосної установки з гідроакумулятором типу ВУ.

В "Ручному" режимі керування управління насосною установкою здійснюється переводом перемикача SA1 в положення "Р" та нейтральне положення.

Захист силових кіл від коротких замикань та перевантажень здійснюється автоматичним вимикачем QF, а кіл керування запобіжником FU. Контроль струмового завантаження двигуна насоса здійснюється амперметром РА.