Питання для самоконтролю

1. Для чого призначена водопідйомна установка з гідроакумуля­тором?

2. Основні складові водопідйомної установки з гідроакумуля­тором.

3. Принцип дії безбаштової водонасосної установки.

4. Які засоби автоматизації використовуються у водопідйомній установці з гідроакумулятором?

ТЕСТИ

1. Які засоби автоматизації використовуються у безбаш­то­вій водонасосній установці?

1. Електроконтактний манометр у напірному водопроводі.

2. Електродні датчики рівня води у водонапірному баку.

3. Реле тиску повітря у верхній частині бака.

2. В якій водонасосній установці використовуються реле тиску повітря в баку?

1. У безбаштовій водонасосній установці.

2. У водонасосній установці з контролем рівня води у водо­напір­ному баку.

3. В установці відкачування стічних вод.

3. Використовуючи принципову електричну схему безбашто­вої водонасосної установки, вкажіть за допомогою чого вмикається електродвигун насоса в автоматичному режимі?

1. Перемикачем SA1.

2. Перемикачем SА2.

3. Реле тиску SР

4. Використовуючи принципову електричну схему безбашто­вої водонасосної установки, вкажіть за допомогою чого вмикається електродвигун насоса в ручному режимі?

1. Перемикачем SA1.

2. Реле тиску SР

3. Перемикачем SА2.

5. Використовуючи принципову електричну схему безбашто­вої водонасосної установки, вкажіть, коли розмикаються контак­ти реле тиску SР?

1. При максимальному споживанні води та мінімальному тиску повітря в гідроакумуляторі.

2. При мінімальному споживанні води та максимальному тиску повітря в гідроакумуляторі.

3. При піднятті мембрани в гідроакумуляторі.

2.1.3. Автоматизація баштових водонасосних установок

Особливістю водопостачання з використанням баштових водокачок є висока стабільність і надійність управління водопоста­чанням. Це пов’язано з тим, що резервуари, підняті над поверхнею землі, тобто башти, мають достатньо великий запас води.

Основними складовими баштових водонасосних установок є башти Рожновського та заглибний електронасосний агрегат. Заглиб­ний електродвигун 1 (рис. 2.1.4) у моноблоці з багатоступінчастим насосом 2 закріплюють на водопідйомних трубах 3 і опускають у свердловину 5. Труби підвішують до плити 7, встановленої в приміщенні 11. Свердловини виконують з обсадних труб діаметром 100–450 мм. Електродвигуни виконують сухими, напівсухими і заповненими маслом або водою. Найбільш поширені електродвигуни, заповнені водою. Змазують гумометалеві або пластмасові підшипники також водою.

До електродвигуна підводять кабель 6, закріплений на водо­підйомних трубах хомутами 4. Всмоктувальна частина має сітку для затримання великих домішок, що знаходяться у воді. Бак башти 12 виконують звареним з листової сталі і встановлюють на цегельну, залізобетонну чи металеву опору. До бака підводять напірно-розвідний трубопровід 10. Кінець напірної труби доводять до верхнього рівня, а відвід води з бака відбувається через зворотний клапан біля нижнього рівня. Бак з зовнішньої і внутрішньої сторони обладнують сходами 17, 18, люком 16, вентиляційним клапаном 15, датчиками рівня 14 і водозливною трубою 13, що виключає перенаповнення бака водою. На водопроводі ставлять манометр 8 і засувки 9.

Рис. 2.1.4. Технологічна схема баштової водонасосної установки

з заглибним електродвигуном:

1 – електродвигун; 2 – насос; 3 – водопідйомні труби; 4 – хомути;

5 – свердловина; 6 – кабель живлення; 7 – плита; 8 – манометр;

9 – запірна арматура; 10 – напірний трубопровід; 11 – приміщення

водокачки; 12 – башта; 13 – переливна труба; 15 – вентиляційний

клапан;16 – люк; 17, 18 – драбини

Основним параметром управління в такій системі є рівень води в резервуарі, який контролюється електродними датчиками рівня чи тиск води в напірному трубопроводі, який контролюється електроконтактним манометром. При роботі баштової водонасосної установки з заглибним електронасосним агрегатом для агрегатів потужністю 4,5кВт і більше використовують датчики “сухого ходу”. Датчик “сухого ходу” унеможливлює роботу агрегату, коли рівень води в свердловині стає нижчим рівня його закріплення на напірному трубопроводі (приблизно 1м від верхнього краю електронасосного агрегату). Структурну схему баштової водонасосної установки як об’єкта автоматизації показано на рисунку 2.1.5.

Рис. 2.1.5. Структурна схема баштової водонасосної установки:

G_в – подача води (вхідна дія); L_в – рівень води в башті чи P_в – тиск води

в напірному трубопроводі (величина, що керується); С_в – кількість води,

що споживається (збурююча дія)

На рисунку 2.1.6 показана принципова електрична схема керування баштовою водонасосною установкою за допомогою станції керування. Вона дозволяє в ручному й автоматичному режимах запускати і зупиняти електронасос, захищає електродвигун від перевантажень і коротких замикань за допомогою автоматичного вимикача QF, сигналізує за допомогою сигнальних ламп про включений і відключений стан насоса.

Ручне керування електронасосом здійснюють перемиканням перемикача SА в положення “Р” а відключення – перемиканням перемикача SА в положення “О”.

Рис. 2.1.6. Принципова електрична схема керування баштовою водонасосною установкою за рівнем води в башті

Автоматичний режим керування задають перемиканням перемикача SА в положення "А". Якщо у башті немає води, то контакти (електроди) датчика верхнього SL1 і нижнього SL2 рівня розімкнуті. Отже, контакти реле КV:1 в ланцюзі котушки магнітного пускача КМ замкнуті. Магнітний пускач спрацьовує і включає електронасос М. По мірі накопичення води у башті перекриваються водою спочатку контакти SL2 нижнього рівня, а потім SL1 верхнього рівня, і реле КV через воду отримує живлення. Контактами КV:1 розривається ланцюг живлення магнітного пускача КМ, і електронасос відключається. Реле КV залишається включеним через контакти КV:2, SL1 і SL2. Воно відключиться тільки тоді, коли вода розімкне не тільки верхні контакти, але і нижні. У цьому випадку контакти КV:1 у ланцюзі магнітного пускача КМ викликають повторне включення електронасоса М.

Відключений стан насоса визначають за зеленою лампою НL1, а включений – за червоною лампою НL2.

На холодний період року вимикачем S включається електрообігрівач ЕК датчика, що запобігає зледенінню і вмерзанню електродів датчика рівня води в лід.

Реле КV вибрано постійного струму, тому що обмотка реле змінного струму при розімкнутому магнітопроводі могла б перегоріти при повільному заповненні водою верхнього проміжку датчиків рівня. Це може відбутися внаслідок того, що струм в обмотці реле змінного струму в даному випадку може наростати повільно до значення струму спрацьовування, що у кілька разів більше його номінального струму, коли магнітопровід цього реле замкнутий. Опір R2 вибирають таким, щоб при фазній напрузі мережі 220 В в колі електродних датчиків було безпечне значення напруги. Вода електропровідна і при значних значеннях напруги можливе ураження тварин та людей електричним струмом.

Розглянемо електричну схему автоматизованої роботи заглибного насоса з використанням датчика рівнів у баку водонапірної башти і датчика сухого ходу в свердловині біля насоса (рис. 2.1.7).

Рис. 2.1.7. Принципова електрична схема автоматизації