Для автоматизации насосных установок кроме аппаратуры общего применения (контакторов, магнитных пускателей, переключателей, промежуточных реле) применяются специальные аппараты управления и контроля, например реле контроля уровня, реле контроля заливки центробежных насосов, струйные реле и др.
В качестве реле контроля уровня используются: поплавковое реле, электродные реле уровня (электродные датчики), манометры различных типов, устанавливаемые на трубопроводе, датчики емкостного типа, радиоактивные датчики.
Поплавковые реле уровня применяются обычно для контроля уровня неагрессивных
б)
в)
а)
Рисунок 1.1 Устройства автоматизации насосных установок а) Поплавковое реле уровня,
б) реле контроля заливки, в) электродное реле
жидкостей.
Устройство поплавкового реле уровня показано на рис. 1.1а). В открытый резервуар, в котором контролируется уровень жидкости) погружен поплавок 1, подвешенный на гибком канате через блок 3 и уравновешенный грузом 6. На канате укреплены две шайбы 2 и 5, которые при предельных уровнях жидкости в резервуаре поворачивают коромысло 4 контактного устройства 8. Оно замыкает соответственно контакты 7 и 9, от которых идут провода в цепи управления и сигнализации насосной установки. В закрытом резервуаре поплавок 1 рычагом связан с осью рычага 10, которая с соответствующим уплотнением пропускается через стенку корпуса в пространство, где располагается контактная часть 11 реле. Провода от контактов выводятся через стенку резервуара.
Для электропроводных жидкостей применяется электродное реле уровня, принцип действия которого показан на рис. 1.1в). Реле состоит из металлических электродов 1 и 4, помещенных в корпусе 2. Реле опускается в резервуар 3. Электроды реле включены в цепь катушки промежуточного реле РП (электромагнитное реле). При подъеме уровня жидкости до верхнего электрода 4 образуется проводящий промежуток между электродами 1 и 4. Реле РП срабатывает, становится на самопитание через свой замыкающий контакт, а другими контактами производит необходимые переключения в цепях управления и сигнализации насосной установки. При опускании уровня жидкости ниже электрода 1 цепь питания катушки через контакт РП прерывается, реле РП обесточивается и своими контактами опять производит соответствующие переключения в схеме управления и сигнализации установки.
Реле контроля заливки центробежных насосов мембранного типа показано на рис. 1.1 б). Реле используется при заливке с помощью вакуум-насоса. Устанавливается реле на 0,3... 0,5 м выше насоса. При заполнении его водой мембрана 3 прогибается, поднимает шток 2 и замыкает контакты 1. После снижения давления мембрана пружиной (на рисунке не показана) возвращается в исходное положение. Достоинства реле мембранного типа — их большая чувствительность и способность выдерживать высокие давления.
Рассмотрим схему управления двумя насосами (рис. 1.2), эксплуатация которых осуществляется без дежурного персонала. Схема обеспечивает автоматический пуск и остановку насосов в зависимости от уровня жидкости в контролируемой емкости (баке резервуаре), из которой производится откачка или естественны! сток жидкости. Для контроля уровня применен электродные датчик (жидкость электропроводна). Схема разработана применительно к условиям пуска и остановки насосов при постоянно открытых задвижках, что часто имеет место в низконапорных насосных установках. Из двух насосов один является рабочим, второй — резервным. Это задается с помощью переключателя ПО. В положении / переключателя первый насос (с двигателем Ml) будет рабочим, а второй (с двигателем М2) — резервным. В положении 77 переключателя, наоборот, второй насос будет рабочим, а первый — резервным.
Рассмотрим работу схемы, когда переключатель ПО поставлен в положение /, а переключатели управления ПУ1 и ПУ2 поставлены в положение А, т. е. на автоматическое управление насосами. Контакты переключателя ПО в цепях катушек реле управления РУ1 рабочего и РУ2 резервного насосов будут замкнуты, но эти цепи остаются разомкнутыми вследствие отсутствия контактов с жидкостью электродов 2 и 3 датчика уровня ДУ. При повышении уровня жидкости в контролируемой емкости до электрода 2 цепь катушки реле РУ1 замыкается, реле срабатывает и его контакт подает питание в катушку магнитного пускателя К1. Включается электродвигатель Ml первого насоса. По мере откачки уровень жидкости в емкости понижается, но при разрыве контакта электрода 2 электродвигатель не останавливается, так как катушка реле РУ1 продолжает получать питание через свой контакт и пока замкнутый контакт электрода 1.
Если произойдет аварийное отключение рабочего насоса или производительность его недостаточна, уровень жидкости будет повышаться. Когда он достигнет электрода 3 датчика уровня, получит питание катушка реле РУ2. Реле сработает и включит магнитный пускатель К2 электродвигателя М2 резервного насоса. Резервный насос остановится при падении уровня жидкости ниже электрода 1.
При слишком большом притоке жидкости в емкость, из которой производится откачка или сток, производительность обоих насосных агрегатов может оказаться недостаточной и жидкость поднимется до предельно допустимого уровня, на котором установлен электрод 4. При этом замкнется цепь катушки аварийного реле РА, которое сработает и своим контактом включит цепь аварийной сигнализации. Реле контроля наличия напряжения РКН служит для подачи предупредительного сигнала при исчезновении напряжения в цепях управления. Цепи аварийной сигнализации питаются от самостоятельного источника. Белая сигнальная лампа ЛБ сообщает о наличии напряжения в цепях управления при контрольных осмотрах.
Переход на местное кнопочное управление (ручное полуавтоматическое) производится установкой переключателя ПУ1 для первого насоса и ПУ2 для второго насоса в положение Р (ручное Управление) и нажатием соответствующих кнопок «Пуск» КнП1, КнС1, КнП2, КнС2, расположенных непосредственно у насосных агрегатов. Переключатели ПУ1 и ПУ2 исключают возможность одновременного автоматического и кнопочного управления.
Приведенная схема составлена применительно к двигателям малой мощности (примерно до 10 кВт), поэтому цепи катушек магнитных пускателей защищаются теми же автоматами, что и двигатели. При двигателях большей мощности для катушек магнитных пускателей предусматривается самостоятельная защита