203264. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vízművek szivattyúrendsszere irányítására és ellenőrzésére
1 HU 203 264 B 2 ki olyan berendezés megvalósítását, amely az általunk javasolt térfogatáram mérési eljárást figyelembe véve valósítja meg a szivattyúkkal ellátott vízművek, elsősorban hűtővizet szállító szivattyúrendszerek optimális működését, a szivattyúrendszer ellenőrzését és irányítását. A találmányunk egyik felismerése tehát az volt, hogy magában a szivattyútestben, elsősorban az áramlás irányában haladva a járókerék mögött mindig van legalább két olyan pont, ahol a nyomáskülönbség úgy mérhető, hogy járulékos energiaveszteséget nem okoz, és a térfogatáram mérése elfogadható pontosságú lesz. Ez a nyomáskülönbség adódhat súrlódási és iránytörési veszteségből és/vagy a veszteségmentes Bemoulliegyenlettel és a kontinuitástétellel meghatározott keresztmetszet-változásból. Mivel mindkét megcsapolásnál légköri nyomáshoz képest túlnyomásról van szó, ezért a nyomáskülönbséghez szükséges nyomások ellenőrzése is megvalósítható. A találmány szerinti megoldásnál az a két pont, amelyek közötti nyomáskülönbséget a térfogatáram meghatározásához felhasználjuk a hidraulikarendszerek két célszerűen megválasztottpontja. Nyüvánvaló az is, hogy egy szivattyú esetében a járókerék utáni szakaszon való megcsapolások közötti nyomáskülönbség, amíg a megcsapolások közötti szerkezet nem változik, mindig a térfogatárammal arányos, azaz a nyomáskülönbség adott jelleggörbe esetében és például meghatározott üzemi nyomásszintre történő szállításnál a szivattyú hozzáfolyásoldali viszonyairól is tájékoztat, azaz a gereb utáni vízszint meghatározási problémáit önmagában oldja meg. A találmányunk második felismerése tehát az volt, hogy a gereb utáni vízszint mindig meghatározható a gereb előtti vízszint és a szivattyú által szállított térfogatárammal arányos nyomáskülönbségből, ily módon tehát a gerebenellenállást is állandóan ellenőrizni lehet. Miután a gereb előtti szint, azaz a zavartalan szint vagy csatornaszint mérése automatizálható, de kedvezőtlen esetben naponta mérhető, így a rendszerben a szivattyúk működési feltételeiben minden adat szerepelhet. Számos esetben alkalmaznak olyan szivattyúkat, amelyek perdületszabályozóval vannak ellátva önmagukban is, de különösen több gép esetén az optimális üzemvitel feltételeihez szinte mindig van perdületszabályozó. A perdületszabályozók állásszögével módosított, a szivattyú járókerekére való áramlási feltételek rendre más és más feltételeket eredményeznek, azaz a szivattyút egy korlátok közötti jelleggörbehalmaz jellemzi, amelynek tagjai értelemszerűen eltérnek, még egyazon gép esetében is. A vízművekkel szemben támasztott vízigény kielégítése feltételezi tehát az együttműködő szivattyúk optimális sorrendjét, annak elkerülésére, hogy például egy szivattyú eltérő jelleggörbéje miatt a párhuzamos kapcsolás elvi követelményeinek, ezen belül a részarányos vízszállításnak nem tud eleget tenni. A találmányunk harmadik felismerése az volt, hogy az egyes szivattyúk esetében mérhető térfogatáramarányos nyomáskülönbségek a tényleges párhuzamos üzem megítéléséhez is alapot szolgáltatnak. Különösen fontos lehet ez, ha az úgynevezett legkisebb üzemi tartományban a kavitáció fellépésével kell számolni, különösen előperdület-szabályozós szivattyúk esetében, amikor a szabályozási tartományból egy-egy szögtartományt ki kell rekeszteni ahhoz, hogy a gépek szempontjából veszélyes üzemállapotot elkerüljük. A perdületszabályozó állásszöge, a gereb utáni vízszint, valamint a térfogatárammal arányos nyomáskülönbség alapján olyan adatbázist nyerünk, amely a vízmű iránti igény optimális, és a gépi berendezést nem veszélyeztető üzemvitelét tudja megteremteni. A találmányunk tehát eljárás vízművek szivattyúrendszere irányítására és ellenőrzésére, valamint optimális üzemviszonyainak megvalósítására térfogatáram-szabályozással. A találmány szerinti eljárás lényege abban van, hogy »szivattyúkban az áramlási irányban a járókerék mögötti két pont között nyomáskülönbséget mérünk, és a mindenkori pillanatnyi térfogatáramot szivatytyúnként ezen nyomáskülönbségből az áramlástani gyakorlatnak megfelelően határozzuk meg. A találmány szerinti eljárás előnyös akkor, ha a gereb elpiszkolódását a pillanatnyi térfogatáram, vala- £ min t a zavartalan vízszinthez (gereb előtti szint) tartó- s, zó jelleggörbe pont és térfogatáram alapján határozzuk meg különbségképzéssel, illetőleg ha mérjük a ka- :;i vitációs számot is. Az eljárás során tehát a mindenkori pillanatnyi térfogatáramot szivattyúnként, a szivattyúkban az áram- w lás irányába a járókerék mögött két pont között, a tér- ^ mészetes üzemi feltételek mellett létrejövő veszteség- ? magasságot jellemző és/vagy a kontinuitási egyenlet- , tel és a Bemoulli-egyenlettel is meghatározható, nyomáskülönbség mérésének adataiból, az áramlási gyakorlatnak megfelelően határozzuk meg. A találmány tárgya továbbá berendezés vízművek szivattyúrendszerének irányítására és ellenőrzésére, ahol a szivattyúk előtti vízszinthez első nyomástávadó a szivattyúk utáni vízszinthez második nyomástávadó van elhelyezve, a szivattyúrendszerhez pedig szivatytyúnként vezetőlapátsor-szöghelyzettávadó, valamint a vezetőlapátsort állító motor tartozik, amelyek az adott szivattyú perdületszabályozójával vannak öszszekapcsolva. A találmány szerinti berendezés lényege abban van, hogy minden egyes szivattyúhoz az áramlási irányban a járókerék mögötti két pont között nyomáskülönbség-távadó van elhelyezve, amelynek kimenete, valamint a vezetőlapátsor-szöghelyzettávadó kimenete a szivattyú térfogatáramával arányos jelet előállító függvénygenerátor bemenetére van csatlakoztatva, a függvénygenerátorok kimenetei összegzőáramkör bemenetéire vannak kötve, az összegzőáramkör bemenetéinek száma megegyezik a szivattyúk számával és az összegzőáramkörök kimenete egy főszabályozó ellenőrzőjel-bemenetére van elvezetve, amelynek alápjelbemenete alapjeladóval van összekapcsolva, a főszabályozó Pl-szabályozóként van kiképezve, és kimene-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
