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专利号: 2017105014540
申请人: 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地下供水泵站结构控制系统的设计方法,所述地下供水泵站结构控制系统为:在上游水库(1)和下游蓄水池(7)之间通过管路依次连接若干个并联泵组支路、控制阀(6);

在所述的控制阀(6)和下游蓄水池(7)之间设有截止阀(10)、水箱装置(11);每条并联泵组支路均设有一个输水泵和一个单向阀;每条并联泵组支路上的输水泵均与泵组运行控制系统(13)电性连接,控制阀(6)与阀门控制系统(12)电性连接,截止阀(10)与冲洗控制系统(9)电性连接,流量变送控制系统(8)与泵组运行控制系统(13)、阀门控制系统(12)、冲洗控制系统(9)、下游蓄水池(7)电性连接;所述下游蓄水池(7)还连接流量故障智能监测报警系统(14);地下供水泵站是通过并联泵组支路将上游水库(1)中的水输送到下游蓄水池(7),通过调节控制阀(6)控制输出流量;其特征在于,设计方法包括如下步骤:(1)泵站通过管路地下供水,由于泵站在运行过程中,遇到泵组突然停止运行或管路破裂,下游蓄水池(7)的流量突然降低,流量变送控制系统(8)做出响应,输出信号;其中,流量变送控制系统(8)传递函数如下:(a)当Q1<0.5Q0时为泵组突然停止,流量变送控制系统(8)通过输出信号给阀门控制系统(12)和冲洗控制系统(9),从而延长控制阀(6)关闭时间和开启水箱装置(11),其中,流量变送控制系统(8)传递函数如下:G11(s)=K1(Q1<0.5Q0)

(b)当0.5Q0≤Q1<0.95Q0时管路破裂,流量变送控制系统(8)通过输出信号给阀门控制系统(12)来关闭控制阀(6),其中流量变送控制系统(8)传递函数如下:G12(s)=K2(0.5Q0≤Q1≤0.95Q0)式中:

s—复变量;

Q0—泵站初始流量,m3/s;

Q1—泵站输出流量,m3/s;

K1—泵组流量变送控制系统放大系数,其中

K2—管路流量变送控制系统放大系数,其中

G11(s)—泵组流量变送控制系统的传递函数;

G12(s)—管路流量变送控制系统的传递函数;

(2)将流量变送控制系统(8)输出的信号传递给泵组运行控制系统(13)、阀门控制系统(12)、冲洗控制系统(9);所述泵组运行控制系统(13)控制每条并联泵组支路上的输水泵的转速,所述阀门控制系统(12)控制控制阀(6)的开度,所述冲洗控制系统(9)控制截止阀(10)的启闭;

(3)当下游蓄水池(7)的流量发生变化,流量故障智能监测报警系统(14)根据流量变化输出相应的逻辑值,控制流量故障智能监测报警系统(14)是否报警。

2.根据权利要求1所述的一种地下供水泵站结构控制系统的设计方法,其特征在于,当管路的破裂时,流量变送控制系统(8)通过输出信号给阀门控制系统(12),阀门控制系统及时控制控制阀(6)关闭,当泵组的突然停止,阀门控制系统(12)按照控制要求调整关闭时间,来抑制管道中的压力波迅速波动,可一定程度降低水锤强度,其中,步骤(2)中,所述阀门控制系统(12)传递函数如下:(a)当泵组突然停止时,阀门控制系统(12)传递函数如下:(b)当管路破裂时,阀门控制系统(12)传递函数如下:式中:

s—复变量;

ξ1—系统结构参数,其中1<ξ1<3;

ξ2—系统结构参数,其中3<ξ1<6;

G21(s)—泵组阀门控制系统的传递函数;

G22(s)—管路阀门控制系统的传递函数。

3.根据权利要求1所述的一种地下供水泵站结构控制系统的设计方法,其特征在于,当泵组突然停止时,流量变送控制系统(8)通过输出信号来控制冲洗控制系统(9),使其工作来减小压力波的波动程度,最大限度抑制管路中的水锤的发生,其中,步骤(2)中,所述冲洗控制系统(9)的传递函数如下:式中:

s—复变量;

0—截止阀(10)关闭;

1—截止阀(10)开启;

G3(s)—冲洗控制系统的传递函数。

4.根据权利要求1所述的一种地下供水泵站结构控制系统的设计方法,其特征在于,根据流量变送控制系统(8)输出的信号,泵组运行控制系统(13)来控制泵组中输水泵的运行状态,其中,步骤(2)中,所述泵组运行控制系统(13)的变化式如下:式中:

n—泵组转速,r/min;

n0—初始泵组转速,r/min;

Q0—泵站初始流量,m3/s;

Q1—泵站输出流量,m3/s。

5.如权利要求1所述的一种地下供水泵站结构控制系统的设计方法,其特征在于,步骤(3)中,所述流量故障智能监测报警系统(14)逻辑值与下游蓄水池(7)的流量变化的关系式如下:式中:

A—报警控制系统运行逻辑值;

0—报警控制系统不工作;

1—报警控制系统工作;

3

Q0—泵站初始流量,m/s;

Q1—泵站实际流量,m3/s。