Способ автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки

 

Изобретение относится к гидротранспорту , в частности к автоматическому регулированию эрлифтных гидротранспортных установок, может быть использовано при эксплуатации многоступенчатых установок и является усовершенствованием известного способа автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки, описанного в а.с № 687267. Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы установки. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют уровень в приемной емкости первой ступени и по нему корректируют управляющие сигналы регулирующего воздействия второй и всех следующих ступеней с учетом времени запаздывания потока. 1 с.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 04 F 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

,Ы Ы О (61) 687267 (21) 4712940/29 (22) 03.07,89 (46) 07.05.92,Бюл, N 17 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.В,Бойко, Э.В.Тягниенко и Е.В.Усков (53) 621.651(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ¹

687267, кл. F 04 F 1/18, 1978. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА СЖАТОГО ВОЗДУХА МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ЭРЛИФТНОЙ

УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к гидротранспорту, в частности к автоматическому регуИзобретение относится к гидротранспорту, в частности к автоматическому регулированию эрлифтных гидротранспортных установок, может быть использовано при эксплуатации многоступенчатых установок и является усовершенствованием известного способа автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки, описанного в авт.св. № 687267.

В основном изобретении по авт.св,N

687267 описан способ автоматического регулирования расхода сжатого воздуха путем формирования управляющего сигнала по перепаду давления на дросселях, установленных между сборным коллектором установки и камерами смешения ступеней, и коррекции его по давлению, измеряемому в сборном коллекторе.

Этот способ недостаточно надежен изза отсутствия согласования режимов работы различных ступеней эрлифтной установки. В случае повышения уровня в

„„Ы„„1732ОО1 А2 лированию эрлифтных гидротранспортных установок, может быть использовано при эксплуатации многоступенчатых установок и является усовершенствованием известного способа автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки, описанного в а.с. N

687267. Целью изобретения является повышение надеж |ости и экономичности работы установки. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют уровень в приемной емкости первой ступени и по нему корректируют управляющие сигналы регулирующего воздействия второй и всех следующих ступеней с учетом времени запаздывания потока. 1 с.п.ф-лы, 3 ил. приемной емкости первой ступени ее производительность повышается, в то время как производительность второй ступени не меняется. В результате переполняется промежуточная приемная емкость между первой и второй ступенями. То же происходит в следующих ступенях установки — по мере повышения уровня предыдущей ступени переполняется следующая. Чтобы предотвратить переполнение, требуется увеличивать размеры промежуточных емкостей, что увеличивает стоимость реализации указанного способа, Цель изобретения — повышение надежности. .Поставленная цель достигается тем, что при реализации способа по авт,св.N 687267 дополнительно измеряют уровень в приемной емкости первой ступени и по нему корректируют управляющие сигналы с учетом времени задержки потока, Новым по отношению к прототипу является то, что управляющий сигнал дополни1732001

10

20 тельно корректируют с учетом уровня жидкости в приемной емкости первой ступени многоступенчатой эрлифтной установки, и для каждой ступени корректирующий сигнал задерживается на время транспортного запаздывания по отношению к предыдущей ступени.

Использование корректирующего сигнала, учитывающего уровень жидкости в приемной емкости первой ступени, позволяет согласовать статические режимы работы ступеней эрлифтной установки между собой по производительности, а задержка корректирующего сигнала для каждой последующей ступени на время транспортного запаздывания по отношению к предыдущей ступени позволяет согласовать переходные процессы при изменении режимов ступеней и тем самым повысить надежность, а также уменьшить стоимость реализации предлагаемого способа за счет уменьшения размеров промежуточных приемных емкостей последующих ступеней эрлифтной установки.

На фиг.1 изображена схема автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки, в которой реализуется предлагаемый способ; на фиг.2 изображен режим работы первой ступени установки; на фиг,3 — режим работы второй и последующих ступеней установки при повышении уровня жидкости в приемной емкости первой ступени.

Схема автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки содержит систему 1 питания сжатым воздухом, сборный коллектор 2, трубопроводы 3-6 соответственно первой, второй и последующих ступеней, установленные на них дроссели 7 и 10 (остальные дроссели не показаны), соединенные с этими дросселями регистраторы 8 и 11 перепада давления, регистраторы 9 и 12 давления в сборном коллекторе, регулирующие клапаны 13 и 15, регуляторы 14 и 16 соотношения, регистратор 17 давления в смесителе первой ступени и устройство 18 задержки. Аналогичные элементы третьей и последующих ступеней не показаны.

Способ автоматического регулирования расхода сжатого воздуха осуществляют следующим образом, Сжатый воздух от системы 1 питания эрлифтов нагнетается в сборный коллектор 2, откуда он поступает по трубопроводам 3-6 в смесители всех ступеней установки. Измеряют перепад давления на дросселях 7 и 10 (и на остальных дросселях, не показанных на чертеже). В соответствии с известным для каждой конк25

55 ретной установки диапазоном дополнител но измеряют давление сжатого воздуха сборном коллекторе 2 с учетом перепада дросселях 7 и 10. Регистраторы 8 и 11 пер пада давления на дросселях 7 и 10 и регис раторы 9,12 давления в сборном коллекто( преобразуют текущие значения этих пар метров в пропорциональные выходные си налы, Полученную таким образо информацию о параметрах сжатого возду> подводят к регуляторам 14 и 16 соотнош ния, в которых фактическое соотношен указанных параметров сравнивают с з, данным и пропорционально отклонени формируют управляющий сигнал регулир ющего воздействия .на регулирующие кл; паны 13 и 15, При стабильном режим воздухоснабжения со стороны системы питания сжатым воздухом расход. возду» каждой ступенью на заданном уровне I соответствии с установленным на регулят< ре соотношением) поддерживают по пер< паду давления на дросселе 7 (или 10 дл второй ступени) с коррекцией по давленик в сборном коллекторе 2. В случае отклон ния режима системы 1 питания эрлифто сжатым воздухом, приводящего к повыш< нию (понижению давления в сборном ко лекторе 2, одновременно пропорционально задан ному соотношени автоматически повышается (пони>каетс расход воздуха всеми ступенями, что спи собствует восстановлению давления в сбог ном коллекторе 2 и предотвращае нарушение режима работы эрлифтной уст; новки.

При изменениях уровня жидкости в пр емной емкости первой ступени описанна система, реализующая способ по авт.cs,t

787267, не реагирует на изменение режим установки, что приводит к переполнени> приемныхемкостей — сначала между перво и второй ступенями, а затем и остальны>

Система автоматического регулировани реализующая предлагаемый способ, допог нена средствами для измерения уровня задержки сигнала уровня на промежуто времени, равный транспортному запаздь. ванию по отношению к предыдущей ступе ни.

Предлагаемый способ корректирует ре жим работы установки при изменении уров ня в приемной емкости первой ступен следующим образом. В случае увеличени: притока жидкости в приемную емкость пер вой ступени уровень перемещает л из точк("а" в точку "б" (фиг,2). Это вызывает повы шение производительности первой ступе ни, следовательно, увеличивается и прито во вторую ступень. Уровень в ней долже

1732001 повыситься до значения, определяемого сжатого воздуха, уровнем и производительточкой "б" на фиг.3, что может привести к ностью,атранспортноезапаздываниезавипере полнению емкости, сит от длины подъемной трубы и скорости

1-я стМежду уровнем жидкости в приемной движения гидросмеси. Например, -я сту-. емкости и давлением в трубопроводе 3 по- 5 пень многоступенчатого эрлифтного водосле регулирующего клапана 13 существует отлива шахты "Красноармейская" имеет однсзначная статистическая и динамиче- рабочую точку со следующими номинальныская зависимость. Поэтому для измерения ми параметрами:

УР овня жидкости достаточно измерять дав- — расход воздуха Яв=100 м / мин, ление в трубопроводе 3 после регулирую- 10 — производительность(3э — 25 /; щего клапана 13, -уровень жидкости в приемной емкости

С регистратора 17 сигнал, пропорцио- й=75м. нальный уровню, поступает на устройство При повышении уровня на 1 м произво18 временной задержки. Время задержки дительность повышается на 3 м ч. Высота равно времени запаздывания первой ступе- 15 подъема 200 м, длина подъемной трубы 275 ни. Регулятор 16 формирует сигнал регули- м, скорость движения гидросмеси 494 м/с, рующего воздействия на регулирующий следовательно, транспортное запаздываклапан 15 второй ступени следующим обра- ние 275/4,94=51,6 с. Параметры 2-й ступени зом. Вычисляется приращение расхода такие.же. При повышении уровня на 1 м сжатого воздуха, соответствующее точке "в" 20 производительность 2-й ступени повышает— его величина определяется из экспери- ся также на Зм /ч, но этого можно достичь ментальных или расчетных характеристик и за счет увеличения расхода воздуха на 2,5 эрлифта — и увеличивается на эту величину м /мин. Таким образом, коэффициент прозсход сжатого воздуха через вторую сту- порциональности для корректирующего пень. При нормальных условиях эксплуата- 25 воздействия равен отношению изменения ции эта поправка прямо пропорциональна расхода воздуха к изменению уровня, эквиовню жидкости в приемной емкости пер- валентного этому изменению расхода по уровн вой ступени и введение ее в регулирующее производительности: К=2,5/ —, . д р воздействие сводится к сложению с сигна- ка корректирующего сигнала для второй лом, поступающим на регулирующий кла- 30 ступени 51,6 с.т. Для 3-й ступени (ее парапан в основном способе по авт.св.%787267. метры такие же, как и у 1-й и 2-й ступеней)

Таким образом, изменение производи- коэффициент пропорциональности такой тельности ступени, обусловленное измене- же, а задержка корректирующего сигнала нием расхода сжатого воздуха на величину 103,2 с. Для 4-й ступени задержка 5, Л(ф, эквивалентно изменению производи-, 35 т.д, для остальных ступеней. ти об словленному изменением Устройство для реализации способа мотельности, о условлен ому пользованием слеовня, и в результате производительность жет быть выполнено с исполь уровня, и в ступени повышается, а уровень остается не- дующих прибор р д и ибо ов и с е ств автоматизации; изменным, и приемная емкость не перепол- — дроссель/ норма но мальная иафрагма — кад фр

40 мерная диафрагма типа ДКБ или ДК+6(Автоняется.

Приток жидкости в приемную емкость матические приборы, регуляторы и вто ой ступени увеличивается не сразу по- вычислительные системы, Справочное по сле повышения уровня жидкости в первой собие под ред..Д. р вт р ступени, а через промежуток времени, рав- строение, 1976, с. );

7 с. 1) ный транспортному запаздыванию по отно- 45 — ре ул ру щ . — ег ли ю ий клапан — исполнительшению к первой ступени. Следовательно, и ный механизм типа Э (, . );

М305 (там же, с.259); ко ректирующий сигнал следует подавать с к р к — егист ато авления — датчик давлетаким же запаздыванием, Если время ния, манометр типа МП4=У з д

= 1 заво а "Теплотранспортного запаздывания 1-й ступени контроль", г.Казань(там же, с.ЗЗ); равно гз а 2-й ступени тз, и т.д., задер- 50 — регистратор перепада давления — диффе енциальный манометр типа ДМ Иваножка корректирующего сигнала для второй ф Р ступени Т =Тз для третьей ступени — ФРанковского приборостроительного

I — рег лятор импульсный типа РБИ ИваУ

- 55 но-Ф анковского приборостроительного

Таким образом, корректирующий сиг- но Р нал уровня проходит по системе параллель- завода; — устройство временной задержки, наи име типа БПЗ-2 комплектуемое по закаДля каждой эрлифтной установки существует своя зависимость между расходом У з с аналоговой машиной МН вЂ” 7 м.

1732001

e//cr

//,//// ж/ // vzmAp///////

c//////n t // //

//и г. /

Ф/ г.3

Фи/.2

Составитель В . Бой ко

Техред М.Моргентал Корректор О,Ципле

Редактор Б.Федотов

Заказ 1566 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Предлагаемый способ регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки по сравнению с основным изобретением по авт.св.¹ 687267 позволяет повысить надежность установки путем согласования режимов работы отдельных ступеней за счет коррекции управляющего воздействия по уровню жидкости в приемной емкости первой ступени и введения задержки на время транспортного запаздывания по отношению к предыдущей ступени. Кроме того, способ позволяет уменьшить стоимость реализации за счет уменьшения размеров приемной емкости промежуточных ступеней, так как основное назначение эрлифтных многоступенчатых установок — откачка воды из глубоких шахт, где стоимость монтажа и эксплуатации всего подземного оборудования значительно больше, чем на поверхности. Особенно эт» характерно для такого крупногабаритноп оборудования, как приемные емкости про межуточных ступеней эрлифтной установки

5 В то же время все устройства системы авто матического регулирования могут разме щаться на поверхности.

Формула изобретения

10 Способ автоматического регулировани расхода сжатого воздуха многоступенчато эрлифтной установки по авт.св.¹ 687267 отличающийся тем, что, с цельк повышения надежности и экономичность

15 работы устройства, дополнительно измеря ют уровень жидкости в приемной емкость первой ступени и корректируют по нему уп равляющие сигналы с учетом времени за паздывания сигнала.