Насосная установка

Авторы патента:


Насосная установка
Насосная установка

 


Владельцы патента RU 2434164:

ХЭЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСИЗ, ИНК. (US)

Изобретение предназначено для использования в области насосостроения для транспортирования мокрых, влажных и сухих продуктов. Резервуары (10, 11, 12 и 13) связаны с входным трубопроводом (14), проходящим к входным патрубкам (16), каждый из которых управляется дроссельным клапаном (17). Нижние концы баков (10) и (12) и баков (11) и (13) пропускают материал через соответствующие выпускные дроссельные клапаны (22) в соответственно первую и во вторую подающую линию (23) и (24). Соответствующие дроссельные клапаны (17) и выпускные дроссельные клапаны (22) баков (10) и (11), с одной стороны, и баков (12) и (13), с другой стороны, работают от общих пневматических приводов (25). Каждый бак имеет эжекторный узел (26), имеющий верхнюю камеру (28), форсунку (30) инжектора и ускорительную трубку (31), которая создает эффект трубки Вентури. Воздушный цикличный клапан (32) осуществляет переход верхней камеры (28) от области с меньшим давлением к области с повышенным давлением. Ускорительная трубка (31) разрежается в подающую линию (23 или 24). Воздух в инжекторный узел (26) подается через клапан (35) управления воздухом. Каждая из соответствующих подающих линий (23) и (24) имеет отводное отверстие (37), которое позволяет направлять воздух в линию. Полный цикл загрузки и разгрузки управляется контроллером и пневматическими таймерами. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к насосным установкам.

Настоящее изобретение имеет частное, но не исключительное применение для откачки мокрых смесей твердых материальных частиц, и в иллюстративных целях ссылки будут даваться именно на это его применение. Однако следует понимать, что настоящее изобретение может найти и другие применения, такие как перекачка жидкостей и, вообще, твердых увлекаемых частиц, мокрых или сухих, такие как транспортирование мокрых, влажных или сухих порошков, илистых продуктов, суспензий, жидкостей и зернообразных материалов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ссылка в настоящем описании на любой прототип не является и не должна восприниматься как признание или как любая форма предположения относительно того, что этот прототип являет собой часть известного общего уровня техники в Австралии.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Бурение с целью разведки и добычи полезных ископаемых часто выполняется с использованием буровых растворов, предназначенных для выноса дробленой породы. Дробленая порода может затем отделяться от буровых растворов либо для их восстановления с целью вторичного использования, либо просто для поддержания водяного баланса. В любом случае остается дробленая порода, которая образует гидросмесь или водяную смесь этой дробленой породы переменной текучести. Эту дробленую породу надо куда-то перемещать. Дробленая порода образует массу, без исключения представляющую собой в высокой степени абразивный материал, к тому же часто горячий или/и химически активный.

Ременные или шнековые конвейеры не имеют ограничений относительно перемещаемого материала и/или предъявляют высокие требования к техническому обслуживанию. Лопастные насосы менее пригодны для этих целей, поскольку их лопасти входят в контакт с этими абразивными смесями.

Публикация WO/2006/037186 описывает насосное устройство, включающее в себя корпус со входом материала для перекачиваемого материала и с расходным отверстием, клапаны на впускном и выпускном отверстиях, а также средство управления, предназначенное для избирательного открывания и закрывания соответствующих клапанов и цикличного создания давления в этом корпусе. Когда давление в корпусе, пока впускной клапан открыт, низкое, в корпус подается материал. Когда средство управления производит закрывание впускного клапана, в корпус нагнетается давление и выпускной клапан открывается для выгрузки упомянутого материала из упомянутого корпуса. Циклирование давления осуществляется с помощью сжатого воздуха и трубки Вентури. Работа такого устройства может быть полностью пневматической, без необходимости использования электроники для выполнения основных функций.

Средство управления является полностью пневматическим, оно использует эжекторный узел, который содержит трубку Вентури, выполненную с возможностью цикличного уменьшения давления в корпусе. Отводимый через трубку Вентури воздух выводится в подающую линию за выпускним клапаном, создавая дополнительную движущую силу. Подача сжатого воздуха в корпус эжектора производится посредством управляемого клапанного переключения между созданием вакуумного разрежения в корпусе в такте впуска рабочего цикла и подачей давления в корпус в такте выпуска.

Особенностью бурильных операций, в частности морских бурильных операций, является то, что они производятся при практическом отсутствии емкостей по хранению результатов процесса. Перемещаемые при этом объемы относительно велики и переменны. Притом что вышеупомянутое устройство является управляемым в узком диапазоне пропускной способности - управляемым временными параметрами рабочего цикла и давлением подаваемого воздуха, невозможно предполагать, что одно такое устройство может справиться с широким диапазоном перемещаемых объемов. Используемое техническое решение состоит в установке стольких установок «баков», сколько необходимо в соответствии с ожидаемым максимальным перемещаемым объемом. Для исключения высококачественного управления перемещаемым объемом эти баки обычно настроены на оптимальную подачу независимо от действительной потребности.

Такой подход имеет несколько недостатков. Размер расположенного на открытом воздухе завода, необходимого для обеспечения работы многочисленных баков, все время требует увеличения площади и особенно потребляемой энергии. Отсутствие должной интеграции не позволяет оператору осуществлять гибкое управление одновременно и перемещаемым объемом, и энергией, расходуемой на перемещение дробленой породы внутри локализованной системы, как того требует изменяющаяся программа бурения. Динамика простого парного использования баков приводит к неизбежному подчинению одной системой другой с уменьшением скорости работы линии.

Таким образом, возникает необходимость в насосном агрегате, который мог бы справляться с переменным перемещаемым объемом при сохранении разумного потребления энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном объекте настоящее изобретение в общих чертах касается насосной установки, включающей в себя по меньшей мере одну группу насосных элементов, каждый из которых содержит корпус, имеющий впускное отверстие материала, разгрузочное отверстие, открывающееся в соответствующую подающую линию, и средство управления, управляющее приводными устройствами, воздействующими на клапаны на каждом впускном отверстии материала и разгрузочном отверстии, устройством подвода сжатого воздуха, циклично подающим его в трубку Вентури с целью понижения давления в корпусе для загрузки, и в корпус - для сброса давления, при этом рабочий воздух из трубки Вентури выпускается в подающую линию за ее закрытым выпускным клапаном, причем средство управления выполнено с возможностью выбора работающих насосных элементов и соответствующей фазы рабочего цикла каждого работающего насосного элемента.

Разряд рабочего воздуха из трубки Вентури в подающую линию во время создания вакуумного разрежения в корпусе имеет несколько преимуществ. Трубка Вентури эффективно звукоизолирована, что значительно снижает производственный шум. Поскольку эффект перемещения массы в результате сброса давления вызывает значительное снижение давления в подающей линии после закрывания выпускного клапана, имеет место лишь незначительная или вообще отсутствует остановка трубки Вентури вследствие обратного давления. В многоэлементной установке по настоящему изобретению возможность испускания воздуха из трубки Вентури в линию разрядки обеспечивается использованием разных линий разрядки для каждого элемента группы, что наделяет элементы группы возможностью несинфазного управления их работой.

Группа насосных элементов может включать в себя только один бак или большее количество баков на подающую линию. Может быть предусмотрено множество насосных элементов, которые выборочно производят синхронную выдачу материала на каждую подающую линию, таким образом, чтобы обеспечить "масштабирование" перемещаемых объемов по этой конкретной подающей линии. Подающая линия может быть оснащена средством вдувания воздуха в дополнение к сбросу в нее давления. Например, после сброса давления и закрывания выпускного клапана воздух высокого давления может быть направлен в подающую линию для придания материалу в линии дополнительной движущей силы. После этого дополнительный воздух перекрывается, и давление в линии имеет возможность понизиться, прежде чем откроется клапан трубки Вентури, и она разрядится в подающую линию.

Впускные отверстия насосных элементов могут быть связаны между собой коллекторами, чтобы питаться от общего бункера или иного устройства подвода материала. Коллектор может быть выполнен в виде камеры, которая будет находиться, по существу, в постоянном состоянии пониженного давления вследствие несинфазной работы группы. Этот коллектор может быть связан со средством хранения для накопления продукта до его перекачки. Система способна производить засасывание продукта с его верхней части, но предпочтительно, чтобы материал подавался в нее через бункер с возможностью обеспечения некоторого гравитационного маневра и минимизации среднего свободного пробега воздуха при прохождении его через продукт, таким образом, максимизируя эффективность вакуумного разрежения.

Корпус или бак может представлять собой соответствующий резервуар давления. Корпуса предпочтительно ориентированы своими впускными отверстиями вверх, а расходными отверстиями вниз для обеспечения гравитационного маневра при загрузке и разгрузке. Такая вертикальная ориентация, наряду с выбором формы и размеров, может способствовать оптимизации перемещаемого объема для данной площади основания. Резервуар давления, содержащий корпус, может быть оптимизирован для сохранения давления при данной толщине стенок. Например, корпус может быть цилиндрическим с частично сферическими или иным образом скругленными концами для противостояния обусловленной давлением деформации. Нижний конец корпуса может включать в себя перевернутый конус с выходом в вершине для оптимизации гравитационного маневра при разгрузке через этот выход. Резервуар давления может быть оптимизирован для сохранения давления и может иметь упомянутый внутренний конус, выполненный с возможностью оптимизации потока.

Вертикальная ориентация резервуара допускает также гораздо более широкий диапазон содержания влаги в любом извлекаемом и перемещаемом материале.

Каждый из впускных и выпускных клапанов может представлять собой клапан дроссельного типа. Приводные устройства для клапанов по своему принципу действия предпочтительно являются пневматическими. Впускные и выпускные клапаны отдельно взятого насосного элемента могут быть эксплуатационно взаимосвязаны для осуществления цикличной работы соответствующих клапанов по загрузке и разгрузке бака. Эта эксплуатационная взаимная связь может быть механической, такой как связь, образованная посредством общего приводного устройства двойного действия.

В качестве альтернативы соответствующие пары впускных отверстий материала и выпускных клапанов соседних насосных элементов могут быть оперативно взаимосвязаны для попеременной работы с целью осуществления жесткой несинфазной работы соответствующих баков. Эта оперативная взаимосвязь может быть механической, такой как связь, образованная посредством соответствующих общих приводных устройств двойного действия.

Приводимая в действие сжатым воздухом трубка Вентури может образовывать часть эжекторного узла. Эжекторный узел может включать в себя удлиненный корпус, имеющий верхнюю камеру с малыми ограничениями, сужающуюся в направлении к ускорительной трубке. Эффект Вентури может создаваться инжекторной форсункой, направляющей воздух высокого давления от устройства подвода воздуха через верхнюю камеру в ускорительную трубку, уменьшая давление в верхней камере. Верхняя камера может образовывать канал сообщения текучей среды с верхней частью корпуса для осуществления снижения давления в этом корпусе. Подача воздуха к инжекторной форсунке может включаться клапаном управления воздухом. Клапан управления воздухом может быть открыт в течение и фазы загрузки, и фазы разгрузки рабочего цикла и может быть закрыт для блокировки насосного элемента, когда он не необходим.

Инжекторных форсунок и ускорительных трубок (или диффузоров) может быть по одной или больше. Этим средством конфигурация может адаптироваться к имеющемуся в наличии воздуху таким образом, чтобы установка могла поддерживать одинаковый уровень вакуумного разрежения при наличии как большего, так и меньшего количеств воздуха. Объем "захваченного" воздуха также может изменяться. Бóльшая форсунка и ее соответствующая ускорительная трубка могут создать большие линейные скорости. Альтернативно выбранная величина вакуумного разрежения может соответствовать конкретному практическому варианту работы, например для всего диапазона перемещаемого объема может поддерживаться вакуумное разрежение величиной 625 мм (25") рт.ст.

Переключение между устройством подачи воздуха для создания вакуумного разрежения и устройством подачи воздуха для наддува корпуса может производиться любым пригодным для этого средством переключения. Например, перед трубкой Вентури может быть установлено избирательное отклоняющее устройство, выполненное с возможностью попеременного переключения устройства подачи воздуха между трубкой Вентури и входом наддува корпуса. В качестве альтернативного варианта предпочтительный узел эжектора может включать в себя цикличный клапан, установленный в ускорительной трубке или на выходе трубки Вентури, выполненный с возможностью попеременного открывания и перекрытия выходного прохода трубки Вентури. Закрывание открытого цикличного клапана позволяет трубке Вентури работать и уменьшать давление в корпусе. Закрытый цикличный клапан прекращает работу трубки Вентури, перекрывает выходной проход трубки Вентури в подающую линию и приводит к наддуву верхней камеры и корпуса.

Эффект заключается в том, что когда клапан управления воздухом открыт, открыты также и впускной, и цикличный клапаны, а выпускной клапан закрыт, в корпус под воздействием вакуумного разрежения производится загрузка материала. Простыми целенаправленными операциями закрывания впускного клапана, открывания выпускного клапана и переключения цикличного клапана в закрытое состояние работа трубки Вентури блокируется, и корпус наддувается для выброса содержимого корпуса со скоростью в подающую линию.

Когда выпускной клапан закрыт для увеличения вакуумного разряжения, рабочий воздух трубки Вентури испускается в подающую линию за закрытым выпускным клапаном. Чрезвычайно желательно, чтобы баки, работающие на данной подающей линии, были по существу синхронными. Для достижения постоянной тяги и наделения установки способностью работать не при пиковом, а при среднем значении потребления воздуха предпочтительно, чтобы баки, относящиеся к разным подающим линиям, управлялись с равномерным несинфазным распределением их рабочих циклов. В том случае, когда система имеет две подающие линии, пневматическими, гидравлическими или механическими связями между впускными клапанами баков, относящихся к альтернативным подающим линиям, можно обеспечить, чтобы, когда один клапан был открыт, другой был бы закрыт, и то же самое для выпускных клапанов. Для обеспечения должной выставки впускных и/или выпускных клапанов на упреждение ими воздействия средства управления на цикличный клапан используются связанные с ними концевые выключатели.

Средство управления может содержать один или большее количество встроенных или независимых контроллеров, управляющих соподчиненностью функций. Средство управления может включать в себя один или большее количество электронных или пневматических контроллеров. Контроллер может содержать программируемый логический контроллер (ПЛК). Во избежание электроники ПЛК может быть на 100% пневматическим ПЛК. Средство управления может прямо или опосредованно управлять какой-либо одной или большим количеством функций: управление загрузкой объема, управление разгрузкой объема, управление включением-выключением бака, регулирование давления, управление временными уставками работы впускного и выпускного клапанов, управление работой трубки Вентури и управление наддувом корпуса.

Контроллер может управлять рабочей фазой соответствующего элемента с использованием любого подходящего средства. Имея в виду описанную выше рассогласованную синхронизацию взаимным соединением впускных клапанов и взаимным соединением выпускных клапанов, из нее следует, что в тех случаях, когда соответствующие клапаны не связаны упомянутым образом, фазовое управление потребует иного подхода. Например, впускные и выпускные клапаны каждого бака могут быть взаимосвязаны для управления пневматическим приводным устройством двойного действия, а каждое приводное устройство может находиться под рабочим управлением функции распределения воздуха средства управления, чем и обеспечивается фазовое управление.

Для приведения в действие пневматических таймеров для управления временными уставками процесса контроллер может захватывать воздух из устройства подвода воздуха. Например, пневматический таймер может управлять приводным устройством или электромагнитной катушкой, чтобы направлять воздух на приводное устройство предпочтительного дроссельного клапана и приводное устройство предпочтительного клапана, изменяющее режим трубки Вентури с режима опорожнения резервуара на режим наддува резервуара. Предпочтительный пневматический ПЛК может включать в себя встроенные функции таймера или может управлять внешними таймерами. Клапан управления воздухом, управляющий подачей воздуха в эту установку, может подлежать управлению средством переключения, связанным с дроссельным клапаном, так что дроссельные клапаны должны быть полностью открыты или закрыты, прежде чем воздух выполнит свою функцию - отсасывание для создания вакуумного разряжения или нагнетание для наддува корпуса. В то время как таймеры управляют временными уставками, средство переключения обеспечивает полное переключение соответствующего дроссельного клапана в одно или в другое положение до разрешения на прохождение воздуха через систему.

Средство управления может управлять количеством материала, допустимым для подачи в корпус в каждом рабочем цикле любым пригодным для этого средством. Например, контроллер может содержать функцию таймера, а загрузка может определяться временем, установленным эмпирически на основании, имеющем отношение к природе материала. Альтернативно загрузка может измеряться по весу материала, и тогда средство управления использует какой-либо преобразователь или что-либо подобное, или же по объему, таким образом, как с помощью лопаточного колеса, установленного в подающем отверстии.

В еще одном объекте настоящее изобретение в общих чертах касается насосного агрегата с масштабируемым выходом, включающего в себя впускной коллектор, принимающий материал с переменной скоростью подачи, по меньшей мере одну группу насосных элементов, каждый из которых содержит корпус, имеющий впускное отверстие материала, увлекаемого из упомянутого коллектора, разгрузочное отверстие, открывающееся в соответствующую подающую линию, и пневматическое средство управления, управляющее приводными устройствами, воздействующими на клапан на каждом из впускных отверстий материала и разгрузочных отверстий, устройством подвода сжатого воздуха, циклично подающим его в трубку Вентури с целью понижения давления в корпусе для загрузки, и в корпус - для сброса давления, при этом рабочий воздух из трубки Вентури выпускается в подающую линию за ее закрытым выпускным клапаном, причем средство управления выполнено с возможностью воздействия на устройство подвода сжатого воздуха с целью выбора работающих насосных элементов, а также выполнено с возможностью управления упомянутой цикличной подачей сжатого воздуха и приводными устройствами для управления синфазной разгрузкой насосных элементов на одну подающую линию и для управления несинфазной разгрузкой насосных элементов на различные подающие линии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет описано со ссылками на следующий далее не ограничивающий вариант исполнения этого изобретения, проиллюстрированный чертежами, на которых

фиг.1 представляет собой вид сверху на установку в соответствии с настоящим изобретением и

фиг.2 представляет собой вид сбоку на установку по фиг.1.

На чертежах представлена насосная установка, выполненная с возможностью ее установки на паллете, содержащая четыре резервуара давления (10, 11, 12 и 13) или бака, собранных в квадратной конфигурации в плане. Входной трубопровод (14) конструктивно удерживается между баками и передает материал от центрального верхнего фланцевого 200-миллиметрового отверстия (15) доступа к соответствующим 80-миллиметровым входным патрубкам (16), каждый из которых управляется впускным дроссельным клапаном (17). На каждом из нижних концов резервуаров давления (10, 11, 12 и 13) имеется коллектор (20) с коническими стенками, передающий материал на выход (21), управляемый выпускным дроссельным клапаном (22). Выходы (21) баков (10 и 12) выходят в первую подающую линию (23). Выходы (21) баков (11 и 13) выходят во вторую подающую линию (24).

Впускные дроссельные клапаны (17) баков (10) и (12) связаны между собой и работают от общего приводного устройства (25) двойного действия. Выпускные дроссельные клапаны (22) баков (10) и (12) также связаны между собой и работают от общего приводного устройства (25) двойного действия. Подобным же образом впускные дроссельные клапаны (17) баков (12 и 13) связаны между собой и работают от общего приводного устройства (25) двойного действия. Выпускные дроссельные клапаны (22) баков (12 и 13) также связаны между собой и работают от общего приводного устройства (25) двойного действия.

Каждый из баков (10, 11, 12 и 13) имеет эжекторный узел (26), прикрепленный болтами к фланцевому отверстию (27), расположенному в верхней части бака. Эжекторный узел (26) имеет верхнюю камеру (28), образующую патрубок, развернутый вниз от фланцевого отверстия (27). Вниз сквозь боковую стенку верхней камеры (28) направлена форсунка (30) инжектора. Нижний конец верхней камеры (28) переходит в относительно узкую ускорительную трубку (31), выставленную соосно с инжекторной форсункой (30), для создания эффекта Вентури. В ускорительную трубку (31) вставлен воздушный цикличный клапан (32) для обеспечения перехода верхней камеры (28) от области с меньшим давлением к области с повышенным давлением. Ускорительная трубка (31) разрежается в расширительную трубу (33), которая, в свою очередь, выходит в соответствующую подающую линию (23 или 24).

Воздух в форсунку (30) каждого из инжекторных узлов (26) подается из линии (34) подвода сжатого воздуха через соответствующий клапан (35) управления воздухом. Этот клапан (35) управления воздухом содержит переключатель "включено-выключено", предназначенный для подключения к линии соответствующего бака. Линия (34) подачи сжатого воздуха включает в себя ручной шаровой отсечной клапан (36), позволяющий производить выключение всей установки из одного места.

Сжатый воздух подается в линию (34) подачи сжатого воздуха, которая в свою очередь, подает воздух к воздушным клапанам управления (35), а также к расположенным в закрытом корпусе органам и цепям пневматического управления. Если резервуары давления (10 и 12) находятся в "вакуумной" фазе рабочего цикла, то впускные дроссельные клапаны (17) подсоединены к входному трубопроводу (14), в то время как резервуары давления (11) и (13) остаются изолированными от этого входного трубопровода (14) посредством своих дроссельных клапанов (17). Если все четыре воздушных клапана управления (35) установлены на "Вкл", то воздух направляется по линиям гибких рукавов к каждой из инжекторных форсунок (30). Поскольку резервуары давления (10) и (12) находятся "вакуумном" режиме, соответствующие им воздушные цикличные клапаны (32) открыты, позволяя воздуху проходить через инжекторную форсунку (30) вниз по ускорительной трубке (31), создавая тем самым в резервуарах давления (10 и 12) вакуумное разрежение, выравненное на входном трубопроводе (14). Воздух, выходящий из ускорительной трубки (31), имеет возможность расшириться в расширительной трубе (33), а затем направляется в первую подающую линию (23).

Соответственно, воздух, направленный в резервуары давления (11) и (13) через линию (34) подачи сжатого воздуха и клапаны (35) управления воздухом, в каждом случае проходит от воздушной инжекторной форсунки (30) через верхнюю камеру (28), но задерживается на воздушных цикличных клапанах (32) и, таким образом, вновь направляется назад в резервуары давления (11) и (13), оказывая давление на их содержимое и выталкивая его. Содержимое выбрасывается через вторую подающую линию (24).

Каждая из соответствующих подающих линий (23) и (24) имеет небольшое отводное отверстие (37), управляемое электромагнитной катушкой, которое позволяет направлять воздух в линию для насыщения продукта воздухом и, при необходимости, увеличивать скорость линейного конвейера. Отводные отверстия (37) управляются от отдельных выключателей, установленных внутри блока управления. Полный цикл загрузки и разгрузки управляется пневматическими таймерами, которые позволяют устанавливать различную продолжительность цикла в зависимости от вязкости материалов.

Следует понимать, что баки (10) и (11), с одной стороны, баки (12) и (13), с другой стороны, работают в тандеме. То есть, когда положение дроссельных клапанов (17, 22) бака (10) и бака (12) соответствует разгрузочной фазе рабочего цикла, баки (11) и (13) находятся в загрузочной фазе этого цикла.

Когда сжатый воздух подается в линию (34) подачи сжатого воздуха, может быть включен любой из отдельных клапанов (35) управления воздухом. Воздух, кроме того, направляется для активации системы управления, в том числе и к электромагнитным катушкам управления. При нормальной работе, когда клапан (35) управления воздухом бака (10) установлен в открытое положение, воздух, проходящий через верхнюю камеру (28) для надува бака (10), проходит также и через таймер разгрузки, включая его в процесс. Затем воздух активизирует электромагнитную катушку управления, которая направляет воздух к закрытой половине впускного дроссельного клапана (17), относящегося к баку (10), и к открытой половине выпускного дроссельного клапана (22), активизируя также и закрытый воздушный цикличный клапан (32). Воздух выпускается из главного трубопровода и подается на пневматические таймеры, которые управляют главной электромагнитной катушкой, которая, в свою очередь, направляет воздух к приводным устройствам и дроссельного клапана (17), и воздушного цикличного клапана (32).

Воздушный клапан управления (35), который управляет подачей воздуха к воздушной инжекторной форсунке (30), получает свой сигнал включения от микровыключателя, связанного с каждым из дроссельных клапанов. Когда замыкается контакт коромысла переключателя, между каждым циклом (загрузки или разгрузки) воздушный клапан управления (35) закрывается пружиной. Таким образом, дроссельные клапаны должны полностью открыться или закрыться, прежде чем воздух "сработает", либо вытяжкой для создания вакуумного разрежения, либо подачей на наддув корпуса. Когда сжатый воздух остановлен на воздушном цикличном клапане (32) и через верхнюю камеру (28) вновь направлен назад в бак (10), содержимое бака под давлением вытесняется.

По истечении времени, установленного на таймере разгрузки, связанном с входным дроссельным клапаном (17), сигнал, подаваемый на электромагнитную катушку управления, прерывается, и она возвращается в свое исходное положение. Это, в свою очередь, направляет воздух к открытой половине впускного дроссельного клапана (17) и к закрытой половине выпускного дроссельного клапана (22), которые относятся к баку (10). Воздух после этого проходит через таймер загрузки, который активизирует таймер электромагнитной катушки и направляет воздух к клапану (35) управления воздухом. Это позволит воздуху проходить через воздушный цикличный клапан (32), создавая вследствие эффекта Вентури вакуумное разрежение в баке (10). Бак (11) в это время находится в фазе разгрузки рабочего цикла. Когда время, установленное на таймере загрузки, истекает, цикл повторяется до тех пор, пока не закончится запас воздуха.

Установка в соответствии с вышеприведенным вариантом исполнения позволяет оператору осуществлять гибкое управление как перемещаемым объемом, так и энергией, затрачиваемой на перемещение дробленой породы внутри локализованной системы, как того требует изменяемая программа бурения. Это выполняется предоставлением оператору возможности индивидуального управления баком, при этом каждый бак способен выдавать до более чем 10000 литров в час мокрой или сухой дробленой породы, потребляя всего лишь 4,25 куб. м воздуха в минуту (150 куб.ф/мин), что свидетельствует о создании более управляемой и более энергетически эффективной системы. Производственное преимущество этой системы заключается в увеличенном воздушном потоке в линии, созданном в результате функционирования двухбаковой установки. В обычном двойном процессе с двумя трубками Вентури одна система неизбежно попала бы в зависимость от другой, в то время как в конфигурации по вышеуказанному варианту это исключается и она характеризуется большей линейной скоростью переноса.

Конечно, понятно, что в то время как вышеуказанное исполнение приведено в качестве иллюстративного примера, полагается, что все упомянутые и иные его модификации и изменения, которые будут очевидны специалистам в данной области техники, соответствуют широкому объему и рамкам настоящего изобретения в том виде, как они изложены пунктами формулы изобретения, приложенными к данному описанию.

1. Насосная установка, включающая в себя по меньшей мере одну группу насосных элементов, каждый из которых содержит корпус, имеющий впускное отверстие материала, разгрузочное отверстие, открывающееся в соответствующую подающую линию, и средство управления, управляющее приводными устройствами, воздействующими на клапаны на каждом впускном отверстии материала и разгрузочном отверстии, устройством подвода сжатого воздуха, циклично подающим его в трубку Вентури с целью понижения давления в корпусе для загрузки, и в корпус - для сброса давления, при этом рабочий воздух из трубки Вентури выпускается в подающую линию за ее закрытым выпускным клапаном, причем средство управления выполнено с возможностью выбора работающих насосных элементов и соответствующей фазы рабочего цикла каждого работающего насосного элемента.

2. Насосная установка по п.1, в которой имеется множество насосных элементов, которые выборочно производят синфазную выдачу материала на каждую подающую линию.

3. Насосная установка по п.1, в которой подающая линия включает в себя средство вдувания воздуха, направляющее воздух высокого давления в подающую линию для придания материалу в линии дополнительной движущей силы.

4. Насосная установка по п.1, в которой впускные отверстия насосных элементов связаны между собой коллекторами, чтобы питаться от общего подвода материала.

5. Насосная установка по п.4, в которой коллектор выполнен в виде камеры, которая находится в, по существу, в постоянном состоянии пониженного давления вследствие несинфазной работы группы.

6. Насосная установка по п.4, в которой коллектор связан со средством хранения для накопления продукта до его перекачки.

7. Насосная установка по п.6, в которой средством хранения является бункер, сконфигурированный с возможностью обеспечения некоторого гравитационного маневра и минимизации среднего свободного пробега воздуха при прохождении его через продукт.

8. Насосная установка по п.1, в которой корпуса ориентированы своими впускными отверстиями вверх, а расходными отверстиями вниз для обеспечения гравитационного маневра при загрузке и разгрузке.

9. Насосная установка по п.8, в которой нижний конец корпуса включает в себя перевернутый конус с расходным отверстием в вершине для оптимизации гравитационного маневра при разгрузке через это расходное отверстие.

10. Насосная установка по п.9, в которой резервуар давления оптимизирован для сохранения давления и имеет упомянутый внутренний перевернутый конус, выполненный с возможностью оптимизации потока.

11. Насосная установка по п.1, в которой каждый из впускных и выпускных клапанов содержит клапан дроссельного типа.

12. Насосная установка по п.1, в которой впускные и выпускные клапаны имеют пневматические приводные устройства.

13. Насосная установка по п.1, в которой впускные и выпускные клапаны отдельно взятого насосного элемента оперативно взаимосвязаны для осуществления цикличной работы соответствующих клапанов по загрузке и разгрузке бака.

14. Насосная установка по п.13, в которой эта оперативная взаимная связь выполнена механически посредством общего приводного устройства двойного действия.

15. Насосная установка по п.1, в которой соответствующие пары впускных отверстий материала и выпускных клапанов соседних насосных элементов оперативно взаимосвязаны для попеременной работы с целью осуществления жесткой несинфазной работы соответствующих баков.

16. Насосная установка по п.15, в которой эта оперативная взаимная связь выполнена механически посредством соответствующих общих приводных устройств двойного действия.

17. Насосная установка по п.1, в которой приводимая в действие сжатым воздухом трубка Вентури образует часть эжекторного узла, включающего в себя удлиненный корпус, имеющий верхнюю камеру с малыми ограничениями, сужающуюся в направлении к ускорительной трубке, причем эффект Вентури обеспечивается инжекторной форсункой, направляющей воздух высокого давления от подвода воздуха через верхнюю камеру в ускорительную трубку, уменьшая давление в верхней камере.

18. Насосная установка по п.17, в которой верхняя камера образует канал сообщения текучей среды с верхней частью корпуса для осуществления снижения давления в этом корпусе.

19. Насосная установка по п.17, в которой подача воздуха к инжекторной форсунке включается клапаном управления воздухом.

20. Насосная установка по п.17, в которой клапан управления воздухом открыт в течение и фазы загрузки, и фазы разгрузки рабочего цикла и закрыт с целью блокировки насосного элемента, когда он не необходим.

21. Насосная установка по п.20, в которой эжекторный узел включает в себя цикличный клапан, установленный в ускорительной трубке или на выходе трубки Вентури, выполненный с возможностью попеременного открывания прохода трубки Вентури для обеспечения работы трубки Вентури и уменьшения давления в корпусе, и закрывания прохода трубки Вентури для блокировки работы трубки Вентури, перекрытия выхода трубки Вентури в подающую линию и наддува верхней камеры и корпуса.

22. Насосная установка по п.21, в которой для обеспечения должной установки клапанов на упреждение ими воздействия средства управления на цикличный клапан используются концевые выключатели, связанные с впускными и выпускными клапанами.

23. Насосная установка по п.1, в которой средство управления содержит пневматический контроллер.

24. Насосная установка по п.23, в которой контроллер содержит программируемый логический контроллер (ПЛК).

25. Насосная установка по п.23, в которой средство управления прямо или опосредованно управляет любой одной или большим количеством функций: управление загрузкой объема, управление разгрузкой объема, управление включением-выключением бака, регулирование давления, управление временными уставками работы впускного и выпускного клапанов, управление работой трубки Вентури и управление наддувом корпуса.

26. Насосная установка по п.25, в которой средство управления управляет количеством материала, допустимым для подачи в корпус для каждого рабочего цикла и содержит функцию таймера.

27. Насосный агрегат с изменяемым объемом выхода, включающий в себя впускной коллектор, по меньшей мере одну группу насосных элементов, каждый из которых содержит корпус, имеющий впускное отверстие материала, увлекаемого из упомянутого коллектора, разгрузочное отверстие, открывающееся в соответствующую подающую линию, и средство управления, управляющее приводными устройствами, воздействующими на клапан на каждом из впускных отверстий материала и расходных отверстий, устройством подвода сжатого воздуха, циклично подающим его в трубку Вентури с целью понижения давления в корпусе для загрузки, и в корпус - для сброса давления, при этом рабочий воздух из трубки Вентури испускается в подающую линию за ее закрытым выпускным клапаном, причем это средство управления выполнено с возможностью воздействия на устройство подвода сжатого воздуха с целью выбора работающих насосных элементов, а также выполнено с возможностью управления упомянутой цикличной подачей сжатого воздуха и приводными устройствами для управления синфазной разгрузкой насосных элементов на одну подающую линию, и для управления несинфазной разгрузкой насосных элементов на различные подающие линии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и преимущественно может быть использовано в конструкциях электрических насосов для перекачки и нагрева жидкостей. .

Изобретение относится к насосной технике, использующей для работы разность температур окружающей среды. .

Насос // 2422684

Изобретение относится к насосной технике, использующей для работы разность температур окружающей среды и перекачиваемой жидкости. .

Изобретение относится к насосной технике, использующей для работы разность температур окружающей среды и перекачиваемой жидкости. .

Эрлифт // 2440515
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосным установкам типа эрлифта

Изобретение относится к способам и устройствам подъема воды эрлифтом

Изобретение относится к способам подъема воды и может быть использовано при проектировании гидротранспортных систем

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к насосостроению, а именно к способам подъема воды эрлифтом, и может быть использовано при проектировании гидротранспортных систем, строительстве и эксплуатации систем водоснабжения на селе и при изыскательских работах

Изобретение относится к устройствам для откачки и транспортирования гидросмеси по горизонтальным выработкам в горной и других отраслях хозяйства

Изобретение относится к насосостроению, в частности к способам подъема воды с помощью струйных насосов, и может быть использовано при водоснабжении села, садовых участков и фермерских хозяйств

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано непосредственно в сфере разработки подводных месторождений полезных ископаемых, подъем элементов которых осуществляют при помощи эрлифта

Изобретение относится к способам и устройствам для подъема жидкостей из скважин и может быть использовано для подъема как нефти, так и воды из подземных источников

Эрлифт // 2482340
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосным установкам типа эрлифт
Наверх