Способ автоматического регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки

,4 Ы ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Донецкий политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР М687267, кл, Р 04 Р 1/18, 1978.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА СЖАТОГО ВОЗДУХА МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ЭРЛИФТНОЙУСТАНОВКИ(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. М 687267.В основном изобретении по авт.св,М.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 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. М 687267. Целью изобретения является повышение надеж 11 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. приемнои емкости первои 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.К. 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 дополнительно 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 конк 5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 ретной установки диапазоном дополнител но измеряют давление сжатого воздуха сборном коллекторе 2 с учетом перепададросселях 7 и 10. Регистраторы 8 и 11 перпада давления на дросселях 7 и 10 и регисраторы 9,12 давления в сборном коллектор 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 регулирющего воздействия на регулирующие кл,паны 13 и 15, При стабильном режимвоздухоснабжения со стороны системы питания сжатым воздухом расход. возду каждой ступенью на заданном уровнесоответствии 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 понижениюдавления в сборном ко лекторе 2, одновременно пропорционально задан ному соотношени автоматически повышается (поникаетс расход воздуха всеми ступенями, что спс 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.св, 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 уровнязадержки сигнала уровня на промежуто времени, равный транспортному запазды 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 перемещаетл 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 должеповыситься до значения, определяемого сжатого воздуха, уровнем и производитель- точкой "б" на фиг.З, что может привести к ностью,атранспортноезапаздываниезавипере полнению емкости, сит от длины подъемной трубы и скорости1-я стМежду уровнем жидкости в приемной движения гидросмеси. Например, -я стуемкости и давлением в трубопроводе 3 по пень многоступенчатого эрлифтного водосле регулирующего клапана 13 существует отлива шахты "Красноармейская" имеетоднсзначная статистическая и динамиче- рабочую точку со следующими номинальныская зависимость. Поэтому для измерения ми параметрами:УР овня жидкости достаточно измерять дав- - расход воздуха =100 м / мин,ление в трубопроводе 3 после регулирую - производительность Яэ - 25 /; щего клапана 13, -уровень жидкости в приемной емкостиС регистратора 17 сигнал, пропорцио- й=75 м.нальный уровню, поступает на устройство При повышении уровня на 1 м произво 18 временной задержки, Время задержки дительность повышается на 3 м ч. Высотаравно времени запаздывания первой ступе подъема 200 м, длина подъемной трубы 275ни. 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 ступенизом, Вычисляется приращение расхода такие,же. При повышении уровня на 1 мсжатого воздуха, соответствующее точке "в" 20 производительность 2-й ступени повышает - его величина определяется из экспери- ся также на Зм /ч, но этого можно достичьментальных или расчетных характеристик и за счет увеличения расхода воздуха на 2,5эрлифта - и увеличивается на эту величину м /мин. Таким образом, коэффициент прозсход сжатого воздуха через вторую сту- порциональности для корректирующегопень. При нормальных условиях эксплуата воздействия равен отношению измененияции эта поправка прямо пропорциональна расхода воздуха к изменению уровня, эквиовню жидкости в приемной емкости пер- валентного этому изменению расхода поуровнвой ступени и введениеее в регулирующее производительности: К=25/ - , . д рвоздействие сводится к сложению с сигна- ка корректирующего сигнала для второйлом, поступающим на регулирующий кла 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 такойтельности ступени, обусловленное измене- же, а задержка корректирующего сигналанием расхода сжатого воздуха на величину 103,2 с. Для 4-й ступени задержка 5,ЬС, эквивалентно изменению производи-, 35 т.д, для остальных ступеней.ти об словленному изменением Устройство для реализации способа мотельности, о условлен омупользованием слеовня, и в результате производительность жет быть выполнено с исполь уровня, и вступени повышается, а уровень остается не- дующих прибор р ди ибо ов и с е ств автоматизации;изменным, и приемная емкость не перепол- - дроссель/ нормано мальная иафрагма - кад фр40 мерная диафрагма типа ДКБ или ДК+6(Автоняется.Приток жидкости в приемную емкость матические приборы, регуляторы ивто ой ступени увеличивается не сразу по- вычислительные системы, Справочное после повышения уровня жидкости в первой собие под редД. рвт рступени, а через промежуток времени, рав- строение, 1976, с. );7 с.1)ный транспортному запаздыванию по отно - ре ул ру щ .- ег ли ю ий клапан - исполнительшению к первой ступени. Следовательно, и ный механизм типа Э (, . );МЭОБ (там же, с.259);ко ректирующий сигнал следует подавать ск р к3 - егист ато авления - датчик давлетаким же запаздыванием, Если время ния, манометр типа МП 4=У з д= 1 заво а "Тепло- транспортного запаздывания 1-й ступени контроль", г.Казань(там же, с,ЗЗ); равно гза 2-й ступени тз 2 и т.д., задер - регистратор перепада давления - диффе енциальный манометр типа ДМ Иваножка корректирующего сигнала для второй ф Рступени Т=Тз для третьей ступени - Франковского приборостроительного/- рег лятор импульсный типа РБИ ИваУ- 55 но-Ф анковского приборостроительногоТаким образом, корректирующий сиг- но- Рнал уровня проходит по системе параллель- завода;- устройство временной задержки, наи име типа БПЗкомплектуемое по закаДля каждой эрлифтной установки существует своя зависимость между расходом У3 с аналоговой машиной МН - 7 м.4(л 9.у ( иг. Составитель В . Бой коРедактор Б.Федотов Техред М.Моргентал Корр О,Ципле Заказ 1566 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Предлагаемый способ регулирования расхода сжатого воздуха многоступенчатой эрлифтной установки по сравнению с основным изобретением по авт,св.М 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 этс характерно для такого крупногабаритноп оборудования, как приемные емкости про межуточных ступеней эрлифтной установки 5 В то же время все устройства системы автоматического регулирования могут разме щаться на поверхности,Формула изобретения 10 Способ автоматического регулировани расхода сжатого воздуха многоступенчато эрлифтной установки по авт.св.М 687267 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельк повышения надежности и экономичност 15 работы устройства, дополнительно измеря ют уровень жидкости в приемной емкост первой ступени и корректируют по нему уп равляющие сигналы с учетом времени за паздывания сигнала. 20