Спосіб роботи морського ерліфта та система для його реалізації

1. Спосіб роботи морського ерліфта, що включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші, транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомній трубі морського ерліфта, подачу стисненого повітря в окремий потік води з наступним транспортуванням стисненого повітря у складі водоповітряної суміші та подачу виведеного зі складу потоку водоповітряної суміші стисненого повітря в підйомну трубу морського ерліфта, який відрізняє ться тим, що попередньо задають величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підвідної труби морського ерліфта, в океані на глибині, що відповідає параметрам підйому та складу гідросуміші, з потоку багатокомпонентної суміші, що піднімається, формують окремий потік води, в який відбувається подача після стиснення повітря, яке надходить з підйомної труби морського ерліфта, контролюють величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підвідної труби морського ерліфта, 3 81307 надходять у змішувач, (авт. св. СРСР № 1533399 А1, кл. Е 21 С 45/00, F 04 F 1/20, 1988 p.) Недоліками відомого способу є подача стисненого повітря у підйомну тр убу морського ерліфта у складі водоповітряної суміші, що значно знижує продуктивність ерліфтного підйому по твердим часткам та зумовлює низьку ефективність підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин. Відома ерліфтна установка зі способу підйому пульпи, що містить підйомну трубу, камеру підживлення з патрубком, підводящу тр убу, змішувач підйомної труби, насос з нагнітальним трубопроводом, встановлений на підйомній трубі повітрявідділювач, компресор з відповідним нагнітальним трубопроводом, датчики визначення витрат рідини та стисненого повітря, при цьому нагнітальний трубопровід насоса сполучений зі змішувачем підйомної труби, а нагнітальний трубопровід компресора сполучений через додатковий змішувач з нагнітальним трубопроводом насоса, [авт. св. СРСР №1533399 А1, кл. Е21С45/00, F 04 F 1/20, 1988 p.]. Недоліками відомої ерліфтної установки є подача стисненого повітря у підйомну трубу морського ерліфта у складі водоповітряної суміші, що значно знижує продуктивність ерліфтного підйому по твердим часткам та зумовлює низьку ефективність підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб підйому пульпи, що включає подачу стисненого повітря у змішувач по повітряпроводу у складі водоповітряної суміші, регулювання величини тиску у змішувачі шляхом зміни співвідношення витрат води та повітря, при цьому попередньо задають необхідну величину тиску повітря у змішувачі, а в процесі підйому пульпи підтримують цю величину шля хом регулювання співвідношення витрат води та повітря з наступним відведенням води в затрубний простір у нижній частині вертикальної ділянки повітряпроводу. [патент України №30137А, кл. Е21С45/00, F 04 F 1/20, 2000 p.]. Недоліками найбільш близького технологічного рішення є низька продуктивність морського ерліфта, що зумовлює низьку ефективність підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин. Найбільш близьким технічним рішенням є ерліфтна установка зі способу підйому пульпи, що містить підйомну тр убу, камеру підживлення з патрубком, підводящу тр убу, змішувач підйомної труби, насос з нагнітальним трубопроводом, встановлений на підйомній трубі повітрявідділювач, компресор з відповідним нагнітальним трубопроводом, встановлений у проміжному поперечному перерізі нагнітального трубопроводу насоса водовідділювач, з'єднаний з водовідділювачем патрубок, який сполучений з оточуючим його середовищем, датчики визначення витрат рідини та стисненого повітря, при цьому нагнітальний трубопровід насоса сполучений зі змішувачем підйомної труби, а нагнітальний трубопровід компресора сполучений 4 через додатковий змішувач з нагнітальним трубопроводом насоса, [патент України №30137А, кл. Е21С45/00, F04F1/20, 2000 p.[. Недоліками найбільш близького технічного рішення є низька продуктивність морського ерліфта, що зумовлює низьку ефективність підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу роботи морського ерліфта в якому, шля хом контролю величини масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підводящої труби морського ерліфта, забезпечується можливість підвищення ефективності безперервного підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин внаслідок збільшення витрати корисних копалин в підйомній трубі морського ерліфта. Поставлена задача розв'язується таким чином, що відомий спосіб роботи морського ерліфта, що включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі гідросуміші, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші, транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомній трубі морського ерліфта, подачу стисненого повітря в окремий потік води з наступним транспортуванням стисненого повітря у складі водоповітряної суміші та подачу виведеного зі складу потоку водоповітряної суміші стисненого повітря в підйомну тр убу морського ерліфта, який відповідно до винаходу відрізняється тим, що попередньо задають величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підводящої труби морського ерліфта, в океані на глибині, що відповідає параметрам підйому та складу гідросуміші, з потоку багатокомпонентної суміші, що піднімається, формують окремий потік води, в який відбувається подача після стиснення повітря, яке надходить з підйомної труби морського ерліфта, контролюють величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підводящої труби морського ерліфта, порівнюють контрольовану величину з заданою та досягають їх відповідності шляхом регулювання величини витрати окремого потоку води, який формують з потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби морського ерліфта. В основу винаходу поставлена задача удосконалення системи для роботи морського ерліфта в якій, шляхом введення додаткових елементів в відому конструктивну схему, забезпечується можливість підвищення ефективності безперервного підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин внаслідок збільшення витрати корисних копалин в підйомній трубі морського ерліфта при раціональній конфігурації те хнічних засобів. Поставлена задача розв'язується таким чином, що відома система для роботи морського ерліфта, що містить підйомну трубу, камеру підживлення з патрубком, підводящу трубу, насос з нагнітальним трубопроводом, встановлений на підйомній трубі повітрявідділювач, сполучений з 5 81307 нагнітальним трубопроводом насоса змішувач підйомної труби, компресор з відповідним нагнітальним трубопроводом, встановлений у проміжному поперечному перерізі нагнітального трубопроводу насоса водовідділювач - окремий акумулятор, з'єднаний з окремим акумулятором патрубок, який сполучений з оточуючим його середовищем, з'єднаний з нагнітальним трубопроводом насоса та сполучений з нагнітальним трубопроводом компресора додатковий змішувач, датчики визначення витрати рідини, яка відповідно до винаходу відрізняється тим, що у проміжному поперечному перерізі підйомної труби встановлено спеціальний акумулятор, всмоктувальний трубопровід насоса та всмоктувальний трубопровід компресора сполучені відповідно зі спеціальним акумулятором та повітрявідділювачем, окремий акумулятор містить сигналізатори рівня рідини, нагнітальний трубопровід насоса та з'єднаний з окремим акумулятором патрубок обладнані відповідними керованими засувками, всмоктувальний трубопровід насоса з'єднаний з обладнаним керованою засувкою додатковим патрубком, всмоктувальний трубопровід компресора містить фільтр, а консистометр сполучений з підводящою трубою. На фігурах 1, 2, 3, 4 та 5 зображена схема системи для реалізації способу роботи морського ерліфта. Система для роботи морського ерліфта містить підйомну трубу 1, камеру підживлення 2 з патрубком 3, підводящу трубу 4, насос 5 з всмоктувальним 6 та нагнітальним 7 трубопроводами, встановлений на підйомній трубі 1 повітрявідділювач 8, сполучений з нагнітальним трубопроводом 7 змішувач 9 підйомної труби 1, компресор 10 з відповідними всмоктувальним 11 та нагнітальним 12 трубопроводами, встановлений у проміжному поперечному перерізі нагнітального трубопроводу 7 водовідділювач окремий акумулятор 13, з'єднаний з окремим акумулятором 13 патрубок 14, який сполучений з оточуючим його середовищем, з'єднаний з нагнітальним трубопроводом 7 та сполучений з нагнітальним трубопроводом 12 додатковий змішувач 15, встановлений у проміжному поперечному перерізі підйомної труби 1 спеціальний акумулятор 16, розташовані в окремому акумуляторі 13 сигналізатори верхнього 17 та нижнього 18 рівнів рідини, датчики визначення витрати рідини 19 та 20, при цьому всмоктувальний трубопровід 6 та всмоктувальний трубопровід 11 сполучені відповідно зі спеціальним акумулятором 16 та повітрявідділювачем 8, нагнітальний трубопровід 12 має зворотний клапан 21, нагнітальний трубопровід 7 та з'єднаний з окремим акумулятором 13 патрубок 14 обладнані керованими засувками 22 та 23, відповідно, всмоктувальний трубопровід 6 з'єднаний з обладнаним керованою засувкою 24 додатковим патрубком 25, всмоктувальний трубопровід 11 містить фільтр 26, а консистометр 27 сполучений з 6 підводящою трубою 4. Система додатково містить блок керування 28. Спосіб за допомогою системи для роботи морського ерліфта реалізується наступним чином. Попередньо задають величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підводящої труби 4. Величину масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підводящої труби 4 визначають за допомогою датчика визначення витрати рідини 19 та консистометра 27. Перед запуском системи для роботи морського ерліфта керовані засувки 22, 23 та 24 повністю закриті. Блок керування 28 запускає заповнений рідиною насос 5 та відкриває керовану засувку 23, внаслідок чого насос 5 відкачує воду, що знаходиться в спеціальному акумуляторі 16. При відкачуванні води з заглибленого в океан на глибину, що відповідає параметрам підйому та складу гідросуміші, спеціального акумулятора 16 в нього починає надходити через підводящу 4 та підйомну 1 труби потік гідросуміші, що містить елементи розробляємих підводних родовищ корисних копалин. Робота агрегату збору та підготовка часток до транспортування є самостійними питаннями і в даній заявці не розглядаються. За вичерпанням певного часу роботи насоса 5, що відповідає виходу насоса 5 на його робочі характеристики, блок керування 28 виконує запуск компресора 10. Стиснене компресором 10 повітря надходить через обладнаний зворотним клапаном 21 нагнітальний трубопровід 12 та додатковий змішувач 15 в нагнітальний трубопровід 7. Після надходження стисненого повітря в потік рідини нагнітального трубопроводу 7 в ньому формується потік водоповітряної суміші, який надходить в окремий акумулятор 13. В окремому акумуляторі 13 стиснене повітря локалізується у верхній його частині, а вода по патрубку 14 через відкриту керовану засувку 23 відводиться в оточуюче середовище. Після зниження рівня води в окремому акумуляторі 13 нижче сигналізатора верхнього рівня рідини 17 блок керування 28 частково відкриває керовану засувку 22. Рівень заглиблення окремого акумулятора 13 знаходиться нижче, ніж рівень заглиблення змішувача 9 підйомної труби 1 (див. фіг. 4), і після часткового відкриття керованої засувки 22 акумулюєме в окремому акумуляторі 13 стиснене повітря під дією сили Архімеда через нагнітальний трубопровід 7 та змішувач 9 надходить у потік гідросуміші підйомної труби 1. При підйомі багатокомпонентної суміші в підйомній трубі 1 насос 5 продовжує відкачувати воду зі спеціального акумулятора 16, що, в свою чергу, стимулює підвищення величини витрати суміші, що транспортується. Акумулятор 16 має спеціальну конструкцію, що забезпечує е фективне відділення окремого потоку води зі складу багатокомпонентної суміші підйомної труби 1. Кінематика потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби 1 забезпечує подальший підйом елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин на ділянці підйомної труби 1, яка 7 81307 розташована вище спеціального акумулятора 16. Виводиме зі складу багатокомпонентної суміші у повітрявідділювачі 8 повітря повторно надходить по всмоктувальному тр убопроводу 11 через фільтр 26 в компресор 10. Після розповсюдження потоку багатокомпонентної суміші по всій довжині підйомної труби 1 блок керування 28 частково відкриває керовану засувку 24 та за допомогою датчиків визначення витрати рідини 19 та консистометра 27 здійснює контроль величини масової витрати твердих часток в потоці гідросуміші підводящої труби 4, порівнює контрольовану величину з заданою та досягає їх відповідності шляхом регулювання величини витрати окремого потоку води всмоктувального трубопроводу 6, який формується з потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби 1. Величину витрати окремого потоку води всмоктувального трубопроводу 6, який формується з потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби 1 визначає датчик визначення витрати рідини 20. При необхідності збільшення величини витрати окремого потоку води всмоктувального трубопроводу 6, який формується з потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби 1 блок керування 28 зменшує величину відкриття керованої засувки 24, внаслідок чого зменшується величина витрати потоку, який надходить в потік всмоктувального трубопроводу 6 з океану через патрубок 25. При необхідності зменшення величини витрати окремого потоку води всмоктувального трубопроводу 6, який формується з потоку багатокомпонентної суміші підйомної труби 1 блок керування 28 збільшує величину відкриття керованої засувки 24, внаслідок чого збільшується величина витрати потоку, який надходить в потік всмоктувального трубопроводу 6 з океану через патрубок 25. В процесі функціонування системи для роботи морського ерліфта при зниженні рівня води в окремому акумуляторі 13 нижче сигналізатора нижнього рівня рідини 18 блок керування 28 збільшує величину відкриття керованої засувки 22 та зменшує величину відкриття керованої засувки 23. При досягненні водою в окремому акумуляторі 13 сигналізатора верхнього рівня рідини 17 блок керування 28 зменшує величину відкриття керованої засувки 22 та збільшує величину відкриття керованої засувки 23. Безпосередньо перед зупинкою системи для роботи морського ерліфта блок керування 28 виконує зупинку компресора 10 з подальшою зупинкою насоса 5 та повним закриттям керованих засувок 22, 23 та 24. Таким чином, застосування винаходу, що заявляється, дозволить підвищити ефективність безперервного підйому елементів розробляємих підводних родовищ корисних копалин шляхом збільшення продуктивності морського ерліфта. 8 9 81307 10