Спосіб запуску морського ерліфта та система для його реалізації

1. Спосіб запуску морського ерліфта, що включає стиск повітря компресором з наступним його акумулюванням та підйом рідини у складі водоповітряної суміші у підйомній трубі морського ерліфта, який відрізняється тим, що попередньо задають величину подачі стисненого повітря у підйомну тр убу морського ерліфта, за допомогою насоса в камері сполученій з встановленим на підйомній трубі морського ерліфта змішувачем, створюють зону зниженого тиску відносно величини тиску в змішувачі, в зоні зниженого тиску створюють зони додатково зниженого тиску, які виникають за рухомими елементами механічної системи, подають стиснене повітря в зони додатково зниженого тиску, із зон додатково зниженого тиску стиснене повітря подають у зону зниженого тиску і далі в насос, де його додатково стискають до тиску у змішувачі, після чого додатково стиснене повітря подають у змішувач, під час роботи насоса контролюють величину подачі стисненого повітря в утвореній зоні зниженого тиску, порівнюють задану та C2 2 UA 1 3 81445 ступені використовуємого насоса, а також значний тиск, що істотно перешкоджає повторному використанню стисненого повітря (газу) в технологічному процесі, негативний вплив на підйом елементів підводних родовищ корисних копалин процесу відділення від піднімаючоїся суміші стисненого повітря до виходу його з підйомної труби морського ерліфта та наявність потужного компресора. 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 газу, при цьому нагнітальний трубопровід компресора сполучений зі змішувачем підйомної труби, а нагнітальний трубопровід насоса сполучений через додатковий змішувач з нагнітальним трубопроводом компресора, [авт. св. СРСР №1533399 ΑΙ, кл. Ε21С45/00, F04F1/20, 1988р.]. Недоліками відомої ерліфтної установки є транспортування з наступною подачею стисненого повітря в змішувач підйомної труби морського ерліфта в потоці газорідинної суміші, що значно знижує продуктивність ерліфтного підйому по елементам підводних родовищ корисних копалин, що розробляються, та наявність потужного компресора, який забезпечує надходження стисненого повітря в потік рідини. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб регулювання подачі насосом рідини, що включає відкачку рідини у складі газорідинної суміші шляхом подачі стисненого газу в насос, відділення газу від рідини до виходу його з нагнітального трубопроводу і подачу його повторно на стиск у проміжний ступінь насоса, при цьому попередньо задають величину подачі насосом рідини, контролюють її під час роботи насоса, порівнюють ці величини та досягають їх відповідності шляхом регулювання величини витрати високонапірної газорідинної суміші, що впускається в проміжний ступінь насоса, [патент України №64283А, кл. F04F1/10, 1/20, Ε21F17/00, Офіційний вісник. Промислова власність, 16 лютого 2004р.]. Недоліками найбільш близького технологічного рішення є транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин, що розробляються, через всі ступені використовуємого насоса, а також значний тиск, що істотно перешкоджає повторному використанню стисненого газу в технологічному процесі, негативний вплив на підйом елементів підводних родовищ корисних копалин процесу відділення від піднімаючоїся суміші стисненого газу до виходу його з підйомної труби морського ерліфта та наявність потужного компресора. 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, компресор з нагнітальним трубопроводом, 4 встановлений на підйомній трубі повітрявідділювач, насос з відповідним нагнітальним трубопроводом, встановлений у проміжному поперечному перерізі нагнітального трубопроводу компресора водовідділювач, з'єднаний з водовідділювачем патрубок, який сполучений з оточуючим його середовищем, датчики визначення витрат рідини та стисненого газу, при цьому нагнітальний трубопровід компресора сполучений зі змішувачем підйомної труби, а нагнітальний трубопровід насоса сполучений через додатковий змішувач з нагнітальним трубопроводом компресора, [патент України №30137А, кл. Ε21С45/00, F04F1/20, 2000p.]. Недоліками найбільш близького технічного рішення є транспортування стисненого повітря в потоці газорідинної суміші до його надходження в змішувач підйомної труби морського ерліфта та наявність потужного компресора, який забезпечує надходження стисненого повітря в потік рідини. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу запуску морського ерліфта в якому, шляхом контролю величини подачі стисненого повітря в створюєму зону пониженого тиску, з якої стиснене повітря надходить у змішувач підйомної труби морського ерліфта, забезпечується можливість гарантованого надходження стисненого повітря в підйомну трубу морського ерліфта при прямому підйомі багатокомпонентної суміші та зниженні потужності компресорів, які забезпечують роботу морських ерліфтів, виключаючи процеси транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин, що розробляються, через рухомі елементи механічних систем та відділення від багатокомпонентної суміші стисненого повітря до виходу його з підйомної труби ерліфта. Поставлена задача розв'язується таким чином, що у відомому способі запуску морського ерліфта, що включає стиск повітря компресором з наступним його акумулюванням та підйом рідини у складі водоповітряної суміші у підйомній трубі морського ерліфта, відповідно до винаходу, попередньо задають величину подачі стисненого повітря у підйомну трубу морського ерліфта, за допомогою насоса в камері сполученій з встановленим на підйомній трубі морського ерліфта змішувачем створюють зону пониженого тиску відносно величини тиску в змішувачі, в зоні пониженого тиску створюють зони додатково пониженого тиску, які виникають за рухомими елементами механічної системи, подають стиснене повітря в зони додатково пониженого тиску, із зон додатково пониженого тиску стиснене повітря подають у зону пониженого тиску і далі в використовуємий насос, де його додатково стискають до тиску у змішувачі, після чого додатково стиснене повітря подають у змішувач, під час роботи насоса контролюють величину подачі стисненого повітря в створюєму зону пониженого тиску, порівнюють задану та контрольовану величини та досягають їх відповідності шляхом регулювання величини тиску в створюємій зоні додатково пониженого тиску, 5 81445 після розповсюдження водоповітряної суміші по всій довжині підйомної труби морського ерліфта акумульоване стиснене компресором повітря подають безпосередньо в змішувач. В основу винаходу поставлена задача удосконалення системи для запуску морського ерліфта в якій, шляхом введення додаткових елементів в відому конструктивну схему, забезпечується можливість гарантованого надходження стисненого повітря в підйомну трубу морського ерліфта при зниженні потужності компресорів, які забезпечують роботу морських ерліфтів, виключаючи процеси транспортування стисненого повітря у складі газорідинної суміші до його надходження в змішувач підйомної труби морського ерліфта. Поставлена задача розв'язується таким чином, що відома система для запуску морського ерліфта, що містить підйомну трубу, камеру підживлення з патрубком, підводящу тр убу, компресор з нагнітальним трубопроводом, встановлений на підйомній трубі повітрявідділювач, сполучений з нагнітальним трубопроводом компресора змішувач підйомної труби, насос, датчик визначення витрати стисненого газу, яка відповідно до винаходу відрізняється тим, що у ставі нагнітального трубопроводу компресора встановлено акумулятор, змішувач підйомної труби сполучений з камерою, яка містить встановлений на валу обертання спеціальний ротор та насос, спеціальний ротор має внутрішні канали, нагнітальний трубопровід компресора містить керовану засувку, зворотний клапан та сполучений з додатковим акумулятором, вал обертання з'єднаний з джерелом механічної енергії, внутрішні канали спеціального ротора сполучені з внутрішнім каналом вала обертання, який, в свою чергу, сполучений з додатковим акумулятором, при цьому всмоктувальний трубопровід компресора містить фільтр та сполучений з повітрявідділювачем, внутрішній канал вала обертання містить зворотний клапан, датчик визначення витрати стисненого газу сполучений з нагнітальним трубопроводом компресора, а датчик визначення швидкості обертання тахометр з'єднаний з джерелом механічної енергії. На Фіг.1, 2, 3, 4, 5 та 6 зображена схема системи для реалізації способу запуску морського ерліфта. Система для запуску морського ерліфта містить підйомну трубу 1, камеру підживлення 2 з патрубком 3, підводящу тр убу 4, компресор 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, встановлений у ставі нагнітального трубопроводу 7 акумулятор 10, датчик визначення витрати стисненого газу 11, при цьому змішувач 9 підйомної труби 1 сполучений з камерою 12, яка містить встановлені на валу обертання 13 спеціальний ротор 14 та насос 15, спеціальний ротор 14 має внутрішні канали 16 та 17, нагнітальний трубопровід 7 містить керовану 6 засувку 18, зворотний клапан 19 та сполучений з додатковим акумулятором 20, вал обертання 13 з'єднаний через муфту 21 з джерелом механічної енергії 22, внутрішні канали 16 та 17 спеціального ротора 14 сполучені через канали 23 та 24 відповідно з внутрішнім каналом 25 вала обертання 13, який, в свою чергу, сполучений з додатковим акумулятором 20, всмоктувальний трубопровід 6 містить фільтр 26 та сполучений з повітрявідділювачем 8,- внутрішній канал 25 вала обертання 13 містить зворотний клапан 27, датчик визначення швидкості обертання - тахометр 28 з'єднаний з джерелом механічної енергії 22, зворотний клапан 27 містить сталеву кульку 29, а до складу насоса 15 входять обладнане лопатями робоче колесо 30 та утворений нерухомими лопатками спрямляючий апарат 31. Система додатково містить блок керування 32. Спосіб за допомогою системи для запуску морського ерліфта функціонує наступним чином. Попередньо задають величину подачі стисненого повітря у підйомну трубу 1 морського ерліфта, як основний технологічний параметр. Перед запуском системи для запуску морського ерліфта керована засувка 18 повністю закрита. Блок керування 32 запускає компресор 5 з подальшим запуском джерела механічної енергії 22 та відкриттям керованої засувки 18 нагнітального трубопроводу 7. Робота джерела механічної енергії 22 спрямована на забезпечення обертання механічно з'єднаних з ним через муфту 21 спеціального ротора 14 та насоса 15. Понижений тиск в камері 12 забезпечується за рахунок обертання обладнаного лопатями робочого колеса 30. Стиснене компресором 5 повітря надходить по нагнітальному трубопроводу 7 через акумулятор 10, керовану засувку 18, додатковий акумулятор 20, внутрішній канал 25 вала обертання 13, зворотний клапан 27, канали 23, 24 та внутрішні канали 16, 17 спеціального ротора 14 у зони додатково пониженого тиску, які виникають за рахунок обертання спеціального ротора 14, який має спеціальну форму периферії (див. Фіг.4). При цьому відкриття зворотного клапану 27 забезпечує діюча на його складовий елемент - сталеву кульку 29 відцентрова сила, що виникає внаслідок обертання вала 13. Рівень зниження тиску у зонах додатково пониженого тиску прямопропорційний величині швидкості обертання спеціального ротора 14, яку визначає з'єднаний з джерелом механічної енергії 22 тахометр 28. За рахунок обертання спеціального ротора 14 стиснене повітря з зони додатково пониженого тиску потрапляє в зону пониженого тиску. Завдяки силі Ар хімеда стиснене повітря з зони пониженого тиску потрапляє в насос 15, де воно при проходженні робочого колеса ЗО додатково стискається до тиску в змішувачі 9, через який далі надходить в підйомну трубу 1 морського ерліфта. Внаслідок цього забезпечується можливість гарантованого надходження стисненого повітря в підйомну тр убу морського ерліфта при прямому підйомі багатокомпонентної суміші та зниженні 7 81445 потужності компресора, який забезпечує роботу морського ерліфта, виключаючи процеси транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин, що розробляються, через рухомі елементи механічних систем, відділення від багатокомпонентної суміші стисненого повітря до виходу його з підйомної труби ерліфта та транспортування стисненого повітря у складі газорідинної суміші до його надходження в змішувач підйомної труби морського ерліфта. Нерухомі лопатки спрямляючого апарату 31 стабілізують хаотичний рух рідини після проходження робочого колеса 30. Паралельно з цим величину витрати стисненого повітря, надходячого від компресора 5 через камеру 12 у змішувач 9 підйомної труби 1 морського ерліфта, визначає датчик визначення витрати стисненого газу 11, а швидкість обертання ротора джерела механічної енергії - тахометр 28. При необхідності збільшення величини витрати стисненого повітря, надходячого у змішувач 9 підйомної труби 1 морського ерліфта, блок керування 32 зменшує тиск у зонах додатково пониженого тиску шля хом збільшення швидкості обертання ротора джерела механічної енергії 22. При необхідності зменшення величини витрати стисненого повітря, надходячого у змішувач 9 підйомної труби 1 морського ерліфта, блок керування 32 збільшує тиск у зонах додатково пониженого тиску шляхом зменшення швидкості обертання ротора джерела механічної енергії 22. Після розповсюдження стисненого повітря по всій довжині підйомної труби 1 величина тиску в змішувачі 9 підйомної труби 1 зменшується і блок керування 32 виконує зупинку джерела механічної енергії 22 та закриває керовану засувку 18. При цьому стиснене компресором 5 повітря надходить по нагнітальному трубопроводу 7 через акумулятор 10, зворотний клапан 19 та змішувач 9 у підйомну трубу 1, а зворотний клапан 27 перешкоджає надходженню води з камери 12 у додатковий акумулятор 20. Робота агрегату збору та підготовка часток до транспортування є самостійними питаннями і в даній заявці не розглядаються. Виводиме зі складу багатокомпонентної суміші у повітрявіділювачі 8 повітря повторно надходить по всмоктувальному трубопроводу 6 через фільтр 26 в компресор 5. Безпосередньо перед зупинкою системи для запуску та роботи морського ерліфта блок керування 32 виконує зупинку компресора 5. Таким чином, застосування винаходу, що заявляється, дозволить підвищити ефективність розробки підводних родовищ корисних копалин. 8 9 81445 10