Спосіб запуску глибоководного ерліфта (варіанти) та ерліфтна установка для їх реалізації

1. Спосіб запуску глибоководного ерліфта, що включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі потоку транспортуючого середовища, транспортування гідросуміші в підвідному трубопроводі ерліфта, подачу стисненого повітря в змішувач підйомного трубопроводу, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші та транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомному трубопроводі ерліфта, який відрізняється тим, що попередньо вибирають умовний поперечний переріз в призначеному для транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин потоці та для вибраного умовного поперечного перерізу задають діапазон зміни величини тиску, створюють потоки води та водоповітряної суміші в підвідному та підйомному трубопроводах відповідно шляхом подачі стисненого компресором повітря у змішувач підйомного трубопроводу, контролюють величину фактичного тиску у вибраному умовному поперечному перерізі, а також визначають фактичний діапазон зміни контрольова 2 (19) 1 3 91130 4 обладнаний керованими засувками та зворотним клапаном, а датчик визначення величини швидко сті руху потоку з'єднаний з підвідним трубопроводом. Винахід відноситься до машинобудування і може бути використаний безпосередньо в сфері розробки підводних родовищ корисних копалин, підйом елементів яких, відбувається за допомогою ерліфта. Відомий спосіб підйому пульпи, який включає подачу стисненого повітря у змішувач підйомного трубопроводу ерліфта по повітропроводу 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 шляхом регулювання співвідношення витрат води та повітря з наступним відведенням води в затрубний простір у нижній частині вертикальної ділянки повітропроводу, (патент України № 30137А, кл. Ε 21 С 45/00, F 04 F 1/20, 2000 p.) Недоліком відомого способу є короткий термін функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотної витрати часу на відбування перехідних процесів при запуску ерліфта, що призводить до низької продуктивності ерліфтного підйому та обумовлює низьку ефективність експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси. Відомий спосіб підйому пульпи, який включає подачу стисненого повітря у змішувач підйомного трубопроводу ерліфта по повітропроводу 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 шляхом регулювання співвідношення витрат води та повітря з наступним відведенням води в затрубний простір у нижній частині вертикальної ділянки повітропроводу, (патент України № 30137А, кл. Ε 21 С 45/00, F 04 F 1/20, 2000 p.) Недоліком відомого способу є короткий термін функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотної витрати часу на відбування перехідних процесів при запуску ерліфта, що призводить до низької продуктивності ерліфтного підйому та обумовлює низьку ефективність експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси. Відома ерліфтна установка для підйому пульпи, яка містить підйомний трубопровід, камеру підживлення з патрубком, підвідний трубопровід, змішувач підйомного трубопроводу, насос з нагнітальним трубопроводом, встановлений на підйомному трубопроводі повітровіддільник, компресор з відповідним нагнітальним трубопроводом, встановлений у ставі нагнітального трубопроводу насоса водовідділювач, сполучений з оточуючим середовищем і водовідділювачем патрубок, датчики визначення витрат рідини та стисненого газу, при цьому нагнітальний трубопровід насоса сполучений зі змішувачем, а нагнітальний трубопровід компресора сполучений через додатковий змішувач з нагнітальним трубопроводом насоса, (патент України № 30137А, кл. Ε 21 С 45/00, F 04 F 1/20, 2000 p.) Недоліком відомої ерліфтної установки є короткий термін функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотної витрати часу на відбування перехідних процесів при запуску ерліфта, що призводить до низької продуктивності ерліфтного підйому та обумовлює низьку ефективність експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб запуску ерліфта, який включає подачу стисненого повітря високого тиску в обладнану шибером верхню частину підйомного трубопроводу ерліфта, витіснення з підйомного трубопроводу води через приймальний пристрій, припинення подачі стисненого повітря у підйомний трубопровід в разі досягнення в ньому робочого тиску та відкриття шибера з одночасною подачею стисненого повітря робочого тиску у змішувач підйомного трубопроводу, (авт. св. СРСР № 1629625 ΑΙ, кл. F 04 F 1/18, 1991 p.) Недоліком найбільш близького технологічного рішення є короткий термін функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотної витрати часу на відбування перехідних процесів при запуску ерліфта, що призводить до низької продуктивності ерліфтного підйому та обумовлює низьку ефективність експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси. Найбільш близьким технологічним рішенням є спосіб запуску ерліфта, який включає подачу стисненого повітря високого тиску в обладнану шибером верхню частину підйомного трубопроводу ерліфта, витіснення з підйомного трубопроводу води через приймальний пристрій, припинення подачі стисненого повітря у підйомний трубопровід в разі досягнення в ньому робочого тиску та відкриття шибера з одночасною подачею стисненого повітря робочого тиску у змішувач підйомного трубопроводу, (авт. св. СРСР № 1629625 ΑΙ, кл. F 04 F 1/18, 1991 p.) Недоліком найбільш близького технологічного рішення є короткий термін функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотної витрати часу на відбування перехідних процесів при запуску ерліфта, що призводить до низької продуктивності ерліфтного підйому та обумовлює низьку ефективність експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси. 5 Найбільш близьким технологічним рішенням є ерліфтна установка зі способу запуску ерліфта, яка містить джерело стисненого повітря - компресор з нагнітальним трубопроводом, підвідний та обладнаний шибером підйомний трубопроводи, розташований в нижній частині підвідного трубопроводу приймальний пристрій, встановлений на підйомному трубопроводі повітровіддільник, з'єднаний з нагнітальним трубопроводом компресора змішувач підйомного трубопроводу, сполучений з верхньою частиною підйомного трубопроводу та нагнітальним трубопроводом компресора, а також обладнаний керованою засувкою та манометром додатковий трубопровід, (авт. св. СРСР № 1629625 ΑΙ, кл. F 04 F 1/18, 1991 p.) Недоліком найбільш близького технічного рішення є короткий термін функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотної витрати часу на відбування перехідних процесів при запуску ерліфта, що призводить до низької продуктивності ерліфтного підйому та обумовлює низьку ефективність експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу запуску глибоководного ерліфта, в якому, шляхом контролю в процесі запуску ерліфта величини тиску в призначеному для транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин потоці, забезпечується можливість підвищення ефективності експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси, в результаті підвищення продуктивності ерліфтного підйому за рахунок збільшення тривалості функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотного зменшення часу відбування перехідних процесів при запуску ерліфта. Поставлена задача розв'язується таким чином, що відомий спосіб запуску глибоководного ерліфта, що включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі потоку транспортуючого середовища, транспортування гідросуміші в підвідному трубопроводі ерліфта, подачу стисненого повітря в змішувач підйомного трубопроводу, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші та транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомному трубопроводі ерліфта, який відповідно до винаходу відрізняється тим, що попередньо вибирають умовний поперечний переріз в призначеному для транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин потоці та для вибраного умовного поперечного перерізу задають діапазон зміни величини тиску, створюють потоки води та водоповітряної суміші в підвідному та підйомному трубопроводах відповідно шляхом подачі стисненого компресором повітря у змішувач підйомного трубопроводу, контролюють величину фактичного тиску у вибраному умовному поперечному перерізі, а також визначають фактичний діапазон зміни контрольованої величини, перевіряють відповідність визначеного фактичного діапазону заданому та подають елементи підводних родовищ корисних 91130 6 копалин в потік води підвідного трубопроводу ерліфта у разі належності визначеного фактичного діапазону до заданого. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу запуску глибоководного ерліфта, в якому, шляхом контролю в процесі запуску ерліфта величини швидкості руху потоку в призначеному для транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин потоці, забезпечується можливість підвищення ефективності експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси, в результаті підвищення продуктивності ерліфтного підйому за рахунок збільшення тривалості функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотного зменшення часу відбування перехідних процесів при запуску ерліфта. Поставлена задача розв'язується таким чином, що відомий спосіб запуску глибоководного ерліфта, що включає підйом елементів підводних родовищ корисних копалин у складі потоку транспортуючого середовища, транспортування гідросуміші в підвідному трубопроводі ерліфта, подачу стисненого повітря в змішувач підйомного трубопроводу, створення багатокомпонентної суміші після надходження стисненого повітря в потік гідросуміші та транспортування потоку багатокомпонентної суміші в підйомному трубопроводі ерліфта, який відповідно до винаходу відрізняється тим, що попередньо вибирають умовний поперечний переріз в призначеному для транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин потоці та для вибраного умовного поперечного перерізу задають величину швидкості руху потоку, створюють потоки води та водоповітряної суміші в підвідному та підйомному трубопроводах відповідно шляхом подачі стисненого компресором повітря у змішувач підйомного трубопроводу, контролюють величину фактичної швидкості руху потоку у вибраному умовному поперечному перерізі, порівнюють контрольовану величину з заданою та при досягненні їх відповідності або перевищення контрольованою величиною заданої подають елементи підводних родовищ корисних копалин в потік води підвідного трубопроводу ерліфта. В основу винаходу поставлена задача удосконалення ерліфтної установки, в якій, шляхом введення додаткових з'єднань в відому конструктивну схему, забезпечується можливість підвищення ефективності експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси, в результаті підвищення продуктивності ерліфтного підйому за рахунок збільшення тривалості функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотного зменшення часу відбування перехідних процесів при запуску ерліфта та раціональній конфігурації технічних засобів. Поставлена задача розв'язується таким чином, що відома ерліфтна установка, яка містить підвідний та підйомний трубопроводи, компресор з нагнітальним трубопроводом, датчик визначення величини тиску - манометр, встановлений на підйомному трубопроводі повітровіддільник та сполу 7 чений з нагнітальним трубопроводом компресора змішувач підйомного трубопроводу, яка відповідно до винаходу відрізняється тим, що манометр сполучений з підвідним трубопроводом, всмоктувальний трубопровід компресора містить фільтр та сполучений з повітровіддільникем, нагнітальний трубопровід компресора обладнаний керованими засувками та зворотним клапаном, а датчик визначення величини швидкості руху потоку з'єднаний з підвідним трубопроводом. На фігурі 1 зображена схема ерліфтної установки, а на фігурах 2 та З розкриті зазначені на схемі вузли І та II відповідно. Ерліфтна установка містить підвідний 1 та підйомний 2 трубопроводи, компресор 3 з всмоктувальним 4 і нагнітальним 5 трубопроводами, встановлений на підйомному трубопроводі 2 повітровіддільник 6, сполучений з нагнітальним трубопроводом 5 змішувач 7 підйомного трубопроводу 1, встановлений в ставі всмоктувального трубопроводу 4 фільтр 8, з'єднані з підвідним трубопроводом 1 манометр 9 та датчик визначення величини швидкості руху потоку 10, при цьому нагнітальний трубопровід 5 обладнаний зворотним клапаном 11 та керованими засувками 12, 13. Способи запуску глибоководного ерліфта за допомогою ерліфтної установки реалізуються наступним чином. Попередньо вибирають умовні поперечні перерізи А-А та Б-Б в призначеній для транспортування елементів підводних родовищ корисних копалин трубопровідній системі, яку складають з'єднані через змішувач 7 підвідний 1 та підйомний 2 трубопроводи. Для вибраного умовного поперечного перерізу А-А задають діапазон зміни величини тиску, а для Б - Б - величину швидкості руху потоку транспортуючого середовища, як основні технологічні параметри. З урахуванням особливостей функціонування ерліфтної установки умовні поперечні перерізи для визначення заданих величин найбільш доцільно вибирати в підвідному трубопроводі 1. Перед запуском ерліфтної установки всі керовані засувки 12 та 13 повністю закриті. Відкривають керовані засувки 12 та 13, а також виконують запуск компресора 3. Стиснене компресором 3 повітря надходить по нагнітальному трубопроводу 5 через керовані засувки 12, 13, зворотний клапан 11 в змішувач 7. Внаслідок цього в підйомному трубопроводі 2 зменшується величина тиску і розпочинається процес формування потоку водоповітряної суміші, який характеризується перехідними процесами. Зменшення величини тиску в підйомному трубопроводі 2 забезпечує надходження води під статичним тиском водоймища, в якому ведеться розробка підводних родовищ корисних копалин, по підвідному трубопроводу 1 в змішувач 7. При цьому під час розпо 91130 8 всюдження стисненого повітря по довжині підйомного трубопроводу 2, тиск в ньому продовжує зменшуватися. Таким чином, виникає потік транспортуючого середовища, який в підйомному трубопроводі 2 складає водоповітряна суміш, а в підвідному трубопроводі 1 - вода. Одночасно з подачею стисненого повітря в змішувач 7 за допомогою манометра 9 та датчика визначення величини швидкості руху потоку 10 розпочинають контролювати величини фактичного тиску та фактичної швидкості руху потоку у вибраних відповідних умовних поперечних перерізах А А та Б - Б. Визначають фактичний діапазон зміни величини тиску, а також перевіряють відповідність визначеного фактичного діапазону заданому діапазону та порівнюють величину фактичної швидкості руху потоку з заданим її відповідним значенням. Виконують подачу елементів підводних родовищ корисних копалин в потік води підвідного трубопроводу 1 при досягненні належності визначеного фактичного діапазону зміни величини тиску до заданого діапазону, або відповідності між фактичною та заданою величинами швидкості руху потоку, чи у разі перевищення фактичною величиною швидкості руху потоку заданого її відповідного значення. Це призводить до підвищення ефективності експлуатації ерліфтної установки, призначеної для підйому з великих глибин гірничої маси, в результаті підвищення продуктивності ерліфтного підйому за рахунок збільшення тривалості функціонування ерліфта на його робочих характеристиках, внаслідок істотного зменшення часу відбування перехідних процесів при запуску ерліфта та раціональній конфігурації технічних засобів. При значних глибинах розробки та одночасній подачі стисненого повітря в змішувач 7 і елементів підводних родовищ корисних копалин в підвідний трубопровід 1 процес розповсюдження стисненого повітря по довжині підйомного трубопроводу 2 значно уповільниться, за рахунок зменшення швидкості надходження потоку води в змішувач 7, а тривалість перехідних процесів при запуску ерліфта збільшиться. У цьому випадку подовжиться також період формування стійкого транспортуючого потоку в підвідному 1 та підйомному 2 трубопроводах, який необхідний для забезпечення робочої продуктивності морського гірничовидобувного комплексу. Отже, застосування винаходу, що заявляється, підвищить ефективність ведення розробки підводних родовищ корисних копалин на великих океанічних глибинах, внаслідок зменшення загального часу запуску ерліфтної установки, а також забезпечить гарантоване уникнення зриву транспортування твердого матеріалу та, як наслідок, заштибовки трубопроводів під час запуску ерліфта. 9 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 91130 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601