Файл: Антонов А.А. Пневматические фрикционные муфты в нефтяной промышленности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При автоматическом выключении компрессора с остановкой элек­ тродвигателя допускается 15 отключений в і ч . При регулировании производительности компрессора переводом его на холостой ход до­ пускается 60 отключений в і ч . Преимущество работы компрессоров без остановки заключается в уменьшении вероятности выхода их из строя в результате резкого сокращения числа пусков и остановок.

Рис. 78. Электроиневматический клапан КПЭМ-15-4:

1 — основание; 2 — втулка; 3 — шпилька; 4 — верхний диск; 5 — вспомогательный шариковый клапан; 6 — шарик; 7 •— колпак; 8 — электромагнит; 9 — распорная пружина; 10 — шток; 11 — тарельчатый клапан; 12 — мембрана; а—отверстие для входа

воздуха.

Для регулирования давления в пневматической системе управле­ ния на всех буровых установках отечественного производства исполь­ зуют регуляторы давления АК-11Б. На установках Уралмашзавода регулятор на компрессоре с приводом от трансмиссии работает по схеме автоматического управления вместе с электропневматическим вентилем. Регулятор на компрессоре с электроприводом работает по схеме электропускового устройства привода компрессора,

На установках БУ-80БрД регулятор работает по схеме автомати­ ческого управления с пневматическим электромагнитным мембран­ ным клапаном КПЭМ-15-4.

Конструкция регулятора АК-11Б показана на рис. 79. При отсут­ ствии давления воздуха под диафрагмой 1 верхний контакт регулятора прижимается к нижнему пружиной 16. Увеличение давления воздуха под диафрагмой 1 до предельного значения приводит к подъему штока 4 до такого положения, при котором рычажный механизм 15 мгновенного действия размыкает контакты 19 и 20 электрической цепи. В результате этого компрессор останавливается или переклю­ чается на холостой ход в зависимости от принятой схемы управления.

 

 

 

Рис. 79. Регулятор давления

АК-11Б:

 

 

I

_

резиновая

диафрагма; 2 — основание;

3 — корпус;

4

шток;

5 — пружина;

6 —

нажимная тарелка; 7 — регулировочные

винты; 8

— крышка;

9 —

стойки с

призмами;

10

штифт; 11

— контактный рычаг; 12 — штифт;

13 — вертикальная стойка;

14

ось;

15 — рычаг; 16 — пружина; 17 — болт; 18 — кожух; 19 — верхний контакт; 20 — нижний контакт; 21 — искрогасительная камера; а — канал; б — левый выступ рычага; в — правые

выступы рычага.


После уменьшения давления воздуха под диафрагмой 1 до ниж­ него предельного значения рычажный механизм 15 вновь срабатывает и прижимает контакты 19 и 20 регулятора друг к другу. При этом компрессор включается и начинает нагнетать воздух в воздухосбор­ ник. Когда компрессор управляется вручную или продолжительное время работает с неисправным регулятором давления при небольшом

8 2

расходе воздуха, давление в воздухосборнике может подняться выше допустимого. Чтобы это предотвратить, в комплект оборудования включен предохранительный клапан (рис. 80).

При повышении давления выше допустимого клапан сжимает тарированную пружину, поднимается вверх и пропускает воздух через отверстия корпуса в атмосферу.

Для очистки воздуха от компрессорного масла и капель воды ис­ пользуют маслоотделитель (рис. 81), устанавливаемый перед возду­ хосборником.

Чтобы сохранить необходимый запас сжатого воздуха, приме­ няют воздухосборники, которые в процессе эксплуатации машины

одновременно снижают пульсацию давления, обеспечивают расчетный режим работы компрессоров и способствуют удалению из сжатого воздуха капель воды и компрессорного масла.

Каждый воздухосборник (рис. 82), входящий в комплект обору­ дования в системе пневматического управления, представляет собой стальной сварной герметичный сосуд с боковым люком. На его боковой поверхности смонтированы отводы для соединения с маги­ стральным воздухопроводом и есть отверстие для подсоединения

Рис. 82. Воздухосборник.

нагнетательного воздухопровода. В верхней части воздухосборника расположены отверстия для установки предохранительного клапана и манометра. Внутренняя полость его разделена диафрагмой с отвер­ стиями, необходимыми для более интенсивного удаления влаги.

Воздух от масла и капель воды очищается в воздухосборнике и маслоотделителе, которые установлены перед ним. Как показала практика эксплуатации буровых установок, здесь отделяется из воз­ духа основная масса капель воды.

Осушка воздуха осуществляется в специальных установках, пред­ ставляющих собой комплекс из щелевых, циклонных или винтовых устройств и сосудов с адсорбентом. В качестве адсорбента исполь-

зуется в основном силикагель, способный поглощать пары воды без вступления с ними в химическую реакцию.

На ряде зарубежных установок для предотвращения замерзания влаги, сконденсировавшейся на внутренних стенках приборов пнев­ матической системы управления, в сжатый воздух вводят пары спирта.

Рис. 83. Схема комплекса оборудования для питания системы управления сжатым воздухом.

На рис. 83 показана схема комплекса оборудования для питания системы управления сжатым воздухом современной буровой уста­ новки Уралмаш 125ДГ. Сжатый воздух, очищенный от масла, капель и паров воды, поступает в магистральный воздухопровод для подачи в пневматические фрикционные муфты, пневмоцилиндры и другие исполнительные устройства пневматической системы управления машиной.

О с н о в ы р а с ч е т а с и с т е м п н е в м а т и ч е с к о г о управления машинами

Расчет систем пневматического управления сводится к определе­ нию:

расхода воздуха в отдельных исполнительных устройствах (пнев­ матических фрикционных муфтах, пневмоцилиндрах и др.) и суммар­ ного максимального расхода при одновременной работе нескольких исполнительных устройств;

необходимой величины давления воздуха для функционирования исполнительного устройства;


сопротивлений в воздухопроводах; расхода и давления воздуха, подаваемого компрессорной уста­

новкой; герметичности уплотнений.

Расход воздуха через местное сопротивление при адиабатическом

истечении и перепаде давлений больше 0,1 р м

определяется в соответ­

ствии

с

исследованиями Уралмашзавода из

выражения

 

 

 

 

Є а д = / К Р - і / " - ^ Г е ( 1 - е ) ,

( V . l )

для сжимаемых жидкостей при тех

же условиях

 

 

 

 

£ а д = /Ир) / - І И і -є) •

(V.2)

Расход при изотермическом истечении и перепаде давлений

больше

0,1рм

 

 

 

 

 

 

 

 

С а д = ^ | / " 2

Л е Ч п 1 .

(V.3)

Здесь

G — весовой

расход воздуха; ц — коэффициент

расхода;

/ — площадь сечения

отверстия; р„ и р абсолютное давление воз­

духа

соответственно в магистрали и

перед местным сопротивлением;

Тм и

Т — абсолютная

температура

воздуха соответственно в маги­

страли и перед

местным сопротивлением; R = 29,27 кгс • м/кгс • °С;

Ум — удельный

вес воздуха в магистрали;

 

 

„ _ pк—^p

с

,

Ри

'

Ар перепад давлений в местном

сопротивлении.

Необходимая производительность компрессора определяется, ис­ ходя из максимального расхода сжатого воздуха на буровой уста­

новке в процессе спуско-подъемных

операций

 

Q? = n^q

+ Qu,

(V.4)

где Qp — наибольший расход сжатого воздуха; q — объем воздуш­ ной полости исполнительного устройства, участвующего в спускоподъемных операциях; п — число рабочих циклов в 1 мин; Qy расход воздуха на утечки в атмосферу.

Номинальное давление воздуха на выходе из компрессора при поддержании давления в исполнительных устройствах в пределах

о т

Ртах

ДО

Pmin

р к = 1 , 1 5 р т а х

 

(V.5)

 

 

 

 

 

(Ртах и

Pmin максимальное

и минимальное

давление в

исполни­

тельных устройствах).

 

 

 

 

 

Давление

на выходе

при

поддержании

постоянного

давления

в

пневмосистеме

1,15рс +(Pmax Pmin),

(V.6)

 

 

 

рк=


давление на выходе при поддержании постоянного давления в пневмосистеме и получении эффекта термодинамической осушки

 

Р к =

^ + 0 , 1 5 Р с

(V.7)

с — постоянное

давление в пневмосистеме буровой установки;

Ф — относительная

влажность

воздуха в

пневмосистеме).

Необходимую емкость воздухосборника можно вычислить с уче­ том режима эксплуатации установки

у

<?ч. ф^2 (<?ч. к. ф — <?д. ф)

. g.

Р ~

<?ч. к. фТіНРтах — Лпіп) '

 

где (?ч.Ф и <?ч . к . ф соответственно часовой расход воздуха на

буро­

вой установке при спуско-подъемных операциях и часовая произво­ дительность компрессора; ТхшТ2 абсолютная температура воздуха

на входе в компрессор и в воздухосборник; ртах и ртіп

— максималь­

ное и минимальное давление в воздухосборнике; і

— число отклю­

чений компрессора в 1 ч.

 

Допускаемый режим работы компрессора определяется его конструкцией и типом привода: при автоматическом выключении компрессора с остановкой электродвигателя 15 отключений в і ч , а при регулировании компрессора переводом его на холостой ход —

до 60

отключений в 1 ч.

 

 

 

 

Режим работы компрессора может задаваться продолжительностью

включения

(ПВ)

 

 

 

 

 

 

 

'раб

г ' о с т

 

(tpa6

и

t o c r

соответственно время

работы компрессора и

время

простоя).

 

 

 

 

 

Потери давления, вызываемые сопротивлениями в воздухопрово­

дах, можно вычислить по

формуле

 

 

 

 

 

Ьр = Артр+%Ьря,

(V.10)

где

ртр

— потеря давления

от трения; 2Рм — суммарная

потеря

давления от местных сопротивлений.