Смесительная установка

 

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и предназначено преимущественно для использования в нефтяной и газовой промышленности, в частности в установках для гидроразрыва пластов, а также при строительстве различного вида объектов гражданского и промышленного назначения. Предложенное техническое решение позволит повысить надежность, производительность и уменьшить энергозатраты устройства для смешивания веществ с различным агрегатным состоянием. Смесительная установка содержит рабочий резервуар с загрузочными окнами для приема жидкости и твердой фракции смешиваемых веществ и разгрузочное окно, связывающее рабочую емкость с приемной камерой, средствами их подачи и выгрузки. Внутри рабочей емкости расположен рабочий орган для перемешивания смеси с приводом, расположенным снаружи рабочей емкости, и резервуар с измерителем объема жидкости. Резервуар с измерителем объема жидкости расположен на боковой поверхности рабочей емкости и связан с ней верхним переливным каналом для жидкости и нижним каналом, выполненным в виде патрубка с расположенной в нем заслонкой, имеющей привод ее поворота. Патрубок связан с кольцевой камерой, расположенной снаружи рабочей емкости и связанной кольцевым отверстием с приемной камерой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и предназначено преимущественно для использования в нефтяной и газовой промышленности, в частности в установках для гидроразрыва пластов, а также при строительстве различного вида объектов гражданского и промышленного назначения.

Известен реактор-смеситель, содержащий резервуар, внутри которого расположен рабочий орган для перемешивания веществ, с приводом его перемешивания, расположенным снаружи резервуара. Резервуар имеет загрузочные и разгрузочные окна, причем разгрузочное окно соединено с патрубком, в котором расположено шнековое устройство для дозированной подачи готовой смеси /1/.

Данное устройство предназначено для проведения реакций полимеризации и использование его в нефтяной и газовой промышленности без необходимых изменений для смешивания веществ с различным агрегатным состоянием (жидкость - сыпучий материал) является малоэффективным.

Известно техническое решение, согласно которому смесительная установка содержит резервуар с загрузочными окнами для приема жидкой и твердой фракции смешиваемых веществ и разгрузочное окно, внутри резервуара расположен рабочий орган для перемешивания смеси с приводом, расположенным снаружи резервуара, и резервуар с измерителем объема жидкости /2 - прототип/.

Недостатком известного технического решения является сложность достижения необходимого соотношения компонентов в связи с тем, что используется эжекционный способ подачи твердой фракции, а также сложность обеспечения автоматического режима работы в процессе приготовления смеси. Причем использование вакуумного способа подачи сыпучих материалов повышает энергозатраты установки в целом.

Предложенное техническое решение направлено на повышение надежности, производительности и уменьшение энергозатрат устройства для смешивания веществ с различным агрегатным состоянием путем оптимизации работы приводов подачи жидких и сыпучих веществ и повышения автоматизации работы устройства в целом.

Указанный единый технический результат достигается тем, что смесительная установка содержит рабочую емкость с загрузочными окнами для приема жидкой твердой фракции смешиваемых веществ и разгрузочное окно, средства их подачи и выгрузки, внутри рабочей емкости расположен рабочий орган для перемешивания смеси с приводом, расположенным снаружи рабочей емкости, и резервуар с измерителем объема жидкости, причем резервуар с измерителем объема жидкости расположен на боковой поверхности рабочей емкости и связан с ним верхним и нижним каналами, при этом нижний канал выполнен в виде патрубка с расположенной в нем заслонкой, снабженной приводом ее поворота.

Средство подачи твердой фракции выполнено в виде установленного в бункере шнека с приводом его вращения, шнек расположен в желобе, снабженным в нижней части заслонкой подачи сыпучего вещества с соответствующим приводом ее поворота, а верхняя часть желоба соединена с соответствующим загрузочным окном рабочей емкости.

При этом резервуар с измерителем объема жидкости снабжен электрическим индикатором уровня жидкости, выход которого связан с входом блока управления, а выходы блока управления связаны с входами исполнительных элементов клапана управления системы подачи воды и приводов поворота заслонки резервуара с измерителем объема жидкости и заслонки подачи сыпучего вещества.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включая поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах для объекта-устройства, позволил установить, что заявителем не обнаружены аналоги, характеризующими признаками идентичными всем существенным признакам заявленного объекта-устройства.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков, позволяет выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем единому техническому результату, отличительных признаков для заявленного объекта, изложенных в независимом пункте формулы изобретения.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию “новизна” по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного объекта требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от выбранного прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “изобретательский уровень” по действующему законодательству.

Изобретение поясняется схемой, представленной на фиг.1; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Смесительная установка (фиг.1) содержит рабочий резервуар 1 с загрузочными окнами для приема жидкой 2 и твердой 3 фракции смешиваемых веществ соответственно и разгрузочное окно 4, соединяющее рабочую емкость 1 с емкостью 5 сбора готовой смеси.

Внутри рабочего резервуара 1 расположен рабочий орган 6 для перемешивания смеси с приводом, расположенным снаружи рабочей емкости 1. Измерительный резервуар 7 с измерителем объема жидкости расположен на боковой поверхности рабочего резервуара 1 и связан с ним верхним и нижним каналами, при этом нижний канал выполнен в виде патрубка 8 с расположенным в нем заслонкой 9, снабженной приводом ее поворота 10. Патрубок 8 соединяет резервуар 7 с измерителем объема жидкости с кольцевой полостью 11, охватывающей нижнюю часть рабочего резервуара 1 и соединенной кольцевым отверстием, охватывающим разгрузочное окно 4, с приемной камерой 5 (фиг.2).

Средство подачи жидкой фракции выполнено в виде гидронасоса 12, гидравлически связанного через двухпозиционный золотник 13 с соответствующим загрузочным окном 2 рабочей емкости 1.

Средство подачи твердой фракции выполнено в виде установленного в бункере 14 шнека 15 с приводом его вращения. Шнек 15 расположен в желобе 16, снабженным в нижней части заслонкой 17 подачи сыпучего вещества с соответствующим приводом 18 ее поворота, а верхняя часть желоба 14 соединена с соответствующим загрузочным окном 3 рабочего резервуара 1.

Средство разгрузки готовой смеси включает в себя гидронасос высокого давления 19, связанный с помощью соответствующего трубопровода с приемной камерой 5 для сбора готовой смеси, обеспечивающей подачу смеси в скважину.

Резервуар 7 снабжен электрическим индикатором уровня жидкости 20, выход которого связан с входом блока управления 21, а выходы блока управления 21 связаны с входами исполнительных элементов двухпозиционных клапанов 13 подачи жидкой фракции (системы подачи воды) и двухпозиционных клапанов 22 и 23 приводов 10 и 18 поворота заслонки 9 измерительного резервуара 7 с измерителем объема жидкости и заслонки 17 подачи сыпучего вещества соответственно.

Смесительная установка работает следующим образом.

По сигналу с блока управления 21 осуществляется включение в работу средств подачи жидкой фракции в рабочий резервуар 1. Одновременно включается в работу привод вращения шнека 15 - происходит подача твердой фракции - сыпучего материала и включается привод рабочего органа 6 - происходит перемешивание смеси, которая поступает в приемную камеру 5 и с помощью насоса высокого давления 19 далее в скважины.

При повышении уровня в рабочей емкости выше номинальной жидкость переливается в резервуар 7. При достижении уровня жидкости в резервуаре 7, достаточного для замыкания контактов электрического индикатора уровня жидкости 20, блок управления 21 подает сигнал на управляющие элементы двухпозиционных золотников 13 и 23. Прекращается подача воды и сыпучего материала в рабочую емкость 1. Одновременно подается сигнал на исполнительное устройство двухпозиционного золотника 22, который включает привод 10 поворота заслонки 9. Открывается патрубок 8. За счет ижекционного эффекта, а именно разряжения, создаваемого работой насоса 19 в приемной камере 5, жидкость из резервуара 7 поступает в кольцевую полость 11, далее в приемную камеру 5 и, перемешиваясь с основным потоком смеси, к насосу высокого давления 19. Камера 7 освобождается от находившейся в ней жидкости, контакты электрического индикатора жидкости размыкаются и система приходит в исходное рабочее положение.

Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность работы устройства с одновременным повышением его производительности.

Таким образом, для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждается возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов с получением ожидаемого технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованию “промышленная применимость” по действующему законодательству.

Литература

1. Патент РФ № 2011409, кл. В 01 F, опубл. 30.04.94.

2. Патент РФ № 2150381, кл. В 28 С, опубл. 10.06.2000.

Формула изобретения

1. Смесительная установка, содержащая рабочую емкость с загрузочными окнами для приема жидкоcти и твердой фракции смешиваемых веществ и разгрузочное окно, связывающее рабочую емкость с приемной камерой, средствами их подачи и выгрузки, имеющий привод снаружи рабочей емкости, рабочий орган для перемешивания смеси, расположенный внутри рабочей емкости, и резервуар с измерителем объема жидкости, отличающаяся тем, что резервуар с измерителем объема жидкости расположен на боковой поверхности рабочей емкости и связан с ней верхним переливным каналом для жидкости и нижним каналом, выполненным в виде патрубка с расположенной в нем заслонкой, имеющей привод ее поворота, а патрубок связан с кольцевой камерой, размещенной снаружи рабочей емкости и сообщенный кольцевым отверстием с приемной камерой.

2. Смесительная установка по п.1, отличающаяся тем, что средство подачи твердой фракции выполнено в виде установленного в бункере шнека с приводом его вращения, шнек расположен в желобе, имеющем в нижней части заслонку подачи сыпучего вещества с приводом ее поворота, причем верхняя часть желоба соединена с соответствующим загрузочным окном рабочей емкости.

3. Смесительная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что резервуар с измерителем объема жидкости снабжен электрическим индикатором уровня жидкости, выход которого связан с входом блока управления, а выходы блока управления связаны с входами исполнительных элементов клапанов системы подачи воды и приводов поворота заслонки резервуара с измерителем объема жидкости и заслонки подачи сыпучего вещества.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2