油田注水全自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

3．2．1 攪拌機(jī)系統(tǒng)
攪拌軸包括傳動(dòng)軸本身和隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的漿葉，它是流體攪拌裝置中的一個(gè)子系統(tǒng)，攪拌軸是執(zhí)行攪拌混合操作的主要部件。由于流體激振力作用，輸入轉(zhuǎn)速波動(dòng)和攪拌軸偏心的影響，在攪拌軸上存在三種型式的振動(dòng)：軸向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、彎曲振動(dòng)。軸向振動(dòng)是攪拌軸的伸長(zhǎng)和縮短，軸向振動(dòng)的自然頻率一般很高(大于3 ooo Hz)，因而在攪拌器的設(shè)計(jì)中，攪拌軸的軸向振動(dòng)一般不考慮。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)引起攪拌軸轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，實(shí)際操作中很難觀測(cè)到，它的自然頻率也較高。彎曲振動(dòng)是軸的橫向擺動(dòng)，它是最有害的一種振動(dòng)形式，它的自然頻率較低，破壞性極強(qiáng)，與流體激振頻率和軸的轉(zhuǎn)速較接近，易引起共振。因而研究攪拌軸的彎曲振動(dòng)，準(zhǔn)確確定攪拌軸的臨界轉(zhuǎn)速，對(duì)于設(shè)計(jì)攪拌軸和預(yù)測(cè)軸的破壞有重要意義。該裝置設(shè)計(jì)的攪拌轉(zhuǎn)速為120 r／min，槳葉安裝在離軸端100 mm處，攪拌軸通過聯(lián)軸器與減速機(jī)的輸出軸連接在一起。螺旋漿葉一般為3葉，也可為2葉或4葉。其葉片直徑與攪拌槽內(nèi)徑之比為0．2~0．5，通常取為0．33，螺距與葉片直徑的比值為1：2。圖3給出攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

3．2．2 計(jì)量加藥裝置
計(jì)量加藥裝置直接與氣力輸送系統(tǒng)相連，氣力輸送系統(tǒng)正常工作必須有恒定的壓力條件，如果系統(tǒng)壓力損失過大，會(huì)給風(fēng)機(jī)增加負(fù)擔(dān)，甚至引起藥粉的堵塞而影響工作。為了盡量降低系統(tǒng)的壓力損失，裝置設(shè)計(jì)中的計(jì)量加藥裝置，采用變螺距螺旋輸送器作為壓送式氣力輸送裝置的供料器，該裝置越靠近氣力輸送管道處其螺距越小，使輸送的藥粉越壓越緊以斷絕氣體漏出的渠道，圖4給出螺旋加料裝置結(jié)構(gòu)。在帶襯套的鑄鐵殼體3內(nèi)有一段變螺距螺旋軸4，其右端通過彈性聯(lián)軸節(jié)與電機(jī)5相連，當(dāng)螺旋在殼體內(nèi)快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從上方的加料斗2經(jīng)過閘門l經(jīng)螺旋而被壓入下方的輸料管6，該輸料管又與壓送式氣力輸送裝置的輸料管道相連，物料由此被送入了氣力輸送系統(tǒng)。由于螺旋的螺距從左至右逐漸減少，使進(jìn)入螺旋的物料被越壓越緊，可防止氣力輸送管道內(nèi)的壓縮空氣通過螺旋漏出。當(dāng)物料進(jìn)入氣力輸送系統(tǒng)管道后，遇到壓縮空氣并將其吹散，使物料加速，形成壓縮空氣與物料的混合物均勻地進(jìn)入氣力輸送系統(tǒng)的輸料管中，在高速氣流的帶動(dòng)下輸送物料。

3．3 程序設(shè)計(jì)
系統(tǒng)程序大部分使用梯形圖編制，而在模擬量計(jì)算及輸出方面使用了功能塊和語(yǔ)句表。梯形圖直觀易懂，且較多的采用RS觸發(fā)器和時(shí)間繼電器，在程序編寫中，對(duì)每個(gè)被控(PLC輸出)只需分析找到所有置位、復(fù)位條件，即可順序編寫。這樣可使程序簡(jiǎn)明，減少編程出錯(cuò)機(jī)會(huì)。
啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行后，首先會(huì)自動(dòng)判斷DF23的開關(guān)狀態(tài)(即1號(hào)罐管線打藥閥DF23是開還是關(guān)?若DF23關(guān)，說明2號(hào)罐往管線打藥，l號(hào)罐可以進(jìn)水、加藥及攪拌；若DF23開，說明l號(hào)罐往管線打藥，2號(hào)罐可以進(jìn)水、加藥及攪拌)。若DF23關(guān)，此時(shí)1號(hào)加藥罐中的液位不是最低液位，即操作面板的加藥罐最低液位顯示燈未亮，而且加藥罐中的液位也不是最高液位，則進(jìn)水電磁閥打開，加水電機(jī)啟動(dòng)，開始向加藥罐中進(jìn)水，當(dāng)加藥罐中的液位到達(dá)最高位時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)，加水電機(jī)停車，進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，加水過程完成。之后加藥電機(jī)和攪拌機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。定時(shí)器KF3和KF4啟動(dòng)，延時(shí)一定的時(shí)間后，加藥電機(jī)先停車，再攪拌一定的時(shí)間后攪拌機(jī)停車，加藥攪拌過程完成。1號(hào)罐的加水，加藥，攪拌過程完成，等待。
2號(hào)罐打藥過程中，最低液位報(bào)警時(shí)，發(fā)出信號(hào)要求，2號(hào)罐打藥閥DF24關(guān)閉，1號(hào)罐打藥閥DF23打開，l號(hào)罐往管線打藥，實(shí)現(xiàn)2號(hào)罐自動(dòng)加水、定量加藥、定時(shí)攪拌。完成倒罐過程。圖5給出加藥裝置的程序流程，圖6給出控制系統(tǒng)梯形圖。

4 結(jié)語(yǔ)
油田注水全自動(dòng)裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各環(huán)節(jié)工作信息傳送至PLC控制系統(tǒng)，使加藥系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，藥液濃度恒定，投加準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)了加藥罐的全部自動(dòng)化，大大提高了工作效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了藥劑對(duì)人體的危害。同時(shí)該裝置還具有結(jié)構(gòu)緊湊、配置豐富、安裝簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，是目前自動(dòng)化程度較高的藥劑投加系統(tǒng)。通過論述旨在找到一種實(shí)用價(jià)值更高，應(yīng)用前景更廣闊的產(chǎn)品，從而達(dá)到環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。