PL180389B1

PL180389B1 - Method of and system for controlling pulp level in a tank, in particular in the bagger tank

Info

Publication number: PL180389B1
Application number: PL31504296A
Authority: PL
Inventors: Marek Machura; Grzegorz Kowalczyk
Original assignee: Elektrownia Halemba Sa; Elektrownia Halemba Spoeka Akc
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 2001-01-31
Also published as: PL315042A1

Abstract

1. Sposób regulacji poziomu pulpy w zbiorniku, zwłaszcza w zbiorniku bagrowym, zwłaszcza zawierającej bardzo drobną mocnościerną substancję, w zbiorniku z wykorzystaniem pomiaru metodą pneumatyczną różnicową, znamienny tym, że sygnał pneumatyczny określony przez różnicę ciśnień atmosferycznego i hydrostatycznego przetwarza się w sygnał prądowy w zakresie 4-20 mA, który po obróbce zasila pompy, co umożliwia utrzymanie stałego poziomu pulpy zna|du|ące| się w ciągłym ruchu, korzystnie na wysokości I m od dnia zbiornika, przy zalożeniu, że sygnał na wejściu do pizetwornic wynoszący 20 mA odpowiada maksymalnemu poziomowi pulpy, a sygnał 4 mA - zerowemu poziomowi pulpy 4 Układ do regulacii poziomu pulpy w zbiorniku, zwłaszcza zbiorniku bagrowym, zwłaszcza zawieraiącei bardzo drobną, mocnościerną substancję obejmuiący pompy z silnikami, wyłączniki, przetworniki różnicy ciśnień, przetwornice częstotliwości, zbiornik, znamienny tym, ze przetwornice częstotliwości (11) współpracujące z pompami (13)są wyposażone we wspólny rozdzielacz sygnału (10) połączony dogodnie przez listwę (9) z przetwornikiem różnicy ciśnień (1) zaopatrzonym w rurkę (8) połączoną z atmosferą oraz w przewód sprężonego powietrza (2) doprowadzający powietrze do zbiornika pulpy (5)1. Method of adjusting the pulp level in the tank, especially in a dredger tank, especially containing very fine abrasive substance, in the tank with the use of differential pneumatic measurement, characterized in that the pneumatic signal defined by the difference of atmospheric and hydrostatic pressures is processed the current signal in the range of 4-20 mA, which after the treatment feeds the pump, which enables the maintenance to be constant the pulp level is significant be in constant motion, advantageously at a height of I m from the date of the reservoir, assuming that the signal at the input to the converters of 20 mA corresponds to the maximum pulp level and the 4 mA signal is set to zero pulp level 4 System for regulating the pulp level in the tank, especially a dredge tank, especially containing very fine, abrasive substance including pumps with motors, switches, differential pressure transmitters, frequency converters, a tank characterized by frequency converters (11) cooperating with pumps (13) are equipped with a common signal splitter (10) connected conveniently via a bar (9) to a differential converter pressure (1) provided with a tube (8) connected to the atmosphere and the compressed air hose (2) supply air to the pulp tank (5)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do regulacji poziomu pulpy, zwłaszcza zawierającej bardzo drobną mocnościerną substancję w zbiorniku, dogodnie zbiorniku bagarowym.The present invention relates to a method and system for regulating the level of pulp, particularly having a very fine abrasive material in a tank, suitably a baggage tank.

Pulpa powstała przez połączenie z wodą pyłów z elektrofiltra zawiera od 70-80% bardzo drobnej krzemionki o działaniu mocnościerającym zbliżonym do tarczy szlifierskiej.Pulp created by combining electrostatic precipitators with water contains from 70-80% of very fine silica with a strong abrasive effect similar to the grinding wheel.

Z powodu tych właściwości pulpa powinna być utrzymywana w ruchu, gdyż w przeciwnym wypadku substancje stałe oddzielają się od wody, zastygają, powodując zarastanie rurociągów. Stwarza to problemy przy odprowadzaniu zmieniających się ilości pulpy za pomocą pomp o określonej, stałej prędkości znamionowej. Przy nieustabilizowanym poziomie pulpy w zbiorniku dochodzi do sytuacji, gdy poziom pulpy spada poniżej minimum, co powoduje kawitację, a zatem zużywanie się pompy oraz niszczenie rur. Po wyłączeniu silnika pompa pchana powracająca pulpą kręci się w przeciwnym kierunku, aż do odwodnienia rurociągu. Powoduje to zagrożenie odkręcania się pompy, a ponadto w okresie odwadniania się rurociągu - uniemożliwia załączenie pompy.Because of these properties, the pulp should be kept in motion, otherwise solids separate from the water and solidify, causing fouling of the pipelines. This presents problems in discharging varying amounts of pulp with pumps having a certain, constant rated speed. When the pulp level in the tank is not stabilized, the pulp level drops below the minimum level, which causes cavitation and therefore pump wear and pipe damage. After turning off the engine, the pusher pump returning with pulp turns in the opposite direction until the pipeline is drained. This creates a risk of the pump unscrewing and, moreover, during the drainage period of the pipeline, it prevents the pump from starting.

Powyżej sytuacji nie można poprawić przez zainstalowanie zaworu nie tylko ze względów ekonomicznych (po co tłoczyć dużo a następnie dławić) lecz i z powodu specyficznych właściwości pulpy.The above situation cannot be improved by installing a valve not only for economic reasons (why press a lot and then throttle) but also because of the specific properties of the pulp.

180 389180 389

Jednym z rozwiązań powyższego problemu jest układ napędowy ciągłej regulacji parametrów pracy pompy, przedstawiony w polskim opisie patentowym nr 103 166. Układ składający się z pompy wirowej silnika elektrycznego i sprzęgła, charakteryzuje się tym, że ma hydrokinetyczne sprzęgło umieszczone pomiędzy wirową pompą z napędowym silnikiem regulowanym napełnianiu za pomocą czerpakowej rurki połączonej z serwomotorem, który otrzymuje impulsy od mierników prędkości lub ciśnienia zainstalowane w dowolnym punkcie układu. Hydrokinetyczne sprzęgło jest zasilane przewodem z wodą pracującąw otwartym obiegu chłodniczym. Odprowadzenie wody odbywa się przewodem połączonym z zssawnym zbiornikiem.One of the solutions to the above problem is the drive system for continuous regulation of the pump operating parameters, presented in Polish patent description No. 103 166. The system consisting of an electric motor rotor pump and a clutch is characterized by a hydrokinetic clutch placed between the rotational pump with a regulated drive motor filling by a scoop tube connected to a servo motor which receives pulses from speed or pressure gauges installed at any point in the system. The hydrokinetic clutch is powered by a water line operating in an open refrigeration circuit. Water is discharged through a conduit connected to the suction tank.

Ponadto dostępne są na rynku przetwornice częstotliwości, przykładowo SAMI, przeznaczone dla dowolnych silników indukcyjnych: pomp, taśmociągów, wentylatorów.In addition, there are frequency converters available on the market, for example SAMI, intended for any induction motors: pumps, conveyor belts, fans.

Celem wynalazku jest usprawnienie pracy pompy o stałej prędkości wirnika, a zadaniem technicznym opracowanie sposobu i układu zapewniającego utrzymanie stałego poziomu pulpy, zwłaszcza zawierającej bardzo drobnąmocnościernąsubstancję w zbiorniku i odpowiedniej pracy pompy, przy wykorzystaniu przetwornicy częstotliwości.The aim of the invention is to improve the operation of the pump with a constant rotor speed, and the technical task is to develop a method and system ensuring the maintenance of a constant level of pulp, especially with a very fine abrasive substance in the tank, and proper operation of the pump, using a frequency converter.

Sposób według wynalazku polega na tym, że sygnał pneumatyczny określony przez różnicę ciśnień: atmosferycznego i hydrostatycznego przetwarza się w sygnał prądowy w zakresie 4-20 mA, który po obróbce zasila pompy co umożliwia utrzymanie stałego poziomu pulpy znajdującej się w ciągłym ruchu, korzystnie na wysokości 1m od dna zbiornika. Zakłada się, że sygnał na wejściu do przetwornik wynoszący 20 mA odpowiada maksymalnemu poziomowi pulpy, a sygnał 4 mA - zerowemu poziomowi pulpy. W warunkach nie ustabilizowanej pracy pompy, takich jak: rozruch czy odwadnianie gdy pulpa osiąga poziom minimalny, częstotliwość zasilania pompy wynosi 0,5-28 Hz, dogodnie 16-18 Hz. Minimalny poziomo pulpy wynoszący dogodnie 0,5 m od dna zbiornika zależy od wydajności pompy tłoczącej pulpę na składowisko.The method according to the invention consists in converting the pneumatic signal determined by the pressure difference: atmospheric and hydrostatic into a current signal in the range of 4-20 mA, which, after treatment, supplies the pumps, which allows to maintain a constant level of pulp in constant motion, preferably at altitude. 1m from the bottom of the tank. It is assumed that the 20 mA input to the transducer is assumed to be the maximum pulp level and the 4 mA signal to the zero pulp level. Under conditions of unstable pump operation, such as start-up or dewatering when the pulp reaches a minimum level, the pump power frequency is 0.5-28 Hz, preferably 16-18 Hz. The minimum horizontal pulp of suitably 0.5 m from the bottom of the tank depends on the capacity of the pump conveying the pulp to the landfill.

Będący również przedmiotem wynalazku układ do regulacji poziomu pulpy w zbiorniku charakteryzuje się tym, że przetwornice częstotliwości współpracujące z pompami są wyposażone we wspólny rozdzielacz sygnału połączony, dogodnie przez listwę z przetwornikiem różnicy ciśnień zaopatrzonym w rurkę połączoną z atmosferą oraz w przewód doprowadzający sprężone powietrze do zbiornika pulpy. Do przewodu sprzężonego powietrza dla połączenia ze zbiornikiem pulpy jest zamocowana rura-sonda, której koniec jest umieszczony nad dnem zbiornika pulpy a z drugiej strony równolegle jest załączone naczynie dozujące a następnie współpracujący z nim rotametr. Zbiornik pulpy ma postać dwóch naczyń połączonych i jest wyposażony w króćce usytuowane w jego górnej części.The system for regulating the pulp level in the tank, which is also the subject of the invention, is characterized in that the frequency converters cooperating with the pumps are provided with a common signal distributor connected, suitably via a rail, to a differential pressure transducer provided with a tube connected to the atmosphere and a conduit for supplying compressed air to the tank. pulp. A probe-tube is attached to the compressed air conduit for connection with the pulp container, the end of which is placed above the bottom of the pulp container, and on the other hand, a dosing vessel and then a cooperating rotameter are connected in parallel. The pulp tank is in the form of two connected vessels and is equipped with stub pipes located in its upper part.

Sposób i układ według wynalazku zapewnia płynną pracę pompy, zmniejszenie obrotów wirowania silnika, co pozwala na oszczędność energii elektrycznej, a ponadto eliminuje występowanie zjawiska „lewych obrotów pompy”, grożących odkręceniem wirnika, zniszczeniem pompy. Zaletąjest też możliwość uruchomienia pompy w dowolnym momencie, a zatem i w czasie odwadniania się rurociągu.The method and system according to the invention ensures smooth operation of the pump, reduction of the rotational speed of the motor, which allows to save electricity, and also eliminates the phenomenon of "left rotation of the pump", which may cause the impeller to unscrew and damage the pump. Another advantage is the possibility of starting the pump at any time, and thus also while the pipeline is draining.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie przykładowego układu przedstawionego na rysunku.The invention will be explained in more detail on the basis of an exemplary system shown in the drawing.

W tym układzie przetwornik różnicy ciśnień EPA 1 zasilany prądem o napięciu 220 V jest umieszczony pomiędzy usytuowanym na przewodzie sprężonego powietrza 2, za rotametrem 3, naczyniem dozującym 4, a zbiornikiem pulpy 5. Do zbiornika 5 zostaje wprowadzona - zamocowana do przewodu sprężonego powietrza 2 - rura -sonda 6 o średnicy 12 mm, dozująca za pośrednictwem naczynia 4 określoną ilość sprężonego powietrza o ciśnieniu 1 MPa. Zbiornik pulpy 5 mający postać dwóch naczyń połączonych jest zaopatrzony w dwa króćce 7 umieszczone w jego górnej części w odległości 1,5 m od dna. Usytuowany równolegle do zbiornika pulpy 5 przetwornik różnicy ciśnień 1 jest połączony poprzez krótką rurkę 8 z ciśnieniem atmosferycznym przez rurkę-sondę 6 ze sprężonym powietrzem o ciśnieniu 0,1 MPa zanurzoną w zbiorniku pulpy 5 uzyskuje wskazania ciśnienia hydrostatycznego proporcjonalnego do poziomu pulpy.In this system, the EPA differential pressure transducer 1 powered with a voltage of 220 V is placed between the dosing vessel 4 located on the compressed air line 2, downstream of the rotameter 3, and the pulp tank 5. The tank 5 is inserted - attached to the compressed air line 2 - tube - probe 6 with a diameter of 12 mm, dosing through the vessel 4 a certain amount of compressed air at a pressure of 1 MPa. The pulp tank 5, in the form of two communicating vessels, is provided with two stub pipes 7 located in its upper part at a distance of 1.5 m from the bottom. The differential pressure transducer 1 located parallel to the pulp container 5 is connected via a short tube 8 to atmospheric pressure via a probe-tube 6 with 0.1 MPa compressed air immersed in the pulp container 5 and obtains an indication of the hydrostatic pressure proportional to the pulp level.

W przypadku sprężonego powietrza o wyższym ciśnieniu od wymaganego należy dodatkowo zastosować reduktor ciśnienia, przykładowo RP 2.In the case of compressed air with a pressure higher than required, an additional pressure reducer, for example RP 2, must be used.

180 389180 389

Wyjście przetwornika 1 poprzez listwę 9 LF 2 jest połączone z rozdzielaczem sygnału 10 RS, a ten z kolei z wejściem obu przetwornic częstotliwości 11 SAMI. Masa rozdzielacza sygnału 10 jest wspólna dla obu torów 12 i przetwornik częstotliwości 11.The output of the converter 1 through the strip 9 LF 2 is connected to the signal splitter 10 RS, which in turn is connected to the input of both frequency converters 11 SAMI. The ground of the signal splitter 10 is common to both tracks 12 and the frequency converter 11.

W przetworniku 1 sygnał pneumatyczny określony przez różnicę ciśnień: atmosferycznego i hydrostatycznego zostaje zamieniony na sygnał prądowy o wartości 4-20 mA, podany następnie do rozdzielacza sygnału 10 zasilanego prądem stałym 24 V i przez dwa tory 12 do obu przetwornic częstotliwości 11.In the transducer 1, the pneumatic signal determined by the pressure difference: atmospheric and hydrostatic is converted into a current signal of 4-20 mA, then fed to a signal splitter 10 powered by 24 V DC and through two lines 12 to both frequency converters 11.

Zakres sygnału prądowego określono przyjmując maksymalny poziom pulpy jako odpowiadający sygnałowi wejściowemu do przetwornicy częstotliwości 11, równemu 20 mA, a poziom zerowy pulpy-4 mA. Będący częściąskładowąprzetwornicy częstotliwości 11 regulator PJ charakteryzują: wartość zadana, w tym wypadku poziom pulpy, wartość regulowana (rzeczywisty poziom pulpy) i sygnał sterujący silnikiem pompy 13.The range of the current signal was determined by assuming the maximum pulp level as corresponding to the input signal to the frequency converter 11, equal to 20 mA, and the zero pulp level to be 4 mA. The PJ controller, which is a component of the frequency converter 11, is characterized by: a setpoint, in this case the pulp level, the controlled value (actual pulp level) and a signal controlling the pump motor 13.

Przez króćce 7 wprowadza się do zbiornika 5 pulpę z nie pokazanego na rysunku mieszalnika pyłu z elektrofiltrów z wodą spłuczną, tak aby poziom pulpy był o 0,5 m poniżej króćców 7, a ze zbiornika pulpy 5 pompy bagrowe 13 z częstotliwością zasilania około 35 Hz, tłoczą pulpę na składowisko.Pulp from an electrostatic precipitator dust mixer with rinsing water, not shown in the drawing, is fed into the tank 5 through the stub pipes, so that the pulp level is 0.5 m below the stub pipes 7, and from the pulp tank 5, dredger pumps 13 with a feed frequency of about 35 Hz press the pulp to the landfill.

Podczas załączenia pompy 13, czy odwadniania rurociągu częstotliwość zasilania pompy zmniejsza się do 20 Hz, poziom pulpy w zbiorniku osiąga wartość minimalną wynoszącą 0,6 m od jego dna.During pump 13 activation or pipeline drainage, the pump supply frequency is reduced to 20 Hz, the pulp level in the tank reaches a minimum value of 0.6 m from its bottom.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 60 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

Method of controlling the level of pulp in a tank, especially in a dredger tank, especially a substance containing a very fine substance, in a tank using the differential pneumatic method, characterized in that the pneumatic signal determined by the difference of atmospheric and hydrostatic pressures is converted into a current signal in in the 4-20 mA range, which feeds the pumps after treatment, which allows to maintain a constant level of pulp in constant motion, preferably at a height of 1 m from the day of the tank, assuming that the input signal to the converters of 20 mA corresponds to the maximum pulp level, and the 4 mA signal to zero pulp level.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that under unstable pump operation conditions such as start-up or dewatering, when the pulp reaches a minimum level, the pump power frequency is 0.5-28Mz, suitably 16-18 Hz.

3. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the minimum pulp level of suitably 0.5 m from the tank day depends on the capacity of the pump conveying the pulp to the landfill.

4. System for controlling the level of pulp in the tank, especially the dredging tank, especially containing a very fine, strong substance, including pumps with motors, switches, differential pressure converters, frequency converters, a tank, characterized in that frequency converters (11) cooperating with pumps ( 13) are equipped with a common signal splitter (10) connected conveniently via a bar (9) to a differential pressure transducer (1) provided with: a tube (8) connected to the atmosphere and a compressed air conduit (2) supplying air to the pulp tank (5) ).

5. The system according to p. A probe-tube (6) is attached to the compressed air line (2), the end of which is located above the bottom of the pulp container (5) and, on the other hand, a dosing vessel (4) is connected in parallel and then the cooperating rotameter (3).

6. The system according to p. The method of claim 4, characterized in that the pulp container (5) is in the form of two communicating vessels and is provided with stub pipes (7) located in its upper part.