油田注水全自動(dòng)裝置的設計

3．2．1 攪拌機系統
攪拌軸包括傳動(dòng)軸本身和隨軸轉動(dòng)的漿葉，它是流體攪拌裝置中的一個(gè)子系統，攪拌軸是執行攪拌混合操作的主要部件。由于流體激振力作用，輸入轉速波動(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)、扭轉振動(dòng)、彎曲振動(dòng)。軸向振動(dòng)是攪拌軸的伸長(cháng)和縮短，軸向振動(dòng)的自然頻率一般很高(大于3 ooo Hz)，因而在攪拌器的設計中，攪拌軸的軸向振動(dòng)一般不考慮。扭轉振動(dòng)引起攪拌軸轉速的波動(dòng)，實(shí)際操作中很難觀(guān)測到，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，與流體激振頻率和軸的轉速較接近，易引起共振。因而研究攪拌軸的彎曲振動(dòng)，準確確定攪拌軸的臨界轉速，對于設計攪拌軸和預測軸的破壞有重要意義。該裝置設計的攪拌轉速為120 r／min，槳葉安裝在離軸端100 mm處，攪拌軸通過(guò)聯(lián)軸器與減速機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給出攪拌機結構示意圖。

3．2．2 計量加藥裝置
計量加藥裝置直接與氣力輸送系統相連，氣力輸送系統正常工作必須有恒定的壓力條件，如果系統壓力損失過(guò)大，會(huì )給風(fēng)機增加負擔，甚至引起藥粉的堵塞而影響工作。為了盡量降低系統的壓力損失，裝置設計中的計量加藥裝置，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構。在帶襯套的鑄鐵殼體3內有一段變螺距螺旋軸4，其右端通過(guò)彈性聯(lián)軸節與電機5相連，當螺旋在殼體內快速旋轉時(shí)，物料從上方的加料斗2經(jīng)過(guò)閘門(mén)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。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的壓縮空氣通過(guò)螺旋漏出。當物料進(jìn)入氣力輸送系統管道后，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)入氣力輸送系統的輸料管中，在高速氣流的帶動(dòng)下輸送物料。

3．3 程序設計
系統程序大部分使用梯形圖編制，而在模擬量計算及輸出方面使用了功能塊和語(yǔ)句表。梯形圖直觀(guān)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(xiě)中，對每個(gè)被控(PLC輸出)只需分析找到所有置位、復位條件，即可順序編寫(xiě)。這樣可使程序簡(jiǎn)明，減少編程出錯機會(huì )。
啟動(dòng)自動(dòng)運行后，首先會(huì )自動(dòng)判斷DF23的開(kāi)關(guān)狀態(tài)(即1號罐管線(xiàn)打藥閥DF23是開(kāi)還是關(guān)?若DF23關(guān)，說(shuō)明2號罐往管線(xiàn)打藥，l號罐可以進(jìn)水、加藥及攪拌；若DF23開(kāi)，說(shuō)明l號罐往管線(xiàn)打藥，2號罐可以進(jìn)水、加藥及攪拌)。若DF23關(guān)，此時(shí)1號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(kāi)，加水電機啟動(dòng)，開(kāi)始向加藥罐中進(jìn)水，當加藥罐中的液位到達最高位時(shí)，傳感器發(fā)出信號，加水電機停車(chē)，進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，加水過(guò)程完成。之后加藥電機和攪拌機同時(shí)啟動(dòng)。定時(shí)器KF3和KF4啟動(dòng)，延時(shí)一定的時(shí)間后，加藥電機先停車(chē)，再攪拌一定的時(shí)間后攪拌機停車(chē)，加藥攪拌過(guò)程完成。1號罐的加水，加藥，攪拌過(guò)程完成，等待。
2號罐打藥過(guò)程中，最低液位報警時(shí)，發(fā)出信號要求，2號罐打藥閥DF24關(guān)閉，1號罐打藥閥DF23打開(kāi)，l號罐往管線(xiàn)打藥，實(shí)現2號罐自動(dòng)加水、定量加藥、定時(shí)攪拌。完成倒罐過(guò)程。圖5給出加藥裝置的程序流程，圖6給出控制系統梯形圖。

4 結語(yǔ)
油田注水全自動(dòng)裝置系統設計中，各環(huán)節工作信息傳送至PLC控制系統，使加藥系統全自動(dòng)運行，藥液濃度恒定，投加準確，實(shí)現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)強度，減少了藥劑對人體的危害。同時(shí)該裝置還具有結構緊湊、配置豐富、安裝簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)勢，是目前自動(dòng)化程度較高的藥劑投加系統。通過(guò)論述旨在找到一種實(shí)用價(jià)值更高，應用前景更廣闊的產(chǎn)品，從而達到環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的統一。