22 Вопрос перемещенне твердых материалов

В качестве объекта управления процессом перемещения твердых материалов примем ленточный транспортер, перемещающий сыпучий материал. Показателемэффективности этого процесса является расход транспортируемого материала, а целью управления будем считать поддержание заданного значения расхода. В связи с тем что все возмущения на входе в объект (изменение гранулометрического состава материала, его влажности и насыпной плотности, проскальзывание ленты транспортера и т. п.) устранить невозможно, расход материала следует принять в качестве регулируемой величины и регулировать его корректировкой работы.

где V - объемный расход материала; р - плотность материала; g - ускорение свободного падения; 't - время усреднения; L длина ленты, воспринимающей усилие; v - скорость ленты.

На практике используют несколько вариантов конструкций приборов измерения усредненного за определенный промежуток времени расхода: с установкой всей рамы транспортера на чувствительном элементе, с размещением одного конца рамы на элементе, а другого - на подвижной опоре, которая может перемещаться вдоль рамы и тем самым изменять усилие, поступающее на элемент; с выделением н'1 транспортере расходно-измерительного участка, длину которого можно менять перемещением роликов. Поддержание заданного мгновенного значения расхода.

Эту задачу решить значительно труднее, во-первых, вследствие флуктуаций расхода, вызванных изменением проходного сечения дозатора при прохождении через него материала, и, во-вторых, ввиду сложности измерения мгновенного расхода. Для измерения мгновенного расхода используют сложные устройства, в которые входят' элементы вычислительной техники.

Обеспечение определенного суммарного количества материала за определенный цикл работы. Такую задачу требуется: решать, например, при составлении шихты, упаковке определенных порций материала и т. д. В качестве устройств, применяемых для отвешивания определенной порции материала, исполь~ зуют автоматические весы, обеспечивающие взвешивание материала, загрузку и разгрузку бункера.

Внесение регулирующих воздействий изменением скорости транспортера. Когда между бункером и транспортером отсутствует дозатор, работа которого определяет поступление материала на ленту, расход М<:lтериала зависит от скорости ленты. При такой технологической схеме регулирующие воздействия могут быть реализованы изменением скорости ленты. Самым распространенным способом изменения скорости является использование электромагнитных муфт, систем с преобразованием частоты тока и двигателей постоянного тока.

Система автоматического управления транспортерами. Автоматические устройства управления транспортерами должны обеспечить не только регулирование расхода перемещаемого груза, но и автоматический nYicK, остановку, а в отдельных случаях и реверсирование электродвигателей этих транспортеров. Сигналы на осуществление той или иной операции могут поступать от командного прибора или от путевых выключателей и реле скорости. Применяют и комбинированные системы, например систему управления пульсирующим транспортером. Пульсирующий трансцортер должен доставить изделие к аппарату, прекратить работу на некоторый промежуток времени,

необходимый для загрузки изделия в аппарат, включиться ВНОВЬ и работать до того момента, пока следующее изделие не достигнет аппарата. Электрическая схема, с помощью которой автоматически про изводится смена операций.

Первоначальный пуск транспортера осуществляется нажатием кнопки. Цепь катушки магнитного пускателя замыкается. Своим контактом он блокирует кнопку, а контактами замыкает силовую цепь электродвигателя транспортера . Двигатель начинает работать, транспортер приходит в движение. При достижении изделием аппарата срабатывает конечный выключатель, на который воздействует упор ходовой части транспортера.

23 вопрос ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

В качестве объекта управления при автоматизации процесс а измельчения примем барабанную мельницу сухого помола. Показателем эффективности при управлении данным процессом является размер кусков измельченного материала(тонина помола), а целью управления - поддержание определенного конечного гранулометрического состава материала.

Гранулометрический состав определяется, с одной стороны, свойствами измельчаемого материала (твердостью, влажностью,насыпной плотностью, размерами) и количеством его в барабане, а с другой - кинетической энергией, с которой шары воз- действуют на материал.

На участок дробления, как правило, подается разнородный материал, поэтому в объект управления будут поступать возмущающие воздеЙстщrя. Стабилизировать свойства подаваемого' материала невозможно. Единственной возможностью уменьшитьчастоту и силу возмущений является перемешивание различных партий сырья с целью усреднения их характеристик. Масса материала W в барабане определяется расходами сырья и конечного продукта. Она может быть стабилизирована изменением одного из этих расходов.

Кинетическая энергия, с которой шары воздействуют на матери'ал, зависит от высоты падения отдельного шара и числа ударов шаров в единицу времени. Естественно, что с увеличением этих параметров интенсивность измельчения возрастает. Высота падения шара и число ударов шаров зависят от частоты вращения барабана мельницы; с увеличением частоты вращения до некоторого предела значения этих параметров возрастают,а при дальнейшем увеличении начинают уменьшаться.

Высоту падения и число ударов шаров можно стабилизировать, поддерживая постоянное число оборотов n; изменением этого параметра можно осуществлять регулирующие воздействия. Практика показала, что для поддержания заданных размеров кусков измельченного материала изменение n не должно превышать 20-30 % от номинального значения.

В связи с наличием неустранимых возмущений по каналу исходного материала в качестве основной регулируемой величи.ны следовало бы принять гранулометрический состав конечного .продукта, а регулирующие воздействия осуществлять изменени-ем частоты вращения барабана. Расход материала при этом следует стабилизировать, что обеспечит устранение возмущений по этому каналу и постоянную производительность мельницы.

В промышленности нет качественных, непрерывнодействующих датчиков размеров твердых частиц, поэтому стабилизируют количество материала в барабане. Оно реагирует практиче.ски на все параметры, определяющие размеры частиц. Необходимо учитывать и тот факт, что если мгновенное значение количества материала в барабане станет меньше объема пустот между шарами, то б6льшая часть кинетической энергии шаров будет расходоваться не на измельчение материала, а на нагрев и взаимное раскалывание шаров и футеровки мельницы. Поэтому объем материала должен быть всегда больше объема пустот или равен ему. С экономическои точки зрения такой режим 'Тоже более выгоден по следующей причине: центр тяжести внутримельничной загрузки приближается к вертикальной оси мельницы, в результате чего статический момент внутримельничной загрузки уменьшается, и снижается расход мощности на ,единицу объема материала.

мacca материала не поддается непосредственному измерению. На практике эта регулируемая величина определяется косвенными методами по силе тока электродвигателя мельни.цы, по вибрации барабана или опоры мельницы, по амплитуде шума, создаваемого мельницей. Наибольшее распространение нашел последний метод.

Контролю в данномпроцессе подлежат расход материала; амплитуда шума, создаваемого мельницей; количество потребляемой энергии. Сигнализируется состояние барабана: включен или выключен. Устанавливаются устройства пуска и остановки двигателей. Регулирование барабанных мельниц мокрого помола. Авгоматизировать эти машины сложнее, чем мельницы сухого помола, вследствие появления дополнительного потока - жидкостного. Расход воды, подаваемой в мельницу, следует стабилизировать или изменять в зависимости от количества материала в ней. В качестве регулируемой величины можно выбрать и плотность суспензии, которая довольно точно характеризует тонину помола.

Регулирование объема материаJlа изменением расхода сырья.

Если для следующего за процессом перемещения технологического процесса не требуется постоянный расход измельченного вещества, то регулирующие воздействия при стабилизации массы материала W можно осуществлять изменением расхода сырья. Режим работы дозирующих устройств при этом должен соответствовать заданному объему материала в барабане мельницы, а все остальные параметры процесса следует поддерживать постоянными.

При использовании мельниц мокрого помола можно стабилизировать массу материала W изменением не только расхода сырья, но и расхода суспензии. Для этого устанавливают регулятор, закрывающий или открывающий сливное отверстие мельницы.

Регулирование мельниц, работающих по замкнутому циклу . При работе мельницы в замкнутом цикле измельченный материал или суспензия поступает в спиральный гидравлический классификатор, в котором производится сортировка зерен материала. Для классификации зерен туда подают воду. Мелкие зерна материала удаляют из классификатора в слив, а крупные (пески) возвращают в мельницу в качестве рецикла.

Для поддержания нормального технологического режима классификатора необходимо установить регулятор, обеспечивающий возврат крупных зерен материала в мельницу. Косвенное представление о крупности зерен после классификатора можно получить по значению плотности суспензии.

или выключен. Устанавливаются устройства пуска и остановки двигателей.Регулирование барабанных

мельниц мокрого помола. Авгоматизировать эти машины сложнее, чем мельницы сухого помола, вследствие появления дополнительного потока - жидкостного. Расход воды, подаваемой в мель-

ницу, следует стабилизировать или изменять в зависимости от количества материала в ней. В качестве регулируемой величины можно выбрать и плотность суспензии, которая довольно точно характеризует тонину помола.

Регулирование объема материала изменением расхода сырья.

Если для следующего за процессом перемещения технологического процесса не требуется постоянный расход измельченного вещества, то регулирующие воздействия при стабилизации массы материала W можно осуществлять изменением расхода сырья. Режим работы дозирующих устройств при этом должен соответствовать заданному объему материала в барабане мельницы, а все остальные параметры процесса следует поддерживать постоянными.

При использовании мельниц мокрого помола можно стабилизировать массу материала W изменением не только расхода сырья, но и расхода суспензии. Для этого устанавливают регулятор, закрывающий или открывающий сливное отверстие мельницы.

Регулирование мельниц, работающих по замкнутому циклу (рис. 8.9). При работе мельницы в замкнутом цикле измельченный материал или суспензия поступает в спиральный гидравлический классификатор, в котором производится сортировка зерен материала. Для классификации зерен туда подают воду. Мелкие зерна материала удаляют из классификатора в слив, а крупные (пески) возвращают в мельницу в качестве рецикла.

Для поддержания нормального технологического режима классификатора необходимо установить регулятор, обеспечивающий возврат крупных зерен материала в мельницу. Косвенное представление о крупности зерен после классификатора можно получить по значению плотности суспензии.

Регулирующие воздействия при стабилизации плотности суспензии можно вносить несколькими способами. Наиболее простым и распространенным является изменение расхода воды, подаваемой' в классификатор. Этот способ требует плавного и медленного изменения скорости подачи, воды; в противном слу· чае нарушается нормальный технологический режим классифи· катора. После резкого изменения расхода воды режим восстанавливается не раньше чем через 10 мин.

Можно регулировать плотность суспензии изменением скорости вращения или величины подъема спирали классификатора. Более эффективен последний метод; он позволяет изменят расход рецикла при полном подъеме спиралей до 100% при нижнем их положении. Этот метод легко осуществить на классификаторах современных конструкций.

Регулирование щековых дробилок. При измельчении материала в щековых дробилках следует обеспечить прежде всего их равномерную загрузку. Это достигается узлом корректировки работы питателей в зависимости от потребляемой мощности привода дробилки. Выбор регулируемой величины обусловливается наличием зависимости между производительностью дробилки и мощностью (током) ее электропривода.

Автоматизация процесса измельчения горючих продуктов.

Для исключения образования в дробилках (и смесителях) взрывоопасных смесей эти процессы проводят в среде инертного газа. Оборудование при этом оснащается средствами контроля давления подаваемого инертного газа, сигнализации отклонений давления от заданных значений и блокировки, не допускаю,цей пуск оборудования без предварительной подачи инертного газа и обеспечивающей остановку оборудования при прекращении поступления инертного газа.