книги из ГПНТБ / Технология поточной обработки виноматериалов

жера 2 индукционным датчиком преобразуется в э. д. с. Максимальное допустимое рабочее давление измеряемой среды — 64 кг/см2.

На рисунке 40 изображена принципиальная схема ди­ станционной передачи измерений на вторичный прибор ВФ. В нее входит индукционный датчик ДИ прибора ДМИ 1, компенсирующий ферродинамический датчик ДФ, элек-

~127&

Рис. 40. Принципиальная схема дистанционной передачи измерений на вторичный прибор ВФ:

/ — дифманометр ДМИ; 2 — вторичный прибор ВФ.

тронный усилитель УЭ и реверсивный конденсаторный дви­ гатель Д вторичного прибора 2.

Передача электрического сигнала осуществляется ком­ пенсационным методом. Обмотки возбуждения датчиков ДИ и ДФ соединены последовательно и питаются напря­ жением 127 в со стороны вторичного прибора. Рамка ферродинамического датчика и выходная обмотка индукцион­ ного датчика включены так, что на вход электронного уси­ лителя вторичного прибора подается разность э. д. с. АЕ. Если эта разность не равна нулю, то двигатель Д враща­ ется, поворачивая рамку ДФ до наступления баланса, т. е.

прибора ВФ непрерывно показывает величину измеряемо­ го параметра.

Показывающие и самопишущие вторичные приборы ти­ па ВФ с ферродинамическим компенсатором предназнача­ ются для отсчета по шкале и регистрации на картограмме значений измеряемой величины, воспринимаемой первич­ ным прибором, который находится на некотором расстоя­ нии от вторичных.

151

Вторичные приборы для измерения расходов могут быть снабжены суммирующим механизмом. Промышлен­ ность выпускает следующие модификации вторичных при­

Для приборов с водяным или масляным заполнением употребляют резиновые соединительные трубки. Между со­ единительными трубками кольцо разделено глухой пере­ городкой 3. Кольцо с жидкостью 1 устанавливается на опорной призме 4.

На рабочую жидкость воздействует разность измеряе­ мых давлений. Под действием их нарушается равновесие кольца, и оно поворачивается вокруг центральной оси. Противодействующий момент создается уравновешиваю­ щим грузом 5, установленным в нижней части кольца.

152

Стрелка 6 прибора соединена с кольцом рычажной систе­ мой 7 через лекало 8, назначение которого состоит в вы­ равнивании шкалы 9 прибора. Стрелка прибора соединена

спером, которое записывает показания прибора на диа­ граммной ленте 10, приводимой в движение синхронным электродвигателем 11.

Предел измерения кольцевых дифманометров с водя­ ным заполнением не превышает 250 мм вод. ст. Приборы

скольцом, изготовленным из тонкой металлической фоль­ ги или стекла, рассчитаны на низкое рабочее давление — до 0,25 кгс/см2. Кольцо из стальной трубки может работать при давлении до 40 кгс/см2. Погрешность измерения коль­ цевыми приборами не превышает ±1,5% . Кольцевые дифманометры могут быть показывающими и регистрирую­ щими.

Колокольный дифманометр (рис. 42, а) имеет измери-

Рнс. 42. Принципиальная схема колокольного дифманометра:

а — с одним колоколом; 6 — с двумя колоколами.

тельный механизм в виде колокола, опущенного открытой частью в жидкость. Колокол предварительно уравновешен грузом или пружиной. Под воздействием разности давле­ ний колокол перемещается вверх или вниз, его движение посредством рычажной или электрической передачи сооб­ щается стрелке прибора.

Разновидностью дифманометра такой конструкции яв­ ляется механизм с двумя колоколами (рис. 42, б), соеди­ ненными коромыслами, как у рычажных весов. Под каж­ дый колокол, опущенный в жидкость, подводится давление по плюсовой и минусовой линиям. Коромысло уравновеше­

153

но пружиной, которая создает противодействующую силу в измерительном механизме. Действующая сила образуется за счет разности давления под обоими колоколами. Коло­ кольные дифманометры очень чувствительны и применя­ ются для измерения небольших перепадов давлений — до 100 мм вод. ст. при рабочем давлении не выше 2,5 кгс/см2. Погрешность не превышает ±2% .

Ротаметр представляет собой вертикальную конусную стеклянную или металлическую трубку, внутри которой находится ротор (поплавок), свободно перемещающийся по всей длине трубки. Поток измеряемого вещества подни­ мает ротор до тех пор, пока сила, возникающая вследствие перепада давления, образуемого в зазоре между ротором и внутренней поверхностью конусной трубки, не уравняется весом ротора. После прекращения поступательного движе­ ния ротор благодаря наличию косых канальцев на верх­ ней кольцевой части, приходит во вращательное движение и центрируется в середине потока, не соприкасаясь со стенками трубки.

Промышленность выпускает стеклянные ротаметры ти­ па PC с пределом измерения 0,25—3000 л/час, а также ро­ таметры, имеющие устройства для передачи показаний на расстояние. Эти устройства могут быть пневматические (ротаметр типа РПД) или электрические с дифференци­ ально-трансформаторной системой передачи (ротаметр ти­ па РЭД).

Стеклянные ротаметры типа PC могут применяться для' измерения расходов газов и прозрачных жидкостей; дав­ ление измеряемой среды при этом не должно превышать 6 кгс/см2. Поплавок в этих ротаметрах изготовлен из не­ ржавеющей стали, дюралюминия или эбонита. На вино­ дельческих предприятиях рекомендуется использовать ро­ таметры с поплавками из нержавеющей стали.

Прибор типа ЭПИД предназначен для измерения, за­ писи и регулирования различных величин, изменение зна­ чения которых может быть превращено в перемещение плунжера (сердечника) в индукционной катушке датчика.

Приборы типа ЭПИД могут работать в качестве вто­ ричных приборов в комплекте с мембранными манометра­ ми типа ДМ; дифманометрами колокольными типа ДК; ротаметрами типа РДВ; манометрами типа МЭД и други­ ми первичными приборами, снабженными индукционными дифференциально-трансформаторными датчиками.

Измерительное устройство прибора типа ЭПИД выпол­ нено по дифференциально-трансформаторной схеме. Рабо­

154

тает эта схема по принципу компенсации разности транс­ формированных напряжений в катушках первичного и вто­ ричного приборов.

Дифференциально-трансформаторная система передачи состоит из двух трансформаторных катушек, соединенных последовательно; одна трансформаторная катушка нахо­ дится в первичном приборе, другая — во вторичном. Ряд моделей приборов типа ЭПИД имеют интегрирующее уст­ ройство, которое позволяет определить количество измеря­ емой величины за определенный промежуток времени.

Приборы типа ЭПИД могут измерять, записывать и ре­ гулировать давление, разность давлений, вакуум, расход жидкости, пара и газа, уровень жидкости.

В последнее время изыскивают новые методы измере­ ния и разрабатывают новые конструкции расходомеров. Наиболее перспективными следует считать измерения рас­ хода с применением ультразвука и индукционные методы.

Ультразвуковой расходомер (рис. 43) служит для из-

Рис. 43. Принципиальная схема ультразвукового расходомера:

усилитель; 7 — показывающий прибор.

мерения расхода жидкостей, протекающих по трубопрово­ ду 1. На некотором расстоянии по длине трубопровода ус­ танавливают источник и приемник ультразвуковых колеба­ ний 2 (колебания с частотой выше 20 000 гц). Источником и приемником служат пьезоэлементы, которые обладают способностью возбуждать механические колебания при

155

подключении к электрическому генератору 3, а также вы­ полнять обратное преобразование механических колебаний в электрические. Ультразвуковые колебания, возбужден­ ные пьезоэлементом, распространяются в жидкости, про­ текающий по трубопроводу, и воспринимаются приемником.

Время прохождения звуковой волны от источника до приемника зависит от скорости протекания жидкости, при­ чем при распространении волны против течения время ее прохождения увеличивается с возрастанием скорости жид­ кости и наоборот. Если из времени прохождения волны против течения вычесть время ее прохождения по течению, то полученная разность будет пропорциональна скорости течения (расходу) жидкости.

Ультразвуковой расходомер измеряет эту разность, для чего роль источника и приемника колебаний попеременно

это получается при движении проводника перпендикуляр­ но магнитным силовым линиям).

Датчик индукционного расходомера представляет со­ бой отрезок трубы 1, изготовленной из немагнитного изо-

156

ляциоиного материала. На диаметрально противополож­ ных сторонах трубы установлены металлические электро­ ды 2, через которые индуктируемая э. д. с. подводится к измерительному прибору 3. Отрезок трубы вставляют в рассечку трубопровода, где измеряют расход жидкости. Внешнее магнитное поле создается постоянным магни­ том 4 или электромагнитом.

Чем больше скорость потока жидкости, тем больше ин­ дуктируемая э. д. с. Прибор, измеряющий ее, градуируется непосредственно в единицах расхода жидкости.

Основным условием применения индукционных элек­ тромагнитных расходомеров является электропроводность измеряемой среды. При соблюдении этого условия электро­ магнитные расходомеры могут применяться на любых су­ ществующих диаметрах трубопроводов при температуре до 200° и давлении до 200 кгс/см,2.

Электромагнитые расходомеры наиболее пригодны для измерения расхода агрессивных или вязких жидкостей.

Выпускается индукционный расходомер 4-РИ с преде­ лом измерения до 400 мг/час на рабочую температуру до 140° и давления до 40 кгс/см2.

Датчики расходомера 4-РИ имеют проходное сечение от 10 до 200 мм. В качестве вторичного прибора использу­ ется автоматический потенциометр, шкала которого отгра­ дуирована в единицах расхода. Погрешность измерения не превышает 1,5%.

Промышленность выпускает также индукционный рас­ ходомер типа ИР-11. Он предназначен для непрерывного автоматического измерения расхода электропроводных жидкостей, растворов и пульп в закрытых заполненных трубопроводах. Расходомер состоит из датчика и измери­ тельного блока. Измерительный блок имеет выход по по­ стоянному току 0—5 ма, обеспечивает использование бло­ ков аналоговой ветви постоянного тока ГПС, стандартных самопишущих миллиамперметров (Н374 и др.) и потенцио­ метров постоянного тока (ПП, ППР, ПС, ПРС).

Суммарное сопротивление нагрузки не должно превы­ шать 2,4 ком.

В измерительный блок расходомера встроен служебный показывающий прибор со 10 0 %-ной шкалой.

Основная погрешность расходомера при измерении по выходному току не превышает 1,5% верхнего предела из­ мерений.

Электропроводность измеряемой среды должна быть в пределах от 10~3 до 10 сим/м.

157

Индукционные расходомеры 'типа ИР-11 в зависимости от используемого датчика выпускаются с пределами изме­ рения от 0,32 до 2500 м3/час.

Схемы автоматизации процессов

К настоящему времени рядом специализированных ор­ ганизаций и отдельными специалистами винодельческих предприятий предложено значительное количество схем ав­ томатизации процессов виноделия. В ходе практической проверки некоторые из них оказались не отвечающими сов­ ременным требованиям по причине либо большой стоимо­ сти, либо недостаточной надежности и сложности в экс­ плуатации.

В этих условиях ВНИИВиВ «Магарач» «Пищепромавтоматика», НИИАвтоматпром (г. Гори), Симферопольский ПКТИ и другие организации с учетом накопленного опы­ та разработали ряд схем автоматизации основных техно­ логических процессов виноделия. В частности, для органи­ зации на винзаводах поточного производства созданы схе­ мы обработки и созревания виноматериалов. Эти схемы были разработаны для конкретных объектов, однако в си­ лу своей универсальности и надежности они могут быть полностью или частично использованы специалистами при автоматизации процессов на других винодельческих пред­ приятиях.

Схемы автоматизации процессов ускоренного созрева­ ния виноматериалов должны обеспечивать регулирование температуры, давления кислородных показателей и расхо­ да кислорода.

На рис. 45 приведена схема автоматизации процесса мадеризации вина, разработанная и внедренная Крымским ПКТИ совместно с работниками Симферопольского опыт­ но-экспериментального винзавода № 1. Эта схема обеспе­ чивает поддержание заданного температурного режима в

пишущие термометры типа ТСГ-610.

В качестве исполнительного элемента терморегулятора используют соленоидный вентиль СВВ с электромагнит­ ным .приводом ЭВ-ЗТ.

Система автоматического регулирования температуры состоит из отдельных комплектов, количество которых со-

158

ответствует числу емкостей. В комплект входят: автомати­ ческий регулятор температуры 1 с датчиком температу­ ры 2, самопишущий термометр 3 с термобаллоном маноме­ трического термометра 4, соленоидный вентиль 5, ключ вы­ бора режима работы 6, кнопка дистанционного управления 7 и сигнальные лампы 8, 10.

Подача питания в схему осуществляется выключате­ лем напряжения 9. Лампа 10 сигнализирует о подаче на-

Рис. 45. Принципиальная схема системы автоматического регулирования температуры в аппаратах для ускоренной мадеризации вина:

пряжения в схему. Соленоидные вентили 5 установлены на линии теплоносителя. Датчики автоматических регулято­ ров температуры 2 и термобаллоны манометрических тер­ мометров 4 установлены в мадерных емкостях 11. Осталь­ ные приборы смонтированы в шкафу.

Подача теплоносителя в змеевик емкости осуществля­ ется с помощью полупроводникового регулятора темпера­ туры (рис. 46), воздействующего на исполнительный меха­ низм соленоидного вентиля. Основным элементом полупро­ водникового регулятора температуры служит мост пере­ менного тока, состоящий из резисторов Rb R2, R3, Rs и терморезистора R4, находящегося в термобаллоне, вмонти­ рованном в мадерную емкость. Нагрузкой выходного кас­ када является реле Pi типа МКУ-48.

При отклонении температуры от заданной мост разба­ лансируется. Напряжение разбаланса подается на вход

159

фазочувствительного усилителя, собранного на транзисто­ ре ТУ Усиленный сигнал подается на двухкаскадный уси­ литель с коллекторной связью, при этом Тг закрыт, а Тз открыт, якорь реле Pi втягивается, нормально открытые контакты реле Pi замыкаются и подают напряжение на тяговую катушку соленоидного вентиля, который открыва­ ется и подает теплоноситель в темплообмениик мадерной емкости.

При достижении заданной температуры наступает ба­ ланс моста, и транзистор Т3 закрывается. Реле МКУ-48 обесточивается, нормально закрытые контакты реле пода­ ют напряжение на катушку защелки соленоидного венти­ ля, которая, освободив клапан, прекращает подачу тепло­ носителя. С помощью переменных резисторов Ri и R2 за­ дается необходимая температура обработки.

Питание терморегулятора . осуществляется постоянным стабилизированным напряжением 24 в (при напряжении смещения 6 б).

Питание моста осуществляется переменным током на­ пряжением 6 в от отдельной обмотки трансформатора.

Коллекторное питание фазочувствительного каскада осуществляется от отдельной обмотки трансформатора на­ пряжением ~ 24 в (блок питания на схеме не показан).

Автоматический регулятор обеспечивает поддержание заданной температуры. Начальная температура в мадер­ ной емкости должна быть не ниже 35°. Для достижения температуры 35° необходимо переключить систему в ре­ жим «дистанционно» или использовать выносной теплооб­ менник при закачке вина в емкость.

Положение вентиля подачи теплоносителя контролиру­ ют при помощи сигнальных ламп 8 (см. рис. 45), располо­ женных на панели шкафа. Включение зеленой сигнальной лампы свидетельствует о достижении заданной температу­ ры и о закрытии вентиля, подающего теплоноситель в ем­ кость. Красная лампа сигнализирует о поступлении тепло­ носителя в мадерную емкость (вентиль открыт).

На базе исследований, выполненных ВНИИВиВ «Магарач», Симферопольский ПКТИ разработал техническую документацию на линию ускоренной обработки и созрева­ ния виноматериалов (ВУЛО) различных типов в гермети­ ческих резервуарах. Схема автоматического управления разработана НИИАвтоматики. Линия предназначена для ускоренной обработки и созревания виноматериалов различных типов в герметических резервуарах в потоке и в периодическом цикле.

160