книги из ГПНТБ / Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов

ного бака и, переливаясь через его край, отводится в шламовый ка­ нал. Необходимый напор, обеспечивающий поступление шлама в бак самотеком, создают при помощи желоба.

Вискозиметр, представляющий собой двигатель, вал которого связан с цилиндром, погруженным в шлам, устанавливают над шламозаборным баком. Чувствительный элемент вискозиметра (рис. VI.9) состоит из следующих основных частей: асинхронного двигателя 1 с короткозамкнутым ротором, размещенного в кожухе 2; алюминиевого полого цилиндра 3, связанного с двигателем валом 4\ отражателя 5, установленного на валу и предназначенного для предохранения от случайного попадания брызг шлама в зазор меж­ ду валом и отверстием в кожухе. Поскольку алюминиевый цилиндр изготовлен полым, он при погружении в шлам выталкивается. Массу цилиндра вместе с валом подбирают так, чтобы она компенсирова­ лась действующей на него выталкивающей силой, в результате чего практически исключается осевое усилие на подшипники двигателя. Таким образом, при вращении погруженного в шлам цилиндра на вал ротора действует только сопротивление, величина которого за­ висит от вязкости шлама.

Момент сопротивления вращению цилиндра, погруженного в шлам, определяют путем измерения электрических параметров, свя­ занных с моментом на валу двигателя; при этом вязкость шлама сравнивают с вязкостью воды, принятой за нулевую. Когда погру­ женный в шлам цилиндр вращается, то в зависимости от вязкости шлама изменяется момент двигателя и, следовательно, протекаю­ щий через показывающий прибор ток. К вискозиметру подключен автоматический потенциометр, по показанию которого судят о вели­ чине вязкости шлама в каждый данный момент.

На ряде цементных заводов вязкость шлама автоматически изме­ ряют в потоке, т. е. после выхода шлама из болтушки. В этом слу­ чае вискозиметр устанавливают в желобе на поплавковом устройст­ ве. Преобразователь вязкости вместо вала и цилиндра имеет сталь­ ной шар, закрепленный на резиновом шнуре, длина которого боль­ ше, чем длина вала (длина шнура 600 мм, диаметр шара 60 мм). Бла­ годаря этим изменениям обеспечивается надежное измерение вязко­ сти шлама в потоке.

Электроакустический метод контроля режима работы мельниц.

Изменение звука, издаваемого мельницей, зависит в основном от степени загрузки ее материалом и от качества самого материала — размера его кусков и способности размалываться. Так как степень загрузки мельницы мелющими телами относительно постоянна, то, следовательно, и производимый ими шум при работе мельницы, вра­ щающейся с постоянной скоростью, также постоянный.

О размалываемости материалов, измельчаемых в многокамерной мельнице, судят по загрузке первой камеры, причем контролируют размалываемость косвенным методом — путем определения степени заполнения мельницы, т. е. определения изменения параметров шу­ ма первой камеры. Более высокая помехоустойчивость частотной

100

системы автоматического регулирования в условиях высокого уров­ ня посторонних акустических шумов (в связи с работой соседних аг­ регатов) предопределила работоспособность и эффективность этой схемы регулирования на цементных заводах.

Большее распространение в производственных условиях получи­ ли регуляторы загрузки мельниц РЗМ, в которых использован электроакустический метод контроля с воздействием на магнитные пускатели приводов тарельчатых питателей.

Для регулирования, измерения и регистрации загрузки шаровых мельниц в электроакустических установках используют микрофонное устройство для восприятия шума мельниц, устанавливаемое вбли­ зи обечайки мельницы со стороны падения мелющих тел с ориенти­ ровкой на зону наиболее активной работы шаров, и усилительнопреобразующий блок для усиления шумовой электродвижущей силы с преобразованием ее частоты в напряжение постоянного тока, про­ порциональное частоте. В усилительно-преобразующий блок вклю­ чен резистор, падение напряжения на котором пропорционально частоте поступающей шумовой электродвижущей силы. Это напря­ жение подается на электронный автоматический потенциометр, ко­ торый непосредственно показывает и записывает частоту шума — загрузку мельницы материалом. При этом регулирующее устройст­ во автоматического потенциометра совместно с регулятором управ­ ляет питателями мельницы.

Установка непрерывного контроля и регулирования загрузки шламом вращающейся печи КРШ. Стабилизация режима питания печи шламом и непрерывный контроль массового расхода шлама имеют первостепенное значение для оптимизации технологического процесса обжига клинкера и повышения качества цемента.

Способ питания, основанный на непрерывном контроле массового расхода шлама с использованием системы автоматической стабили­ зации заданных значений расхода, разработан в институте ВИАСМ. Для этой цели создана установка КРШ (рис. VI. 10). В установке использована замкнутая система автоматического регулирования. Она обеспечивает регулирование заданного расхода, регистрацию показаний, дистанционное управление и суммарный учет материала.

Текущее значение массового расхода сырья преобразуется пер­ вичным прибором массового расходомера в пропорциональный электрический сигнал. В первичный прибор встроены два индуктив­ ных преобразователя для дистанционной передачи сигналов к изме­ рительному прибору и к электронному регулирующему прибору. Измерительным прибором является вторичный дифференциальный трансформаторный прибор. Он показывает и записывает текущие зна­ чения расхода и регистрирует на счетчике величину суммарного расхода.

Регулирующий прибор, на который поступает сигнал от второго индуктивного преобразователя, управляет регулирующим органом, представляющим собой пережимное устройство с электропри­ водом. Требуемое значение расхода сырья, поступающего в печь,

101

устанавливают задатчиком, включенным на вход измерительного блока регулирующего прибора. Чтобы сгладить возможную пульса­ цию шлама, перед пережимным устройством установлен бачок по­ стоянного уровня с сеткой для очистки шлама от инородных вклю­ чений. В системе предусмотрено дистанционное и ручное управление пережимным устройством. Из шламопровода материал поступает в бачок постоянного уровня, проходит через питающее устройство регулирующего органа, попадает на высокочувствительный элемент расходомера и далее направляется в печь.

При отклонении массового расхода материала от заданного на вход измерительного блока регулирующего прибора поступает сиг­ нал разбаланса, который увеличивает или уменьшает проходное сечение пережимного устройства через элементы силовой цепи вклю­ чением электродвигателя регулирующего органа в зависимости от фазы сигнала разбаланса. Это приводит к соответствующему изме­ нению массового расхода до заданного значения. Вторичный при­ бор расходомера регистрирует все изменения в процессе питания пе­ чи сырьем и служит индикатором при выборе и установке задания на дозировку.

Установка также обеспечивает дистанционное наблюдение; ре­ гистрацию текущих значений и суммирование расхода сырья за лю­ бой контролируемый промежуток времени; частичную компенсацию изменения по плотности сырьевой смеси (или влажности), обеспечи­ вая лучшую стабилизацию ввода определенного количества материа­ ла в печи; автоматический учет времени простоя печи и времени рабо­ ты ее на «тихом ходу». Наибольшая рабочая производительность уста-

102

новки 125 т/ч; погрешность измерения расхода 1,5%; погрешность дозирования в установившемся режиме при максимальной произво­

дительности не более +2% .

Следящий уровнемер шлама для вертикальных шламбассейнов. Для получения определенного химического состава шлама необхо­ димо измерять его уровень с точностью до 2—3 см. Уровнемер, раз­ работанный ВИАСМ (рис. VI. 11), обеспечивает необходимое качест­ во измерений. Принцип его действия электроконтактный. Контакт­ ное устройство, являющееся чувствительным элементом уровнемера,

Рис. ѴІ.11. Блок-схема уровнемера шлама

6 — вторичный прибор; 7 — задатчик; 8 — преобразователь импульсов; 9 — дифференциально-трансформаторный преобразователь

подвешено на двухжильном кабеле, закрепленном на барабане. Оно состоит из двух металлических изолированных один от другого шты­ рей разной длины. Чтобы предотвратить налипание шлама на штыри, подают постоянный потенциал. Уровень шлама определяют по углу поворота барабана.

Контактное устройство в исходном положении находится на верху шламбассейна. При пуске уровнемера схема управления включает электропривод, который перемещает контактное устройст­ во вниз до тех пор, пока длинный штырь не коснется шлама, после чего схема управления отключает электропривод. Нормальное поло­ жение контактного устройства определяется отсутствием контакта между поверхностью шлама и коротким штырем. При понижении уровня шлама разрывается контакт между шламом и контактным устройством, схема управления включает электропривод, который перемещает контактное устройство вниз до тех пор, пока не восста­ новится контакт между длинным штырем и шламом. При повышении уровня шлама в бассейне поверхность шлама контактирует с корот­

103

ким штырем контактного устройства и схема управления включает электропривод на подъем контактного устройства. Дистанционная передача показаний с первичного прибора на вторичный производит­ ся сельсинной передачей.

Уровнемер имеет шкалы грубого отсчета с ценой деления 10 см и точного отсчета с ценой деления 2 см. Уровнемер позволяет уста­ навливать задание на контроль абсолютной величины уровня шлама или на его изменение относительно имеющегося уровня и сигнали­ зирует об отработке задания. Текущее значение уровня сравнивает­ ся с заданным во вторичном приборе. При совпадении показаний прибора с заданием выдается сигнал об исполнении задания. Сравне-

Рис. VI. 12. Принципиальная электрическая схема уровнемера

ние производится в задатчике, который считает импульсы, посту­ пающие от преобразователя импульсов, в зависимости от угла по­ ворота барабана (один импульс соответствует перемещению контакт­ ного устройства на 1 см). На период перемешивания шлама контакт­ ное устройство поднимается, а затем автоматически опускается до поверхности шлама. Для записи изменения уровня шлама или систе­ мы автоматического регулирования расхода сжатого воздуха, необ­ ходимого при перемешивании шлама, предусмотрен дифференциаль­ но-трансформаторный преобразователь.

Принципиальная электрическая схема уровнемера приведена на рис. VI. 12. В исходном положении контактное устройство поднято, конечный выключатель ВК1 нажат и горит сигнальная лампа Л7 крайнего положения. При нажатии кнопки КнЗ срабатывает реле РІО, включающее электродвигатель на опускание КУ- В момент ка-

104

сания КУ поверхности шлама реле Р1 и Р6 разрывают цепь питания реле РІО, двигатель отключается, затормаживаясь тормозом С. Из­ менение уровня влечет за собой включение электродвигателя при помощи реле Р2, Р1, реле времени Р7, Р6 и Р11 или РІО на подъем или опускание КУ. Реле времени предотвращает срабатывание Р11 и РІО при случайных всплесках шлама.

Крайнее положение КУ фиксируется конечным выключателем ВК2 и сигнальной лампой Л8. Защита привода уровнемера осуществ­ ляется предохранительной муфтой при помощи муфтовыключателя ВКМ и реле Р13. Защита электродвигателя от обрыва фаз обеспе­ чивается реле РЗ—Р5. Устройство отключают кнопкой Кні или Кн2. При этом КУ поднимается в край­ нее верхнее положение до срабаты­ вания конечного выключателя ВК1, размыкающего цепь ч реле Р5, контакты которого снимают питание с двигателя и схемы уп­ равления.

Прибор для измерения массо­ вого расхода сыпучих материалов и шлама. Для измерения расхода жидких материалов в измеритель­ ной технике разработано много ме­ тодов и устройств, позволяющих прямо или косвенно измерять рас­ ход. Но все эти средства не нашли

применения для измерения расхода пульповидных и сыпучих мате­ риалов. Автоматические расходомерные устройства для пульповид­ ных и сыпучих сред должны объединять непрерывное взвешивание материала с регулированием.

В основу прибора положен принцип измерения массового расхода по моменту, который необходим для придания потоку материала ус­ корения. Для измерения момента сил инерции используют двухсту­ пенчатый планетарный редуктор. Чувствительный элемент 1 расходо­ мера (рис. VI. 13), представляющий собой диск, на поверхности кото­ рого радиально расположены лопасти, приводится во вращение с постоянной скоростью электродвигателем 2 через шестерни плане­ тарного редуктора 3—6 и пары конических шестерен 7 и 8. От вала электродвигателя через шестерню 3 движение передается находя­ щейся в зацеплении шестерне 4, вал которой установлен в подшип­ никах водила 9. Поскольку водило 9 установлено в подшипниках на консоли вала 10, вал 11 вместе с шестернями 4 и 5 может повора­ чиваться относительно оси чувствительного элемента. Когда кон­ тролируемый материал проходит через чувствительный элемент, воз­ никают силы инерции, которые действуют на радиально расположен­ ные лопасти и создают на валу чувствительного элемента результи­ рующий крутящий момент.

105

Зависимость между крутящим моментом М и массовым расходом Q при угловой скорости со и радиусе чувствительного элемента R определяется уравнением

М = Qu)R.

Из этого уравнения следует, что для заданного радиуса при по­ стоянной скорости чувствительного элемента крутящий момент на валу будет мерой массового расхода. Крутящий момент через звенья

/

Рис. VI.14. Прибор для автоматического определения тонкости помола

планетарного редуктора преобразуется в усилие, которое, будучи приложено к водилу, вызывает поворот его относительно оси чувст­ вительного элемента. Водило поворачивается и останавливается тог­ да, когда противодействующее усилие измерительной пружиной 12 уравновесит момент, вызывающий поворот водила. При повороте водила связанный с ним шарнирно сердечник 13 индуктивной ка­ тушки 14 перемещается для дистанционной передачи сигнала на вто­ ричный регистрирующий или регулирующий прибор.

Измерение тонкости помола продуктов. Одним из важных пара­ метров, характеризующих качество материала, является тонкость помола сырья, твердого топлива и цемента, которую определяют ав­ томатически специальным прибором (рис. VI. 14). Поступающий из мельницы размолотый материал через трубку попадает в загрузочное устройство, имеющее вид воронки. Из воронки продукт помола мо­ жет поступать в отводящий трубопровод или в поворотный ковш,

106

который опирается на коромысло весов. При наполнении ковша оп­ ределенным количеством материала включается электромагнит, ко­ торый отводит загрузочную воронку в сторону. Материал, находя­ щийся в ковше, подается в барабанный грохот, в котором происхо­ дит отсев той части материала, частицы которого имеют размер ме­ нее 90 мкм. Просеянный материал отсасывается по трубопроводу вентилятором. Остаток материала проходит через грохот и ссы­

проходит через сито под действием воздушных потоков при одновре­ менной очистке этими воздушными потоками ячеек сетки от заби­ вающих их частиц порошка. Установка включает рассеиватель, пневматический блок, являющийся побудителем и стабилизатором расхода воздуха; блок управления; мановакуумметр для контроля режима просева.

Пневматический рассеиватель (рис. VI. 15) состоит из двух кону­ сов 1 с зажатым между ними ситом 2. К отверстию нижнего конуса прижата чашка 3, дно которой имеет кольцевой зазор 4. Через от­ верстие верхнего конуса проходит щелевое сопло 5, соединенное с атмосферой и создающее воздушные потоки, перпендикулярные поверхности сита. Сопло приводится во вращение электродвигате­ лем 6. Верхний конус соединен с трактом отсоса просеянного мате­ риала 7.

Чашку с навеской анализируемого материала устанавливают на место, после чего создают разрежение в тракте отсоса и одновре­ менно включают электродвигатель. Под действием разрежения в по­

107

лости рассеивателя возникают два воздушных потока — через коль­ цевой зазор в чашке и через щель сопла. Соотношение этих потоков определяется соотношением размеров кольцевого зазора и щели. Идущий через зазор поток поднимает материал из чашки в нижний конус и создает кипящий слой материала в нем. Из сопла поток, име­ ющий значительно больший расход, проходит черёз сетку вниз, очи­ щая последнюю от забивающих ее частиц, а затем уходит в верхний конус и далее в тракт отсоса, унося с собой мелкие фракции. Удале­ ние основной массы мелких фракций идет в первые секунды просева. Чтобы предотвратить налипание мелких частиц, конусы подвергают

Рис. VI.16. Принципиальная схема прибора для автоматического измерения уноса пыли в газоход

вибрации, создаваемой ударами молоточков 8 по наковальне 9. Для предотвращения налипания материала сопло 5 снабжено рези­ новым скребком 10. После окончания просева разрежение снимают и двигатель отключают. Крупные частицы, не прошедшие через си­ то, под действием собственной массы ссыпаются в чашку. Остаток

взвешивают.

Установка может работать в двух режимах — ручном и автомати­ ческом. При ручном управлении продолжительность просева состав­ ляет 9 мин, при автоматическом — от 20 до 120 с.

Прибор для непрерывного измерения количества пыли в отхо­ дящих газах — пылемер способствует улучшению работы аспира­ ционных и пылеосадительных устройств, уменьшению невозвратных потерь сырья, увеличению срока службы агрегатов, улучшению состояния воздушного бассейна в районе цементных заводов. .

108

ния (отбор части запыленного воздуха, осаждение пыли и взвешива­ ние ее на автоматических весах). Отбираемый непрерывно из газохо­ да через пылеотборную трубку газ поступает в циклон, а осажден­ ная пыль собирается в пылесборнике и периодически пересыпается в чашку автоматических весов. Периодичность взвешивания, зада­ ваемую кулачком, устанавливают в зависимости от концентрации пыли в газе. При взвешивании пыли дифференциально-трансформа­ торный преобразователь весов выдает сигнал, пропорциональный массе пыли, на вторичный прибор, который регистрирует и измеряет суммарное количество пыли, переносимое газом по газоходу за оп­ ределенный промежуток времени. После взвешивания пыли чашка весов поворачивается, пыль высыпается в бункер нижнего эжектора и удаляется сжатым воздухом.

Телевизионный контроль при автоматизации вращающихся пе­ чей может значительно улучшить и облегчить работу машиниста. Качественному изображению процессов, происходящих в печи, пре­ пятствует пыль и пламя факела. Количество пыли зависит от соста­ ва шлама и тягового режима в печи. Чтобы исключить влияние пыли на изображение и получить дополнительную визуальную информа­ цию, применяют специальные телевизионные трубки. Целесообраз­ ным способом уменьшения влияния пыли следует считать максималь­ ное приближение телевизионной камеры к объекту наблюдения. При этом способе исключается влияние основного слоя пыли, распо­ ложенного между телевизионной камерой и объектом наблюдения. Светящееся пламя является основным источником излучения во вращающихся печах при сжигании твердого топлива или газа. Основ­ ные наблюдаемые при помощи телевидения технологические пара­ метры в печи следующие: угол подъема материала в зоне спекания; характер прилипания материала в зоне спекания; средний размер куска клинкера на выходе из зоны спекания.

Чем выше температура в зоне спекания, тем больше жидкой фа­ зы в материале, тем сильнее слипаемость материала, тем выше угол подъема материала. Следовательно, по величине подъема материала можно судить о тепловом режиме печи. По характеру прилипания и по величине падающих кусков материала можно также судить о тепловом режиме печи. Чем выше температура в зоне, тем больше куски падающего материала, тем выше они поднимаются и позже падают. Средний размер кусков клинкера может косвенно характе­ ризовать степень температурного воздействия на материал при про­ хождении зоны спекания. Чем больше времени материал находится под действием высокой температуры, тем больше по размерам форми­ руется комок клинкера.

Головка телевизионного зонда (рис. VI. 17) представляет собой водоохлаждаемый контейнер для передающей телевизионной камеры. Вода для охлаждения контейнера, подаваемая под давлением, омы­ вает пространство, в котором размещена телевизионная камера,

109