книги из ГПНТБ / Семенов, Леонид Алексеевич. Безнапорная пропарочная камера

действия. Для стабилизации з нее введено импульсовое звено, воздействующее на регулирующий орган. Импуль­ сы, поступающие в процессе нагрева камеры от датчика и программного устройства, сравниваются в Измеритель­ ном органе, и регулирующий сигнал, усиленный до необ­

ходимой величины фазочувствительным усилителем, при­ водит в действие регулирующий ‘орган, изменяя подачу пара. Импульсовое звено питает регулирующий орган лишь периодически.

Датчик температуры установлен в обратной трубе на ее входе в контрольный конденсатор.

Высокая чувствительность и эксплуатационная надеж­ ность схемы обеспечиваются датчиком температуры — по­ лупроводниковым термочувствительным сопротивлением (термистором). Электрически он является плечом изме­

рительного моста, в соседнее плечо которого включен за­

дающий термистор. Использование в качестве задающе­

го звена термистора того же типа и номинала автомати­ чески обеспечивает температурную компенсацию измери­ тельного моста.

Нагрев задающего термистора осуществляется намо­ танным на него нагревателем, напряжение на котором меняется программным устройством в зависимости от времени по определенному закону.

Напряжение питания и постоянные сопротивления плеч моста подобраны таким образом, чтобы обеспечить при­

близительно одинаковую температурную чувствительность по всему рабочему диапазону.

В схеме применены магнитные усилители, отличаю­

щиеся высокой эксплуатационной надежностью и не тре­ бующие ухода и наблюдения. Усилитель имеет на выходе два реле с параллельно включенными катушками, кото­

рые управляют исполнительным механизмом.

В качестве регулирующего органа установлена заслон­ ка типа ЭМС-30, приводимая в действие электрическим

механизмом типа ИМ-2/120.

Узел задания программы выполнен бесконтактным. Программный задатчик обеспечивает подъем темпе­

ратуры в камере по требуемой программе, изображен­ ной на его шкале.

Время задается синхронным моторчиком переменного тока, который через систему передач приводит в движе­ ние стрелку, передвигающуюся по шкале. На ось стрел-

кц. насажена программная шайба, поворачивающая ротдр бесконтактного сельсина. Первичная обмотка по­ следнего питается стабилизированным напряжением переменного тока 112 вт, а напряжение вторичной обмот­

ки изменяется по синусоиде в зависимости от угла по­ ворота ротора.

Профиль шайбы выполнен так, что ротор сельсина поворачивается за 3 часа на 90° и в дальнейшем остает­ ся неподвижным.

Напряжение со вторичной обмотки сельсина подается на нагреватель задающего термистора. Последователь­ но. с нагревателем включается переменное регулировоч­ ное сопротивление.

. Профиль шайбы рассчитан так, чтобы по «цепи»; врцмд — программная шайба — ротор сельсина — на­ пряжение на нагревателе — температура задающего тер­ мистора была выдержана заданная кривая подъема тем­ пературы в камере.

Конструктивно регулятор выполнен из трех узлов: шкафа управления, регулирующих органов и датчика тем­

пературы.

На дверце шкафа управления установлены ключ вы­ бора рода работы (автоматическое или ручное управле­ ние), кнопки пуска и остановки регулятора.

Через застекленные окна дверцы видны шкала про­ граммного задатчика и шкала прибора, показывающего

'’температуру в камере.

Схема пароонабжения камеры с полной автоматикой

Магистральный паропровод

Рис. 23. Схема пароснабжения камеры с программным регулиро­ ванием процесса ее нагрева. При нормальной эксплуатации вентили 1, 2, 3 и 4 всегда открыты, а вентили 5 и 6 закрыты.

50

ДР=2,5(1,20—0,6) = 1,5 кг/м2.

Подсос в камеру может происходить через неплотно закрывающиеся вентиляционные клапаны (при наличии таковых) в ее стенках, а также через щели и неплотно­

сти, хотя бы и волосяные, в перегородках, отделяющих данную камеру от соседних. Практика показывает, что полной герметизации добиться очень трудно и чтобы устранить опасность подсоса воздуха, нужно ликвидиро­

вать вакуум по всей высоте камеры. Наиболее радикаль­

ное средство для этого — установка контрольного кон­ денсатора в специальном приямке ниже пола камеры.

Однако осуществить такое низкое расположение кон­ денсатора на практике в большинстве случаев невоз­

можно.

* Гидравлическим сопротивлением в обратной трубе можно пре­ небречь ввиду его незначительности при расходе пара 8—10 кг/час.

52

Другим средством устранения вакуума является ввод местного сопротивления соответствующей величины в обратную трубу. Для этого служит специальный гидрав­

лический клапан (рис. 25), изготовляемый в виде стака­ на с внутренним диаметром 150 мм и глубиной 50 мм. В нем имеется труба (6) Ф 50 мм, образующая внутрен­ ний цилиндр стакана. В дне цилиндра просверлива­

ют пять отверстий: одно, в центре, предназначено для болта, которым стакан прикрепляют к обратной трубе,

ачетыре Ф 5 мм служат для стока воды.

Квнешнему кольцу стакана (3) приваривают три

пластинки, являющиеся упорами при креплении его к трубе. Эти пластинки фиксируют положение стакана при завертывании болта (4).

Клапан работает следующим образом: вытекающий из поддона патрубка конденсатора (см. рис. 18) конден­

сат течет по стенкам обратной трубы и заполняет внеш­

нее кольцо стакана. Избыток конденсата переливается через края последнего.

Между уровнем воды в стакане и нижним краем обратной трубы образуется кольцевая щель, через кото­ рую избыток паровоздушной смеси или чистого пара вы­ ходит из камеры в обратную трубу. Высота этой щели

верхность воды. Уровень последней понижается, и из­ быток воды переливается во внутренний цилиндр. Чем выше давление Д h, тем больше высота указанной щели.

Величина дЬ фактически и является тем местным со­ противлением, которое мы вводим в обратную трубу.

Очень важно отметить, что с увеличением расхода газовой среды сопротивление гидравлического клапана

растет сравнительно медленно. Если для обычной диа­ фрагмы (с постоянным сечением) сопротивление увели­ чивается пропорционально квадрату расхода, то для гид­ равлического клапана оно растет значительно медленнее.

53

a

Рис. 25. Гидравлический клапан:

j_ обратная труба; 2—скоба; 3—стакан; 4 болт крепления, 5—внешнее кольцо стакана; 6—внутренний цилиндр.

Е4

Объясняется это тем, что при увеличении' Ah расход газо­ вой среды возрастает не только вследствие повышения скорости, но также и в результате увеличения живого се­ чения щели.

Покажем это на следующем расчете. Живое сечение кольцевой щели:

55

При установившемся полуавтоклавном режиме, ко­ гда избыток пара, выходящего из камеры, находится в

пределах 15—25 м?1час, сопротивление гидравлического

клапана практически получается всего 1,5—2,5 мм вод. ст. При начальном заполнении камеры чистым паром че­ рез верхние трубы и быстром вытеснении через обрат­

ную трубу паровоздушной смеси расход последней мо­ жет возрасти в несколько раз. При этом увеличивается

исопротивление клапана, а следовательно, — и давление

вкамере. Однако благодаря указанным выше особенно­ стям работы гидравлического клапана это давление прак­

тически остается в пределах 6—10 мм вод. ст* ., что ни­ как не влияет на целость уплотнительных устройств (водяные затворы крышки камеры и >пр.), и по существу камера остается «безнапорной».

Гидравлический клапан является непременным эле­ ментом оборудования полуавтоклавной пропарочной ка­ меры. Насколько велико его практическое значение, сви­

детельствует тот факт, что нам лично в заводских усло­ виях при размещении ямных камер в блоках не удава­

лось без гидравлического клапана достигать в них 100° и температура по термометру на конденсаторе не под­ нималась выше 97—98°. Установка гидравлического кла­ пана сразу исправляла положение: температура повыша­ лась до 100° и обеспечивала устойчивый полуавтоклав-

ный режим.

Из всего вышеизложенного видно, что действие ре­ гулятора РПД-С-П взаимосвязано с работой контроль­ ного конденсатора и гидравлического клапана и надле­ жащий режим камеры может быть обеспечен только при правильном выполнении всех этих устройств.

Устройство камеры на полигоне

Если камера расположена на полигоне под открытым небом, применять контрольный конденсатор нельзя, так как в зимнее время при температурах ниже 0° змеевик замерзнет и конденсатор выйдет из строя.

Для контроля за количеством избытка пара, выходя­

щего из камеры через обратную трубу, на последней вместо контрольного конденсатора устанавливают конт­

рольную насадку, принцип работы которой уже изложен. Насадка представляет собой трубу Ф 184 мм, длиной

56

500 мм с 10 приваренными патрубками (отводами) ф Сверху к этой трубе приварена крышка с отверстием для термометра, снабженным заглушкой, а внизу она имеет фланец для присоединения к обратной трубе (рис. 26).

Контрольную насадку устанавливают в вертикальном положении таким образом, чтобы между ее крышкой и концом обратной трубы оставалась щель высотой 20 мм для прохода паровоздушной смеси (или чистого пара).

Камера работает следующим образом.

При пуске пара в камеру в процессе ее разогрева избыток паровоздушной смеси свободно выходит через обратную трубу и контрольную насадку в атмосферу.

Пар подается в таком количестве, чтобы температура выходящей паровоздушной смеси в течение заданного времени (например 2—3 часов) достигла 95° по термо­ метру на контрольной насадке.

Избыток паровоздушной смеси в период разогрева

(особенно в конце его) может интенсивно выходить че­

рез все боковые трубки.

Как только температура поднимется до 95°, необхо­ димо снижать подачу пара в камеру с таким расчетом, чтобы избыток паровоздушной смеси (пара) удалялся

только через 1—3 верхние ряды трубок. Если пар будет выходить через все трубки, то подачу его в камеру нуж­ но снижать, а если выход пара из насадки полностью прекратится, приток его надо увеличивать.

В зависимости от количества работающих («паря­

Вопросы автоматики управления тепловым режимом для камер на полигонах, когда вместо контрольного кон­ денсатора устанавливают контрольную насадку, нахо­ дятся еще в стадии разработки.

Предполагается использовать для этих целей также РПД-С-П, однако ввиду отсутствия змеевика приходит-

57

Рис. 26а. Камера на полигоне с установкой контрольной насадки: 1—фланец на обратной трубе; 2—отверстие для слива конденсата; 3—фланец контрольной насадки; 4—крышка; 5—патрубок; 6—отвер­ стие для термометра.

Б8