Инструкции по оборудованию / Upravlenie_nasosnoy_perekachivayuschey_stantsiey_Metodichka_1

Стенды рассчитаны на эксплуатацию при нормальных значениях климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150-69 исполнение УХЛ категория 4.2, при температуре от +10°С до +35°С и относительной влажности воздуха не более 80% при температуре 25°С, атмосферном давлении 84-106,7

кПа (630 - 800 мм рт. ст.).

5.Правила хранения Изделие должно храниться в отапливаемых и вентилируемых складских

помещениях с воздушной средой, свободной от активных химических примесей. В складских помещениях должна поддерживаться температура от +5° до +40° С при относительной влажности до 80% при температуре 25°С (условия хранения 1Л по ГОСТ 15150-69).

Стенды должны храниться на расстоянии не менее 1 м от отопительной системы.

6. Транспортировка Изделия могут транспортироваться всеми видами транспорта в

соответствии с правилами, действующими для этих видов транспорта. Транспортировка воздушным транспортом осуществляется в отапливаемых

герметичных отсеках. Допускается транспортировка в контейнерах. Расстановка и крепление оборудования должно обеспечивать его

устойчивое положение, отсутствие перемещений и ударов друг о друга, а также о стенки транспортных средств.

11

Лабораторная работа 1. Изучение принципа действия и технических характеристик датчиков давления, расхода и уровня.

Цель работы: Изучение принципа действия и технических характеристик датчиков давления, расхода и уровня.

Краткая теория:

Конструкция деформационного датчика давления представлена на рис. 1. Преобразователь выполнен в цилиндрическом корпусе 3, в нижней части которого расположен штуцер 4, предназначенный для присоединения к линии измеряемого давления. В верхней части корпуса расположена «обойма» 9, которая крепится в корпусе с помощью специальных защелок, позволяющих ей вращаться вокруг своей оси (относительно корпуса 3). Для фиксации положения обоймы относительно корпуса служит крышка 10, которая навинчивается на наружную резьбу верхней части корпуса 3. На обойме установлена приборная часть 2 электрического соединителя. В кабельной части 1 соединителя производится подсоединение проводов внешних электрических цепей с помощью винтовых зажимов (клемм) без применения пайки.

Рис. 1.

Во входном отверстии 5 приемной полости штуцера преобразователя предусмотрена резьба для установки гидравлического дросселя, предназ­наченного для предотвращения повреждения мембраны чувствительного элемента преобразователя в случае возникновения гидроудара.

В штуцере преобразователя размещен чувствительный элемент 6. В качестве чувствительного элемента применен тензопреобразователь, на котором размещена тензочувствительная полупроводниковая схема из четырех тензорезисторов, соединенных в мост Уитсона. Под действием давления измеряемой среды мембрана чувствительного элемента прогибается. Тензорезисторы, деформируясь, изменяют свое сопротивление. В результате происходит разбаланс моста пропорционально измеряемому давлению. Разбаланс в виде электрического сигнала преобразуется электронным блоком,

12

расположенным в корпусе преобразователя, в выходной унифицированный сигнал постоянного тока 4...20 мА.

В обойме 9 преобразователя имеется специальное окно для доступа к подстроечному резистору корректора нуля. Корректор нуля предназначен для подстройки выходного сигнала преобразователя при давлении, равном атмосферному.

Для подстройки выходного сигнала преобразователя при верхнем предельном значении измеряемого давления предназначен подстроечный резистор корректора диапазона 8.

К преобразователю давления присоединяется вторичный электронный прибор, измеряющий сигнал с преобразователя и переводящий его в значения давления.

В качестве датчика уровня в стенде используется также датчик давления.

Для измерения расходы существуют различные устройства. Наиболее распространенным методом измерения расхода в трубах является метод его измерения по переменному перепаду давления на сужающем устройстве. В месте сужения скорость потока возрастает, и его кинетическая энергия увеличивается. Это вызывает уменьшение потенциальной энергии, которая определяется статическим давлением. Давление в суженном потоке меньше, чем давление в потоке до сужения. Разность давлений возрастает с увеличением скорости среды и служит мерой расхода. Сужающее устройство является преобразователем потока (или его расхода) в разность давлений. Разность давлений измеряется дифференциальным манометром, градуированным в единицах расхода.

Принцип работы механического датчика расхода основан на вращении потоком жидкости миниатюрного колеса (крыльчатки).

В стенде же используется электромагнитный расходомер.

Конструкция электромагнитного расходомера, в основе работы которого лежит закон электромагнитной индукции Фарадея, приведена на рис. 2.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в проводнике, движущемся в магнитном поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника. Вектор этой ЭДС перпендикулярен направлению движения проводника и вектору магнитного поля.

Если заменить проводник потоком проводящей жидкости, текущей между полюсами магнита, то величина ЭДС, наведённая в жидкости по закону Фарадея, будет пропорциональна скорости потока жидкости. Такой измеритель был предложен ещё самим Фарадеем. Однако измерители скорости потока воды с постоянными магнитами не получили существенного практического распространения ввиду значительных недостатков:

•Возникновение значительной электрохимической ЭДС на электродах, которые погружали в воду для измерения индуцированной магнитом

13

ЭДС. Электрохимические процессы приводили к значительным паразитным напряжениям между электродами и невозможности отличить паразитную электрохимическую ЭДС от индуцированной.

• Налипания металлического мусора на магниты.

Впоследствии постоянный магнит заменили электромагнитом, создающим переменное магнитное поле. Модулированное магнитное поле приводило к модуляции индуцированной электромагнитом ЭДС, что позволяло отделить полезный сигнал от паразитной электрохимической ЭДС.

Труба в зоне измерения расходомера (длина участка 2..5 диаметров трубы) выполняется из непроводящего немагнитного материала. Чаще всего делается футеровка (вставка) из инертных пластиков (типа фторопласта, полиэтилена) в трубу из нержавеющей стали. Иногда труба целиком делается пластиковой. Для уменьшения турбулентности потока в зоне измерения рекомендуется монтировать расходомер в прямолинейные участки без изменения сечения на протяжении 5-10 диаметров трубы до и после расходомера.

Рис. 2.

В стенде используются следующие датчики: ДДМ-03Т, РПД-ИВ (–0,1...0,9 МПа), ПД-100И ДА 1,0, ПРЭМ кл. D.

Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с краткой теорией и описанием стенда.

2.Описать принцип работы используемых в стенде датчиков, указать их на стенде.

3.Записать модели используемых в стенде датчиков давления и расхода (по маркировке, нанесенной непосредственно на сами датчики)

4.Используя приложения 4-7, записать характеристики используемых датчиков.

5.Проанализировать результаты, сделать выводы.

14

Лабораторная работа 2. Изучение принципа действия и технических характеристик исполнительных устройств: электрозадвижек, регулирующих и отсечных клапанов

Цель работы: Изучение принципа действия и технических характеристик исполнительных устройств: электрозадвижек, регулирующих и отсечных клапанов.

Краткая теория: Задвижки – очень популярный и распространенный тип запорной арматуры. Благодаря своей надежности и простой конструкции они востребованы на транспортных и технологических трубопроводах с самыми разнообразными рабочими средами. В зависимости от конструктивного и материального исполнения, задвижки могут использоваться в системах с рабочими давлениями до 25 МПа и температурами до +565 °С.

За время своей богатой истории задвижка успела совершенствоваться и видоизменяться, и теперь современные задвижки могут отвечать большинству требований, выставляемых им на конкретных объектах. Таким образом, то, что сейчас называется одним общим понятием «задвижка», включает огромное множество различных видов, типов и конкретных марок. Для того чтобы разобраться в этом широком изобилии, нужно, для начала, определиться с классификацией задвижек. В качестве одних из основных их классификационных признаков выделяют обычно: классификацию по типу привода, классификацию по типу ходового узла, классификацию по типу запорного элемента, классификацию по типу крепления к трубопроводу и классификацию по типу материала, которым выполнено устройство.

Таким образом, классификация по типу привода содержит в себе разновидность задвижек, отличительной особенностью которых является устройство механизма, обеспечивающего работу запорного элемента, среди них можно выделить:

1)С электроприводом

2)С ручным приводом

3)С пневмоприводом

4)С гидравлическим приводом

5)С электромагнитным приводом

Из названия этих задвижек вытекает с тип привода арматуры.

Другая классификация различает в себе задвижки с разным типом ходового узла, то есть соединения привода арматуры с запирающим элементом, здесь можно выделить два вида задвижек:

1)Задвижка с выдвижным шпинделем - это задвижки, ходовой узел которых находится вне корпуса арматуры.

2)Задвижка с невыдвижным шпинделем - это задвижки, ходовой узел которых находится в полости внутри корпуса арматуры.

15

Рис. 1. Устройство клиновой задвижки

Классификация по типу запорного элемента, часто является определяющей при выборе конкретной модели арматуры для своего объекта, в ней можно выделить следующие модели:

1)Клиновая задвижка - наиболее распространенный вид задвижек, в котором запорный элемент выполнен в форме клина.

2)Задвижка двухдисковая - вид задвижек, которому характерно выполнение запорного элемента в виде двух плоскостей. Они бывают параллельны друг другу, в таком случае этот вид называется параллельные задвижки, они бывают также расположены под углом друг к другу, в таком случае они называются двухдисковые клиновые задвижки, или задвижки с упругим клином, когда плоскости связывает упругий элемент

3)Шиберная задвижка - Вид задвижек, в которых запирающий элемент выполнен в плоской форме.

4)Шланговая задвижка - Задвижка, поток среды через которую ведется шлангом, который способен пережиматься в корпусе задвижки.

Говоря о классификации по типу крепления задвижки к трубопроводу, можно выделить:

1)Под приварку (или приварные задвижки)

2)Фланцевые

3)Межфланцевые

4)Муфтовые

Особенности их креплении становятся понятными из названий задвижек.

Последняя классификация характеризует задвижки по типу материала, здесь выделяются:

1) Стальные

16

2)Чугунные

3)Из цветных сплавов

4)Титановые

Порядок выполнения работы:

1.Ознакомиться с краткой теорией и описанием стенда.

2.Указать клапаны на стенде.

3.Записать модели используемых в стенде клапанов (по маркировке, нанесенной непосредственно на сами клапана).

4.Используя приложения 8-9, записать характеристики используемых клапанов.

5.Проанализировать результаты, сделать выводы.

17

Лабораторная работа 3. Изучение технических характеристик и программирование параметров электромеханической системы:

асинхронный двигатель, насос, преобразователь частоты

Цель работы: Изучение принципа действия и технических характеристик компонентов электромеханической системы: асинхронного двигателя, насоса и преобразователь частоты.

Краткая теория: Основными исполнительными механизмами стенда являются асинхронные двигатели, которые приводят в действие насосы.

На каждой из сторон стенда один из двух двигателей управляется с помощью преобразователя частоты (ПЧ). Рассмотрим подробнее устройство и принцип работы этих механизмов.

Устройство асинхронных двигателей Асинхронные двигатели являются простейшими из электрических машин.

Любой из них имеет две обязательные части – неподвижный статор и вращающийся ротор. Для всех трехфазных асинхронных двигателей статоры выполнены конструктивно одинаковыми, но по устройству обмотки ротора двигатели должны быть подразделены на два типа – с короткозамкнутой обмоткой (короткозамкнутые) и с фазной обмоткой (двигатели с фазным ротором, носящие также название двигателей с контактными кольцами).

Трехфазный двигатель предназначен для включения в трехфазную сеть, поэтому он обладает обмоткой статора, составленной из трех фазных обмоток, при прохождении через которые токи, поступающие из промышленной трехфазной сети, возбуждают вращающееся магнитное поле. Это поле, пересекая проводники обмотки ротора, наводит в них ЭДС, благодаря чему в замкнутых обмотках ротора течет ток. Взаимодействие вращающегося магнитного поля, создаваемого переменным током в обмотке статора и проводниками с током в обмотке ротора, приводит к возникновению вращающего момента. Так как вращение магнитного поля статора происходит асинхронно с вращением ротора, двигатель называют асинхронным.

На рис. 1 схематически представлена конструктивная схема поперечного разреза асинхронного двигателя, состоящего из корпуса (станины) статора 1, отлитой из чугуна, стали или алюминиевого сплава и закрепляемой на специальной опоре 5, называемой лапой.

В станину установлен сердечник статора 2, выполненный в виде полого цилиндра, собранного из отдельных тонких листов специальной электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком, обладающим высокими диэлектрическими свойствами для уменьшения потерь мощности в магнитопроводе на гистерезис и вихревые токи. Сердечник закрепляется внутри станины с помощью прокладок 4, сделанных из немагнитного материала во избежание образования в них магнитных полей и, следовательно, вихревых токов.

18

Рис. 1

По внутренней поверхности сердечника статора прорезаны специальные пазы 3, в которые укладываются три одинаковые фазные обмотки, сдвинутые на угол 1200. Обмотки выполняются изолированным медным или алюминиевым проводом и закрепляются в пазах специальными диэлектрическими клиньями. Фазные обмотки соединены между собой треугольником или звездой в зависимости от величины подводимого к двигателю напряжения.

Ротор асинхронного двигателя собирается, как и статор, из тонких лакированных листов электротехнической стали, оснащается пазами, в которые уложена и закреплена обмотка ротора. Обмотка ротора может быть, как уже указывалось выше, короткозамкнутой или фазной.

Короткозамкнутая обмотка, иначе называемая обмоткой типа беличьей клетки, показана на рис. 2. Она состоит из толстых проводящих стержней (медь, алюминий), соединенных по торцам кольцами из того же материала, что и стержни. Иногда, для двигателей малой и средней мощности, ее изготовляют путем заливки расплавленного алюминиевого сплава в продольные пазы сердечника. Одновременно при этом отливаются и коротко замыкающие торцевые кольца. Двигатели с короткозамкнутым ротором просты в изготовлении, надежны в эксплуатации, но к их недостаткам следует отнести сравнительно небольшой пусковой момент. Поэтому их применение ограничивается использованием в приводах машин, где не требуется большой пусковой момент, а также в машинах малой мощности и при изготовлении микродвигателей.

Устройство фазной обмотки ротора аналогично устройству обмотки статора. В продольные пазы сердечника ротора укладываются три одинаковые изолированные обмотки (фазы), выполненные по типу статорных, то есть смещенных друг относительно друга на 1200. При этом концы фаз объединены в звезду в общей точке, а начала присоединены к трем контактным кольцам, сделанным из меди или из износостойкой латуни и размещенным на валу. С помощью угольных или медно-графитовых токосъемных щеток,

19

прижимающихся к кольцам, в каждую фазу обмотки ротора можно ввести добавочное активное сопротивление регулировочных или пусковых реостатов так, как показано на рис. 3.

Рис. 2

Рис. 3

С увеличением активного сопротивления обмотки ротора уменьшается пусковой ток, что облегчает запуск двигателя и увеличивает пусковой момент. Кроме того, изменяя с помощью реостата активное сопротивление цепей ротора, можно регулировать частоту вращения двигателя.

Все перечисленные факторы позволяют применять двигатели с фазным ротором для привода машин и механизмов, требующих при пуске больших пусковых моментов (компрессоры, подъемно-транспортные механизмы и т.д.).

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Физические процессы, происходящие при раскручивании ротора.

Принцип действия асинхронного двигателя основан на использовании вращающихся магнитных полей и основных законов электротехники.

При включении двигателя в сеть трехфазного тока в статоре образуется постоянное по величине, но вращающееся в пространстве магнитное поле, силовые линии которого пересекают витки обмоток ротора. При этом согласно закону электромагнитной индукции, в обмотке ротора индуцируется ЭДС, величина которой пропорциональна частоте пересечения силовых линий. Под

20