Дозирование
 Скачать 5.11 Mb.
|
|
Г л а в а 6 ПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 6.1. ДОЗАТОРЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ Весовые дозаторы серийно выпускают многие отечественные и зарубежные компании. Одним из ведущих российских производителей и разработчиков весоизмерительной техники для промышленности является компания "Тензо-М" [1]. Компания ежегодно производит многие десятки тысяч весоизмерительных датчиков, весов, дозаторов и вторичных приборов для многих отраслей промышленности. Все типы выпускаемой весоизмерительной техники сертифицированы органами РосТехРегулирования и внесены в Государственный Реестр средств измерений. На рисунке 6.1 показан дозатор сыпучих материалов непрерывного действия Альфа ДЛТ [2]. Автоматический контроль и регулирование (стабилизация) массового расхода монодисперсных, хорошо сыпучих материалов с размером частиц до 10 мм при выпуске из емкостей на поточные технологические линии. Дозаторы применяются в перерабатывающей, пищевой, химической и других отраслях при производстве муки, комбикормов, спирта, пива, минеральных удобрений, строительных смесей. Рис. 6.1. Дозаторы сыпучих материалов непрерывного действия Альфа ДЛТ Дозаторы легко встраиваются в АСУ и выполняют следующие функции: измерение и стабилизацию массового расхода материала; отображение текущего и заданного расходов; суммирование и отображение пропущенной массы материала; автоматическое отмеривание заданной дозы пропущенного материала; блокировку выпуска материала по внешним сигналам. Основные характеристики дозаторов представлены в табл. 6.1. Базовый комплект включает в себя: измерительно-дозирующее устройство с лотковым чувствительным элементом и заслоночным регулирующим органом в одном корпусе; шкаф автоматики с вторичным весовым преобразователем и самонастраивающимся ПИД-контроллером, аналоговые входы/выходы и интерфейс RS-485 с протоколом Modbus RTU для связи с АСУТП; комплект соединительных кабелей; паспорт, руководство по эксплуатации; свидетельство о калибровке. 6.1. Основные характеристики дозаторов Альфа ДЛТ Модельный ряд дозаторов Альфа модификации ДЛТ ДЛТ16 ДЛТ100 Технические характеристики 4-2 6,3-210-116-125-240-263-2 100-2 Наибольший предел дозирования при насыпной массе 0,8 т/м 3 , т/ч 4,0 6,3 10,016,1 25 40 63 100 Наименьший предел дозирования, т/ч 0,4 0,63 1,0 1,6 2,5 4,0 6,3 10 Предел относительной погрешности, % 2,0 2,0 1,0 1,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Диапазон рабочих температур, °С –20…+40 Степень защиты по ГОСТ 14254, не ниже IP-65 Вид привода регулирующей заслонки Электрический Напряжение питания 220 В / 50 Гц / до 50 ВА Габаритные размеры, мм: – измерительно-дозирующего устройства; – шкафа автоматики 472 × 335 × 574 300 × 220 × 400 530 × 650 × 800 300 × 220 × 400 Масса, не более, кг: – измерительно-дозирующего устройства; – шкафа автоматики 30 6 100 6 Рис. 6.2. Расходомеры сыпучих материалов серии "Лотос " Расходомеры сыпучих материалов серии "Лотос" [3] (рис. 6.2) используются для автоматического непрерывного контроля массового расхода зернистых, порошкообразных и пылевидных сыпучих материалов в свободно текущем потоке. Основные отрасли применения – цементная, химическая, перерабатывающая, строительная. Применяется для автоматической дозированной загрузки транспортных средств, для непрерывного смесеприготовления, в системах регулирования соотношения потоков и т.п. Основными достоинствами данного оборудования являются: нечувствительность к налипанию материала на измерительную систему; возможность измерения расхода материалов с повышенной абразивностью и нагретых до 150 °С; легкая установка в технологические коммуникации; удобное обслуживание, не требующее высокой квалификации. Базовая комплектация включает в себя: первичный преобразователь массового расхода с тензометрическим лотковым чувствительным элементом; шкаф контроля и сигнализации с вторичным преобразователем – весовым контроллером ТВ-006С (ПП6.02) и элементами сигнализации. Основные характеристики расходомеров серии "Лотос" представлены в табл. 6.2. 6.2. Основные характеристики расходомеров серии "Лотос" Технические характеристики Лотос-25 Лотос-75 Лотос-150 Лотос-250 Наибольший предел измерения, т/ч 25 75 150 250 Наименьший предел измерения, т/ч 5 15 30 50 Предел относительной погрешности, % 2,0 Диапазон рабочих температур, °C –20…+40 Степень защиты по ГОСТ 14254, не ниже IP-65 Напряжение питания 220 В / 50 Гц / до 15 ВА Габаритные размеры, мм: – первичного преобразователя; – шкафа автоматики 375 × 340 × × 500 300 × 220 × × 400 700 × 600 × × 800 300 × 220 × × 400 700 × 700 × × 1000 300 × 220 × × 400 700 × 700 × × × 130 0 300 × 220 × × 400 Масса, не более, кг: – первичного преобразователя; – шкафа автоматики 20 6 60 6 110 6 150 6 Рис. 6.3. Весы бункерные электронные "Поток" Весы бункерные электронные "Поток" [4] (см. рис. 6.3) служат для статического автоматического взвешивания сыпучих продуктов, поступающих непрерывным потоком с производительностью до 70 т/ч при учетных и технологических операциях. Основные характеристики бункерных весов представлены в табл. 6.3. Стандартная комплектация включает в себя: загрузочное устройство с пневмоприводом; несущую раму с защитными крышками; весовой бункер с выпускными створками; тензодатчики из упрочняемой нержавеющей стали, герметизированные лазерной сваркой (степень защиты IP-68) и заполненные инертным газом; шкаф управления; весовой преобразователь ТВ-009 или ТВ-011 (RS-232/485); паспорт; руководство по эксплуатации; свидетельство о первичной проверке органа ГМС РФ; гарантийные обязательства 18 месяцев. Технологическое многокомпонентное дозирование плохо сыпучих продуктов в весовой бункер, таких как витаминные добавки и т.п., при изготовлении комбикормов и в других производствах можно осуществлять с помощью дозаторов серии "Гамма" [5, 6]. Дозаторы работают под управлением АСУ на базе промышленного контроллера или под управлением от компьютера со специальным программным обеспечением. Набор компонентов в весовой бункер производится последовательно, шнековыми питателями в режиме грубо/точно (используется преобразователь частоты). В системе управления дозатором можно создавать базу рецептов, корректировать существующие рецепты, задавать количество циклов дозирования, вести учет по компонентам, рецептам и т.д. Основные характеристики приведены в табл. 6.4. 6.3. Основные характеристики бункерных весов Модель Производи- тельность, т/ч Габаритные размеры, мм Тип продукта Поток 30 (АВД) 5… 15 924 × 924 × 750 Поток 60 (АВБ) 10… 30 924 × 924 × 1010 Поток 100 (АВБ) 15… 40 924 × 924 × 1160 Поток 150 (АВБ) 20… 60 924 × 924 × 1560 Поток 300 (АВБ) 25... 70 924 × 924 × 1760 Зерно, гранулы и порошки полимеров, соли, крупа, комбикорм, мука, крахмал и другие сыпучие продукты 6.4. Основные характеристики дозаторов "Гамма" Технические характеристики Значения Класс точности по ГОСТ 10223–97 0,5 Наибольший предел дозирования (НПД), кг Зависит от модификации дозатора Наименьший предел дозирования (НмПД), кг Зависит от модификации дозатора Питание электрическое 380 В / 220 В / 50 Гц / 2 кВА Питание сжатым воздухом, МПа 0,5…0,8 Производительность, мешков/ч до 30 Диапазон рабочих температур: – без осушки воздуха; – с осушкой воздуха 0…+40 °С –30…+40 °С Стандартная комплектация включает в себя: весовой бункер на раме, шнековые питатели; шкаф управления с пускорегулирующей аппаратурой; шкаф силовой; шкаф пневматики; весовой преобразователь- контроллер ТВ-006 (RS-232/485); паспорт, руководство по эксплуатации; свидетельство о первичной поверке органами ГМС РФ. Рис. 6.4. Дозатор "Гамма" Компания выпускает также тензодатчики [7, 8] балочного типа из нержавеющей стали (рис. 6.5, 6.6), которые применяются в платформенных весах и бункерных весах. Основные характеристики датчиков представлены в табл. 6.5. Научно-производственная и инжиниринговая фирма ООО "КОНСИТ-А" основана в 1991 г. как производитель оборудования для рассева, смешивания, сушки, транспортирования и измельчения различных материалов и в настоящее время входит в число известных в России разработчиков и изготовителей современного конкурентоспособного технологического оборудования для различных отраслей промышленности. Фирма поставляет это оборудование, а также комплексы и установки на их базе предприятиям пищевой, молочной, фармацевтической, химической, строительной (для производства сухих строительных смесей), горнодобывающей, металлургической и многих других отраслей промышленности России и ближнего зарубежья. Дозатор весовой ДВ-500 [9] предназначен для накопления, дозирования и подачи сыпучих, зернистых и порошкообразных материалов, не склонных к налипанию, с размером частиц от 0,05 до 3 мм. Дозатор состоит из рамы, винтового питателя и тензоопор. На трубе питателя имеется приемная емкость, закрываемая крышкой с патрубками. Питатель опирается на раму через три тензодатчика. Рис. 6.5. Тензодатчик балочного типа Рис. 6.6. Тензорезисторный датчик Н 6.5. Технические характеристики датчиков Параметры датчика Значения параметров Наибольший предел измерения (НПИ), кг 20, 50, 100, 200 Класс точности по ГОСТ 30129 (МОЗМ Р60) С1 C3 Число поверочных интервалов 1000 3000 Минимальный поверочный интервал НПИ/5000 НПИ/10 000 Рабочий коэффициент передачи (РКП), мВ/В 2 ± 0,005 2 ± 0,002 Начальный коэффициент передачи (НКП), % от РКП < 3 < 3 Комбинированная погрешность, % от РКП ≤ ±0,040 ≤ ±0,020 Ползучесть (30 мин), % от РКП ≤ ±0,049 ≤ ±0,025 Изменение НКП от температуры, % от РКП/°С ≤ ±0,0028 ≤ ±0,0014 Изменение РКП от температуры, % от РКП/°С ≤ ±0,0022 ≤ ±0,0011 Наибольшее напряжение питания постоянного тока, В 12 Сопротивление входное, Ом 390 ± 15 Сопротивление выходное, Ом 350 ± 1 Сопротивление изоляции, ГОм ≥ 5 Диапазон термокомпенсации, °С –10... +40 Рабочий диапазон температур, °С –30... +50 Диапазон температур хранения, °С –40... +50 Степень защиты по ГОСТ 14254 IP-68 Допустимая перегрузка в течение не более 1 ч, % от НПИ 25 Разрушающая нагрузка, % от НПИ 300 Материал датчика Нержавеющая сталь Места загрузки и выгрузки защищены от пыления резиновыми герметизаторами. Принцип действия дозатора основан на преобразовании тензометрическими датчиками величины перемещения под действием веса в электрический сигнал пропорционально нагрузке, измерении этого сигнала и сравнении его величины с заданной для каждого компонента смеси. Материалы из бункеров загружаются в дозатор винтовыми питателями поочередно. Дозатор весовой изготавливается в двух вариантах: дозатор ДВ-500-К-268 – в опорном варианте, а дозатор ДВ-500-К-268-01 – в подвесном варианте. Основные характеристики дозаторов даны в табл. 6.6. 6.6. Основные характеристики дозаторов ДВ-500 Параметры дозаторов К-268-00.000 К-268-00.000-01 Геометрическая вместимость бункера, м 3 0,5 Время опорожнения бункера, мин 1 Точность дозирования, % 1 Диапазон дозирования, кг 40…480 Диаметр винта, м 0,25 Привод N = 4 кВт; n = 1500 об/мин; i ред = 25 Материал дозатора Сталь углеродистая Габаритные размеры ( L × B × H), мм3182 × 1196 × 25603152 × 1149 × 2340 Масса, кг 798 571 Дозатор добавок предназначен для весового дозирования добавок при производстве сухих смесей крупностью частиц не более 1,3 мм, насыпной плотностью от 0,5 до 9 г/см 3 и относительной влажностью не более 4 % при температуре окружающей среды от 274 до 314 К (от 1 до 40 °С) [10]. Наполнение приемного бункера может осуществляться одновременно четырьмя винтовыми питателями одним компонентом или поочередно каждым питателем различными компонентами. Дозатор добавок входит в состав оборудования модульных установок и заводов по производству сухих строительных смесей. Может применяться в пищевой, химической и других отраслях промышленности Основные технические характеристики представлены в табл. 6.7. ООО "ТензоПрибор" [11] имеет опыт проектирования, производства и внедрения автоматизированных технологических линий дозирования сыпучих и жидких материалов для предприятий углеобогащения и коксохимии, производства ферросплавов и огнеупорных материалов для металлургии, строительных материалов. Автоматизированные технологические линии дозирования эксплуатируются на ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат", АО "Аксуский ферросплавный завод", Братском и Красноярском алюминиевых заводах, Беловской ЦОФ, ОАО "Уралкалий" и др. Ленточные весовые дозаторы ДВЛ [12] используются для непрерывного динамического взвешивания и дозирования сыпучих материалов в технологических потоках металлургической промышленности, а также на предприятиях цементной, горнорудной, угольной, строительных материалов и других отраслей промышленности. Дозатор является комплектным оборудованием в системах управления технологическими процессами, но может иметь и самостоятельное автономное применение. Дозатор ДВЛ – система, состоящая из весового конвейера, электропривода, микроконтроллера, функционирующая на основе принципа непрерывного взвешивания и дозирования (рис. 6.7). Сигналы весовых нагрузок на ленту и скорости ее движения обрабатываются системой измерения, управления и регулирования. Постоянное сравнение фактической производительности с заданной регулируется скоростью движения конвейерной ленты, что обеспечивает поддержание требуемого расхода материала. Основные характеристики дозаторов ДВЛ приведены в табл. 6.8. 6.7. Основные характеристики дозатора добавок Наименование Значение Наибольший предел дозирования, кг 30 Наименьший предел дозирования, кг 3 Предел допускаемой погрешности дозирования, % ±1 Вместимость бункеров-питателей, м 3 4 × 0,09 Привод шнека – мотор-редуктор МРЧ-40М-45-56Шп-1-2-У3-С-380 Мощность, кВт 4 × 0,3 Частота вращения выходного вала, об/мин 47,6 Передаточное число редуктора 31,5 Диаметр шнеков, мм 75 Производительность одного шнека, м 3 /ч 0,54 Вместимость приемного бункера, м 3 0,03 Привод затвора дискового разгрузки приемного бункера – пневматический Номинальное рабочее давление, мПа (кГс/см 2 ) 0,63 (6,3) ± 0,1 Материал дозатора – сталь углеродистая Грузовоспринимающее устройство – тензорезисторный датчик силы типа "SBA-50L" Номинальная нагрузка, кг 0…50 Категория точности по ГОСТ 28836–92 0,02 Напряжение питания постоянного тока, В 10 Габаритные размеры ( L × B × H), мм 1405 × 1405 × 1830 Масса, кг 250 Рис. 6.7. Ленточный весовой дозатор ДВЛ 6.8. Основные характеристики дозаторов ДВЛ Модель Характеристики Комплект поставки ДВЛ-5Н Регулируемая производительность, от 2,5 до 400 т/ч ДВЛ-4H Погрешность дозирования материалов по ГОСТ 30124 ДВЛ-6,3H ДВЛ-10H Диапазон регулирования скорости производительности 1:10 ДВЛ-16H Ширина конвейерной ленты от 500 до 1600 мм ДВЛ-25H Межосевое расстояние от 2000 до 9000 мм Стандартное исполнение: – конвейер весовой ленточный; – шкаф управления; – пост местного управления; – устройство формирования слоя материала. Дополнительная комплектация: – питатель (роторный, шнековый, вибрационный); – кожух аспирационный; – комплект соединительных кабелей Компания "Сигнал-Пак" [13] выпускает линейный весовой дозатор В1 (рис. 6.8), предназначенный для автоматического дозирования легкосыпучих и мелкоштучных продуктов: крупа, орехи, сухарики, макароны, чипсы, пельмени, печенье, замороженные овощи и т.п. Дозатор [14] состоит из размещенных на каркасе бункера-накопителя и от одного до четырех весодозирующих ручьев. Каждый ручей включает в себя: два каскада вибролотков с промежуточным накопителем между ними, две заслонки и весоизмерительную систему с корзиной на тензодатчике. Управление всеми параметрами дозирования осуществляется программируемым контроллером. Для их отображения используется ЖК дисплей. В памяти контроллера можно сохранить до 30 программ дозирования со своими параметрами, что сводит к минимуму время простоя при переходе с одного вида продукта на другой. С помощью оптических датчиков поддерживается необходимый уровень продукта на лотках. Рис. 6.8. Линейный весовой дозатор В1 Специалисты предприятия "РОСАТ" проводят полный цикл работ от предпроектного обследования объекта и разработки технического задания до изготовления, шеф-монтажа и запуска оборудования на месте эксплуатации [15]. Дозаторы непрерывного действия ДНД [16] выпускаются на несколько диапазонов номинального расхода и предназначены для непрерывной подачи сыпучего продукта с заданной скоростью. Дозирование осуществляется за счет поддержания заданной скорости вращения шнека с помощью частотного преобразователя. Точность весового дозирования достигается периодическим измерением реального расхода с помощью тензометрической системы. В случае расхождения реального расхода с заданным происходит корректировка параметров задания скорости вращения шнека. Система является самонастраивающейся, поэтому даже при неверном задании параметров регулирования скорости шнека программа путем последовательных приближений скорректирует их до необходимой точности за несколько периодов измерения реального расхода. Все данные о дозировании накапливаются в энергонезависимой памяти контроллера, обеспечивая тем самым самоконтроль работы дозатора. Для обеспечения непрерывности дозирования в течение длительного времени установлен специальный алгоритм управления заполнением бункера-накопителя в процессе работы. Кроме высокой точности дозирования, отличительной особенностью дозатора является возможность быстрой его калибровки и поверки без дополнительных приспособлений и оборудования по прилагаемой методике. Дозаторы серии ДНД имеют принципиальное отличие от широко применяемых ленточных (конвейерных) дозаторов и конвейерных весов, заключающееся в том, что расход продукта определяется на основе измерения веса реально отдозированного продукта. Конвейерные весы и ленточные дозаторы определяют расход продукта путем математических вычислений на основании показаний давления ленты на датчики силы и скорости ленты конвейера. Стыки ленты и изменения ее натяжения оказывают воздействие на датчики силы, которое воспринимается как изменение количества продукта, лежащего на ленте. Это снижает достоверность данных. Конвейерные весы и ленточные дозаторы требуют частой калибровки, методика которой достаточно сложна. Кроме того, конвейерные весы требуют наличия прямолинейных участков конвейера (от 3 до 12 м) до и после весов, удаления от мест перегибов, сложных систем натяжения ленты. В дозаторах серии ДНД исключены посторонние влияния, а калибровка и периодическая поверка кардинально упрощены и сводятся к калибровке (поверке) весоизмерительной системы методом прямого нагружения. При этом межповерочный интервал значительно больше, чем у конвейерных весов и ленточных дозаторов. Аппаратура и программа управления позволяют проводить текущий самоконтроль работы дозатора путем определения реального расхода двумя независимыми методами: расчетным по установленному значению производительности и по фактическим данным контроллера. Основное направление деятельности компании ООО ТАУ2 – проектирование и внедрение систем автоматизации технологических процессов, весового и дозирующего оборудования, датчиков технологического контроля при строительстве и реконструкции элеваторов, мукомольных и комбикормовых заводов [17]. Компания производит бункерные тензометрические весы в потоке и дозаторы сыпучих и жидких продуктов (зерно, мука, комбикорм, масло и др.), надежно работающие в условиях вибрации и воздействий аспирации (элеваторы, мукомольные и комбикормовые заводы). Дозаторы оснащаются пневматическими задвижками (шиберами) или шнековыми питателями. Для дистанционного управления в системах учета сырья и готовой продукции весовые контроллеры объединяются в локальную сеть. Дистанционное управление обеспечивает задание параметров работы, пуск, перевод в паузу и остановку весового контроллера. Система учета обеспечивает формирование отчетов о почасовой, сменной, суточной, месячной выработке. Для систем многокомпонентного дозирования выпускается модель дозатора ДВТ-МС (рис. 6.9), обеспечивающая дозирование до 8 компонентов смеси общим весом до 300 кг. При работе в составе системы автоматизированного управления дозаторы ДВТ- МС обеспечивают работу узлов предварительного и основного смешивания комбикормового производства. Программное обеспечение системы учета многоком-понентного дозирования собирает и хранит в стандартной базе данных информацию о заданиях, фактических отвесах и режимах дозирования каждого компонента. Для увеличения точности дозирования установки снабжены одним или двумя дозирующими шнеками с частотными приводами, управляющимися от весового контроллера, и отсечными пневмозадвижками. Весовой контроллер обеспечивает плавное регулирование грубой и точной подачи продукта, что обеспечивает высокую производительность и точность дозирования. Основные характеристики семейства дозаторов ДВТ представлены в табл. 6.9. В дозаторах используются электропневматические затворы подачи и выгрузки взвешиваемого продукта с использованием оборудования CAMOZZI PNEUMATIC, Италия. Блок подготовки воздуха и регулятор давления позволяют использовать пневматические магистрали с широким диапазоном значений параметров качества воздуха, в необходимых случаях дозаторы комплектуются подающими шнеками. Для снижения влияния аспирации в станине дозатора имеются воздушные каналы, соединяющие надвесовое и подвесовое пространства, и клапаны, выравнивающие давление воздуха. |