Дозирование
 Скачать 5.11 Mb.
|
|
6.9. Основные характеристики дозаторов ДВТ Наименование модели Бункер, л (НПВ, НмПВ), кг Производи- тельность, т/ч Габаритные размеры ДВТ ТАУ 200 170 (120, 12) 36 995 × 900 × 1190 ДВТ ТАУ 100 100 (70, 7) 24 885 × 800 × 1190 ДВТ ТАУ 100-50 50 (50, 5) 12 937 × 740 × 980 ДВТ ТАУ-МС 300 300 (300, 70) 36 1625 × 1625 × 2550 ДВТ ТАУ 100-50ВШ 100 (50, 20) 10 890 × 1950 × 3970 ДВТ ТАУ 100ВП 100 (50, 20) 10 700 × 2000 × 2600 Весовой контроллер дозатора предоставляет потребителю ряд дополнительных функций: обнаружение возмущений, снижающих точность взвешивания и дозирования (вибрация, удары, изменения давления аспирации); управление загрузкой и выгрузкой с помощью дискретных и аналоговых сигналов; дистанционное управление дозатором с помощью сетевого интерфейса, панели управления и дискретных и аналоговых каналов ввода-вывода; сигнализация об аварийных состояниях узлов дозатора и автоматическое требование проведения регламентных работ после вырабатывания ресурса заменяемых деталей; протоколирование заданий, отвесов, изменений параметров, аварийных ситуаций; сетевой интерфейс для работы в составе системы учета продукции; русскоязычный интерфейс оператора. ЗАО "Агроэскорт" – один из ведущих российских производителей прецизионных весовых ленточных дозаторов и весов непрерывного действия, а также другого дозирующего оборудования. Наличие высококвалифицированного персонала, собственных производственных площадей и испытательных стендов позволяет реализовать полный комплекс работ по созданию дозирующих систем от разработки до пуска в эксплуатацию [18]. Ленточный весовой дозатор непрерывного действия типа 4488 ДН-У [19], выпускаемый компанией, предназначен для автоматизации непрерывных и циклических процессов дозирования (в том числе для затаривающих устройств), а также для организации учета расходования материалов в цементной, металлургической, горнодобывающей, химической, комбикормовой и других отраслях промышленности (рис. 6.10). Рис. 6.9. Дозатор ДВТ-МС В общей сложности существует более 6000 вариантов исполнения дозатора, что позволяет подобрать оптимальное решение практически для любых требований производства. Выбор конкретного исполнения дозатора производится специалистами компании при помощи специально разработанного программного обеспечения и зависит от ряда факторов, информации о которых берется из опросного листа. Рис. 6.10. Ленточный весовой дозатор непрерывного действия типа ДН-У Дозатор управляется электронным контроллером. Ленточный конвейер с регулируемым асинхронным приводом снабжен тензометрической весоизмерительной системой и датчиком скорости движения ленты. В процессе работы происходит непрерывное взвешивание материала, проходящего над весоизмерительным устройством, а также измерение скорости движения ленты. Управляющий контроллер рассчитывает текущую производительность дозатора и, при необходимости, формирует корректирующий сигнал на регулируемый частотный привод. Предел допускаемой относительной погрешности дозирования не более ± 0,5 %. В зависимости от физико-механических характеристик дозируемых материалов применяются различные варианты исполнений приемного бункера (стандартный, клинкерный, удлиненный для трудносыпучих материалов и бункер с успокоительной камерой для подвижных материалов). Предусматривается возможность установки стержневого шибера или шиберной задвижки, а также аспирационного укрытия. Для химической промышленности выпускаются дозаторы с обрезиниванием всех барабанов и роликов, с антикоррозионным покрытием металлических конструкций. Для мелкодисперсных материалов разработана конструкция дозатора, оснащенного роторным питателем с единой системой управления. Для дозирования зависающих материалов дозатор комплектуется вибробункером. Для работы дозатора с питающим устройством на загрузке (тарельчатый, роторный, шнековый питатель) разработана конструкция с дополнительным весоизмерительным узлом и единой системой управления. Рис. 6.11. Дифференциальный дозатор типа ДД Система управления ленточными весовыми дозаторами 4488 ДН-У выполняется на базе современных промышленных контроллеров производства Siemens и Schneider Electric с применением частотных преобразователей фирм Danfoss и Schneider Electric, мотор-редукторов Sew – Eurodrive и Bauer, шкафов управления производства фирм Rittal, Schneider Electric, низковольтной аппаратуры фирм ABB, Schneider Electric. Компания выпускает также дифференциальные дозаторы ДД (рис. 6.11), основные характеристики которого даны в табл. 6.10 [20]. ООО "Биохим-ТЛ" [21] предлагает весовой дозатор Van Aarsen (рис. 6.12) для дозирования компонентов, входящих в смеси в небольших количествах [22]. 6.10. Характеристика дозаторов ДД Общие сведения Назначение: для весового дозирования сыпучих материалов (цемент, песок, гипс, форсуночное топливо, зола-унос, пыли газоочисток и др.). Устройство: дифференциальный дозатор представляет собой бункер, опирающийся на тензодатчики, снабженный устройством разгрузки с электронной системой управления. Технические характеристики Производительность 0,032…32 м 3 /ч Относительная погрешность дозирования Не более ± 1 % Размер фракции дозируемого материала До 5 мм Насыпная масса дозируемого материала 0,4…1,8 т/м 3 Температура дозируемого материала –30…+100 °С Температура окружающей среды –40…+40 °С Режим работы Непрерывный Тип привода Асинхронный электропривод Степень защиты по ГОСТ 14254–96 IP-65 Рис. 6.12. Весовой дозатор Van Aarsen Стандартный модуль дозирования и взвешивания фирмы Van Aarsen позволяет дозировать 8 компонентов. Объединяя два и более модуля дозирования и взвешивания, количество компонентов может быть увеличено до 16, 24 или даже больше. Системы дозирования и взвешивания малых компонентов фирмы Van Aarsen подходят для широкого диапазона сырья, используемого в комбикормовой промышленность, с различным объемным весом и характеристиками сыпучести. Дозирование осуществляется посредством дозирующих устройств, задвижки которых приводятся в действие гидравлическими цилиндрами. Положение этих дозирующих задвижек контролируется дистанционным датчиком, без непосредственного контакта. Дозируемые с помощью устройств компоненты подаются в весовой бункер, установленный на трех датчиках. Электрический сигнал от датчиков нагрузки определяет вес бункера. Колебания до 10 г, работа при предельных температурах и перегрузки до 150 % от номинального груза не причиняют никакого ущерба датчикам нагрузки. ООО "НПО Валентина" специализируется на поставках отечественного и зарубежного метрологического оборудования для промышленных производств, предприятий нефтегазового комплекса [23] и предлагает бункерные и конвейерные весы. Весы бункерные "ВБС-10", "ВБС-150" [24] предназначены для статического взвешивания и дозирования сыпучих и жидких материалов, находящихся в бункерах и емкостях. Весы могут быть использованы в химической, металлургической, горнодобывающей и других отраслях промышленности. В основу работы весов заложен тензометрический принцип преобразования взвешиваемой массы в электрический сигнал. Основные характеристики весов "ВБС-10" представлены в табл. 6.11. 6.11. Основные характеристики весов "ВБС-10" и "ВБС-150" ВБС-10 Наибольший предел взвешивания, кг 10 000 Наименьший предел взвешивания, кг 200 Дискретность отсчета, кг 10 Погрешность взвешивания, кг, в диапазоне: от 200 до 5 000; от 5 000 до 10 000 ± 10 ± 20 ВБС-150 Наибольший предел взвешивания, кг 150 Наименьший предел взвешивания, кг 2 Дискретность отсчета, кг 100 Погрешность взвешивания, кг, в диапазоне: от 100 до 50 000 от 50 000 до 200 000 ± 100 ± 200 Прибор весоизмерительный имеет канал связи с ЭВМ верхнего уровня Индикация Цифровая Режим работы весов Непрерывный Питание от сети переменного тока: напряжением, В; частотой, Гц 220 ± 33 22 50 ± 1 Потребляемая мощность, Вт, не более 15 Расстояние от бункера до прибора, м, до 100 Расстояние от бункера до прибора, м, до 10 Весы конвейерные тензометрические "ВКТ-3" [25] предназначены для измерения текущих значений и суммарного количества сыпучих материалов, транспортируемых ленточными конвейерами в непрерывно действующие технологические агрегаты (бункера, дробилки, мельницы, печи и др.). Могут использоваться в тяжелых условиях промышленной эксплуатации цветной и черной металлургии, химической, строительной и других отраслей промышленности, где требуются непрерывное измерение расхода и дозирование сыпучих материалов и где нет возможности использования встраиваемых в существующие технологические конвейеры весов. Принцип действия весов основан на преобразовании с помощью тензорезисторного датчика и датчика скорости ленты транспортера величины массы материала, находящегося на транспортере весов, в электрический сигнал постоянного тока, пропорциональный текущему расходу материала. Количество транспортируемого сыпучего материала определяется путем интегрирования текущего расхода в устройстве суммирования. Основные характеристики представлены в табл. 6.12. В состав весов входит: ленточный транспортер, предназначенный для перемещения взвешиваемого материала и передачи нагрузки на встроенный в транспортер тензометрический датчик; датчик перемещения конвейерной ленты ДТН-5; датчик скорости ленты ДТС-3; устройство преобразования БОИ-3В. ООО "Эталон-Техно", которое является одним из крупнейших поставщиков весоизмерительного оборудования [26], предлагает бункерные весы "Поток" (рис. 6.13) для автоматического взвешивания хорошо сыпучих продуктов, таких как зерно, гранулированный комбикорм, крупы и другие с аналогичными механическими характеристиками, поступающие непрерывным потоком. Производительность до 220 т/ч. Бункерные весы могут работать в режиме бесконечного перевешивания потока или формирования конечных доз продукта. 6.12. Основные характеристики весов "ВКТ-3" Диапазон производительностей конвейера, т/ч От 0,8 до 100 Относительная погрешность, % 1 Ширина ленты транспортера, мм 650, 800 Питание от сети переменного тока частотой 50 Гц: напряжение, В; потребляемая мощность, кВА 220 1,5 Режим запуска коррекции массы тары Ручной или автоматический Период автоматической коррекции массы тары, ч 1…15 Длина линии связи от преобразователя до сумматора, м Не более 3000 Выходной сигнал постоянного тока, мА 0…5 Температура взвешиваемого материала, °С Не более 65 Насыпная плотность взвешиваемого материала, т/м 3 Не менее 0,8 Крупность взвешиваемого материала, мм 1…100 Рис. 6.13. Весы бункерные "Поток" Рис. 6.14. Дозатор весовой дискретного действия ДВДД-НОТИС Предприятие "НОТИС Урал" [27] предлагает широкий спектр порционных дозаторов, которые могут быть использованы при реализации двухстадийной технологии непрерывного весового дозирования сыпучих материалов. Например, однокомпонентные дозаторы весовые дискретного действия ДВДД-НОТИС [28] могут работать как самостоятельно, так и в комплекте с упаковочным оборудованием (рис. 6.14). В дозаторах используется микропроцессорное управление, позволяющее плавно менять производительность вибропитателя, что обеспечивает быстрый и точный набор дозы. Дозатор имеет следующие функции: дозирование продукта в соответствии с заданной массой дозы; возможность задания с блока управления (в пределах, установленных на данный тип дозатора) требуемой массы дозы; автоматическое бракование набранной дозы, если отклонение действительного значения ее массы от заданного превышает установленный пользователем предел; накопление и хранение информации о количестве навешанных доз и суммарной массы навешанных доз не менее чем за 10 часов работы; индикация на алфавитно-цифровом дисплее текущего значения веса, режима работы дозатора, наименования и значения вводимых параметров, сообщения об ошибках и неисправностях, аварийной остановке и блокировке работы в случае нарушения режима работы дозатора (прекращение поступления дозируемого продукта, неверно набранной дозы и т.п.). Предприятие выпускает также дозировочно-упаковочные машины МДУ-НОТИС [29], которые предназначены для автоматического весового дозирования сыпучих, гранулированных, кристаллических, мелкоштучных порошкообразных мало пылящих продуктов и материалов и автоматического формирования, наполнения, запаивания и отрезания пакетов из полиэтиленовой пленки. Cамонастраивающаяся система дозирования обеспечивает высокую точность и скорость дозирования. С точки зрения реализации технологии двухстадийного дозирования следует отметить, что производительность машин – до 70 доз в минуту. ООО "МАКИЗ УРАЛ" [30] предлагает практически весь спектр упаковочного оборудования и фасовочного оборудования МАКИЗ: автоматические упаковочные линии, вертикально упаковочные машины для упаковки, автоматы упаковочные, фасовочно-упаковочные полуавтоматы, дозаторы весовые для фасовки, дозаторы шнековые, планируется производство горизонтально-упаковочной машины, консультации по фасовке и упаковке, консультации по организации упаковочного производства. Производительность от 5 до 50 упаковок в минуту. Вес упаковываемого продукта от 5 грамм до 50 килограмм. При производстве упаковочного оборудования МАКИЗ используется пневматика известной японской фирмы SMC и весоизмерительная тензобалка известной южно-корейской фирмы CAS. Дозатор весовой дискретного действия ДС [31] предназначен для автоматического дозирования любых сыпучих материалов в технологических линиях предприятий металлургической, цементной, горнорудной, строительных материалов и других отраслей промышленности (рис. 6.15). Дозатор весовой состоит из: грузоприемного устройства с приводом разгрузочного механизма (пневматическим или электромеханическим); тензорезисторныx датчиков с узлами встройки; соединительных коробок с комплектом кабелей; системы управления; загрузочного механизма; разгрузочного механизма. Физико-меxанические свойства дозируемыx сыпучиx материалов: объемная плотность (0,1…4,0) т/м3; влажность, не более 15 %; концентрация пыли, не более 4 мг/м3. Рис. 6.15. Дозатор ДС Рис. 6.16. Автоматические бункерные весы НПФ "Эталон-тензо" [32], являясь производителем весоизмерительного оборудования, предлагает комплекс услуг по проектированию, изготовлению, модернизации, автоматизации, сервисному обслуживанию электронных промышленных весов и дозаторов, а также весовых дозирующих линий и узлов. Специалистами проектно- конструкторского отдела фирмы специально для решения проблемы разработаны автоматические порционные бункерные весы (рис. 6.16). Работа устройства возможна как в режиме совершенно автономного устройства, так и в совокупности с другими аналогичными устройствами, выполняющими общую, более сложную задачу, например многокомпонентное дозирование. В последнем случае общее управление группой дозаторов и, возможно, другими устройствами (транспортеры, нории, смесители и т.п.) осуществляется от одного удаленного компьютера. Удаленный компьютер представляет собой или обычный IBM-совместимый офисный компьютер, или промышленную рабочую станцию. Управляющая программа удаленного компьютера может работать под управлением Windows ®. Даже в простейшем варианте автономного устройства связь с удаленным компьютером (RS-232, RS-485 или локальная сеть) может использоваться для получения итоговых отчетов о работе дозатора, а также для наблюдения за текущим состоянием устройства. Калибровка весов осуществляется нажатием всего нескольких клавиш на панели управления. Устройство не нуждается в периодической перекалибровке. Настройка параметров дозирования может осуществляться как вручную, с панели управления, так и по командам от удаленного компьютера. Основные характеристики бункерных весов приведены в табл. 6.13. Запуск процесса дозирования возможен как непосредственно с клавиатуры управляющего устройства, так и по команде от удаленного компьютера. После запуска процесс дозирования может быть в любой момент времени прерван или временно приостановлен (с последующим возобновлением) как с панели управления (при работе в режиме автономного устройства), так и по команде от удаленного компьютера. В логику работы управляющего устройства заложены элементы самообучения. В процессе дозирования управляющее устройство накапливает и анализирует статистическую информацию об инерции срабатывания заслонок, средней величине остатка продукта в весовой емкости после завершения разгрузки, среднее время одного цикла взвешивания. Анализ статистической информации позволяет управляющему устройству с максимально возможной точностью выдерживать заданную величину отвеса и заданную производительность (если ее необходимо ограничивать). 6.13. Основные характеристики бункерных весов Типы весов Технические характеристики ВП-50ВП-100 ВП-200 ВП-500 ВП-5 ВП-10 ВП-20 Наибольший предел взвешивания (НПВ), кг 50 100 200 500 5000 10 000 20 000 Наименьший предел взвешивания (НмПВ), кг 1 1 1 4 40 100 200 Цена поверочного деления, кг 0,05 0,05 0,05 0,2 2 5 10 Максимальный предел погрешности взвешивания каждой дозы ±1(2) Температура эксплуатации, °С –30…+45 Защита от проникновения пыли и влаги, IP контроллера управления IP-65 грузоприемного устройства IP-66/68 Электропитание, В 220 ± 15 10 %, 50 Гц Потребляемая мощность, Вт 200 Номинальное зна- чение давления сжатого воздуха, МПа 0,25...0,45 Расход воздуха, м 3 /ч 1,2...1,5 6.2. ДОЗАТОРЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ЗАРУБЕЖНЫМИ КОМПАНИЯМИ Точное дозирование необходимо при производстве полимерных материалов. Компания Motan [33], всемирно признанный лидер в области автоматизированных систем дозирования и смешивания полимерных материалов, создала целую гамму устройств для гравиметрического дозирования сырья. При использовании этих устройств на литьевых и выдувных машинах, а также экструдерах, компания Motan предлагает целый ряд дозирующих систем GRAVICOLOR. Пять моделей этой серии удовлетворяют производственные требования самых различных сфер переработки пластмасс. Для минимальных и небольших расходных количеств на литьевых машинах используются модели GRAVICOLOR-30 и GRAVICOLOR-100 в качестве отдельных устройств. Для больших расходных количеств литьевого и экструзионного производств рекомендуются модели GRAVICOLOR-300, 600 и GRAVICOLOR-1000. Они устанавливаются либо непосредственно на перерабатывающую машину, либо обеспечивают производственную линию сырьем, как центральная смешивающая система. Все эти дозирующие системы работают по принципу точного порционного взвешивания до шести разных компонентов. Точность дозирования отдельных компонентов достигает ± 0,1 %. Упрощенная процедура запуска системы исключает необходимость дополнительного калибрования материала. Надежная система управления вибрациями обеспечивает точный, надежный и бесперебойный режим работы устройств при сильных вибрациях и колебаниях. Системы управления для регулирования расхода и весовых количеств являются новыми важными решениями в автоматизации рабочих процессов и повышении надежности экструзионного процесса. Система COLORNet является вторым поколением управления серии GRAVICOLOR и первым звеном в новой концепции управления. Следует выделить три важных аспекта в этой новой концепции: все устройства позволяют обеспечивать единое и простое обслуживание всей системы в минимальные сроки с минимальным количеством ошибок в процессе обслуживания; все управление разделено на несколько стандартных операций, находящихся в постоянной взаимосвязи друг с другом, что позволяет снизить основные расходы для всего последующего цикла эксплуатации; коммуникационный процесс между отдельной машиной и различными уровнями предприятия также имеет стандартное решение. Управление COLORNet представляет собой модуль децентрализованной концепции управления на базе локальной сети, в которой используются общепринятые мировые стандарты, такие как TCP/IP, HTTP, E-Mail и т.д. Используя обычную локальную сеть, цветной графический дисплей обеспечивает пользователю дополнительную поддержку за счет доступа в различные сервисные и производственные меню. Ввод параметров осуществляется довольно эргономично в одно касание или же посредством пера непосредственно на сенсорном экране. Обслуживание системы возможно на многих языках. Кроме дозирующих систем серии GRAVICOLOR, с помощью COLORNet можно также осуществлять процесс управления и обслуживания для семи отдельных загрузчиков, а также вакуумной установки. Небольшие модули позволяют, в данном случае, отказаться от отдельных систем управления на каждом загрузчике. Koмплeксные системы загрузки взаимодействуют между собой посредством децентрализованной локальной сети. Этот обмен данными именуется как взаимодействие процессов и является дальнейшим шагом в концепции децентрализованного управления. Такая система управления позволяет вводить в память и управлять на уровне локальной сети до 100 рецептурами. При этом рецептурная память, если это необходимо, может иметь неограниченное расширение за счет главной системы визуализации. Управление на базе локальной сети является последовательным шагом в направлении децентрализованной системы управления. Децентрализованное управление позволяет, кроме всего прочего, осуществлять быстрый ввод в эксплуатацию всей линии, быстрый демонтаж существующей линии, а также значительно снижать затраты на техническое обслуживание или же на устранение поломок. Система управления, в основном, состоит из стандартных компонентов, которые легко располагаются по месту в зависимости от конкретной задачи без применения дополнительного специального оборудования. Получаемые за счет децентрализованного управления масштабные решения позволяют увеличить экономическую эффективность, так как средства, инвестируемые в решение задач, связанных с управлением, четко отвечают требованиям, которые предъявляются ко всему комплексу оборудования. Другим важнейшим аспектом децентрализованной системы управления является то, что любые изменения структуры всего комплекса оборудования не требуют значительных затрат на его переоборудование. За счет применения мировых стандартов Ethernet, а также TCP/IP уже на уровне основной комплектации обеспечивается возможность постоянной коммуникации для всех систем управления. Это позволяет также обеспечивать дистанционную диагностику и получение сигналов о неисправностях через Интернет с помощью стандартных Browser вместо привязанных к управлению программаторов. Посредством FTP обеспечивается также принципиальная возможность обновления программного обеспечения системы управления. Интерфейс системы Ethernet позволяет осуществлять ряд диспетчерских функций и функций сообщений для стандартных внешних систем. Компания Motan предлагает для этих целей различное программное обеспечение для ведения документации, а также для подготовки производственных данных. Все программы работают на базе операционной системы Windows, тем самым обеспечивается дальнейшая обработка данных через обычные банки данных, как, например, Microsoft Excel или же программы для рабочих параметров. Получение отчетов по Masterbatch, расходу материала, рецептурам и калибровке весов является стандартным решением на базе функций отчетов. С целью обеспечения "вертикальной интеграции", данные стандартные решения обеспечивают взаимосвязь любого уровня оборудования со всеми уровнями предприятия, а также с Интернетом. Производственные данные могут беспрепятственно передаваться от дозирующего устройства на компьютер в офисе (например, Excel). Обслуживание, контроль сигналов и учет рабочих параметров возможны на всех уровнях управления без каких-либо дополнительных затрат. Дистанционное обслуживание установки может осуществляться через Интернет. Это позволяет, таким образом, осуществлять диагностику возникающих неполадок без дополнительных, требующих больших затрат устройств, а также возможные обновления программ, графиков и т.д. через такие службы Интернета, как FTP. В смысле "горизонтальной интеграции" коммуникационная способность систем управления предлагает целый ряд существенных преимуществ и на технологическом уровне. С помощью унифицированного интерфейса каждая система управления может осуществлять обмен данными с любым количеством обслуживающих устройств. Оператор может, таким образом, осуществлять обслуживание устройств или же контролировать аварийные сигналы из нескольких мест. Из зарубежных производителей весовых дозаторов наиболее широко представлена в России компания "Schenck Process GmbH" [34] Ленточные дозаторы серии MULTIDOS, выпускаемые компанией, находят самое широкое применение в области непрерывного, гравиметрического дозирования и отличаются высокой точностью ± 0,25 %. Семейство MULTIDOS включает несколько серий, созданных под конкретные задачи. Ленточные дозаторы серии MULTIDOS H [35] подходят для применения с наивысшей производительностью для материалов с большим насыпным весом и при больших разгрузочных отверстиях бункеров. Типичные области применения: загрузка сырьевых, цементных и угольных мельниц, печей и составление смесей в металлургии. Ленточный дозатор для непрерывного и порционного дозирования сыпучих материалов MULTIDOS L (рис. 6.17) [36] обеспечивает производительность от 100 кг/ч до 38 т/ч. Рис. 6.17. Ленточный дозатор MULTIDOS L7 Шнековый дозатор MechaTron Coni-Flex (рис. 6.18) широко используется для непрерывной подачи плохосыпучих материалов [37]. Компания предлагает также систему многокомпонентного дозирования MULTIGRAV (рис. 6.19), которая при диапазоне регулирования 1:80 обеспечивает высокую точность дозирования [38]. Рис. 6.18. Шнековый дозатор MechaTron Coni-Flex Рис. 6.19. Система многокомпонентного дозирования MULTIGRAV Одной из ведущих компаний по производству дозирующего оборудования является "SchenckAccurate" [39], выпускающая ленточный дозатор серии DEA для весового непрерывного дозирования различных материалов от паст до хорошо сыпучих зернистых материалов. В зависимости от модификации ширина ленты составляет 304,8 или 609,6 мм. Производительность до 47 м 3 /ч. Устройство для измерения весового расхода непрерывного потока сыпучего материала (VULTICOR MASS FLOW METER) может легко встраиваться в технологические линии. Поток зернистого материала подается в устройство и попадает внутрь измерительного колеса, состоящего из двух колец и соединительных радиальных перегородок. Измерительное колесо посредством вала соединено с электродвигателем, имеющим постоянную скорость вращения. Частицы материала при попадании в верхнюю часть измерительного колеса отражаются конусом, изменяют направление движения и выходят наружу между перегородками, вызывая при этом силы Кориолиса. Устройство фиксирует эти силы посредством силового датчика, как изменение крутящего момента на валу электродвигателя. Выходной сигнал датчика с помощью электроники преобразуется в весовой расход. По заявлению компании, погрешности измерения весового расхода не превышает 0,5 %. Следует отметить, что в информационных материалах не указан промежуток времени, в течение которого отбирается каждая проба для последующе- го расчета погрешности определения весового расхода. Данное устройство позволяет определять весовую производительность потока с расходом до 300 м 3 /ч и кроме определения весовой производительности может быть использовано для непрерывного и порционного весового дозирования хорошо сыпучих материалов. К сожалению, отсутствует информации о минимально допустимом весовом расходе потока и о величине возникающих при этом погрешностей. Как отмечалось ранее, именно при малых производительностях возникают максимальные погрешности, и уменьшение этих погрешностей, т.е. повышение точности дозирования при малых производительностях, является одной из наиболее сложных проблем при проектировании весовых дозаторов. Компания производит и более простые устройства для определения весового расхода, в которых датчик фиксирует реактивные силы, возникающие при движении потока по изогнутому лотку. Эти устройства могут быть использованы при производительностях от 30 до 600 т/ч и имеют погрешность ± 2 %. На рисунке 6.20 представлено несколько моделей весовых шнековых дозаторов. Дозатор серии "MECHATRON MC 3-A" (рис. 6.20, а) имеет производительность от 0,0084 до 9,24 м 3 /ч и создан специально для производств с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями. Одной из особенностей дозатора является конический бункер с подвижной боковой поверхностью, что препятствует налипанию дозируемого материала на внутреннюю поверхность бункера и облегчает его очистку при переходе от одного материала к другому. Дозатор серии "MECHATRON LS" (рис. 6.20, б) может успешно использоваться для микродозирования, поскольку его производительность изменяется от 56 до 588 000 см 3 /ч. На рисунке 6.20, в показан шнековый дозатор "MECHATRON МС", который может дозировать как по объему, так и по весу. Производительность дозатора от 0,0014 до 9,24 м 3 /ч. На рисунке 6.20, г показан дозатор с очень широким диапазоном изменения производительности (от 0,0084 до 31,84 м 3 /ч). а) б) в) г) Рис. 6.20. Шнековые дозаторы компании SchenckAccurate Компания выпускает также электронные контроллеры как для отдельных дозаторов, так и для дозировочных линий, включающих десятки дозаторов. 6.3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОСМЕСИТЕЛЬНЫМИ И БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬНЫМИ ЗАВОДАМИ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА Асфальтосмесительные заводы непрерывного технологического цикла эксплуатируются в России сравнительно недавно. К сожалению, отечественное машиностроение не производит подобные заводы, поэтому на данный момент в эксплуатации находятся Wibau Astec и Benninghoven совместного производства США и ФРГ. Несколько иная ситуация в сфере производства бетона. Заводы ДС-50Б и ДС-109, производимые ранее на Украине, достаточно успешно работают во многих дорожно-строительных организациях [40]. Можно считать, что сформировался общий подход к комплексной автоматизации заводов данного типа. Основное отличие данных заводов от традиционных классических вертикальных следует из самого названия технологического процесса – "непрерывный". Следовательно, основной узел дозирования компонентов готового продукта в данном случае принципиально иной. Обычно это конвейерные питатели (щебень, песок), шнековые или лепестковые питатели (минеральный порошок, цемент), а также насосы с регулируемой производительностью для подачи вяжущих материалов. Ленточные питатели условно можно разделить на два типа: весовые и объемные. Объемные питатели оснащены силовым регулируемым электроприводом (асинхронный двигатель + электромагнитная муфта – "Wibau Astec", "Benninghoven"), двигателем постоянного тока – ДС-109, редуктором-вариатором – ДС-50Б и датчиком скорости ленты (тахогенератор – ДС-50Б, импульсный цифровой датчик – "Wibau Astec", "Benninghoven"). Весовые питатели, кроме вышеперечисленного оборудования, укомплектованы датчиком веса. Единственным достоинством объемных дозаторов является их упрощенная конструкция и, следовательно, меньшая стоимость изготовления механической и электронной части. Отсутствие контроля массы на данных дозаторах, а также разная объемная плотность материала и необходимость (из-за разных рецептов) оперативно менять тип компонента (материала) на любом из дозаторов приводят к увеличению времени процесса калибровки (необходимо калибровать все типы материалов, которые будут использоваться на данном дозаторе) и усложнению сопутствующего программного обеспечения (создание базы материалов, коэффициентов калибровки, автоматический контроль за действиями оператора во время калибровки и выбора рецепта). Этих недостатков лишены весовые дозаторы. Достаточно один раз произвести калибровку – и дозатор готов к работе с любым компонентом, причем тип материала значения не имеет. Кроме этого, появляется возможность достоверно контролировать наличие материала на ленте питателя и автоматически производить запуск, например, подающего конвейера ("ДС-109") или вибратора бункера ("Wibau Astec", "Benninghoven"). Кинематическая схема дозатора "ДС-109" удачна и тем, что в ней исключено влияние натяжения ленты на показания весового датчика. В качестве силового привода предпочтительнее использовать преобразователь частоты 3-фазного тока с асинхронным электродвигателем. Данные преобразователи сейчас являются самым современным решением в области регулируемого электропривода, отличаются высокой надежностью и позволяют существенно экономить электроэнергию. Шнековые и лепестковые питатели применяются на материалах, обладающих большой текучестью (цемент, минеральный порошок). По основным принципам дозирования они во многом подобны ленточным питателям. Как и в случае с ленточными питателями, их условно можно разделить на те же типы – весовые и объемные. Главное отличие – наличие/отсутствие весовых датчиков. Все вышеперечисленные достоинства и недостатки обоих типов ленточных питателей, а также рекомендованные ранее силовые электроприводы применимы к шнековым и лепестковым питателям. Для дозирования битума на заводах "Wibau Astec" и "Benninghoven" установлены шестеренчатые насосы с регулируемым электроприводом постоянного тока. Учитывая то, что зависимость объема подачи битума от оборотов двигателя может быть нелинейной (из-за износа шестерен и внутренних утечек в насосе), данный узел комплектуется еще и прецизионным счетчиком с овальными шестернями. Конструктивно он выполнен аналогично насосам, установлен на подающей битумной магистрали и выполняет те же функции, что и импульсный цифровой датчик на ленточном питателе. Для того, чтобы все вышеперечисленные дозирующие системы нормально работали, а именно, выдавали то количество материала, которое задает оператор завода, необходимо произвести калибровку данных систем и вычислить поправочный коэффициент, который присутствует во всех формулах производительности. Данная операция производится с использованием автомобильных статических весов ("Wibau-Astec") либо весового бункера-накопителя ("Benninghoven", ДС-50Б и ДС-109). Несколько упрощенная формула вычисления коэффициента "k", например для весового питателя, будет иметь вид: ( ) C Г B B rM T N rT M k = , где М В – взвешенная на статических весах масса материала, отпущенная дозатором на фиксированной скорости (при калибровке – 90 % от максимальной); Т В – время, за которое отгружен данный объем (масса) материала; N(Т Г ) – количество импульсов датчика скорости ленты за время Т В ; М С – усредненный мгновенный вес материала, находившегося на ленте питателя в процессе калибровки. Аналогичным методом вычисляются коэффициенты для остальных дозирующих узлов сыпучих компонентов, вяжущих материалов (битума) и воды. Сравнивая характеристики дозирующих систем заводов непрерывного технологического цикла, необходимо отметить, что наиболее качественно решить задачу процесса дозирования компонентов можно только с использованием весовых дозаторов сыпучих материалов и узлов подачи вяжущих, оснащенных прецизионным счетчиком расхода. Для точного и более технологичного процесса калибровки всех систем необходимо наличие в составе завода большегрузных автомобильных весов, интегрированных в общую систему управления. В последнем случае появляется дополнительная возможность осуществлять автоматизированный учет всего грузопотока на данном заводе. В общем случае все системы автоматического управления, разработанные ООО "АСУ Промвест" [41], выполняют следующие функции. Последовательность запуска/останова силовых и дозирующих узлов осуществляется системой управления самостоятельно с минимальным участием оператора; в процессе работы система управления постоянно осуществляет контроль за состоянием силового оборудования и при возникновении нештатной ситуации осуществляет автоматический останов процесса с выдачей сообщения о причине, его вызвавшей; коэффициенты калибровки, производительность питателей сыпучих компонентов, а также требуемый расход битума (воды) вычисляются системой с учетом значений влажности материалов; в рабочем режиме и режиме калибровки на экране отображается фактический вес готового продукта (материала), находящегося в бункерах. Программа управляющего компьютера имеет следующие режимы: – калибровка бункера готового продукта, конвейерных весов, питателей сыпучих материалов, узла дозирования битума (весового дозатора цемента и системы управления дозированием воды; – ввод (корректировки) рецептов асфальтобетонной (бетонной) смеси, общей производительности завода и коэффициентов влажности каждого компонента; основной (рабочий) режим с индикацией фактической мгновенной производительности питателей, узла дозирования битума (дозатора цемента и мгновенного расхода воды); режим диагностики возможных неисправностей тензорезистивных датчиков и управляющих контроллеров; режим индикации общего количества асфальтобетонной (бетонной) смеси, произведенной на данном заводе за любой требуемый период; режим индикации общего расхода инертных материалов и битума (цемента и воды); режим ручного управления дозирующими узлами и силовыми приводами завода. Опыт организации непрерывных процессов на асфальтнобетонных заводов показывает, что в настоящее время имеется реальная возможность создания полностью автоматизированных технологических систем производства многокомпонентных смесей различного назначения. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Весоизмерительная компания "Тензо-М". О компании [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso-m.ru/pages/26, свободный. 2. Дозаторы сыпучих материалов непрерывного действия Альфа ДЛТ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso-m.ru/ pages/21?id=193, свободный. 3. Расходомеры сыпучих материалов серии "Лотос" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso-m.ru/pages/21?id=194, свободный. 4. Весы бункерные электронные "Поток" http://www.tenso-m.ru/pages/21?id=71, свободный. 5. Многокомпонентное дозирование в приготовлении комбикормов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso-m.ru/pages/164 , свободный. 6. Дозатор "ГАММА" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso- m.ru/pages/21?id=113Гамма-М, свободный. 7. Тензорезисторный датчик Н4 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso- m.ru/pages/21?id= , свободный. 8. Тензорезисторный датчик Т2 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenso- m.ru/pages/21?id=72, свободный. 9. Дозатор весовой ДВ – 500 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consit.ru/03obor_dozador_v_500.shtml , свободный 10. Дозатор добавок [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consit.ru/03obor_dozador_do_4p.shtml, свободный. 11. ООО "ТензоПрибор" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tenzo-pribor.ru/about.html, свободный. 12. Ленточный весовой дозатор [Электронный ресурс]. – Режим доступа: ДВЛ . http://www.tenzo- pribor.ru/cat798.html, свободный. 13. Компания "Сигнал-Пак" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.signal- pack.com/signalpack/, свободный. 14. Линейный весовой дозатор В1 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.signal- pack.com/catalog/description/24/, свободный. 15. Предприятие "РОСАТ" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rosat.ru/?page=about, свободный. 16. Дозаторы непрерывного действия ДНД [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rosat.ru/?page=katalog&id=100012, свободный. 17. Компания ТАУ2 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tau2.ru/dvt.html, свободный. 18. ЗАО "Агроэскорт" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://agroescort.spb.ru/about.php, свободный. 19. 19. Ленточный весовой дозатор непрерывного действия типа 4488 ДН-У [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://agroescort.spb.ru/pr_lent_ dozator.php, свободный. 20. Дифференциальный дозатор ДД [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://agroescort.spb.ru/pr_diff_dozat.php, свободный. 21. ООО "Биохим-ТЛ" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biohim.com.ru/about, свободный. 22. Технологии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://biohim.com.ru/technology, свободный. 23. ООО "НПО Валентина" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://npovalentina.ru/firm/, свободный. 24. "ВБС-10" весы бункерные [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://npovalentina.ru/catalog/dev/7517/, свободный. 25. Весы конвейерные [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://npovalentina.ru/catalog/dev/7563/, свободный. 26. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.etalon-tehno.ru/cf_menu_about.htm, свободный. 27. НОТИС Урал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.notisural.ru/, свободный. 28. Дозатор весовой ДВДД [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.notisural.ru/dvdd.htm, свободный. 29. Машина дозировочно-упаковочная [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.notisural.ru/mdu_01.htm, свободный. 30. Макиз-Урал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.makizural.ru/izmz/izmz.htm, свободный. 31. Дозатор весовой дискретного действия ДС [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.amtenzo.ru/catalog/46/162/, свободный. 32. НПФ "Эталон-тензор" [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.etalontenzo.spb.ru/, свободный. 33. Motan GmbH – Германия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.polymery.ru/company_info.php?id_company=132, свободный. 34. International Business Segments [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.schenckprocess.ru/, свободный. 35. Ленточный дозатор MULTIDOS H [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.schenckprocess.ru/products/1/11/1/2/, свободный. 36. Ленточный дозатор MULTIDOS L [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.schenckprocess.ru/products/1/11/1/1/, свободный. 37. Дозатор MechaTron® Coni-Flex® [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.schenckprocess.ru/products/1/11/3/1/, свободный. 38. MULTIGRAV® [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.schenckprocess.ru/products/1/11/4/1/, свободный. 39. Schenck Accurate [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.accuratefeedes.com, свободный. 40. Автоматизированные системы управления [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://asupromwest.boom.ru/AllProcPlant.html, свободный. 41. Продукция АСУ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://asupromwest.boom.ru/Product.html, свободный. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Поскольку любой технологический процесс базируется на определенной массе исходного сырья, учете выработанной продукции, обеспечении заданного количества продукта по массе (или поддержание заданного расхода), то весовое дозирование находит самое широкое применение в различных отраслях промышленности. Поскольку дозирование зернистых материалов – механический процесс, т.е. процесс, скорость которого определяется законами физики твердого тела, при выборе серийно выпускаемого дозатора или проектировании нового необходимо знать и учитывать физико-механические свойства дозируемого материала, в первую очередь, углы и коэффициенты трения. При выборе весового дозатора необходимо учитывать, что фирмы-производители указывают погрешность дозирования при средней или даже при максимальной производительности. При минимальной производительности погрешности дозирования будут больше, иногда в несколько раз. За счет использования датчиков расхода, установленных между питателем и транспортерной лентой, а также специальной программы обработки информации можно существенно повысить точность серийно выпускаемых ленточных дозаторов. Весовое непрерывное дозирование с высокой точностью можно организовать на базе технологии двухстадийного дозирования, используя серийно выпускаемые порционные дозаторы и питатели, например вибрационные, для преобразования отдельных порций в непрерывный поток. ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ …….……………………………………………………… 3 Глава 1. ЗЕРНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ КАК ОБЪЕКТ ДОЗИРОВАНИЯ …………………………………………… 5 1.1. Общие сведение ………………………………………… 5 1.2. Гранулометрический состав …………………………… 7 1.3. Плотность сыпучих материалов ………………………. 16 1.4. Сыпучесть зернистых материалов …………………….. 22 1.5. Углы и коэффициенты трения …………………………. 25 1.5.1. Углы естественного откоса ……………………… 25 1.5.2. Угол обрушения ………………………………...... 30 1.5.3. Начальное сопротивление сдвигу, угол внутреннего трения и угол сопротивления сдвигу …………………………………………….. 32 1.5.4. Коэффициенты внутреннего и внешнего трения 34 1.5.5. Углы и коэффициенты трения покоя и движения 37 Список литературы ……………………………………………………. 39 Глава 2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЕСОВОГО ДОЗИРОВАНИЯ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ……………………………………………. 45 2.1. Общие сведения ………………………………………... 45 2.2. Обобщенная функциональная схема весовых дозаторов и ее элементы ……………………………….. 47 2.2.1. Питатели ………………………………………….. 48 2.2.2. Измерительная система ………………………….. 51 2.2.3. Управляющая система …………………………… 56 2.3. Основные способы весового дозирования ……………. 57 2.4. Производительность и точность дозирования ………... 68 2.5. Корректировка производительности ………………….. 72 Список литературы ……………………………………………............. 76 Глава 3. ПИТАТЕЛИ ………………………………………………… 79 3.1. Ленточные питатели ……………………………………. 79 3.2. Шнековые и спиральные питатели ……………………. 82 3.3. Секторные питатели ……………………………………. 88 3.4. Вибрационные питатели ………………………………. 89 3.5. Трубчатые питатели ……………………………………. 95 3.6. Гравитационные питатели ……………………………... 98 3.7. Питатели с эластичным рабочим органом ……………. 101 3.8. Тарельчатые питатели …………………………………. 103 Список литературы ……………………………………………………. 107 Глава 4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ……………………….. 110 4.1. Механическая система …………………………………. 110 4.2. Датчики …………………………………………………. 117 4.2.1. Омические датчики смещения ………………….. 117 4.2.2. Емкостные датчики смещения ………………….. 123 4.2.3. Индуктивные датчики смещения ……………….. 124 4.2.4. Пьезоэлектрические датчики силы ……………... 126 4.2.5. Датчики с частотным выходом …………………. 129 4.2.6. Оптические датчики смещения …………………. 136 Список литературы ……………………………………………………. 146 Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ ДВУХСТАДИЙНОГО ДОЗИРОВАНИЯ …………………………………………... 148 5.1. Принцип двухстадийного дозирования, функциональная схема и ее элементы ………………...148 5.1.1. Порционный дозатор …………………………….. 149 5.1.2. Преобразователь отдельных порций в непрерывный поток ……………………………. 152 5.2. Трубчатый преобразователь …………………………… 153 5.2.1. Движение материала в поперечном сечении трубы ……………………………………………... 153 5.2.2. Осевое движение материала …………………….. 156 5.2.3. Моделирование процесса непрерывного дозирования ……………………………………… 159 5.2.4. Экспериментальные исследования процесса двухстадийного дозирования с использованием вращающейся трубы …………………………….. 165 5.3. Вибрационный преобразователь ………………………. 168 5.3.1. Качественный анализ процесса движения отдельной порции сыпучего материала на наклонном вибрирующем лотке …………….. 168 5.3.2. Изменение формы продольного сечения отдельной порции сыпучего материала при вибрации …………………………………….. 170 5.3.3. Движение центра тяжести порции сыпучего материала вдоль лотка …………………………... 176 5.3.4. Математическое описание процесса преобразования отдельных порций в непрерывный поток ……………………………. 186 5.4. Шнековый преобразователь …………………………… 191 5.4.1. Теоретическое определение объемной эффективности шнековых питателей …………... 195 5.4.2. Объемная производительность спиральных питателей …………………………………………. 197 5.5. Организация процесса непрерывного смешивания с использованием технологии двухстадийного дозирования …………………………………………….. 199 5.6. Способ непрерывного дозирования сыпучих материалов и устройство для его осуществления ……. 206 5.7. Методика расчета конструктивных и режимных параметров дозировочно-смесительной установки ….. 212 Список литературы ……………………………………………………. 216 Глава 6. ПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ …….. 219 6.1. Дозаторы, выпускаемые отечественными компаниями 219 6.2. Дозаторы, выпускаемые зарубежными компаниями …244 6.3. Автоматизированные системы управления асфальтосмесительными и бетоносмесительными заводами непрерывного технологического цикла ……250 Список литературы ……………………………………………………. 253 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………. 256 |