книги из ГПНТБ / Королев, К. М. Производство бетонной смеси и раствора учебник

Г Л А В А II

ОСНОВНЫЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА СМЕСИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ И ЗАВОДАХ

§ S. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

На современных бетоно- и растворосмесительных установках и заводах большинство основных технологических операций и процессов автоматизировано.

Автоматизация процессов связана с необходимостью измерения и определения различных параметров: скорости движения лент конвейе­ ров; давления сжатого воздуха при пневмоуправлении; температуры подогрева воды, заполнителей и готовой смеси; уровней заполнения бункеров, силосов, резервуаров сырья, раздаточных бункеров; массы дозируемых и транспортируемых материалов; расхода материалов при транспортировании; влагосодержания заполнителей; жесткости или подвижности смеси; времени и последовательности включения тран­ спортных устройств, дозаторов, смесителей; положения клапанов, шиберов, затворов, сбрасывающих тележек, барабанов смесителей.

Автоматизация бетонных и растворных установок и заводов в за­ висимости от их производительности, назначения, заданного режима работы и экономической эффективности может быть частичной или

использование средств автоматического контроля отдельных парамет­ ров, дистанционного или автоматического управления отдельными операциями, не представляющими в сумме единого технологического процесса. При частичной автоматизации отдельные машины перево­ дятся на дистанционное или автоматическое управление.

На бетонных и растворных предприятиях частичная автоматиза­ ция распространяется на такие операции, как выбор очередности за­ грузки материалов, время смешивания, выгрузка готовой смеси, автоматическое взвешивание и т. д.

транспортные средства снабжены автоматическим управлением, сред­ ствами контроля и связи, сосредоточены в одном месте на пульте

20

управления. Комплексная автоматизация может осуществляться, с программным (заранее заданной программой, зашифрованной на пер­ фокарте или жетоне) регулированием всех основных технологических процессов.

§ 6. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ, УПРАВЛЕНИЕ, ЗАЩИТА И РЕГУЛИРОВАНИЕ

А в т о м а т и ч е с к и й к о н т р о л ь является основой всех видов автоматизации производственных процессов. Без контроля нельзя обеспечить нормальную работу машин и механизмов или нор­ мальное течение технологического процесса.

Автоматический контроль бывает двух видов: автоматическая сигнализация и автоматическое измерение.

При автоматической сигнализации контролируются крайние пре­ дельные значения работы устройства, например, при производстве бетонной смеси и раствора контролируется уровень наполнения бун­ керов, силосов, резервуаров, цикл работы смесителей. При отступле­ нии от крайних допустимых значений автоматический прибор выдает сигнал (световой, звуковой или и тот и другой совместно). Сигнал указывает обслуживающему персоналу место и характер нарушения работы оборудования или течения технологического процесса. Полу­ чив такой сигнал, обслуживающий персонал восстанавливает задан­ ный режим работы.

При автоматическом измерении показания " автомата передаются на измерительные приборы, которые указывают или записывают режим работы оборудования или течение технологического процесса. По пока­ заниям приборов обслуживающий персонал определяет характер из­ менений, которые установлены при работе оборудования или в ходе технологического процесса.

А в т о м а т и ч е с к о е у п р а в л е н и е заключается в том, что соответствующие устройства обеспечивают своевременное начало, необходимую последовательность и прекращение отдельных операций, составляющих технологический процесс. В качестве примера можно привести управление бетонного завода с двумя или четырьмя бето­ носмесителями. Операции выгрузки бетоносмесителя предшествует смешивание, во время которого должно произойти наполнение расход­ ных бункеров и дозирование материалов. Указанные операции проис­ ходят автоматически без участия обслуживающего персонала. В си­

нормальную работу отдельных механизмов, а также бесперебойное течение технологического процесса.

На автоматизированном цикличном заводе система автоматической защиты не допускает окончания разгрузки весовых дозаторов до полного опорожнения бункеров в предыдущем цикле, окончания за­ грузки при наполнении всех бункеров до необходимого уровня. Кроме того, эта система не допускает загрузки материалов до тех пор, пока поворотная воронка не займет заданного положения; начала загрузки

21

Система автоматической защиты, которая не допускает начала последующей операции, пока не будет закончена предыдущая, назы­

держивать в заданных пределах работу механизма или основные пара­ метры технологического процесса, которые его определяют.

Параметры, требующие регулирования, называются регулируе­ мыми. Устройства и приборы, осуществляющие регулирование, носят название автоматических регуляторов. Принцип действия всякого автоматического регулятора заключается в том, чтобы обнаружить отклонения величин, характеризующих работу механизмов или тече­ ние технологического процесса, от заданных величин или от заданной программы и воздействовать на механизм или процесс так, чтобы устранить выявленные отклонения от требуемого режима.

§ 7. ДАТЧИКИ И РЕЛЕ

Датчики общего назначения

В настоящем параграфе рассмотрены конструкции и принцип действия датчиков и реле, наиболее часто применяемых на установ­ ках и заводах по производству бетонной смеси и раствора.

автоматизации предприятий по производству бетонорастворных смесей. Ртутный контакт представляет собой стеклянный сосуд /, частично заполненный ртутью 2. Из нижних концов сосуда выведены металли­ ческие проволоки-контакты 3. Когда сосуд находится в горизонталь­ ном положении, ртуть замыкает собой электрическую цепь. При изме­ нении положения сосуда ртуть поступает в разные половины его и размыкает цепь, сообщая сигнал на закрытие или открытие затворов дозатора.

22

Минимальная ширина метал­ лической пластинки, от которой срабатывает датчик 4 мм.

Ди н а м о м е т р и ч е с к и й

да т ч и к (рис. 10) предназна­ чен для измерения усилий, воз­ никающих на подвесках. Этот тип датчика применяют в каче­

стве чувствительного элемента на дозаторах непрерывного дей­ ствия.

иверхнюю / тяги (подвески). При приложении усилия к

сердечника внутри катушки возникает электродвижущая сила, кото­ рая снимается с датчика при помощи штеккера 10.

Датчики уровня сыпучих материалов и жидкости

Датчики уровня (реле, контакты или указатели уровня) сыпучих материалов или жидкостей предназначаются для получения соответст­ вующих показаний или импульсов (сигналов), регистрирующих сте­ пень заполнения емкостей. Эти импульсы служат для автоматического управления и подачи сигналов на пульт управления, на котором ука­ зывается степень наполнения бункеров, резервуаров, емкостей, а также для включения или отключения транспортных устройств (эле­ ваторов, ленточных конвейеров, пневматических насосов для це­ мента, насосов для воды и добавок). Импульсы (сигналы), подаваемые датчиками уровня, могуті быть также использованы для изменения грузовых потоков, перемещения клапанов двухходовых переключа­ телей трубопроводов, переключения кранов на трубопроводах для жидкостей и т. д.

25

По принципу действия датчики уровня подразделяются на пози­ ционные, подающие сигнал («Есть материал» — «Нет материала»), и датчики непрерывного действия или непрерывного контроля уровня материала.

Импульсы могут быть получены при помощи контактных датчи­ ков, чувствительный элемент которых соприкасается с хранимым в ре­ зервуаре материалом, н бесконтактных не соприкасающихся с мате­ риалом. В последнем случае для этих целей используются устройства с применением светового луча, ультразву­

ка и т. д.

свойство гибкой мембраны перемещаться под давлением сыпучих сред,

диафрагма находилась в вертикальной плоскости. Он состоит из кор­ пуса 9, смонтированного на стенке 10 резервуара. Внутри корпуса

и грузик 4. Кронштейн может перемещаться вокруг оси 2. В своей нижней части кронштейн примыкает к головке 6 микропереключа­ теля 7. Сигнал с микропереключателя передается по проводам 8.

При заполнении резервуара материалом последний через диаф­ рагму давит на кронштейн, который, отклоняясь; воздействует на шток микропереключателя, имеющего при необходимости нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты.

У к а з а т е л ь у р о в н я с р е з и н о в о й д и а ф р а г м о й (рис. 12) состоит из корпуса /, установленного на стенке резервуара,

26

На рис. 14 изображена кинематическая схема указателя. Электро­ двигатель / посредством червяка 3, свободно установленного на оси 2 червячного колеса 4, жестко сидящего на валу 8, вращает крыль­ чатку 9.

Крыльчатка вращается до тех пор, пока ее не коснется материал, насыпаемый в резервуар. Слой материала сначала затруднит движе­ ние, а потом остановит крыльчатку, а с ней и червячное колесо. При остановке последнего червяк при вращении начнет поступательно дви­ гаться вдоль оси. Вместе с червяком

Gпри этом, преодолевая усилие возврат­ ной пружины 5, перемещается толкатель 6, который, упираясь в микропереклю­ чатель 7, заставит его сработать; при этом подается сигнал в цепь управле­ ния. В это время включается лампа и подается напряжение на катушку про­ межуточного реле, управляющего испол­ нительным механизмом.

ческий или сплошной деревянный, полимерный шар либо цилиндр. Мас­ са поплавка меньше массы вытесняемой им жидкости. Поплавок переме­ щается вверх или вниз вместе с перемещением жидкости. Вертикальное движение поплавка через систему механических связей регистрируется измерительным прибором, сигнализирующим о количестве жидкости в резервуаре. В каждом резервуаре предусмотрен только один поплавок.

Датчики температуры и влажности материалов

Датчики температуры. Для измерения температуры заполнителей и воды при работе в зимних условиях, а также при термовлажностной обработке изделий на заводах сборного железобетона применяют

28

датчики температуры. Наиболее широкое применение нашли датчики, которые погружают в среду, температуру которой необходимо изме­ рить.

Датчики влажности материалов. На бетонно-растворных установ­

ках и заводах огромное значение имеет определение влажности за­ полнителей, так как от этого в большой степени зависит качество го­ тового бетона или раствора.

Для измерения влажности материалов могут быть использованы

косвенный, определяющий количество воды путем измерения дру­ гих величин, связанных с влажностью (электрической, газометриче­ ской).

Описание одного из приборов для прямого метода определения влажности материала, основанного на принципе взвешивания влаж­ ного материала, последующего его высушивания с помощью электри­ ческого тока и взвешивания высушенного материала, приведено ниже.

Прибор автоматически вводит поправку на влажность материала

бункера / (рис. 15) при помощи автоматического пробоотборника 2, расположенного над выпускным отверстием расходного бункера. Про­ боотборник представляет собой полый цилиндр, совершающий воз­ вратно-поступательное движение в трубчатом кожухе, установленном на бункере. При прямом ходе отборник забирает порцию песка, кото­ рую он при обратном ходе засылает в приемную воронку 3 влагомера. Движением пробоотборника управляет пневмоцилиндр. Проба песка поступает на чашку 4, закрепленную на поворотном столе 5 автома­ тического влагомера.

Движение стола 5 сблокировано с отборником так, что при поступ­ лении песка чашка 4 находится под приемной воронкой 3. Излишки песка удаляются с чашки ограничителем. Чашка с помощью конвейера подается на грузоприемное устройство 6 циферблатных настольных весов 7.

Весы снабжены потенциометром, который с высокой точностью

в печь. Этим обеспечивается запоминание массы влажной пробы. Тип и конструкция печи, состоящей из ряда селитровых стерж­

ней, дает возможность высушить пробу при температуре 800—1000° С за 2 мин. Нагревательные элементы получают питание от сети пере­ менного тока при напряжении 220 б и с частотой 50 гц; потребляемая мощность 1,5 кет. После сушки чашка с пробой перемещается в ка­ меру охлаждения (за счет циркуляции воды) и возвращается на весы 7 для повторного взвешивания.

29