Файл: Автоматизация_Staroverov1.doc

4. СЧЕТЧИКИ И ВЕСЫ ТВЕРДЫХ И СЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ

В литейных цехах необходим автоматический учет форм, движущихся на литейном конвейере, и отливок, переме­щающихся на пластинчатых транспортерах или по наклонным роликовым транспортерам. Система автоматического учета в этих случаях, как правило, состой-'- из устройства, выдающего механи­ческий или электрический сигнал при прохождении мимо него изделия, и счетчика, суммирующего эти сигналы.

Применяемые датчики сигналов подразделяют на механиче­ские и электрические, а счетчики — на механические и электро­магнитные.

Механические датчики с рычажным приводом через кинемати­ческую передачу воздействуют на механические счетчики, уста­новленные в непосредственной близости от датчика. Механиче­ский счетчик представляет собой набор цифровых барабанов, связанных определенным образом между собой. На каждом бара­бане нанесены цифры от 0 дб 9, цифры первого барабана соот­ветствуют количеству единиц, второго — количеству десятков, и т. д.

Таблица 15

стной рыхлитель 9. В нижней части бункера 10 имеется окно, перекрываемое заслонкой 7 с помощью электромагнита 8. В на­чальный момент взвешивания окно полностью открыто. При достижении заданной массы заслонка 3 с помощью электромаг­нита 2 перекрывает подачу материала из рукава 4 в ковш 1, который системой рычагов связан с циферблатным прибором 13. На корпусе циферблатного прибора укреплен контакт 14 нуле­вого положения стрелок, а на его задней стенке — сельсин- приемник со стрелкой 15 с закрепленными на ней двумя контак­тами: 17 и 18. Контакт 17 предназначен для точного отвеса, кон­такт 18 — для грубого. Стрелка 15 устанавливается с помощью сельсина-приемника в положение, соответствующее массе навески. Масса порции задается на пульте управления путем поворота оси сельсин-датчика. Команды на управление электромагнитами 8 и 2 дает стрелка 16, которая при подходе к контактам 17 и 18 замыкает их.

5. УРОВНЕМЕРЫ ЖИДКОСТЕЙ И СЫПУЧИХ

МАТЕРИАЛОВ

Для контроля уровня жидкостей наибольшее распро­странение получили указательные стекла, поплавковые, буй­ковые, манометрические уровнемеры.

Наиболее простыми приборами для измерения уровня являются указательные стекла (водомеры), применяемые в паровых котлах, а также в различных емкостях для измерения уровня осветлен­ных жидкостей. Они представляют собой стеклянную трубку с

Рис. 81. Автоматические порционные весы

Технические характеристики поплавковых уровнемеров с пружинным уравновешиванием

Поплавковые уровнемеры широко применяют для измерения уровня разнообразных жидкостей (табл. 15). Простейший уровне­мер (рис. 82, а) представляет собой плавающий поплавок 1, подвешенный на гибком тросе, перекинутом через блок. На втором конце троса вне сосуда для его натяжения подвешен груз 2 с ук­репленной на ней стрелкой (указателем уровня), передвигающейся вдоль рейки со шкалой 3.

Буйковые уровнемеры (табл. 16) применяют в тех случаях, когда необходимо уменьшить перемещение поплавка относительно изменения уровня жидкости. В буйковом уровнемере (рис. 82, б) используется цилиндрический поплавок (буек) 2, закрепленный на пружине 1. Масса буйка зависит от глубины его погружения в жидкость, а жесткость пружины определяет коэффициент про­порциональности между изменением уровня и подъемом буйка. Класс точности 1,5 и 2,5.

Манометрические уровнемеры подразделяют, в свою очередь, на мембранные, пьезометрические и дифманометрические.

Мембранные уровнемеры предназначены для измерения уровня агрессивных сред в открытых емкостях. Они состоят из первич­ного преобразователя, преобразующего измеряемый параметр

Рнс. 82. Схемы механических уровнемеров: а — поплавкового; б — буйкового

Технические характеристики буйковых уровнемеров

тически уравновешивается усилием, развиваемым давлением воздуха в сильфоне обратной связи. Это давление является одновременно выходным сигналом датчика.

Действие пьезометрических (гидростатических) уровнемеров основано на следующем принципе. Если в емкость с жидкостью ввести вертикальную встроенную трубку, доходящую почти до дна, и подавать в нее чистый воздух, то его давление в трубке будет равно массе столба продуваемой жидкости, т. е. значению уровня.

Пьезометрические манометры применяют для контроля агрес­сивных жидкостей или эмульсий.

В дифманометрических уровнемерах об уровне судят по пере­паду давления жидкости у дна сосуда и над ее поверхностью. Уровень жидкости этим способом можно контролировать как в от­крытых, так и в закрытых емкостях.

Для измерения уровня сыпучих материалов применяют ем­костные, высокочастотные, радиационные, кондуктометрические, весовые и механические уровнемеры.

Емкостные уровнемеры предназначены для измерения уровня сыпучих материалов и жидкостей. Принцип их действия основан на использовании зависимости электрической емкости системы «измерительный электрод — измеряемая среда». В этих приборах чаще всего используют емкостной преобразователь, представляю­щий собой коаксиально расположенные трубки, помещенные в объ­еме материала. Емкость преобразователя измеряется индуктивно­емкостным мостом. С изменением уровня измеряемой среды вдоль оси преобразователя меняется его емкость, что приводит к нару­шению равновесия моста и появлению на выходе сигнала разба­ланса, пропорционального уровню измеряемой среды.

В последнее время промышленность освоила выпуск унифи­цированных высокочастотных резонансных измерителей и сиг­нализаторов уровня сыпучих материалов и жидкостей, работа ко­торых основана на высокочастотном методе измерения. Эти при­боры с успехом могут быть использованы в литейных цехах для измерения уровня формовочных материалов.

□

Рис. 83. Весовой уровнемер

Радиационные уровнемеры можно применять и как уровне­меры, и как сигнализаторы уровня. В качестве первичного пре­образователя контрольно-измерительной системы используют при­емное устройство (детектор) радиоактивного излучения, источника­ми которого служат радиоактивный изотоп кобальта (церий 137).

Радиоактивные сигнализаторы уровня можно использовать также для контроля уровня расплавленного металла в плавиль­ной печи.

Кондуктометрические уровнемеры используют для сигнализа­ции предельных значений уровня токопроводящих материалов. Принцип действия этих сигнализаторов основан на замыкании электрической цепи первичного преобразователя материалом из­меряемой среды.

Измерительная система состоит из первичного преобразова­теля и релейного блока. Техническое исполнение измерительных систем может быть различным и зависит от вида контролируемого материала.

Весовые уровнемеры используют для измерения уровня фор­мовочных или шихтовых материалов в бункерах.

В схеме весового уровнемера с тензометрическими преобразо­вателями (рис. 83), принцип действия которых был рассмотрен в гл. 2, при изменении уровня сыпучих материалов в бункере 1 изменяется электрическое сопротивление тензорезистора 2. В ка­честве вторичного прибора используется уравновешивающий мост 3.

Для измерения уровня формовочных материалов в бункерах и уровня материалов в вагранках и других плавильных печах применяют механические нестандартные уровнемеры, к числу ко­торых относят флажковые, зондовые и боковые сигнализаторы уровня.

Флажковый, или лопастной, сигнализатор уровня (рис. 84) используют для контроля уровня смеси в бункерах.

Рис. 84. Флажковый сиг­нализатор уровня

На нижнем конце рычага 3 шарнирно закреплена лопасть 1, удерживаемая в вертикальном положении пластинчатой пружиной 2.

На верхнем конце рычага установлен регулировочный винт 4. При заполнении бункера 6 формовочной смесью рычаг поворачивается и с помощью винта 4 воз­действует на кнопку микропереключате­ля 5. Пластинчатая пружина позволяет лопасти отклоняться без поворота рыча­га 3 при динамическом воздействии фор­мовочной смеси, которое может иметь место в начальный момент заполнения бункера. Недостатком рассмотренной конструкции является снижение чув­ствительности датчика при налипании материала на лопасть.

Зондовый сигнализатор уровня применяют для определения уровня шихты в вагранке. Зондовый сигнализатор (рис. 85) имеет зонд 1, подвешенный на тросе, который через блок 2 соеди­няется с барабаном 3. Барабан приводится во вращение пневмати­ческим цилиндром 4. С помощью электромагнитного клапана 5 в левую полость цилиндра 4 периодически подается сжатый воз­дух или полость соединяется с атмосферой. Во втором случае под действием веса зонд опускается и перемещает шток поршня влево. Если уровень шихты нормальный, то упор 6 штока не доходит до кнопки микропереключателя 7. При более низком уровне шихты упор нажимает на стержень микропереключателя и подается команда на загрузку очередной порции шихты в вагранку. Подъ­ем зонда осуществляется подачей сжатого воздуха в левую по­лость цилиндра 4.