振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)的應(yīng)用
2003/12/22 14:25:00
摘 要:振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)是一種新型的料位開(kāi)關(guān),在實(shí)際應(yīng)用中正確地安裝是影響振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)正常工作的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)工藝散料及粉料的典型特性的介紹,以及對(duì)振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)工作原理的了解,說(shuō)明了在實(shí)際應(yīng)用中正確安裝時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,從而保護(hù)了振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān),避免了振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)可靠動(dòng)作的額外影響,達(dá)到對(duì)散料及粉料監(jiān)控的目的。 關(guān)鍵詞:振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān);原理;安裝 當(dāng)今石油化工行業(yè)當(dāng)中,各種料位開(kāi)關(guān)(也稱料位控制器)的使用已經(jīng)越來(lái)越廣泛,而且在自動(dòng)控制中起著十分重要的作用。料位開(kāi)關(guān)的種類繁多,根據(jù)它們檢測(cè)料位的方式不同,可大體分為靜電電容式、振動(dòng)式、超聲波式,機(jī)械式,核輻射式,側(cè)壓式,電觸點(diǎn)式等,而且它們工作的原理也各不相同。根據(jù)工藝介質(zhì)的特性,正確選擇和使用料位開(kāi)關(guān),是保證料位開(kāi)關(guān)正常可靠工作的關(guān)鍵。在目前已設(shè)計(jì)的白銀甘藏公司10Kt/a紅礬鈉工程當(dāng)中,針對(duì)鉻礦、白云石、石灰石、窯灰和純堿這些粉料和散料的監(jiān)控,我們選用了不少振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)。 1、工藝粉料介質(zhì)的特性 在國(guó)內(nèi)的許多紅礬鈉工程當(dāng)中,會(huì)有鉻礦、白云石、石灰石、窯灰和純堿等物料的破碎系統(tǒng)和輸送系統(tǒng),其主要的工藝介質(zhì)是鉻礦、白云石、石灰石、窯灰和純堿,這些物料特性是粉料和散料。通常粉料或散料有下面一些特性: ⑴ 安息角:連續(xù)供給粉料使之堆成圓錐形堆時(shí),圓錐的母線與底面所成角為安息角。反映了無(wú)粘附性的表面摩擦性能。安息角的大小影響到料位開(kāi)關(guān)的安裝位置。 ⑵ 容積密度:?jiǎn)挝惑w積粉料的質(zhì)量。它影響到料位開(kāi)關(guān)的靈敏度。 ⑶ 死角:料位放料時(shí),側(cè)壁下部可能會(huì)有存料卸不出,該區(qū)域稱為死角。安裝料位開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)避開(kāi)死角,以免發(fā)生誤動(dòng)作。 ⑷ 橋:料斗放料時(shí),僅放料口處的料放出,上面的料沒(méi)有下移而架成橋。橋?qū)Ψ帕虾土衔粰z測(cè)危害很大。 ⑸ 流動(dòng)性;如粉體流動(dòng)性好,則不易產(chǎn)生死角和橋。 ⑹ 粉體壓力 ⑺ 含水率 ⑻ 靜電;可能使電子回路產(chǎn)生誤動(dòng)作。 ⑼ 粒度:粉體顆粒太大會(huì)打壞探頭。 ⑽ 腐蝕性。 ⑾ 可燃性或爆炸性。 2、振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)的原理和應(yīng)用 這種料位開(kāi)關(guān)與電容式料位開(kāi)關(guān)原理不同。電容式料位開(kāi)關(guān)的工作原理是探頭與料倉(cāng)壁作為兩相對(duì)極板組成一個(gè)完整的電容器,其上被施以高頻靜電場(chǎng),基于靜態(tài)電容放電回路的工作特性,當(dāng)探頭端部位于介電常數(shù)ξr=1的大氣中時(shí),電容放電回路的放電常數(shù)τ=R·CA,其中R為回路阻抗,CA為電容器之容抗,當(dāng)介電常數(shù)大于2.0的物料進(jìn)入探頭周圍的高頻電場(chǎng)區(qū)時(shí),容抗CA 增大,時(shí)間常數(shù)亦隨之增大,當(dāng)上述時(shí)間常數(shù)的變化量進(jìn)行取值處理后,內(nèi)部的電子開(kāi)關(guān)系統(tǒng)將根據(jù)開(kāi)關(guān)的具體報(bào)警模式被觸發(fā)報(bào)警,可對(duì)固體散料進(jìn)行限位探測(cè)。振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)的主要構(gòu)件是一塊集成電子元件和一根檢測(cè)單棒探桿,探桿由內(nèi)桿和外桿組成,接通電源后會(huì)以350HZ的振動(dòng)頻率振動(dòng),并且達(dá)到振動(dòng)平衡當(dāng)外桿接觸到粉料或散料時(shí),振動(dòng)平衡被打破,電子線路板上的惠斯通電橋的平衡也被打破,通過(guò)電子元件觸動(dòng)繼電器發(fā)出開(kāi)關(guān)量信號(hào)。 其信號(hào)電路構(gòu)成原理圖如圖一: 
當(dāng)外桿接觸到粉料或散料時(shí),振動(dòng)頻率f、惠斯通電橋輸出電壓U0和繼電器開(kāi)關(guān)量輸出U1變化分別如圖二: 
3、振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)的安裝和保護(hù) 根據(jù)粉料的一些特性和振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)的特點(diǎn),為了使外桿的振動(dòng)能在正常的情況下動(dòng)作,必須防止額外影響振動(dòng)棒的振動(dòng)。在實(shí)際的應(yīng)用中,安裝問(wèn)題正是影響振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)正常動(dòng)作的關(guān)鍵。在白銀10Kt/a紅礬鈉磨粉和配料工段中,鉻礦倉(cāng)、白云石倉(cāng)、石灰石倉(cāng)、窯灰倉(cāng)和純堿倉(cāng)等都是圓形的粉倉(cāng),下面是圓錐形,料位開(kāi)關(guān)安裝在圓錐體部分和料倉(cāng)的頂部。總體上考慮時(shí),安裝應(yīng)避開(kāi)死角、橋、投料口和安息角。所以對(duì)于頂部垂直安裝的料位開(kāi)關(guān),只要將安裝的部位避開(kāi)進(jìn)料口和其他的管道和設(shè)備就可以了。對(duì)于在圓錐體的部分的料位開(kāi)關(guān)的安裝就要注意如圖三的安裝方式: 
對(duì)于A圖的安裝方式由于沒(méi)有必要的保護(hù)措施,就會(huì)發(fā)生C圖的情況,粉料或固體散料就會(huì)砸在振動(dòng)棒的上面,導(dǎo)致繼電器輸出錯(cuò)誤的開(kāi)關(guān)量,發(fā)生誤報(bào)警動(dòng)作。對(duì)于B圖的安裝方式,由于引出管太長(zhǎng),致使物料堆積在引出管的里面,防礙振動(dòng)棒的振動(dòng),也會(huì)導(dǎo)致繼電器輸出錯(cuò)誤的開(kāi)關(guān)量,發(fā)生誤報(bào)警動(dòng)作。正確的安裝方式應(yīng)該如上面的D圖所示,在振動(dòng)棒的正上方固定一擋板,以防止物料砸在振動(dòng)棒的上面,當(dāng)物料位到達(dá)振動(dòng)棒時(shí),振動(dòng)減弱,平衡被打破,繼電器輸出正確的開(kāi)關(guān)量,就會(huì)在控制室中報(bào)警,當(dāng)物料低于振動(dòng)棒時(shí),繼電器的輸出又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),控制室報(bào)警解除,達(dá)到了控制和監(jiān)視的目的。 另外,振動(dòng)棒振動(dòng)頻率的穩(wěn)定,也會(huì)對(duì)輸出產(chǎn)生一定的影響。對(duì)于交流電的電壓允許有一定的波動(dòng)范圍,它們是+10%到-15%之間的波動(dòng),對(duì)于直流電是+10%到-10%之間的波動(dòng)。 4、結(jié)束語(yǔ) 由于振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)的探頭、靈敏自清潔功能、單棒結(jié)構(gòu)、拋光度可調(diào)以及帶LED指示繼電器狀態(tài)等,因此它在測(cè)量粉料和散裝固料的料位問(wèn)題中有著廣泛的應(yīng)用。為了能使振動(dòng)棒料位開(kāi)關(guān)可靠地工作,必須考慮各種因素,做到選型合理,安裝位置合適,配線及接地正確。通過(guò)對(duì)它的原理和安裝方面的知識(shí)的了解,會(huì)在它的實(shí)際應(yīng)用中更加得心應(yīng)手。 [參考文獻(xiàn)] [1] 徐士信.料位控制器的選用.煉油化工自動(dòng)化,1988,2:18~21。




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