|
Разработано множество расходомеров центробежного типа, отличающихся способом уравновешивания и передачи реактивного момента, конструкцией опор, способом подачи сыпучего материала в крыльчатку, типом применяемого вторичного прибора и т. п.
Электродвигатель с крыльчаткой 2 на валу подвешен к кронштейну, прикрепленному к корпусу датчика, на трех плоских расположенных под углом 120° пружинах.
Датчик имеет стабильную статическую характеристику, высокую чувствительность, относительно высокую частоту собственных колебаний, что дает возможность практически без искажений регистрировать быстро меняющийся расход сыпучего материала.
Недостаток его в том, что в выключенном состоянии крыльчатка датчика запирает транспортную коммуникацию. Поэтому приходится параллельно датчику устанавливать обводную трубу, по которой проходит поток сыпучего материала при аварийных остановках датчика.
В другой конструкции датчика центробежного расходомера электродвигатель, с закрепленной на валу крыльчаткой, расположен на коромысле специальной изогнутой формы. К коромыслу прикреплен уравновешивающий груз. Опорами коромысла служат призмы и подушки. Линия, соединяющая острия призм, совпадает с осью вращения крыльчатки. Коромысло вместе с электродвигателем и уравновешивающим грузом представляет собой физический маятник, отклонение которого от положения равновесия пропорционально величине момента сопротивления на валу электродвигателя, т. е. пропорционально массовому расходу сыпучего материала, проходящего через крыльчатку. Сыпучий материал поступает внутрь крыльчатки по патрубку. Отклонение маятника измеряется индуктивным преобразователем 5, катушки которого подключены к вторичному прибору с дифференциально-трансформаторной схемой.
Датчик имеет стабильную линейную характеристику, высокую чувствительность, не запирает транспортную коммуникацию в выключенном состоянии. Основные недостатки— большая масса датчика и высокие требования к точности его монтажа.
В промышленности строительных материалов нашел применение расходомер, датчик которого состоит из крыльчатки, зубчатых колес, подшипниковых опор, индуктивного преобразователя, уравновешивающей пружины, водила и электродвигателя.
При прохождении сыпучего материала через крыльчатку водило поворачивается к горизонтальной плоскости в подшипнике на угол, пропорциональный массовому расходу сыпучего материала. На соответствующую величину растягивается уравновешивающая пружина. Линейное перемещение точки водила, соединенной с сердечником индуктивного преобразователя, измеряется электронным дифференциально-трансформаторным прибором. Стандартные параметры и конструкция индуктивного преобразователя позволяют подключать его к различным приборам общепромышленного назначения дифференциально-трансформаторной системы.
Из-за большого числа подшипников и зубчатых передач между крыльчаткой и приводным электродвигателем происходит искажение реактивного момента и как следствие этого уменьшение точности расходомера. Достоинство конструктивной схемы расходомера в том, что электродвигатель изолирован от индуктивного преобразователя и уравновешивающей пружины. Это ослабляет влияние теплового потока от электродвигателя на характеристики пружины и индуктивного преобразователя и, следовательно, на точность расходомера. Кроме того, улучшаются условия обслуживания электродвигателя.
В датчике, приведенном на рисунке, сыпучий материал по патрубку подается на внешнюю поверхность крыльчатки-барабана 2 с радиальными лопастями. Барабан закреплен на валу электродвигателя, статор которого опирается на шариковые подшипники.
Лопасти барабана захватывают и выбрасывают частицы материала в горизонтальном направлении. Реактивный момент вызывает поворот статора электродвигателя в подшипниках. Реактивный момент возникает в результате взаимодействия барабана с потоком сыпучего материала и уравновешивается моментом, создаваемым цилиндрической пружиной 3 при ее растяжении. Индуктивный или тензометрический преобразователь 5 подключают к соответствующему вторичному измерительному прибору.
Датчик позволяет измерять расход крупнокусковых материалов, таких, как торф, уголь и т. п. Статическая характеристика расходомера близка к линейной. Точность измерения расхода относительно невысока.
Наиболее проста конструкция датчика, изображенного на рисунке. На валу электродвигателя закреплена крыльчатка, в которую сыпучий материал поступает по патрубку. Мерой расхода сыпучего материала служит потребляемая электродвигателем мощность или ток в фазах.
Точность измерения таким расходомером невысока, так как на нее оказывает влияние величина сил трения в подшипниках, которая зависит от многих переменных факторов, например от смазки, температуры. На точность измерения оказывает также влияние величина напряжения в электрической сети питания электродвигателя.
Накопленный за последнее десятилетие опыт эксплуатации и исследования различных конструкций расходомеров центробежного типа показывает, что эти приборы в принципе могут обеспечить точность измерения расхода масс в потоке сравнимую и даже превосходящую точность определения масс лучшими современными конструкциями автоматических порционных весов.
Усовершенствованием и изготовлением автоматических порционных весов более 50 лет занимаются многие организации СССР и зарубежные фирмы. Этот период времени характеризуется тем, что автоматизация поточного производства рассматривалась как далекая перспектива, и поэтому основное внимание специалистов направлялось на совершенствование автоматических весов для суммарного учета расхода материала.
В последние годы в связи с автоматизацией технологических процессов все больше творческих сил направляется на разработку новых, более прогрессивных методов и средств измерения масс. Наиболее важным направлением является разработка высокоточных поточных расходомеров жидкости, газа и сыпучих материалов. Эти перспективные средства измерения могут удовлетворить всем требованиям автоматизированного производства.
Точность современных конструкций расходомеров центробежного типа ограничивается недостаточной изученностью процессов силового воздействия потока сыпучего материала на чувствительный элемент (крыльчатку) и точностью электрических вторичных приборов, изготавливаемых промышленностью для измерения аналоговых сигналов. По мере повышения точности аналоговых приборов и совершенствования датчиков расходомеры центробежного типа могут заменить автоматические порционные весы во всех отраслях промышленности с автоматизированными технологическими процессами и автоматизированным управлением.
.......................................................................................................................... |
|
