散狀物料貯倉料位檢測(cè)裝置的選擇

1料位檢測(cè)方式用于存儲(chǔ)分散材料的源檢測(cè)裝置分為兩種類型：連續(xù)檢測(cè)和非連續(xù)檢測(cè)。重錘探測(cè)式、稱重式和超聲波式料位計(jì)系連續(xù)式檢測(cè)計(jì);萬向水銀開關(guān)式、阻旋式和阻移式料位計(jì)系非連續(xù)式,只能檢測(cè)料倉中的某一個(gè)料位,或進(jìn)行極限高料位報(bào)警。通常,一些自動(dòng)化水平較高的大型原料運(yùn)輸系統(tǒng)多采用連續(xù)檢測(cè)式料位計(jì),而那些中小型原料運(yùn)輸系統(tǒng)多采用非連續(xù)檢測(cè)式料位計(jì)。但不管選擇哪一類料位計(jì),一般都要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)極限高料位報(bào)警裝置,以防意外原因使原料溢出倉外,引起設(shè)備事故。本文簡要介紹幾種生產(chǎn)中常用的料倉正常高料位和極限高料位檢測(cè)裝置,并對(duì)它們的特點(diǎn)和使用效果進(jìn)行比較。2接收點(diǎn)料位計(jì)70年代以前,一般采用LVG-S型萬向水銀開關(guān)式料位計(jì)來檢測(cè)料倉正常高料位或極限高料位。如圖1所示,這種料位計(jì)是由一個(gè)用環(huán)氧樹脂灌封的萬向水銀開關(guān)、鐵芯、外殼、吊環(huán)和電纜組成。其工作原理是:當(dāng)倉內(nèi)物料料面升至設(shè)定的正常高料位或極限高料位時(shí),物料推動(dòng)垂直懸掛著的料位計(jì)的外殼,使其傾斜,當(dāng)傾角達(dá)到25°時(shí),水銀接點(diǎn)閉合,電路接通,發(fā)出信號(hào)。這種料位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、安裝維護(hù)簡便、價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是:(1)該料位計(jì)安裝在倉內(nèi),與物料直接接觸,而水銀在溫度大于100℃時(shí)就會(huì)氣化,故不能用于檢測(cè)高溫物料。(2)該料位計(jì)的外殼系直徑為40mm的圓形,與物料的接觸面積小,對(duì)于堆密度較小的粉狀物料(如煤粉等),靠物料的側(cè)壓力,不能使其傾角達(dá)到25°,故效果不佳。同樣,對(duì)堆密度小的大塊物料(如冶金焦等),其使用效果也不理想,原因是當(dāng)焦倉內(nèi)料面上升至接近料位計(jì)殼體時(shí),若有一塊大的焦炭沿料面滾下,與料位計(jì)擦邊而過,此時(shí)料位計(jì)擺動(dòng)一下后又返回原位,輸出信號(hào)則閃動(dòng)一下后又消失,有時(shí)倉內(nèi)料面已超過設(shè)定值,而料位計(jì)在傾角沒有達(dá)到25°的情況下,就被埋入大塊焦的縫隙中,無穩(wěn)定信號(hào)輸出,而信號(hào)閃動(dòng)頻繁,使PLC無法正常工作。(3)耐腐蝕性能較差,當(dāng)用于檢測(cè)散發(fā)腐蝕性氣體的物料(如濕法熄焦焦炭)時(shí),其使用壽命短,例如邯鋼1260m3高爐貯焦倉上安裝的LVG-S型料位計(jì),使用僅一年多,其外殼和鐵芯就已脫落。3抗旋式和抗繞式材料的位置計(jì)算3.1料位檢測(cè)原理UZK型阻旋式料位計(jì)是80年代在引進(jìn)國外技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。由圖2可見,這種料位計(jì)既可水平安裝在料倉側(cè)壁上(圖2a),也可垂直安裝在料倉頂部(圖2b)。這兩種安裝方式都可以檢測(cè)料倉的正常高料位和極限高料位,水平安裝方式還可以檢測(cè)料倉的中料位或低料位。這種料位計(jì)的工作原理是控制器中裝有一臺(tái)微電機(jī),通過齒輪減速后,使主軸上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)被測(cè)物料料面上升碰到葉片時(shí),葉片旋轉(zhuǎn)受阻,停止轉(zhuǎn)動(dòng),于是過載檢測(cè)機(jī)構(gòu)便圍繞主軸作微量轉(zhuǎn)動(dòng),使斜板推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作,其中一個(gè)微動(dòng)開關(guān)切斷電機(jī)電源,使電機(jī)停轉(zhuǎn),并保持此狀態(tài);另一微動(dòng)開關(guān)發(fā)出料位信號(hào),使供料作業(yè)停止或報(bào)警。當(dāng)料面下降后,葉片失去阻擋,過負(fù)載檢測(cè)機(jī)構(gòu)依靠彈簧作用返回原來位置,其中一個(gè)微動(dòng)開關(guān)恢復(fù)原來狀態(tài),使電機(jī)供電回路接通,葉片又開始轉(zhuǎn)動(dòng);另一微動(dòng)開關(guān)也恢復(fù)原狀,使料位信號(hào)消失。3.2阻旋式和阻移式料位計(jì)如圖3所示,這種料位計(jì)也是80年代在引進(jìn)國外技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的,其安裝形式和作用類似于UZK型阻旋式料位計(jì)。該料位計(jì)的工作原理是在控制器內(nèi)裝有一臺(tái)微電機(jī),通過擺動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)使主軸上的檢測(cè)板擺動(dòng),當(dāng)料面上升到檢測(cè)板時(shí),檢測(cè)板受阻停止擺動(dòng),主軸也停止不動(dòng),此時(shí),微電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行,驅(qū)動(dòng)脫扣器脫扣,使壓板將微動(dòng)開關(guān)壓上,發(fā)出料位檢測(cè)信號(hào),同時(shí)切斷微電機(jī)電源,使電機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)料面下降后,檢測(cè)板的阻力消失,脫扣器受彈簧作用而復(fù)位,壓板抬起,微動(dòng)開關(guān)斷開,料位信號(hào)消失,微電機(jī)供電回路接通,檢測(cè)板繼續(xù)擺動(dòng)。上述阻旋式和阻移式料位計(jì)均為帶微電機(jī)的機(jī)電式儀表,與LVG-S萬向水銀開關(guān)式料位計(jì)相比,這兩種料位計(jì)的結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,供配電設(shè)計(jì)、安裝、維修的工作量也比較大。此外,這兩種料位計(jì)水平安裝時(shí),對(duì)流動(dòng)性較差的粘性物料是不適用的。42檢測(cè)裝置的安裝位置及特點(diǎn)這種料位計(jì)是近兩年來我國自行開發(fā)研制的專利產(chǎn)品(專利號(hào):ZL97201788.7)。如圖4所示,它是由探頭、上探桿、下探桿和罩殼組成。下探桿插入上探桿中,其長度是可調(diào)的,探頭和上、下探桿通過軸和軸承座支承在罩殼的底板上,探頭的兩側(cè)各裝一個(gè)用環(huán)氧樹脂灌封的單向水銀接點(diǎn)開關(guān)。除上、下探桿裝于倉內(nèi),其余部分均裝在料倉頂面。其工作原理如下:當(dāng)倉內(nèi)料面達(dá)到正常高料位時(shí),物料推動(dòng)下探桿下端的探板,使探桿向外擺動(dòng),當(dāng)擺動(dòng)角α1達(dá)到2°～3°時(shí),位于探頭上的第一個(gè)水銀接點(diǎn)開關(guān)閉合,發(fā)出正常高料位信號(hào),以停止供料系統(tǒng)的原點(diǎn)設(shè)備。如果此時(shí)供料作業(yè)的工藝流程因某種意外原因未能順停,料倉內(nèi)的料面繼續(xù)上升,使探桿的擺角繼續(xù)增大,當(dāng)擺角達(dá)到預(yù)先設(shè)定的極限高料位擺動(dòng)角α2時(shí),位于探頭上的第二個(gè)水銀接點(diǎn)開關(guān)閉合,發(fā)出極限高料位信號(hào),借此實(shí)現(xiàn)供料作業(yè)緊急事故停機(jī),以防物料溢出倉外。2GLV-S型雙高料位檢測(cè)裝置的安裝位置如圖5所示。當(dāng)料倉進(jìn)料口與料位計(jì)中心線之間的距離B2以及正常高料位時(shí)料峰距料倉頂面的距離H1確定后,所需探桿的長度可按下式計(jì)算:L=(H1+B2tgα+h)cosαsin(87°?α)L=(Η1+B2tgα+h)cosαsin(87°-α)式中:L——需要的探桿長度,mmH1——倉內(nèi)物料達(dá)到正常高料位時(shí),料面峰點(diǎn)至料倉頂面的距離,mmB2——料位計(jì)中心線與料倉進(jìn)料口中心之間的距離,mmα——倉內(nèi)物料的自然堆角,度h——料位檢測(cè)裝置探頭回轉(zhuǎn)中心距料倉頂面的高度,h=90mm當(dāng)需要的探桿長度確定后,料倉料位達(dá)到極限高料位時(shí),位于探頭上的第二個(gè)水銀接點(diǎn)開關(guān)的動(dòng)作角α2應(yīng)根據(jù)已知條件,按下述步驟確定:α2=90°-(α+α4)α4=sin?1((H2+B2tgα+h)cosαL)α4=sin-1((Η2+B2tgα+h)cosαL)式中:H2——工藝確定的倉內(nèi)物料達(dá)到極限高料位時(shí),料面峰點(diǎn)至料倉頂面的距離,mmα4——倉內(nèi)物料達(dá)到極限高料位時(shí),其料面與傾斜后的探桿軸線的夾角,度。其它符號(hào)同前。2GLV-S型雙高料位檢測(cè)裝置在現(xiàn)場安裝前,其探桿長度L和極限高料位的動(dòng)作角α2均應(yīng)按上述計(jì)算式進(jìn)行整定和校核。2GLV-S型雙高料位檢測(cè)裝置具有如下特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)合理,探頭密封良好,探桿動(dòng)作的靈敏度高。由于探桿的頂端焊有一塊300×180mm的不銹鋼槽形探板,與物料的接觸面大,對(duì)堆密度小的粉狀物料和大塊物料都能準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)。此外,因探頭位于料倉頂面,罩殼底板與擺動(dòng)的探桿之間設(shè)有特殊的密封結(jié)構(gòu),倉內(nèi)的粉塵和氣體不會(huì)進(jìn)入殼罩內(nèi),因此對(duì)于溫度大于100℃的高溫物料,也能正常檢測(cè)。(2)由于所發(fā)出的信號(hào)是220V交流無源接點(diǎn)開關(guān)量信號(hào),抗干擾能力強(qiáng),故障率極低,運(yùn)行安全可靠,維修工作量小,用戶無需作供配電設(shè)計(jì),安裝調(diào)試簡便。(3)由于上、下探桿均用不銹鋼制作,耐腐蝕性強(qiáng),在裝有能散發(fā)腐蝕性氣體物料的料倉上亦能長期工作。(4)該料位計(jì)既可檢測(cè)料倉正常高料位,又能進(jìn)行極限高料位報(bào)警,一機(jī)兩用。與前述三種料位計(jì)相比,在功能要求相同的情況下,一臺(tái)頂兩