ДЕФОРМАЦИОННЫЕ МАНОМЕТРЫ 3 страница

Специальные сужающие устройства — двойная диафрагма, сопла «четверть круга», «половина круга» и т. п.— применяются для измерения расхода газовых потоков и жидкостей, имеющих механические примеси, которые могут дать осадки и отложения, забивающие обычные сужающие устройства [20]. К ним, напри­мер, относятся сегментные диафрагмы, которые используются в ЦБП. Эти диафрагмы устанавливают на горизонтальных участках трубопровода при расположении проходного отверстия в форме сегмента в нижней части трубопровода. Отбор давле­ний Pi и Р₂ осуществляется в верхней части трубопровода. Сегментные диафрагмы рассчитываются по тем же формулам, что и стандартные диафрагмы [20], причем модуль т определя­ется отношением площадей проходного сегмента и трубопро­вода.

Благодаря освоению в целлюлозно-бумажном производстве электромагнитных расходомеров сегментные диафрагмы и сопла Вентури для измерения расхода массных потоков используются все реже.

Дифмано метры- расходомеры рассмотрены в гл. 4. Остановимся на правилах их установки при измерении перепада Давлений на сужающих устройствах.

Верхний предел измерений дифманометров-расходомеров по Шкале должен соответствовать значению

Л =010", (5-16)

где а —выбирается из ряда: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; п — целое (положительное или отрицательное.) число или нуль.

1. Место установки дифманометров должно быть удобным для обслуживания и наблюдения за показаниями, если он имеет показывающую шкалу.

2. Соединительные линии (импульсные трубки) проклады­ваются по кратчайшему расстоянию вертикально или с уклоном к горизонтали не менее 1 : 10.

Трубки соединительных линий должны быть герметичными, хорошо поддаваться изгибу. Обычно они изготовляются из алю­миния или стали.

3. Рекомендуется применять импульсные соединительные трубки с внутренним диаметром 1.0—12 мм, но не менее 7 мм. Длина соединительных импульсных трубок не должна превы­шать 50 м.

4. Соединительные линии должны быть защищены от дей­ствия внешних источников тепла или холода, а также от меха­нических повреждений.

Показывающие и регистрирующие дифманометры-расходо-меры часто снабжаются дополнительными устройствами, сум­маторами, которые позволяют определять общее количество ве­щества.

Сумматоры, или счетчики, применяемые в приборах, могут быть механическими, пневматическими, электромеханическими и электронными [1]. Тип используемого счетчика зависит от кон­кретного устройства дифманометра-расходомера и требуемых технических и метрологических характеристик измерения рас­хода и количества вещества.

Основным недостатком расходомеров переменного перепада давлений, ограничивающим в ряде случаев их применение, является нелинейная зависимость Q=f(AP). Неравномерная шкала расходомеров является причиной их узкого рабочего диапазона £>_P = Qmax/Qmin= 1,5-г-З при относительной погрешно­сти измерений расхода ±(1,5—2,0)%-

Для устранения этого недостатка используются специальные устройства, предназначенные для линеаризации зависимости Q=f(AP). Такая линеаризация осуществлена в современных мембранных и сильфонных датчиках дифманометров-расходоме­ров ГСП с электрическим аналоговым выходным сигналом, на­пример типа ДМ-ЭР, ДС-ЭР, предназначенных для измерения расхода (что обозначает последняя буква модификации). При­мером линеаризирующего устройства может служить ферроди-намический уравновешивающий преобразователь, воздействую­щий через систему рычагов на мембрану с силой пропорцио­нальной квадрату тока. Такие устройства позволяют расширить рабочий диапазон расходомеров переменного перепада давле­ний почти в 2 раза (Д>=5—7) при сохранении указанной выше относительной погрешности измерения расхода [1].

Расходомеры постоянного перепада давлений представляют собой расходомеры обтекания, основанные на зависимости от расхода вещества вертикального перемещения тела, изменяю­щего при этом площадь проходного отверстия прибора таким об­разом, что перепад давления по обе стороны поплавка остается постоянным. Соответствующим профилированием сечения для прохода жидкости удается получить почти линейную зави­симость вертикальной координаты тела об­текания от расхода потока.

Для технических измерений применя­ются поплавковые и поршневые расходо­меры постоянного перепада давлений. Ро­таметры—наиболее распространенные по­плавковые расходомеры постоянного пере­пада давлений.

Устройство ротаметра показано на рис. 5-5. Поток измеряемой среды, прохо­дящей снизу вверх по конической трубке /, внутри которой расположен поплавок 2, поднимает или опускает его (в зависимости от расхода), создавая различные по пло­щади кольцевые проходные сечения. Подъем поплавка ограничен стержневым упором 3.

На поплавок, имеющий массу G_n, объем V, плотность материала р_п и наибольшее поперечное сечение /, сверху вниз дейст­вует его масса:

G_n = Fgp_n. (5-17)

Снизу на поплавок действуют следующие составляющие сил: 1. Разность статических давлений Pi—Р₂ на носовую и кор­мовую поверхность поплавка, возникающая, как и в сужающем устройстве, вследствие перехода части потенциальной энергии в кинетическую со скоростью v_K в кольцевом канале и образую­щая силу

(Pi~P*)f. (5-18)

2. Динамическое давление

№ = Ф-^-/, (5-19)

где ф _ коэффициент сопротивления или обтекания поплавка, зависящий от Формы его носовой и кормовой частей; р — плотность жидкости; vi — сред­няя скорость потока в сечении /—/.

N = kx£f_t , (5-20)

здесь k — коэффициент, зависящий от числа Рейнольдса и степени шерохова­тости поплавка; v_K — средняя скорость* в кольцевом канале; п — показатель степени, зависящий от скорости.

В этой схеме уравнение равновесия сил примет вид G_B = (P_l-P^f+W+N,

откуда следует

(Рг-Р,)-^--_Г-~-- (5-21)

Для практических расчетов [20] можно пренебречь измене­нием сил трения N и динамического давления W. Тогда в урав­нении (5-21) правая часть остается постоянной для данного прибора, т. е. ротаметры можно считать расходомерами посто­янного перепада давлений^

Для определения функции преобразования ротаметра вос­пользуемся уравнением неразрывности потока

Q = v₁$₁ = v_tS_t (5-22)

и уравнением Бернулли для сечений /—/ и II—II (рис. 5-5):

iL₊M _{+ tl=}^₊«₊z,+ l|- (5-23)

pg 2g pg 2g 2g

где Pi, Vi, Si — среднее статическое давление, скорость и площадь потока в сечении /—/; /У, v₂, S₂ —среднее статическое давление, скорость и пло­щадь потока в сечении II—II; k_t и k₂ — коэффициенты неравномерности рас­пределения скорости в сечениях /—/ и II—II; Li и L₂ — высота сечений /—/ и //—// над некоторым уровнем.

Решая совместно (5-22) и (5-23) и обозначив:

S_K Pi Р₂

I = (L₂—Li) ^гР ~ L% Li,
Q = «oS_K|/ ^2(Pl~^Pg) -2gl • (5-24)

где 5_K — площадь кольцевого сечения, образованного конической трубкой / и наибольшим поперечным сечением поплавка 2 (рис. 5-5).

Это выражение аналогично функции преобразования расхо­домеров переменного перепада давления. Однако в ротаметрах p_l—P₂=AP=const и функция преобразования Q = KS_K является почти линейной. Это не означает, что имеется пропорциональ­ность между расходом и высотой h подъема поплавка. Для по­лучения равномерной шкалы необходимо соблюдать условие

Q ah,

где a=Qmax//*max — коэффициент пропорциональности.

В ротаметрах в верхней части поплавка делаются косые прорези, благодаря которым поток измеряемой среды приводит его в непрерывное вращение, центрируя его относительно трубки. Кроме того, вращение поплавка является средством контроля за состоянием прибора, указывая на отсутствие тре­ния и засорения.

В ротаметрах со стеклянными коническими трубками (типа PC) высоту подъема поплавка определяют визуально по поло­жению его верхней кромки. Шкала расхода нанесена штрихами на внешнюю поверхность трубки.

В случае измерения. стеклянными ротаметрами непрозрач­ных жидкостей (рис. 5-6, а) применяют цилиндрическую стек­лянную трубку / и цилиндрический поплавок 3 с отверстием посередине. Через отверстие проходит неподвижный стержень 2 -переменного сечения. Вращающийся поплавок перемещается вдоль стеклянной стенки, а отверстие переменного сечения со­здается внутри.

Г В наиболее распространенных ротаметрах типа РЭ (рис. 5-6,6) подвижное тело обтекания / связано с сердечни­ком 2 преобразователя электрической дифференциально-транс­форматорной системы передач показаний расхода на расстоя­ние (см. 9.3).

Новейшие модификации ротаметров выпускаются с выход­ными сигналами ГСП, в качестве измерительных приборов в этом случае применяются приборы ГСП (см. гл. 9, а также

Пи-Рабочее давление измеряемой среды в ротаметрах не дол­жно превышать 32 МПа, наибольшая допускаемая темпера­тура для стеклянных ротаметров 50 °С, а для остальных 150 °С. Верхний предел измерения для стеклянных ротаметров состав­ляет по воде 0,0025 м³/ч, а по воздуху 0,04 м³/ч. Классы точно­сти ротаметров в соответствии с ГОСТ 13045—67 установлены 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

На заводах-изготовителях жидкостные ротаметры градуиру­ются по воде, а газовые по воздуху. При применении ротамет­ров на других средах они определяют расход, если нормированы зависимости h — f(Q) и погрешности для конкретного вещества. В противном случае ротаметры являются индикаторами рас­хода сред.

Принцип действия поршневых расходомеров постоянного пе­репада давлений аналогичен принципу действия ротаметров; они отличаются только конструктивно.

Поршень / расходомера под давлением поступающей жидко­сти поднимается и открывает выходное отверстие 3 (рис. 5-7). Масса поршня и подвижной части с грузами 2 уравновешива­ется перепадом давлений до и после выходного отверстия. Вы­сота подъема поршня оказывается прямо пропорциональной ве­личине расхода при подборе специальной конфигурации сечения выходного отверстия (обычно квадратное). Поршень соединен с сердечником 4 преобразователя электрической дистанционной системы передачи.

Поршневые расходомеры применяются для измерения рас­хода вязких сред (при применении паровой рубашки). Они вы­пускаются на условный диаметр трубопровода 50 мм. Верхний предел измерения изменяется с помощью сменных грузов от 0,5 до 4 м²/ч. Расходомер рассчитан на измерение расходов сред с рабочим давлением до 1,6 МПа и температурой до 100 °С. Основная приведенная погрешность при работе с двумя измери­тельными приборами не превышает ±2,5 %•

Расходомеры постоянного перепада давления обладают ря­дом преимуществ по сравнению с расходомерами переменного перепада давлений (см. табл. 5-1): имеют практически равно­мерные шкалы и, следовательно, большой рабочий диапазон (z}p = q_max/q_mln=7—10:1); могут измерять малые расходы ве­щества; потери давления в них незначительны и не зависят от величины расхода; позволяют измерять расходы вязких (порш­невые расходомеры), мутных и агрессивных (поплавковые рас­ходомеры) жидкостей и газов с удовлетворительной точностью.

К недостаткам этих расходомеров следует отнести неболь­шие измеряемые расходы, невозможность применения ротамет­ров на вязких и загрязненных средах, а также необходимость индивидуальной градуировки на рабочих веществах.

5.4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

Для измерения расходов различного рода пульп, суспензий, зашламленных и агрессивных жидкостей успешно применяются электромагнитные расходомеры.

Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на измерении пропорциональной расходу ЭДС, индуктирован­ной в потоке электропроводной жидкости под действием внеш­него магнитного поля в соответствии с законом электромагнит­ной индукции. Если немагнитный трубопровод с внутренним диаметром D и протекающей по нему жидкостью расположен в постоянном магнитном поле, а система электродов-провод­ников расположена перпенди­кулярно линиям магнитного поля (в противном случае не­обходимо учесть угол их вза­имного расположения), то ин­дуктируемая ЭДС в постоян­ном магнитном поле

E = BvD = ~Q, (5-25)

где В — магнитная индукция; v — скорость движения жидкости; Q — объемный расход жидкости;

в переменном магнитном поле с индукцией В = £_max sin cof

£ = t;DB_maxsin(ur= ^4gm_a^sinof q ₍₅.₂6)

Электропроводность жидкости должна быть не менее Ю^-5— 10~⁶ См/м (что несколько ниже проводимости водопроводной воды), хотя рассматриваемый принцип позволяет измерять рас­ход жидкостей с электропроводностью до Ю^-15 См/м.

Устройство электромагнитного расходомера изображено на рис. 5-8. Первичный измерительный преобразователь ПИП вы­полняется обычно в виде отрезка металлической немагнитной трубы которую с помощью фланцевого соединения устанав­ливают в трубопровод с исследуемым веществом 4. Внутренняя поверхность трубы армирована электроизоляционным материа­лом 2 (резиной, эмалью, фторопластом, стеклопластиком и др.). Измерительные электроды 3 расположены в диаметральной пер­пендикулярной магнитным силовым линиям плоскости запод­лицо с армировкой и также тщательно изолируются от несущей трубы. Постоянный магнит или электромагнит 5 с катушкой 6 (последний питается переменным напряжением U_n от стабили­затора напряжения СП) находятся снаружи трубы и экраниро­ваны.

Измерительный прибор ИП для измерения выходного сиг­нала с преобразователя имеет равномерную шкалу

Q = &, = -?£-£. (5-27)

Он выбирается с большим выходным сопротивлением

ж,

где R ж — сопротивление жидкости между электродами.

Чем больше отношение Рвх/Рж> тем выше точность расходо­мера в большом диапазоне изменения температуры, плотности, вязкости и электропроводности жидкости.

В зависимости от характера пронизывающего жидкость маг­нитного поля конструкции датчиков и погрешности электромаг­нитных расходомеров будут различными.

При постоянных магнитных полях трудность заключается в устранении ЭДС поляризации электродов и в сложности изме­рения (например, усиления) малых ЭДС постоянного тока. Рас­ходомеры с постоянным магнитным полем целесообразно ис­пользовать для пульсирующих потоков жидкости, расходов жидких металлов или при кратковременных измерениях.

При использовании электромагнитных расходомеров с пере­менным магнитным полем основные затруднения состоят в устра­нении различных помех: паразитных внешних помех и транс­форматорных помех от переменного поля самого электромагнита в преобразователе. Для предотвращения первых используют экранирование. Трансформаторные помехи устраняют несколь­кими способами:

1. Выводы одного из электродов замыкают на низкоомный делитель напряжения. Напряжение с преобразователя снимают с делителя и другого электрода. Изменяя положение движка, находят точку, потенциал которой в максимальной степени бли­зок или равен потенциалу другого электрода. Таким образом устраняют попадание трансформаторных помех на вход измери­тельной цепи прибора.

2. Соединительные провода располагают в плоскости парал­лельной магнитным силовым линиям.

3. Используют разнообразные компенсационные или фазо-чувствительные схемы [20].

4. Применяют два преобразователя расходов, включенных по дифференциальной схеме так, чтобы трансформаторы ЭДС, равные по величине, компенсировали друг друга, а полезные ЭДС складывались; при этом увеличивается чувствительность измерения расходомера. Этот способ является одним из ради­кальных, однако из-за сложности он не нашел распространения.

При использовании переменного магнитного поля особенно низких частот полностью не исключается влияние поляризации-Кроме того, переменное магнитное поле в электромагнитном преобразователе расходомеров вызывает появление вихревых токов Фуко, влияние которых на функцию преобразования пре­небрежимо мало до тех пор, пока не проявляется неоднород­ность свойств магнитной системы или жидкости.

Источниками погрешностей для электромагнитных преобра­зователей являются также изменение напряжения и частоты питающего напряжения, температуры окружающей среды, внеш­ние наводки и помехи, внутренние тепловые шумы и наличие краевых эффектов. Измерение малой переменной ЭДС преобра-

Рис. 5-9

зователей, которая составляет 1—2 мВ, при необходимости обес­печить большое выходное сопротивление производится сравни­тельно сложными измерительными устройствами, основанными, как правило, на методе уравновешивающего преобразования.

Все электромагнитные расходомеры требуют индивидуаль­ной градуировки, которая заводом-изготовителем выполняется на воде. Если метрологическая поверка и градуировка этих при­боров невозможна на рабочих средах (особенно в производ­ственных условиях), то электромагнитные расходомеры, так же как ротаметры, являются индикаторами расхода. Несмотря на перечисленные трудности, современные модификации электро­магнитных расходомеров (ИР-11М, ИР-51, ИР-54) отличаются высокими метрологическими характеристиками и широкой об­ластью применимости (см. табл. 5-1).

На рис. 5-9 приведена блок-схема электромагнитного расхо­домера ИР-51.

Компенсация трансформаторной помехи производится на са­мом преобразователе. Для этого выводы от одного из электро­дов монтируются симметрично расположенными проводниками, замкнутыми на низкоомный потенциометр R2. Напряжение, по­лучаемое от датчика, снимается с движка потенциометра и дру­гого электрода. По экранированному кабелю ЭДС полезного сигнала подается на вход измерительного блока.

Входной трансформатор Тр2 усилителя (коэффициент транс­формации 1:1) предназначен для перехода на несимметричную схему усилия и обеспечивает частотную избирательность сигнала на /=50 Гц.

После общего усилителя 1 имеются два параллельных ка­нала, каждый из которых состоит из демодулирующего устрой­ства Д1 или Д2, усилителя 2 или 3 и модулятора Ml или М2 с преобразователями Холла ЭХ1 или ЭХ2. Один из каналов слу­жит для измерения полезного сигнала, второй для подавления трансформаторной ЭДС. В первом канале входной сигнал с уси­лителя / поступает на фазочувствительный демодулятор Д1, а затем через усилитель 3 в виде постоянного тока 0—5 мА представляется на выходном миллиамперметре мА в относитель­ных значениях расхода (0—100 %). В цепь обратного преобра­зования включен элемент Холла ЭХ1, расположенный в воздуш­ном зазоре магнита. Он преобразует постоянный ток в перемен­ное напряжение, компенсирующее через Тр2 входное измеряемое напряжение. Во втором канале управляющее напряжение, сдви­нутое по фазе на 90° по отношению к полезному сигналу, обес­печивает выделение постоянного тока, пропорционального транс­форматорной помехе. В элементе Холла ЭХ2 оно преобразуется в переменное напряжение для компенсации указанной помехи частотой 50 Гц во входной цепи через трансформатор Тр2 об­ратной связи.

Основная приведенная погрешность расходомера ИР-51 у = = ±1 % от верхнего предела измерения. Температура измеряе­мой среды может колебаться в пределах ± (40—150) °С.

Рассмотренные характеристики и устройства электромагнит­ных расходомеров имеют следующие преимущества по сравне­нию с другими типами промышленных расходомеров: широкий диапазон измеряемых расходов от 1 до 2500 м³/ч для трубопро­водов с диаметром от 2 до 5000 мм и скоростей от 0,5 до 10 м/с; линейная шкала и малые погрешности измерений (±1,5% Д^ля скоростей веществ до 1,5 м/с и ±1,0 % свыше 1,5 м/с); высокое быстродействие; возможность измерения расхода различных сред вплоть до пульп и жидких металлов (см. табл. 5-1). Отсутствие внутри преобразователей выступающих частей, сужений или изменения профиля сечения канала исключает их засорение, застаивание измеряемых веществ.

Эти расходомеры широко применяются в целлюлозно-бумаж­ном производстве, где задача измерения расходов, как известно, осложняется наличием пульп, суспензий, эмульсий с повышен­ной агрессивностью и абразивными свойствами. В связи с этим _в эксплуатации электромагнитные расходомеры зарекомендо­вали себя положительно в том случае, когда их выбор, градуи­ровка и эксплуатация проводились в соответствии с предусмот­ренными для них правилами.

При эксплуатации этих расходомеров следует обратить вни­мание на ряд обстоятельств:

1. Очень важно использовать типы и модификации расходо-
меров, предназначенные для конкретных условий. В первую оче-
редь это связано с выбором материала покрытия внутренней
поверхности трубопровода датчика, в противном случае проис-
ходит «снос» покрытия.

При выборе материала покрытия можно руководствоваться следующими соображениями. Наиболее распространенным ма­териалом покрытия являются различные марки резины. При этом к основной составляющей ее части — каучуку возможно добавление различных наполнителей. Ввиду сравнительно боль­шой толщины и упругости резиновые покрытия почти невоспри­имчивы к случайным повреждениям при монтаже или к цара­пинам при прохождении по трубопроводу инородных предметов. Резина используется в основном для работы в условиях сильного абразивного износа, но ее применяют и для защиты от химиче­ского воздействия при малоагрессивных измеряемых веществах. Существенный недостаток резины — низкая максимально допу­стимая температура (70 °С) и незначительные допускаемые ее перепады.

Материалом покрытия трубопровода датчика может служить кислостойкая эмаль. Эмаль рекомендуется для всех кислот (кроме плавиковой HF), нейтральных сред и жидкостей, нали­пающих на стенки или дающих устойчивые осадки. Температур­ная стойкость этого покрытия позволяет использовать его для сред с температурой, достигающей 150 °С. Данную эмаль нельзя использовать для работы со щелочными средами при резких колебаниях их температуры.

Покрытия из фторопласта и эпоксидных смол соединяют в себе высокую теплостойкость (до 150 °С), химическую стой­кость и устойчивость к механическому износу.

Наилучшими свойствами по теплостойкости, химической и механической прочности обладает покрытие из стеклопластика. Это покрытие применяется в датчиках при измерении расхода магниевого молока для бисульфитной варки.

2. Необходимо правильно устанавливать датчики электро-
магнитных расходомеров на трубопроводах. В эксплуатации
часто наблюдается засорение трубопровода в датчике и вибра-
ция стрелки прибора. Засорение приводит к уменьшению чув-
ствительности, а вибрация создает неопределенность отсчета
Расхода.

Для исключения засорения датчик рекомендуется устанавли­вать на вертикальных участках трубопроводов. Если такую установку датчиков осуществить невозможно, то, устанавливая датчики на любых других участках трубопроводов, электроды датчика следует располагать в горизонтальной, а не в верти­кальной плоскости.

Причиной вибрации стрелки являются механические вибра­ции из-за плохого крепления деталей датчика и измерительной цепи. Для исключения этого явления необходимо предусмотреть жесткое крепление датчика, кабеля и измерительного устройства или их амортизацию.

3. Следует поддерживать стабильность чувствительности рас­ходомеров во времени. При измерении расхода массы со време­нем происходит засмоление электродов датчика. Оно вызывает уменьшение чувствительности расходомеров. Мерами борьбы с засмолением являются: дополнительная шлифовка поверх­ности электродов, придание им сферического профиля, увеличе­ние скорости протекания и температуры массы, а также перио­дическая очистка электродов механически или электрическим прожиганиемПри заданном расходе в технологическом про­цессе увеличить скорость движения массы возможно за счет уменьшения установочного диаметра D датчика. Уменьшение габарита датчика облегчает механический его демонтаж и элек­трическое прожигание для периодической очистки. Если суще­ствует возможность выбора расходомеров с большой поверх­ностью электродов, большим значением R_B* измерительной цепи или электродов специальной для массы формы, то им нужно отдать предпочтение при измерении расхода массы.

Рассмотренные недостатки электромагнитных расходомеров преодолеваются в процессе модернизации существующих и раз­работки новых датчиков и измерительных цепей к ним. Дальней­шее улучшение этих приборов в нашей стране и за рубежом идет в трех направлениях:

1. Совершенствуются измерительные датчики и в основном измерительные цепи приборов для достижения большого вход­ного сопротивления (с /?_вх=10^[2]-⁵ до /?_Вх=Ю⁶-⁸ Ом и более), что позволит получить расходомеры для большего диапазона прово-димостей различных сред и установочных диаметров трубопро­водов датчиков.

2. Создаются принципиально новые конфигурации электро­магнитных полей датчиков, совпадающих с реальными скорост­ными полями вещества внутри трубопровода датчика при турбу­лентных потоках, и видоизменяются в связи с этим измеритель­ные цепи электромагнитных расходомеров.

3. Разрабатываются измерительные преобразователи и изме­рительные устройства, определяющие два параметра: скорость сечение потока вещества (см. 5.5 и [4]). В новых электромагнитных расходомерах, осваиваемых при­боростроительной промышленностью, используются сочетания сех трех направлений.

5.5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ И СЧЕТЧИКИ ДЛЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Многие химико-технологические процессы в ЦБП требуют смешивания исходных материалов или их загрузки в определен­ных количествах (варочные аппараты, размольное оборудование, смесительные бассейны и др.). Кроме того, количество ма-ериалов измеряется для получения данных о материально-про­изводственных запасах от внешних поставщиков и в промежу­точных емкостях-накопителях, причем часто для учетно-расчет-ных операций.

Одним из широко применяемых способов определения коли­честв разнообразных по своим физическим свойствам материа­лов является массоизмерительный. Измерение этим способом может осуществляться либо сравнением определяемой массы с известной массой, силой или давлением, либо преобразованием массы в деформацию упругого чувствительного элемента или перемещения жидкостей, вызванное помещаемым в нее телом. Пределы измеряемой массы, особенности конструктивного уст­ройства, характеристики, источники погрешностей и области применения устройств, основанных на этом принципе, очень раз­нообразны [46].

Остановимся на конкретных массоизмер и тельных устройствах, которые широко используются в целлюлозно-бумажном производстве.

Измерители количества и расхода щепы — объемные счет­чики-дозаторы щепы представляют собой ротор с карманами, заполняющимися щепой из бункера. При повороте ротора щепа высыпается из карманов. Объемное количество поданной в еди­ницу времени щепы равно

Q = KV_Kan, (5-28)

где V,,—объем кармана; о — число карманов в дозаторе; К—коэффициент заполнения карманов, несколько меньший 1 и зависящий от числа оборотов Дозатора; п—число оборотов дозатора.

Массовый расход дозатора соответствует значению

G = Qo, (5-29)

здесь р — плотность дозы, зависящая от породы древесины, влажности и раз­меров щепы.

Карманы дозаторов имеют специальные люки, через которые отбирается щепа для уточнения коэффициентов /Сире целью определения их фактической загрузки. Погрешность поддержи­вания постоянства массового расхода объемным дозатором hp превышает ± (2—3 %).

Для массового расхода щепы широко применяются ленточ­ные массоизмерители, принцип действия которых основан на непрерывном взвешивании участка транспортерной ленты с на­ходящейся на ней щепой [18].

Количество щепы, загружаемое в варочный котел, можно определять по косвенным показателям: массе котла и уровню его загрузки.

Хорошо зарекомендовали себя массоизмерительные устрой­ства — магнитоупругие датчики в комплекте с аналоговыми и

цифровыми измерительными при­борами (см. гл. 4 и 5) [46]. Эти устройства используются для изме­рения уровня загрузки варочных котлов вертикального типа, при этом магнитоупорные датчики уста­навливаются под опоры котлов.