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      上海自動化儀表四廠
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      了解用于計量液體的各種系統以及對壓力表的要求

      返回列表發布日期:2019-07-13 10:00:59    |    


            在現代工業中,對過程的最佳控制變得越來越重要。過程優化的歷史技術完全依賴于計量壓力表的能力; 今天的注意力更多地集中在測量設備上。這并不意味著壓力表沒有規格。壓力表仍然需要高度可靠和穩定。但穩定性不一定來自傳統壓力表的絕對精度,而是源于替代解決方案的線性和可重復性。
      今天,最常用的液體劑量方法是:
            —重力系統 - 實現低精度和相對較低的流量,但價格低廉且無需維護。
            —不銹鋼壓力表 - 主要用于壓力有限的大流量,絕對精度不太重要。
            —差壓壓力表 - 可能是傳統壓力表的最突出的替代品。在高達17巴的壓力和幾—乎任何粘度下壓力表送大流量和小流量的能力使其對受控系統具有吸引力。缺點是內部滑動和磨損。
            —傳統壓力表 - 適用于高流量和低流量,壓力和粘度的往復壓力表。
            這里的問題是:非傳統的往復壓力表如何提供替代解決方案?此外,這些替代方案與傳統系統相比如何?為了給出正確答案,我們必須更多地了解用于計量液體的各種系統以及對壓力表的要求。
            非傳統壓力表解決方案需要具有反饋或控制的系統。為了獲得最大精度,必須在必要時監控和調整壓力表的性能。這可以通過各種方式實現,例如:
            —測量流量并將其與設定值進行比較。
            —測量系統壓力并將其與設定值進行比較。
            —通過將容器放置在稱重傳感器上并將其與給定配方進行比較來確定部分流的重量。
            —觀察最終產品的質量,并在此過程中進行手動調整。
            上述方法按準確度列出,但目前都在工業中使用??梢允褂闷渌凅w,但本文的范圍將集中在這些技術上。下面是每種方法的示例,并附有說明,將它們放在用戶要求的上下文中。所有這些都已經運行了幾年并且已經建立了可靠性。
      壓力表加藥要求
            最終用戶對最終產品感興趣。系統應盡可能簡單,不得對性能做出任何讓步 - 額外的項目會增加成本,可能需要保養和維護。此外,還可以根據系統需求考慮其他參數,例如:
            —線性 - 壓力表的輸出應與系統輸出成比例。如果系統將輸出增加10%,壓力表的速度將增加10%,流量必須增加10%。沒有這種線性,響應時間將太長,或者系統可能開始捕獵。
            —可重復性 - 在可能存在許多不同工作點的情況下,速度和流量之間的比率需要固定。當從一點移動到另一點并再次返回時,壓力表必須提供一致的,可重復的流量。
            —響應 - 壓力表應立即響應流量或壓力的變化。如果調整和穩定輸出之間的時間太長,則過程的質量會受到影響,并且產品可能會被破壞。
            在所有這些方面,替代的往復壓力表具有經過驗證的性能 - 使用高質量的往復壓力表與良好的電機和頻率驅動相結合,產生與傳統壓力表技術類似的精度。
      系統控制
            與通過改變行程長度來控制流量的傳統壓力表不同,替代的往復壓力表需要速度調節。過去,機械式變速器是唯一的選擇。它們價格昂貴,對變化反應緩慢,機械部件磨損導致非線性響應。這些缺點使得這種類型的設備比傳統的計量技術缺乏吸引力。隨著更小,更實惠的變頻器的發展,為速度控制系統開發了一個全新的市場。
      但它不僅有利于變頻器的尺寸和價格,而且還適用于往復壓力表?,F代駕駛也很有利,因為:
            它適用于模擬(4-20 mA,0-10 V)和數字輸入。
            它內置了控制器(PI / PID)。
            它為反饋系統提供各種輸出。
            它提供警報功能,以警告性能問題。
      申請報告
      用流動系統給藥
            隨著更好,更便宜和更可靠的流量計包裝的發展,流量系統的精度通?;诹髁坑嫸皇菈毫Ρ?。除了低脈動之外,還有實現精確度的基本前提條件,例如線性和再現性。往復壓力表非常適合滿足這些要求,允許系統依賴流量計的讀數。各種流量計可用于此類應用。最常見的類型是:質量流量(科里奧利); 磁流; 正位移(例如,橢圓形,齒輪或活塞); 和渦旋。在下文所示的示例中,使用齒輪式儀表。
      應用:流量控制
            軟泡沫用于家具或隔音材料。制造過程本身很簡單 - 即按比例混合兩種液體,并且會發生化學反應,體積會大幅增加。但不正確的比例會導致火災。在一個示例中,制造商使用三個往復壓力表來注入MDI(表1)。
            表1.用于注入MDI的基于流量的控制系統中的三個往復壓力表的規格。該系統由兩個獨立的工作單元組成。壓力表通過裝有液位控制裝置的罐頂部的噴嘴以50巴的壓力供應液體。水箱供給水壓力表。在長排出管線的末端,液體以約90巴的壓力注入旋轉混合頭中。
            安裝在離混合器大約兩米處的流量計向過程計算機發出數字信號,并通過電機控制器調節壓力表(圖1)。
      圖1.安裝在離混合器大約兩米處的流量計向過程計算機發出數字信號,并通過電機控制器調節壓力表。
      為了獲得最大精度,系統以循環模式啟動所有過程參數。在流量和壓力穩定達到五分鐘后,三通閥切換,實際過程開始。
      優點:
            提高流量計的可靠性可改善整個系統的運行
            可以完全自動化
            可以在位置上查看系統參數
            良好的可控性
      缺點:
            與高質量壓力表,驅動器和控制器相關的高成本
            管道和輔助設備必須適合流量計
            達到所需精度所需的額外設備(脈動阻尼器)
            質量流量計比壓力表更昂貴
      其他配料單元致力于流動原理:
            以可可質量的適當比例噴灑水和鹽
            將綠色和紅色染料添加到燃料中
            將添加劑加入高壓系統的排放中
            在化工行業應用反滲透系統的研發
            精確加入水和油,用于連續生面團
            加入乙二醇以穩定高溫水泥
      用壓力系統加藥
            雖然不如流量計控制精確,但由于其簡單性,因此壓力加藥很受歡迎。壓力加藥背后的理論基于壓力和流量之間的以下關系:
            在這個簡單的公式中,人們可以看到,在有固定開口的地方,流量的增加會自動導致壓力增加,而流量的減少將導致壓力下降。在現場,壓力表或傳感器可提高系統精度。只需很小的壓力變化,就必須調節壓力表速以達到可接受的精度水平。這只能通過將現代壓力傳感器與快速響應控制器和變頻器結合使用來實現。
      應用:壓力控制
            蛋白質制造商使用兩個壓力表來保存產品(表2)。
      表2.用于基于壓力的控制系統中用于保存蛋白質產品的兩個壓力表的規格。在該系統中,噴嘴位于容器的灌裝線中。當產品通過某一點時,注入酸。根據經驗,操作員調整速度以提供可提供最佳結果的壓力。這是過程的設定點,從這一點開始,控制器接管,保持壓力。監測壓力和壓力表速,一旦出現不可接受的偏差,操作員就會進行干預。該特定系統已運行五年以上,具有良好的準確性和可靠性。
      優點:
            簡單性提供高可靠性
            成本效益
            可以現場查看所有系統參數
      缺點:
            對壓力傳感器/驅動器和控制器的質量要求很高
            需要監控
            噴嘴磨損直接影響流動
            可能需要額外的設備(例如,脈動阻尼器)
      其他加壓裝置致力于壓力原理:
            噴灑脂肪,為寵物食品提供光澤表面
            將添加劑加入反應容器或管道中
            將調味料注入香腸
            基于稱重的劑量
      在加入固體的系統中,通過產品重量控制是常見的。這部分是由于重量單元的高精度。當負載放在重量單元上時,      金屬被拉伸,并且長度的增加表示重量的值。
      應用:重量控制
            混凝土生產通常使用該系統。有高科技和大宗供應商混合各種添加劑,以實現更高的強度,更長的適用期,甚至顏色變化。將大型研磨機放在重量單元上,并通過傳送帶輸入水泥,沙子和礫石。為了優化混凝土的強度,將添加劑通過噴嘴噴射到砂子上。非常重要的是,該添加劑的量總是正確的比例,因此使用三重控制。產品配方存儲在過程計算機中。
            輸送機啟動,組件逐個傾倒在皮帶上。當沙子到達時,壓力表的基本速度(表3)直接受到皮帶速度的影響(圖2)。從那一刻開始,兩者的重量被精確定義(即,沙子的重量+液體的重量)。比率和絕對重量都是用其他產品填充磨機的標準。
      表3.用于支持混凝土攪拌的基于重量的控制系統的壓力表的規格。圖2.輸送機啟動,組件逐個傾倒在皮帶上。當沙子到達時,壓力表的基本速度直接受到皮帶速度的影響。該特定系統已運行五年以上,客戶對準確性和可靠性非常滿意。
      優點:
            簡單可靠
            可以在現場概覽所有系統參數
      缺點:
            需要高質量的壓力傳感器/驅動器和控制器
            需要監控
            可能需要額外的設備(例如,脈動阻尼器)
            初始成本高
      其他配料單位致力于重量原理:
            在可可豆上以適當的比例噴灑水和鹽
            添加劑在水管中加入
      通過手動控制給藥
            盡管人類感官似乎是最不準確的控制手段,但是有很多系統以這種方式運行。人們可以看,聞,品嘗(雖然不是每個行業),從而判斷產品的質量。但這仍然屬于精確壓力表送范圍嗎?即使使用這種方法,也無法檢查每件產品。操作員必須依賴系統的穩定性,并且通常只能隨機采樣。
      應用:手動控制
      一家公司生產現代化的辦公家具,它使用兩個壓力表。制作桌面的過程包括兩個階段:
            —將木制插件放入模具中
            —用塑料注入所有開放空間
      該公司生產多種型號,一種尺寸和一種顏色的桌面,因此需要相應地修改生產過程和壓力表輸出(表4)。
            表4.用于支持桌面制造的手動控制系統中的壓力表的規格。壓力表送的液體是多元醇和MDI,類似于前面提到的軟泡沫應用,但是具有不同的比例。為了獲得頂層所需的顏色,將多元醇與著色液體混合。該裝置在循環回路中啟動,當流量穩定時,閥門打開,受控量的多元醇和MDI從噴嘴流出并開始化學反應(圖3)。通過不斷稱量多元醇,MDI含量緩慢增加或減少。只要獲得最佳混合物,需要手動調節比例。然后開始填充模具,依靠壓力表的精度和穩定性,在生產過程中保持一致性。
            圖3.裝置在循環回路中啟動,當流量穩定時,閥門打開,受控量的多元醇和MDI從噴嘴流出并開始化學反應。
      優點:
            到目前為止最簡單的設計
            經濟有效
            可以非??焖俚剡m應更改產品或配方
            非常適合有限數量的運行
      缺點:
            可能需要很長時間來穩定過程
            批次內的質量變化可能不會被注意到
            調整和控制系統所需的額外設備
            準確性取決于人的輸入
      其他計量單位從事手工原則:
            在可可豆上以適當的比例噴灑水和鹽
            添加劑加入水線
      應用優勢
      往復壓力表的哪些特性使其成為高精度壓力表送的理想替代品?
            經過驗證的準確性和可重復性
            相對于性能而言非常小
            高速不需要變速箱
            三膜或五膜設計提供非常小的壓力和流量變化; 通??梢栽诓皇褂妹}動阻尼器的情況下使用標準控制設備
            有競爭力的價
            廣泛的組件材料隨時可用,與壓力表的使用壽命相比成本更低
            維護簡單快捷; 不需要特別的調整或修理程序
            交貨時間快
            我們在壓力表行業擁有60年的經驗。我們公司主要服務于石油,天然氣和化學工業,尤其擅長無密封壓力表技術。想了解更多壓力表的知識請聯系我們的專家團隊。
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