Автоматизация сыпучих материалов

Содержание

 

Введение

1 Основная часть

1.1 Краткое описание технологического процесса

1.2 Анализ технологического процесса как объекта управления

1.3 Постановка задачи автоматизации

1.4 Описание принципиальной электрической схемы

1.5 Описание функциональной схемы

1.6 Выбор приборов и средств автоматизации

1.7 Спецификация используемых средств автоматизации

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Цель данной работы заключается  в том, чтобы рассмотреть устройство ленточного конвейера, охарактеризовать его основные элементы, оценить достоинства  и недостатки транспортера, а также  рассчитать параметры и выбрать  элементы ленточного конвейера с  заданными исходными данными.

Изучение рабочих процессов  и устройства ленточного конвейера  в настоящее время является очень  актуальной темой, ведь транспортные и  технологические линии любого предприятия  связаны друг с другом и представляют собой единую систему, а поточный метод производства, характерный  для современных предприятий, основан  на конвейерной передаче грузов или  изделий от одной технологической  операции к другой. Поэтому ленточные транспортеры являются составной и неотъемлемой частью технологического процесса, они обеспечивают ритмичность производства, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Кроме того, они главные средства комплексной механизации и автоматизации основного и вспомогательного производства.

Основное назначение ленточных  конвейеров – перемещение в горизонтальном и пологонаклонном направлениях разнообразных насыпных и штучных грузов. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса.

 

 

 

 

 

 

 

1. Основная часть

 

1. Краткое описание технологического процесса

 

Пневмотранспортные установки представляют собой комплекс устройств, обеспечивающих перемещение сыпучих материалов (пылевидных, порошкообразных, зернистых, измельченных и т.д.) или специальных транспортных средств (капсул, контейнеров с сырьем, готовой продукцией и т.д.) с помощью сжатого воздуха или разряженного газа.

Пневмотранспорт является одним из прогрессивных способов механизации и автоматизации перемещения насыпных грузов. Этот вид транспорта нашел применение практически во всех отраслях народного хозяйства. широко используют для перемещения сыпучих материалов в связи с их значительной производительностью и большим радиусом действия в самых стесненных производственных условиях, т. е. использованием площадей, непригодных для других способов транспортировки, экономией производственной площади, полным отсутствием остатков и потерь перемещаемого продукта в линиях, высокими санитарно-гигиеническими условиями его транспортирования; исключением нарушений технологических и гигиенических режимов воздушной среды в производственных помещениях в связи с отсутствием пыления; легкостью монтажа, сокращением рабочего персонала и упрощением обслуживания; гибкостью в эксплуатации и возможностью полной автоматизации управления.

 

При величине гранул перемещаемого  материала до 10 мм пневмотранспорт  по сравнению с другими транспортными  системами почти во всех случаях  предпочтительнее.

К недостаткам, которые имеет пневмотранспорт, относят сравнительно высокий удельный расход электроэнергии на единицу массы  транспортируемого продукта, сложность  изготовления и эксплуатации оборудования для очистки транспортирующего  и отработанного воздуха, значительный износ материалопроводов и измельчение транспортируемого продукта. Однако правильный выбор способа и оборудования для пневмотранспортирования данного продукта позволяет частично или полностью их устранить.

Основными параметрами, характеризующими пневмотранспортную систему, являются производительность по твердой фазе, длина трассы и высота подъема, концентрация транспортируемого материала, массовый коэффициент взвеси, величина избыточного  давления в начале трассы (для установок  нагнетающего действия) и остаточного  давления (разрежения) в конце трассы (для установок всасывающего действия). По способу создания воздушного потока и условиям движения его в трубопроводе вместе с материалом пневмотранспортные установки подразделяются всасывающие, нагнетающие и комбинированные  (всасывающе-нагнетающие).

 

Всасывающая  пневмотранспортная установка

Нагнетательная  пневмотранспортная установка

Комбинированная  пневмотранспортная установка

 

В зависимости от разряжения в конце  транспортной системы всасывающие  установки подразделяют на установки  с низким остаточным давлением (до 0,01 МПа), средним (до 0,03 МПа) и высоким (до 0,09 МПа). Однако практически всасывающие  установки работают при остаточном давлении не превышающем 0,05 МПа. Повышение остаточного давления уменьшает плотность воздушного потока, снижает его несущую способность и увеличивает расход воздуха. Относительно больших значений массового коэффициента взвеси m во всасывающих установках можно достичь только при очень малой протяженности транспортирования, поэтому для перемещения материала потоком средней и высокой концентрации на значительные расстояния необходимо применять только нагнетающие установки  
Нагнетающие установки различают по величине давления в начале транспортной сети: установки низкого давления (до 0,11 МПа), установки среднего (до 0,2 МПа) и высокого (до 0,9 МПа) давления.  
Требуемое начальное давление в нагнетающих установках или разряжение в установках всасывающего типа зависят от расчетного значения потерь давления в пневмотранспортной установке, которые в свою очередь определяются концентрацией твердой фазы в аэросмеси, дальностью транспортирования, производительностью установки и принципом работы пневмосистемы (аэрогравитационный способ транспортирования или способ перемещения отдельных частиц в потоке воздуха).  
Нагнетательные установки удобны тогда, когда материал из одного пункта перемещается в несколько приемных пунктов. 

Всасывающие установки удобны тем, что они работают без пылевыделения  и способны забирать сыпучий материал из нескольких пунктов и передавать его в единый сборник-накопитель. В них используется вакуум (40-90 кПа). Всасывающе-нагнетательные установки сочетают основные преимущества нагнетательных и всасывающих установок. В них используются заборные устройства всасывающего типа, работающие без пылевыделения, а в наиболее протяженном трубопроводе материал переносится под давлением при довольно высоких концентрациях. В небольших установках обе ветви (всасывающая и нагнетающая) могут работать от одной воздуходувной машины.

Каждая пневмотранспортная установка  включает в себя следующие основные узлы: питатель - устройство для ввода  материала или аэросмеси в трубопроводы, системы воздухопроводов и материалопроводов, разгрузители с фильтром для воздуха, воздуходувную машину и приемник материала. Питатели. Конструкции питателей нагнетающих и всасывающих пневматических установок различны, так же как различны способы и принципы создания воздушного потока в таких установках. Питатель всасывающей установки выполняет функцию загрузочного устройства для подачи материала в движущуюся струю воздуха, а питатель нагнетающей установки предназначен для создания аэросмеси надлежащей концентрации.  
Загрузочные устройства для всасывающих установок делятся на две группы: всасывающие сопла и питатели тройники. 

Питатели нагнетающих пневмотранспортных установок имеют более разнообразные конструкции. Эжекторные, рукавные питатели, шлюзовые и шахтные затворы применяют в установках низкого давления; шлюзовые питатели - в установках среднего давления, камерные пневмонасосы и винтовые (шнековые) питатели - в установках высокого давления. Винтовые питатели используются так же в установках среднего давления.

Разгрузочные устройства. Эти устройства предназначены для выделения материала и пыли из пневмопотока и направления его для дальнейшего транспортирования или переработки. В связи с тем, что во всасывающих установках разгрузочное устройство находится под разряжением, затворы и клапаны к нему должны быть герметичными. В нагнетающих установках особой герметизации разгрузочных устройств не требуется, в системах высоконапорного транспортирования материалов, особенно при транспортировании сплошным потоком, где расход воздуха весьма незначителен при подаче материала в бункеры (силосы) большой емкости разгрузители могут отсутствовать: удаление воздуха производится через фильтровальные окна.  

 

2. Анализ технологического процесса как объекта управления

 

Надежность и эффективность  работы пневмотранспортной установки  в значительной мере зависит от правильного  выбора материалопроводов. Первостепенную роль играет материал, из которого они изготовлены, их диаметр, качество выполнения соединения между отдельными участками трубопроводов и т.д.

Материалопроводы должны быть герметичны, износоустойчивы, иметь по возможности максимально гладкую внутреннюю поверхность для обеспечения минимального сопротивления движению аэросмеси. Как показала эксплуатация пневмосистем, нарушению нормального режима, возникновению вихрей и образованию завалов в трубах способствуют дефекты в местах соединения материалопроводов - смещения кромок труб в местах стыка, неплотности либо наплывы на внутренней стороне.  
В пневмотранспортных установках низкого давления материалопроводы, как и воздуховоды систем аспирации, изготавливают из тонколистовой черной, оцинкованной и нержавеющей стали и дюраля или из тонкостенных труб; в установках среднего и высокого давления используют в основном остальные бесшовные трубы. Возможно применение материалопроводов из винипласта и полиэтилена, органического и неорганического стекла, но надо иметь в виду, что использование неметаллических материалов влечет за собой конструктивное усложнение системы в целом: при перемещении по ним аэросмеси возникают значительные по величине электрические заряды, и поэтому требуется специальная сложная система заземления.

Воздуходувные машины. Системы воздухоснабжения. В пневмотранспортных установках применяют разнообразные воздуходувные машины - от центробежных вентиляторов до двухступенчатых поршневых компрессоров. Выбор того или иного типа воздуходувной машины зависит от количества транспортирующего и требуемого по гидравлическому расчету давления:

- для всасывающих установок  с низким вакуумом целесообразно  применять центробежные вентиляторы,  со средним вакуумом - воздуходувки, с высоким - водокольцевые вакуум-насосы;

- для нагнетающих установок  низкого давления следует устанавливать  центробежные вентиляторы или  воздуходувки, для установок среднего  давления воздуходувки или вакуум-насосы, для установок высокого давления - компрессоры.

Окончательно тип и  серию воздуходувной машины выбирают, сопоставляя рабочие характеристики этих машин с характеристиками сети при оптимальных для этой транспортной системы параметрах работы машины. Рабочие характеристики воздуходувных  машин приводятся в специальных  каталогах серийно выпускаемого воздуходувного оборудования. 

3. Постановка задачи автоматизации

В связи с условиями  производства к большинству технических  средств горной автоматики предъявляются  требования повышенной надёжности, защищённости в условиях влажности, запылённости, вибраций  и, главным образом, искро-   и взрывобезопасности.

Задачами автоматизации  являются обеспечение  высокой эффективности  производства, безопасности работы за счёт автоматического контроля основных параметров оборудования и опасных  факторов (газа, отсутствие проветривания), предупреждение опасных режимов  работы оборудования и персонала, автоматические сигнализация, блокировки, регулирование  и управление.

Эффективность внедрения  автоматизации зависит от поточности  операций в технологии производства, наличия комплексной механизации, правильной эксплуатации аппаратуры и  других компонентов.

Исходными данными для проектирования и расчета являются:

• химико-механическая и аэродинамическая характеристики транспортируемого материла;
• технологические требования к продукту на конечном участке транспорта, товарный вид, допускаемая степень измельчения и т.д.;
• технологические требования к режиму транспортирования: непрерывность или периодичность подачи материала;
• условия загрузки материала в питатель установки из стационарного (силос) или передвижной (вагон, судно, резервуар на автоприцепе) емкости или через специальный дозатор с контролем объема или массы материала;
• требуемая производительность установки и место загрузки и выдачи материала.

Расчетную производительность принимают  обычно больше той, которая обусловлена  заданием, так как учитывается  перспективы увеличения мощности и  аварийные случаи (вводится коэффициент 1,1 - 1,2), а также неравномерность  процесса перемещения материла по времени  по интенсивности (в зависимости  от интенсивности технологического процесса и местных условий коэффициент  составляет 1,05 - 1,3. При отсутствии специальных зданий по этим вопросам расчетная производительность установки может быть принята с ориентировочным коэффициентом 1,5.

Эжектор предназначен для перекачки  сыпучих материалов в системах пневмотранспорта, с помощью сжатого воздуха  или другого инертного газа.

 

1.4 Описание принципиальной электрической схемы