содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

ВЕСОВАЯ СИСТЕМА (ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ)

В СССР электровагон-весы впервые были выпущены в 1933 г. на Одесском заводе им. П. Старостина. С этого времени доменные печи оборудуются вагон-весами и коксовыми весами отечественного производства. В этих весах используется рычажная весовая система.

В 1965 г. на вновь построенных доменных печах проходит испытание взвешивание шихтовых материалов на базе электронно-тензометрических весов. Эта система вследствие своей безынерционности позволяет решить проблему автоматического взвешивания материалов Она включает до десяти весовых воронок грузоподъемностью 3,2—25 т. Каждая весовая вороика опирается на четыре тензодатчика, сигнал которых при загрузке воронки измеряется электронным автокомпенсатором. При деформации упругих элементов под действием массы загружаемого материала проволочные решетки тензо-датчиков меняют свое электрическое сопротивление и происходит разбалансировка моста в электросхеме весов. Возникающее напряжение разбаланса, усиленное электронным усилителем, дает соответствующий импульс с записью на приборах.

Используемые рычажные весовые устройства в принципе одинаковы; некоторое различие их заключается в величине и взаимном расположении рычагов. Это связано с диапазоном взвешивания и габаритными возможностями. Весы, предназначенные для дозировки сравнительно небольших порций (до 2 г), часто не имеют тарного груза. Для четкости дальнейшего изложения выделим в весовом устройстве два основных узла: грузоприемный механизм и весовую головку, оба узла связаны между собой передаточной тягой (струной).
В качестве примера рассмотрим устройство и работу весовой головки рудной весовой воронки доменной печи полезным объемом 2000 м3 (рис. 21). Грузоподъемность воронки-весов 25 г. Весовая воронка подвешивается в четырех точках на подвесках  к малым плечам 2 грузах 1 к малым плечам 2 грузоприемных рычагов 3. Вес воронки с материалом передается через грузоприемные призмы 4 и малые плечи к грузоприемным рычагам 3, выполненным в виде труб. В результате грузоприемные рычаги поворачиваются вокруг опорных призм 6. Большие плечи 7 грузоприемных рычагов связаны при помощи серег 8 и 5 с передаточным рычагом 9. Рычаг 9, поворачиваясь вокруг своей опорной призмы 10, с помощью тяги 11 воздействует на концевой рычаг 12, на одном конце которого имеется тарный груз 13 для грубой тарировки положений весовой воронки. Поворачиваясь вокруг опорной призмы 14, концевой рычаг опускает передаточную тягу 15, а последняя через призму 16 отклоняет рычаг 17 весовой головки от начального положения. Нагрузка на рычаг весовой головки уменьшена

 

Рис. 21. Весовой механизм воронки-весов для руды


в соответствии с передаточным числом весового механизма.

Рычаг весовой головки 17 при повороте вокруг своей опоры (подшипник или призма)

18 опускает зубчатую рейку 19, а та поворачивает шестеренчатый валик 20. Одновременно растягивается тарирующая пружина 21. Указательная стрелка отклоняется от нулевого положения. Цилиндрический демпфер-успокоитель 23 с маслом препятствует возникновению резких колебаний стрелок.

Весовые датчики являются важнейшими элементами весовой головки (рис. 22). Они служат для установки задания по набору материала, контроля весовой дозы и подачи электрических импульсов от весовой головки в схему электроавтоматики. Датчики могут отличаться друг от друга, однако общим для них является принцип механического фиксирования нуля или полноты веса за счет контактов самого различного исполнения (см. рис. 22—25).

Рис. 22. Весовая головка:
1 — задающая стрелка; 2—указывающая стрелка; 3 — датчик полноты веса; 4 — датчик нуль-веса; 5 — подвижный контакт полноты веса; 6—-подвижный контакт нуль-веса; 7 — датчик замедления; 8—поворотная плата для регулировки положения прижимного ролика; 9 — стопорный шуруп; 10 —гайки; 11 — тарировочный болт; 12—пакетный выключатель напряжения

Кроме основных весовых (дозирующих) датчиков, на весовых головках устанавливаются вспомогательные (индуктивные)
 датчики для автоматической записи показаний на диаграмме. В исходном положении весового датчика с настроечным диском без ртутных контактов (рис. 23) контакт полноты веса замкнут, а нуль-контакт разомкнут.

Рис. 23. Весовой датчик с настроечным диском без ртутных контактов

При опорожнении воронки кулачок 1, сидящий на диске 2, опускаясь вниз, поворачивает рычаг 3, давая возможность упору 4 оказаться над рычагом 3. Контакты 5 и 6 размыкаются. По достижении нуль-веса кулачок 7 отталкивает упор 8, освобождая рычаг 9, При этом под действием груза 10 контакты 11 и 12 замыкаются. Упоры 4 и 8 посажены на оси 13. На оси 14

находятся диск 2 с кулачками и настроечный диск 15 со шкалой, поворачивая который можно изменить исходное положение кулачков. При этом предварительно диск 15 надо отстопорить, ослабив стопорный шуруп. Контактами здесь являются металлические пластинки, соприкасающиеся между собой по плоской поверхности. Датчики установлены на коксовых весах доменного цеха ММК и работают хорошо.

В весовом датчике с настроечной стрелкой и скользящими контактами (см. рис. 22) каждый из последних выполнен в виде двух тонких упругих дуг (при больших нагрузках на весовую систему дуги имеют вытянутую форму). Между дугами имеется зазор, в котором скользит подвижный контакт. Подвижный контакт полноты веса 5 находится на настроечной стрелке 1, а подвижный контакт нуль-веса 6 — на указывающей стрелке 2. Контактные дуги 3,4 и 7 неподвижные.

Для установки требуемой дозы необходимо отстопорить настроечную стрелку и поворотом ее установить так, чтобы подвижный контакт полноты веса был на определенном расстоянии от неподвижного контакта полноты 3. Чем больше это расстояние (оно отсчитывается по настроечной циферблатной шкале), тем больший вес установлен. При поступлении материала в весовую воронку указательная и настроечная стрелки начинают поворачиваться. Подвижный контакт нуль-веса 6 размыкает неподвижный контакт 4. По достижении заданного веса подвижный контакт полноты 5 входит в зазор между дугами неподвижного контакта 3, замыкается контакт полноты и набор веса прекращается. При опорожнении весовой воронки вначале подвижный контакт полноты 5 выходит из соприкосновения с дугами неподвижного контакта полноты 3, а при полном опорожнении подвижный контакт нуля 6 входит в зазор между дугами его неподвижного контакта 4. Весовая система вновь подготовлена к работе.

При входе подвижного контакта в зазор неподвижного инерция стрелки плавно гасится. Такое замедляющееся контактирование способствует надежной работе датчика. На некоторых заводах, кроме неподвижного контакта полноты, установлен неподвижный контакт предварения дозы 7 (контакт замедления). Набор материала по достижении определенного веса происходит
с замедлением. Устройство контакта предварения дозы аналогично устройству контакта полноты.

Рис. 24. Весовой датчик с ртутными контактами без настроечной стрелки

Принцип работы весового датчика с ртутным контактом без настроечной стрелки (рис. 24) заключается в том, что при отсутствии материала в весовой воронке
шток 1 демпфера 2 занимает крайнее верхнее положение, нижний контакт разомкнут, верхний замкнут. При навешивании материала одновременно с движением указательной стрелки начинает опускаться шток 3 демпфера 2, рычаг 4 уходит вниз и верхняя колбочка 5 со ртутью наклоняется вправо. Ртуть размыкает контакт нуля 6. По достижении заданного веса нижний рычаг 7 приходит в зацепление с упором 8, наклоняя нижнюю колбочку 9 вправо, замыкает контакт 10 полноты веса. При опорожнении воронки шток 3 поднимается, рычаг 7 освобождает упор 8, рычаг 4, двигаясь вверх, входит в соприкосновение с упором 11 и, наклоняя колбочку 5 влево, замыкает контакты нуля 6. Возврат колбочек в исходное положение происходит за счет неравномерной массы вращающихся роликов, на которых закреплены платы 12 с колбочками (у ролика с контактом нуля правая сторона тяжелее, у ролика с контактом полноты — левая). Установка задания веса производится путем подъема либо опускания рычага 7 относительно упора 8. Плавность установки веса достигается поворотом винта 13.
Работа типового весового датчика (рис. 25), имеющего ртутные контакты и настроечную стрелку, заключается в следующем. При отсутствии материала в воронке указательная стрелка 1 стоит на нуле и своим рычагом 2 фиксирует хомутик 3 с колбочкой 4 в положении «контакт
замкнут» (ртуть перекрыла контакты). Настроечная стрелка 5 показывает в этом положении по настроечной шкале задание на определенный вес. Флажок 6 опрокинут влево, при этом с помощью кинематической системы 7—10 опрокинут влево хомутик 11 с колбочкой 12. Контакты 13 разомкнуты — ртуть не замыкает их. Это положение называется нулем веса.

Рис. 25. Весовой датчик с ртутными контактами и настроечной стрелкой

При поступлении материала в весовую воронку указательная стрелка 1 начинает двигаться от нуля по часовой стрелке, показывая нарастающий вес; при этом рычаг 2 наклоняет колбочку 4 влево, размыкая контакты 14, и выходит из зацепления с вилкой 15. Настроечная стрелка 16, начав двигаться по часовой стрелке одновременно с указательной и будучи расположена впереди указательной стрелки, подходит к флажку б и своим роликом 5 в соответствии с заданием после определенного интервала пробега опрокидывает флажок 6 вправо. В результате верхняя колбочка 12 опрокидывается вправо и контакты 13 замыкаются, фиксируя состояние «полнота веса». Поступление материала в весовую воронку прекращается. При установке задания по настроечной шкале должна учитываться инерционность механизмов (грохотов, конвейеров, дозаторов).

При опорожнении весовой воронки настроечная стрелка 16, двигаясь в противоположную сторону, опрокидывает флажок 6 влево, размыкая контакты 13. Затем указательная стрелка 1, двигаясь также в обратном направлении, рычагом 2 опрокидывает вилку 15 вправо, фиксируя положение нуля веса. Это положение указательной стрелки должно соответствовать ее нулевому положению по шкале. Настроечная стрелка при этом показывает новое задание на определенный вес. Датчик вновь готов к работе. Вилка 15 закреплена на валике 17 и во избежание продольного смещения застопорена шурупом 18. Винт и гайки дают возможность регулировать угол наклона вилки путем смещения гайки относительно конца винта.

Установка задания производится путем поворота и последующего фиксирования настроечной стрелки в определенном положении. Чем больше исходное расстояние между роликом 5 и флажком 6, тем больше доза материала.

Наличие стеклянных колбочек со ртутью является значительным недостатком, так как при опорожнении воронок и сотрясении весовой системы колбочки часто выходят из строя На ММК этот датчик заменен датчиками со скользящими контактами. На Кузнецком металлургическом комбинате (КМК) вместо стеклянных колбочек установлены металлические чашечки, заполненные ртутью. Чашечки установлены стационарно. Контакт фиксирования положений нуля веса и полноты веса осуществляется путем погружения подвижных контактов в слой ртути. Чашечки открыты, т. е. ртуть испаряется, что не безвредно для обслуживающего персонала. Датчики установлены на коксовых весах и работают удовлетворительно.
На автоматизированных вагон-весах КМК роль весового датчика выполняет устройство, состоящее из одного подвижного контакта, закрепленного на указательной стрелке, и двух контактов (нуля и полноты), установленных на шкале контактного циферблата. При этом подвижный контакт замыкает электрические цепи полноты и нуля веса при наборе и опорожнении воронки. Контакт нуля веса установлен неподвижно, а контакт полноты веса можно передвигать по шкале, устанавливая тем самым задание на величину дозы. Величина задания зависит от расстояния, которое пройдет подвижный контакт от нуль-контакта до контакта полноты веса.

Для обеспечения безаварийной точной работы датчики требуют квалифицированного внимательного ухода.

Одной из основных причин погрешности взвешивания рычажной весовой системой является трение, возникающее в паре призма-подушка вследствие взаимного перекатывания призм. Поэтому при эксплуатации рычажного весового механизма необходимо большое внимание уделять поддержанию чистоты и порядка. В зимнее время не допускать попадания на рычаги воды и пара, так как возможно примерзание призм. Необходимо тщательно продувать рычаги, иначе находящиеся на призмах и между серьгами кусочки руды, агломерата, кокса искажают показания весов.

Весовую систему необходимо регулярно проверять. Проверка осуществляется контрольным грузом. Используют гири массой по 20 кг каждая. Проверка весов на прочность заключается в следующем: в весовую воронку набираются гири или материал, на 25% превышающий предельную нагрузку весов. Под этой нагрузкой весы выдерживаются 20—30 мин. После разгрузки равновесие весов не должно нарушиться.

Проверка весов на правильность показаний осуществляется следующим образом: эталонные гири общей массой в десять раз меньшей грузоподъемности весовой воронки поочередно на люльках подвешивают над каждой из грузоприемных призм главных рычагов. Разница между крайними положениями стрелки весов при этом не должна превышать одного деления шкалы циферблата. При несовпадении показаний в разных точках устранить разницу подгонкой малых плеч грузоприемных рычагов.

Для проверки постоянства показаний весов под нагрузкой первоначально для весов агломерата загружают гири массой 500 кг, для весов кокса и добавок 250 кг. Затем соответственно через каждые 500 и 250 кг показания по весовой головке сравнивают с действительной массой. Гири загружают до предельной нагрузки.

На отдельных заводах используют гири массой 500, 1000 и 4000 кг, загружаемые в весовую воронку при помощи тельфера или крана. На Ново-Тульском металлургическом заводе проверка весов осуществляется пневматическим устройством за 2—3 мин. С этой целью каждые весы оборудованы четырьмя пневматическими датчиками, представляющими собой цилиндрические мембранные коробки с вялой мембраной. На мембране укреплен стальной диск со сферическими упорами. Упоры приварены к конструкциям. Дно пневмодатчика опирается на площадку воронки весов. Усилие, передаваемое датчиком на весовую воронку, пропорционально давлению воздуха; последнее фиксируется манометром и по нему оценивается точность показаний весов.