解决松散物料物位测量难题

作者:Hans-Jürgen Rauchhol 文章来源:Mollet公司 发布时间:2012-05-29


图1 通过特殊的散热机构使得DF系列的阻旋式物位计能够在1200℃的高温环境中使用

在松散物料的生产和物流过程中,自动化程度已经越来越高。但在这些过程中,很多应用场合都对物位计提出了很高的要求,例如极高的测量精度、严格的环保和卫生法规。只有高性能的物位计才能够满足这些测量任务的要求。

与测量其他物料填充量相比较,松散物料的物位测量对测量仪器设备提出的要求最高。当涉及到某一具体测量任务,需要最佳的测量方案时,各种基于不同的物理测量原理的物位计开始了激烈的竞争。经过几十年坚持不懈的努力,Mollet公司不断完善改进阻旋式物位计,它是一种几乎可以对任何松散物料的物位进行测量且性能可靠的物位测量仪器。在很多流程工业领域中,阻旋式物位计都能够提供所需的测量精度,并能够低成本地完成松散物料的物位测量。根据不同的应用场合,Mollet公司研发设计了标准化或者专用的松散物料的物位计,能够在特殊的温度、强烈的震动、有易燃易爆危险或者极高卫生消毒要求的应用场合中出色地完成松散物料的物位测量。

成功的秘诀

加固的机械结构与成熟的电气元器件相结合是阻旋式物位计能够成功应用的基础。位于容器中的叶片经电动机、驱动轴的驱动而旋转。在充填的松散物料未覆盖叶片之前,叶片不停旋转。当松散物料覆盖叶片之后,叶片就会产生一个反作用力矩,即反转力矩。在反转力矩的作用下浮动支撑的驱动电机被扭转到一个特定的位置,触发信号开关,开关发出信号并触发另一个停止开关使电动机停止旋转。当充填的松散物料位置下降时,叶片不再被松散物料所覆盖,驱动电机在复位弹簧的作用下恢复到工作开始时的初始位置。这时,驱动叶片的电机开关被重新打开,充填信号开关复位。基于这样的工作原理,阻旋式物位计的应用领域非常广泛,它可以更好地满足特殊的应用要求。

这种阻旋式物位计可以作为各种松散物料填充时发出的信号控制装置使用,例如:“容器已满”、“容器已空”、“需要加料”等信号。这些松散物料可以是潮湿、有粘附性、难以操作的原材料。它不仅适合于含有粉质的物料或者本身属于粉质松散物料的物位测量,而且适合于颗粒状或者块状松散物料充填量测量(最大粒度可达50mm)。阻旋式物位计还可以应用于容器和料仓物位的监控,适合于不同工业领域,例如水泥、石灰、砂石、动物饲料、鱼粉、奶粉、谷物、香料、三氧化二铝、硫酸锌、石墨、球团矿、化肥、聚苯乙烯、发泡材料、矿渣和烟灰等领域。


图2 DF 21型阻旋式物位计带有卫生隔离装置,适合在有很高卫生消毒要求的场合中使用

阻旋式物位计拥有十几种不同的基本型,基本型可以组合成大量的变型配置,满足不同的特殊应用要求,例如不同壳体的材料、不同的驱动电压、500℃的高温以及最高压力为1MPa等应用场合。阻旋式物位计的产品目录中还有多种连接接口和叶片可供用户选择。对于更高要求的应用场合,例如压力10MPa、温度高达1200℃的应用场合,Mollet公司也研发设计了特殊的专用产品。所有的传感器类型、品种都通过了Atex安全认证,都可以在有粉尘或易燃易爆危险场合中使用。

颗粒气化中的应用

某一颗粒气化的试验反应器,对DF系列阻旋物位计的传感器提出了特殊的要求。在每一个反应过程中,要求用两个传感器对温度高达1200℃的原材料充填量进行监控,设计这一具有特殊要求的传感器需要进行大量的实验室试验。在测试炉中,传感器被加热到1200℃,并对散热装置的温度进行测量。根据测量到的数据可以设计出实际所需传感器散热装置的尺寸和结构。为了保证测量仪在1200℃的温度下仍然长时间可靠工作,避免电气元器件或者电机的过热。试验中利用热成像摄像机拍摄了图像,进行了准确的热力学分析,从而确定了测量仪中需要用耐热材料来制作的零部件。

易燃易爆危险场合中的应用

发泡塑料的切割工序易燃易爆,是危险性非常高的生产工序。因为切割时会产生塑料粉尘,粉尘的浓度能够达到爆燃的水平,这些粉尘被抽取出去,产生含有易燃易爆粉尘的混合气。这种具有爆燃性的混合气中含有可燃气体或者蒸汽,并夹带着可燃的粉尘。引燃能量降低和爆燃压力很高使得这种工况非常危险,因此必须采取特殊的安全防爆措施。DF系列的阻旋式物位计不仅适合在有易燃易爆气体或易燃易爆粉尘的场合中使用,而且适合在有易燃易爆混合气的高爆燃风险的场合中使用。

灌装场合中的应用

封闭的罐式运输车或者火车罐车中的装载设备对物位测量传感器提出了很高的要求。在这些车辆中,传感器应尽可能的安装在出口处,测量叶片的高度需要与出口下沿平齐。当松散物料阻止了叶片旋转时,也就说明汽车或者火车的罐状容器装满,灌装过程即告结束。当灌装的松散物料属于有粉尘的易燃易爆产品时,要求测量仪具有非常紧凑的结构,并要求测量仪通过Atex安全防爆等级Zone 20/21认证。

灌装设备往往会出现震动的情况,这常常也会对物位计提出很高的要求。为了满足在震动场合中的测量要求,Mollet公司研发了一种减震装置。这一装置使测量仪的控制器完全与设备隔离,弹性支撑,保证物位计能够在强震动的情况下可靠工作。

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