Механизация и автоматизация процессов

Категория:
Производство древесной массы


Механизация и автоматизация процессов

В производстве древесной массы особое внимание следует уделять механизации и автоматизации тех процессов, которые имеют важное значение для увеличения производительности оборудования, улучшения качества массы, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции.

На наших предприятиях успешно решена задача механичачии процесса освобождения шайб и вала изношенных дефибрерных камней. На некоторых заводах осуществлены работы по механизации удаления щепы от щеполовок и организовано ее использование.

Весьма трудоемкими являются операции по снятию с транспортеров балансов и загрузке их в шахты или прессовые коробки дефибреров. Механизация этих процессов позволила бы значительно облегчить труд и повысить его производительность. Для решения этой задачи на некоторых наших крупных предприятиях установлены специальные закольцованные транспортеры. Бревна на транспортерах располагаются в поперечном направлении и перемещаются по замкнутой линии в непосредственной близости от шахт дефибреров. Транспортеры оснащены сталкивателями. На эти транспортеры балансы с лесной биржи поступают непрерывно.

Представляет интерес полная механизация загрузки балансов в шахты цепных и винтовых дефибреров, достигнутая на одном заводе производительностью около 400 т древесной массы в сутки. Балансы с лесной биржи поступают в бункер емкостью около 400 м3, а из него через люки, открываемые шиберами с гидравлическим приводом, попадают в гидравлический лоток и далее на наклонный двухцепной и продольный транспортеры. С продольного транспортера балансы поступают на рольганг, скорость которого приблизительно в 2,5 раза выше, благодаря чему бревна выравниваются в продольном направлении и поступают на перпендикулярно расположенный транспортер, который может перемещаться вперед и назад на специальных катках. С этого транспортера балансы попадают в стационарные ящики из листовой стали емкостью 1 м3.

Ящики открыты сверху и с торцов и имеют подвижное днище с гидравлическим (масляным) приводом, постепенно опускающееся вниз, по мере загрузки в ящик балансов, во избежание ударов и повреждения бревен при их попадании в ящик.

После того как ящик будет полностью загружен балансами к нему подъезжает автокара и рабочий специальным рычагом приводит в движение гидравлический поршень, целиком выталкивающий бревна из стационарного ящика в специальный ящик емкостью 1 м3, установленный на автокаре и имеющий вертикальное перемещение. Автокара, загруженная балансами, подъезжает к шахте дефибрера, ящик устанавливают на нужной высоте (в зависимости от уровня балансов в шахте) и специальным пневматическим поршнем всю порцию древесины вдвигают в шахту.

Двенадцать дефибреров обслуживают одна автокара (вторая резервная) и трое рабочих: один работает у бункера, второй следит за заполнением коробок балансами, третий работает на автокаре.

На другом заводе балансы загружают транспортером с открывающимися люками, расположенными над цепными дефибрерами.

Автоматизация должна охватывать все процессы производства древесной массы, включая регулирование температуры дефибрирования и концентрации массы, поступающей на сортировки и рафинеры; уровни массы и оборотной воды в бассейнах и каналах; контроль за качеством массы, поступающей с дефибреров и сортировок, и температурой оборотной воды, поступающей с бумагоделательных машин; за состоянием сит сортировок. Должен быть осуществлен автоматический и непрерывный отбор проб и анализ качества готовой массы после сгустителей; автоматический контроль за концентрацией волокна в оборотной воде и ее температурой, а также переливами в сток. Соответствующая звуковая или световая сигнализация должна немедленно оповещать о всяком отклонении от установленного режима производства.

Для облегчения контроля за работой оборудования и ходом технологического процесса в дефибрерном и очистном отделах крупных древесномассных заводов должны быть организованы центральные щиты управления с соответствующими приборами, показывающими работу основных агрегатов древесномассного завода, а также бумагоделательных машин (вакуум на отсасывающих гауч-валах, величина холостого хода и др.).

Если учесть, что при выработке, например, газетной бумаги качество древесной массы при прочих равных условиях имеет большое значение для поддержания устойчивого режима и обеспечения высокопроизводительной работы бумагоделательных машин (залив на сетке, вакуум на сосунах, отсасывающем гауч-вале, величина холостого хода), то станет ясным, как важно наличие у рабочего места старшего дефибрерщика щита управления с показателями работы и бумагоделательных машин. Это позволило бы своевременно обнаружить и устранить отклонения от установленного режима производства древесной масы.

Очень важное значение для получения древесной массы хорошего качества имеет контроль за температурой и концентрацией массы в ванне дефибрера. На ряде древесномассных заводов температуру массы в ванне проверяют лаборантки и дефибрерщики обычными термометрами через известные промежутки времени. Такой контроль требует много времени, затрудняет поддержание равномерной температуры массы в ванне и не исключает возможности значительных ее колебаний.

Для автоматической регистрации температуры массы в ванне дефибрера применяют манометрические термометры, состоящие из термобаллона с защитной оболочкой из кислотоупорной стали, капиллярной трубки длиной до 10 м, защищенной от механических повреждений металлической оплеткой, и спиральной манометрической трубки, действующей, как пружина. Все эти части, составляющие замкнутую систему термометра, заполнены жидкостью (метиловым спиртом, ртутью) или, газом (азотом) и герметизированы.

Термобаллон устанавливают в дефибрере так, чтобы он непрерывно омывался горячей массой и в то же время был защищен от возможных повреждений, например щепой при ее удалении. Изменение температуры массы, воспринимаемое термобаллоном, вызывает изменение давления жидкости или газа, заключенного в системе, в результате чего спиральная трубка раскручивается или скручивается и через систему рычагов воздействует на стрелку прибора или самопишущее перо, регистрирующее температуру на диаграмме, имеющей форму круга. Диск с диаграммой имеет привод от небольшого синхронного электродвигателя через редуктор и вращается со скоростью одного оборота в сутки.

Самопишущий термометр, укомплектованный регулирующей частью (мембранным исполнительным механизмом, пневматическим регулятором и др.), может служить регулятором температуры дефибрирования.

Целесообразнее применять такие приборы, которые не только регистрируют, но и регулируют температуру, поддерживая ее на заданном уровне. Схема установки такого автоматического регулятора температуры древесной массы в ванне дефибрера показана на рис. 1.

Регулятор состоит из манометрического термометра — термопатрона, связанного через тонкую трубку, наполненную ртутью (или спиртом), с основной регулирующей частью прибора в виде многовитковой трубчатой пружины, также наполненной ртутью и соединенной системой рычагов с регуляторами давления воздуха.

При повышении температуры массы в ванне дефибрера, а следовательно, и температуры термопатрона, омываемого массой, поступающей из зоны дефибрирования, ртуть в трубке и пружине расширяется. Пружина раскручивается и через систему рычагов и регуляторов изменяет давление воздуха, поступающего к прибору.

К прибору подводится от специального компрессора сжатый воздух давлением до 4 кг/см2. Воздух подвергается очистке от влаги и других примесей в фильтре, проходит через редуктор, в котором давление его снижается до 1,1 кг/см2, и поступает в регулирующую часть прибора. От прибора идет воздухопровод к пружинному клапану с мембранным механизмом. Этот клапан в зависимости от давления воздуха (следовательно, и температуры в ванне) увеличивает или уменьшает количество воды, поступающей по трубопроводу в задний спрыск дефибрерного камня от общего трубопровода оборотной воды. Через передний спрыск поступает на камень определенное количество оборотной воды. Если необходимо выключить автоматическое регулирование, можно перейти на регулирование вручную, пользуясь обводными вентилями.

Опыты показали, что при влажности баланса 48%, концентрации массы в ванне 2,5—2,6% и температуре 70—72° расход воды в спрысках дефибреров составляет около 42 м3 на 1 т воздушно-сухой древесной массы. При повышении концентрации массы в ванне дефибрера до 4,3% и температуры до 75° расход воды снизится до 25 м3 на 1 т массы. Температура оборотной воды в опытах составляла 47—50°.

Рис. 1. Схема установки автоматического регулятора температуры дефибрирования: 1 — термопатрон; 2 — бсновная регулирующая часть прибора; 3 — фильтр для очистки воздуха; 4 — редуктор; 5 — воздухопровод; 6 — пружинный клапан; 7 — трубопровод оборотной воды; 8 — спрыски дефибрера; 9 — общий трубопровод оборотной воды; 10 — обводный вентиль

Работа прибора в большой мере зависит -от места установки термопатрона (или термопары), т. е. части регулятора, воспринимающей температуру массы.

Манометрические термометры этих регуляторов нуждаются в частой проверке правильности их показаний; термопатрон и капиллярная трубка требуют очень осторожного обращения во избежание их повреждения и порчи регулятора.

Рис. 2. Схема установки усовершенствованного регулятора температуры дефибрирования: 1 — электронный автоматический уравновешенный мост типа ЭМД-237 с пневматическим регулятором; 2 — термометр сопротивления; 3 — мембранный исполнительный механизм; 4 — трубопровод оборотной воды; 5 — спрыск; 6 — фильтр сжатого воздуха; 7 — редуктор

Более совершенным является регулятор температуры дефибрирования, у которого вместо термопатрона применяется медный термометр сопротивления с защитным чехлом из кислотоупорной стали 1Х18Н9Т. Регулирующим органом является электронный автоматический уравновешенный мост типа ЭМД-237, самопишущий с пневматическим регулятором. В одно плечо моста включен термометр сопротивления, измеряющий температуру массы, выбрасываемой из зоны дефибрирования. У мембранного исполнительного механизма (МИМ) основными частями являются резиновая мембрана, пружина и шток с клапаном, установленным на трубопроводе оборотной воды и регулирующим количество воды, поступающей на спрыск дефибрера.

К автоматическому уравновешенному мосту регулятора подводится сжатый воздух под постоянным давлением 4 кг/см2, пропускаемый через фильтр для очистки, и редуктор, в котором давление снижается до 1,1 кг/см2. Для обеспечения сжатым воздухом под постоянным давлением целесообразно установить небольшой компрессор производительностью около 7 м3/час с давлением 4 кг/см2. Расход воздуха на один регулятор около 8 л/мин. Принцип действия термометра сопротивления основан на свойстве проводников изменять сопротивление электрическому току при изменении их температуры.

Если температура массы равна той, на которую настроен регулятор, напряжение тока в диагонали моста равно нулю. Изменение температуры массы вызывает соответствующее изменение сопротивления термометра, нарушение равновесия моста и появление напряжения, увеличиваемого электронным усилителем, что вызывает вращение специального двигателя. Двигатель через систему рычагов изменяет степень открытия воздухопровода и тем самым давление воздуха, воздействующего на мембранный исполнительный механизм, а также степень открытия клапана на трубопроводе оборотной воды и поступления ее на спрыски дефибреров.

При повышении температуры массы в ванне дефибрера против заданной, давление воздуха на резиновую мембрану МИМ понижается, и пружина приподнимает шток с клапаном, увеличивая количество воды, поступающей на спрыски дефибреров.

При понижении температуры массы в ванне дефибрера происходит обратное явление — давление воздуха на резиновую мембрану повышается, мембрана прогибается вниз, преодолевает усилие пружины и прикрывает клапан на трубопроводе, уменьшая количество воды, поступающей на спрыски дефибрера. Специальный обводный вентиль позволяет, в случае необходимости, работать, минуя регулирующий клапан.

Весьма важно для исправной работы регулятора так установить термометр, чтобы он был как можно ближе к камню и все время на одинаковом расстоянии от его поверхности, непрерывно омывался массой и не подвергался механическим воздействиям. В кольцевом дефибрере подходящим для термометра местом является ванна, а для цепного и винтового — нижняя часть подвижной шахты или ванна, при условии применения способа горячего жидкого дефибрирования и надежной защиты специальными сетками. На гидравлических дефибрерах также, по-видимому, целесообразно при этих же условиях термометр устанавливать в ванне дефибрера.

Установка на дефибрерах безотказно действующих и несложных по конструкции регуляторов температуры дефибрирования позволяет значительно улучшить качество массы и повысить производительность древесномассных заводов.

Автоматические регуляторы температуры могут быть также программными, позволяющими в случае необходимости автоматически повышать температуру массы в ванне дефибрера по заранее намеченному графику. В этом случае для привода в движение программного диска регулятора ставится электромоторчик, питаемый током от осветительной сети (220 вольт), Регистрирующее устройство при наличии нескольких дефибреров для удобства наблюдения за ним монтируется на общем щите.

Для поддержания постоянного уровня массы и оборотной воды в каналах и желобах устанавливают автоматические регуляторы поплавкового типа, соединенные иногда с электросиренами, сигнализирующие о наличии отклонений от нормального режима работы.

На современных мощных древесномассных заводах устанавливают также регуляторы концентрации массы на разных участках производства, регуляторы температуры оборотной воды и автоматические приборы для контроля концентрации волокна в сточных водах, немедленно сигнализирующие о повышении концентрации выше той, на которую настроен аппарат.

Концентрацию волокна в оборотной воде со сгустителей можно контролировать фотоэлектрическим сигнализатором ФЭС (изготовляемым мастерскими ЦНИИБ).

Прибор, довольно сложный по устройству, состоит из стеклянной трубки (по которой непрерывной струей протекает контролируемая оборотная вода), фотоэлемента, электролампы осветителя, включателя звукового сигнала и сигнальных ламп, стабилизатора напряжения, трансформаторов и самопишущего милливольтметра, на котором в течение суток записываются колебания концентрации волокна в оборотной воде. Если по стеклянной трубке протекает вода, содержащая незначительное количество волокна, на фотоэлемент будет падать от электрической лампочки максимальное количество света и фототок будет наибольшим. Если же концентрация волокна повысится против установленной, оборотная вода станет менее прозрачной, на фотоэлемент будет падать от лампочки меньше света и фототок станет меньшим. Это вызовет соответствующее отклонение стрелки милливольтметра, а также появление звуковых и световых сигналов, по которым и должны быть немедленно приняты меры по устранению причин, вызвавших попадание волокна в оборотную воду.

Температуру оборотной воды древесномассного завода и поступающей с бумагоделательных машин можно контролировать и регистрировать медным термометром сопротивления в сочетании с автоматическим уравновешенным мостом типа ЭМД-207.

Для контроля за уровнем массы в бассейнах применяют аппараты поплавкового типа с наружной градуированной шкалой, а также снабженные устройством для световой сигнализации о максимальном и минимальном уровне массы. Вынесенные к рабочим местам, эти приборы могут быть переделаны на регулирующие, с реверсивным двигателем, связанным через редуктор с задвижкой на трубопроводе. Применяются для этой цели также гидростатические измерители уровня, состоящие из мембранной коробки (датчика), дифманометра типа ДПЭС и вторичного прибора, показывающего и сигнализирующего, типа Э-278. Прибор отградуирован в единицах объема и снабжен сигнальными лампами минимального и максимального уровня.

Аппараты поплавкового типа работают удовлетворительно в воде (свежей и оборотной). Поплавки вследствие налипания на них массы, коррозии и других причин могут давать отклонения от правильных показаний. В этом случае целесообразно применять электронные регистраторы или регуляторы уровня жидкости, успешно работающие на наших предприятиях. В бассейне или сообщающемся с ним сосуде устанавливают два заостренных штыря из нержавеющей стали: один на минимальном, другой на максимальном уровне. Штыри присоединяют экранированным проводом к сеткам радиолампы электронного реле. Реле связаны с реверсивным пускателем (например, типа КРД), пускающим реверсивный двигатель редуктора в ту или другую сторону; редуктор жестко связан с вентилем массопровода. При соприкосновении массы с верхним штырем двигатель прикрывает вентиль на массопроводе; при снижении уровня массы ниже штыря, расположенного внизу, двигатель открывает вентиль. В случае необходимости можно вести дистанционное регулирование вручную, включая и выключая электродвигатель кнопкой.

Этот аппарат может работать и как указатель уровня. В этом случае его устройство значительно упрощается, так как требуется только один штырь. Сигнальные лампы могут быть установлены на значительном расстоянии.

Количество свежей воды, поступающей на древесномассный завод, необходимо строго контролировать. Для этой цели служит расходомер — дифманометр типа ДЭМП-280 с вторичным интегрирующим прибором типа Э-281.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум