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质量流量计在混炼胶生产过程中的应用

作者:江苏创辉自动化仪表有限公司
1.工艺油在橡胶制品中的应用
在生产混炼胶的过程中,工艺油使用适量对橡胶制品有良好的软化效果,它可增加可塑性,对炭黑粉状的配合剂有润湿作用,使之容易分散于胶料,能提高硫化胶的弹性,耐屈挠龟裂性能和耐磨性,并有助于提高丁苯胶的粘着力,可见工艺油在混炼胶的重要性。如果使用不当超出公差范围,将降低橡胶制品的质量。
 
2.问题的提出
多年以来,在向混炼胶加油的过程中,使用了几种方法,但效果都不理想,主要表现在增加劳动力(人工称量人注塞泵体积测量不准确还需要换算,电子秤称量,零点飘移现象严重,维护量大,给生产带来不便。
 
3.质量流量计的测量原理
我们采用CO RIM ASS质量流量
计,通过安装调试及实际运行,效果很好,解决了前面提到的各种问题。
质量流量计的原量是根据德国力学科里奥利斯发明的,即科里奥利斯原理(简称科氏力)而制成的CORIM ASS质量流量计,如图1所示。这种流量计分为一次表(传感器)和二次表(监视器)。
当一根管子绕着原点旋转时,让一个质点从原点通过管子向外端流动,即质点的线速度由零逐渐增大,也就是说质点被赋给能量,随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度减缓,即管子运动发生滞后。相反,让一个质点从外端通过管子向原点流动,即质点的线速度由大逐渐减小趋向于零,也就是说质点的能量被释放出来,随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度加快,即管子的运动超前。
这种能使旋转着的管子运动速度发生超前或滞后的力Fc就称为科氏力。
我们将绕着同一根轴线以同相位旋转的两根相同的管子外端用同样的管子连接起来,见图2,当管子内没有质点流过时,连接管与轴线是平衡的,而当管子内有质点流过时由于科氏力的作用,两根旋转管发生相位差,连接管就不再与轴线平行。总而言之,管子的相位差大小取决于管子变形的大小,而管子变形的大小仅仅取决于流经管子的流体质量的大小,这就为利用科氏力直接测量流体的质量奠定了基础。
我们将管子的圆周运动切割下一段圆弧,使管子在圆弧内反复旋转,即将单向旋转运动变成双向振动,则连接管在没有流量时为平行振动,而在有流量时就变成反复扭动。要使管子振动是非常方便的,即用激磁电流进行激励,在管子两端利用电磁感应分别取得正弦信号1和2,两个正弦信号相位差的大小就直接反映出质量流量的大小,如图3所示。
CO RIM ASS M FS1000测量系统采用单管串联型的测量管,如图4所示它具有以下优点:
(1)测量管采用流量大横截面管、弯曲半径大,保证了测量时压力损失zui小,在给定的测量范围内,消除了涡凹危险。
(2)由于具有双测量管,因而对外夹的振动不敏感,抗干扰性强。
(3)由于双测量管是由单管串联而成,不用分流,流量绝对相等,因而零点稳定了。
(4)测量管管壁厚,zui脆弱的焊缝在zui不受力的测量管直管段中部,见图4,测量和振荡支点避开了焊缝,其受力状态为扭动而不是弯曲,从而保证仪表具有很长的寿命。
(5振动频率低,仅100Hz左右,转换器可以对每一Hz信号进行多点采样,从而提高测量精度。
(6)CO RIM ASS测量系统用一个质量很重的铸件做为基座,利用真空钎焊的工艺方法将测量管组合成一体。这种结构能够承受由于安装法兰不平衡中心线不直安装尽寸超差等因素引起的各种应力,使测量管始终处于正常振荡状态,大大降低了对安装的要求传感器采用全密封焊接内充气保护。
 
4.与密炼机配套应用
在与密炼机配套加工混炼胶时,由于介质流过传感器时就有振荡信号被送到二次仪表(监视器),这时在二次仪表显示屏上就可显示出此时介质流过的重量、比重、温度,同时在二次仪表中向外输出脉冲信号,再把脉冲信号送到计数器(控制器),当脉冲数达到预先设定值时,计数器(控制器)就有一个触点信号输出。这个触点信号可以直接控制交流接触器或电动阀。
5.与几种流量计、电子秤比较
(1)双柱塞油泵
这种油泵只能输出体积信号,但体积的大小是随温度变化的,这就需要保持恒温,在生产实际中工艺油的温度是很难保持恒定的。
(2)螺杆式流量计
这种流量计在介质流过时,螺杆随之转动,螺杆转动一圈输出一个触点信号,体积受温度影响在没有介质流过时,只要电动机转动,螺杆也随之转动,误差大。
(3)电子秤称重
电子秤称重零点飘移严重,经常需要维护调试,给生产带来诸多不便。
以上三种油泵的信号是靠机械传动发出的,因此,不管是否有介质流过都有信号输出。电子秤的压力传感器在恶劣的环境下零点飘移严重。而质量流量计却不发生这种现象

6.质量流量计的优点
(1)可直接测量体积质量,并直观地在二次仪表中显示出来。
(2)不受密度、温度、压力因素的影响。
(3)具有两个独立的测量功能,每个功能互不关联,包括对流量、密度、温度的测量。质量可以直接测量显示;当要求体积流量时,将质量流量除以介质的密度,而密度则由该计通过频率来测定;在传感器内部,测量管上加有一个温度传感器来测量温度质量、密度温度三个单量均可比较直观在二次仪表显示屏上显示出来
(4)该流量计精度高准确度高,线性好
(5)质量流量计的测量一般不受介质的限制,它不象一般的体积流量表对测量介质有一定的局限性。如:电磁流量计介质必须导电,否则将不能测量:又如螺杆式和柱塞式这两种流量计在密度大的情况下,马达就带不动了,而CO RIMASS流量计就没有这种局限性,一般的介质只要能流过管子都可以直观地进行测量。
 
7.改进措施
在引进流量计的试验中,由于通往密炼机大输油管,在密闭室内部进口处往往被胶料塞住,所以在传感器的前面加有一台齿轮油泵,问题是当数值达到预先设定值时,电动机断电后还有1-2s的惯力,因此这时的实际重量就要比计数控制器的设定值多几十克。解决的办法有两种,一种是将惯力多输出的量在设定时减去,另一种是在传感器前加一个电动控制阀,控制阀与马达同步动作,这样就解决了存在的不足,用这种办法每个单量zui多不超过士10g。
 
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