【文章內(nèi)容簡介】 加熱器的選型油溫在正常工作下為80℃以下，由飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系，此時水的蒸發(fā)溫度為45℃~70℃，而且油液的性能能夠保持。從而油液需要加熱到45℃~70℃，考慮到高海拔地區(qū)因能達到較低的真空度，因此需適當(dāng)提高加熱溫度[4]。加熱器有蛇形鎧裝加熱管直接在罐內(nèi)加熱方式，此方式熱效率較高；多直管串聯(lián)加熱方式，此方式因便于維修加熱管而常用。管道外包型遠紅外加熱方式，此方式油液加溫均勻，油液不會因接觸高溫加熱管而產(chǎn)生碳化物和降低油液使用性能的熵變等現(xiàn)象。本設(shè)計選用TFM/JG管道外包型遠紅外加熱裝置作為加熱器，遠紅外加熱器由電熱涂料在加熱器輻射面形成固化涂層，該涂層因其表面黑度高，故能吸收大量的輻射熱能，又因其發(fā)射率高，、熱阻大、反射率高，用于烘箱板表面，將散失的熱能轉(zhuǎn)換成遠紅外熱能以電磁波的形式輻射烘箱內(nèi)，為烘箱內(nèi)的被加熱物體所吸收，而不易被潮氣吸收，從而將熱能留在烘箱內(nèi)，不僅降低了排潮溫度，而且使烘箱內(nèi)的溫度升高，、熱阻小，用于烘箱中受熱導(dǎo)溫的金屬材料表面，在傳熱過程中，該涂料層不僅將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成遠紅外熱能傳遞，其自身變成遠紅外輻射熱源，而且也因其表面溫度的提高，導(dǎo)致溫度梯度增大，使被加熱物體的熱能傳導(dǎo)強度增強，吸熱能力大大提高[5]。TFM/JG管道外包型遠紅外加熱裝置，額定電壓為單相220V，電功率為1～3KW，控溫范圍為30℃～300℃[6]，常用的管徑：Φ3Φ5Φ7Φ8Φ10Φ12Φ15Φ180、Φ21Φ32Φ450、Φ600以上的各種管道[7]，本設(shè)計選擇Φ34的管道直徑。且管道直徑、長度不受限制，根據(jù)用戶工藝要求可非標(biāo)準(zhǔn)加工，安全性能達到防爆要求[8]。如圖23所示為TFM/JG管道外包型遠紅外加熱裝置實物圖。圖23 TFM/JG管道外包型遠紅外加熱裝置 真空泵的選型真空泵的選擇主要依據(jù)泵需要抽掉的氣體總量，因真空泵抽氣速率決定著真空罐體真空度的大小，選取時還應(yīng)當(dāng)考慮抽氣速率應(yīng)大于或等于排油泵排量的12倍；。結(jié)合以上控制要求，本設(shè)計選用2BV系列水環(huán)真空泵，2BV系列水環(huán)真空泵為整體結(jié)構(gòu)—機泵同軸的單級泵。軸封用機械密封，具有安裝簡捷、結(jié)構(gòu)簡單、無油、安全可靠等特點。如圖24所示為2BV系列水環(huán)真空泵工作原理圖。2BV系列水環(huán)真空泵適于氣體和濕潤蒸汽的抽除，吸氣壓力可達到33mbar絕壓。當(dāng)2BV水環(huán)式真空泵在吸氣壓力低于80mbar的狀態(tài)下長期工作時，此時為了對泵的保護應(yīng)連接汽蝕保護管，若2BV水環(huán)式真空泵配備大氣噴射器吸氣壓力可達10mbar。葉輪3偏心地安裝在泵體之內(nèi)，起動時向泵內(nèi)注入一定高度的水，因此當(dāng)葉輪3旋轉(zhuǎn)時，水受離心力的作用而在泵體內(nèi)壁形成一旋轉(zhuǎn)水環(huán)1，水環(huán)下部內(nèi)表面與輪轂相切，沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，在前半轉(zhuǎn)過程中，2BV水環(huán)式真空泵水環(huán)內(nèi)表面逐漸與輪轂脫離，因此在葉輪葉片間與水環(huán)形成封閉空間，隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，該空間逐漸擴大，空間氣體壓力降低，氣體自圓盤吸氣口被吸入；在后半轉(zhuǎn)過程中，水環(huán)內(nèi)表面逐漸與輪轂靠近，葉片間的空間逐漸縮小，空間氣體壓力升高，高于排氣口壓力時，葉片間的氣體自圓盤排氣口被排出。如此葉輪每轉(zhuǎn)動一周，葉片間的空間吸排氣一次，許多空間不停地工作，2BV水環(huán)式真空泵就連續(xù)不斷地抽吸或壓送氣體[9]。水環(huán)。泵蓋。葉輪。吸氣口。排氣口圖24 水環(huán)真空泵及壓縮機工作原理圖2BV水環(huán)式真空泵由于在工作過程中，做功產(chǎn)生熱量，會使工作水環(huán)發(fā)熱，同時一部分水和氣體一起被排周，因此，在工作過程中，必須不斷地給泵供水，以冷卻和補充泵內(nèi)消耗的水，滿足泵的工作要求[10]。當(dāng)2BV水環(huán)式真空泵排出的氣體不再利用時，在2BV水環(huán)式真空泵排氣口上接有氣水分離器，廢氣和所帶的部分水排入汽水分離器后，汽水分離，氣體由排氣管排出，留下的水經(jīng)回水管供至泵內(nèi)繼續(xù)使用[11]。隨著工作時間的延長，工作水溫度會不斷地升高，這時需從供水管供給冷水，以降低工作水的溫度，保證泵能達到所要求的技術(shù)要求和性能指標(biāo)。 模擬量的檢測油溫檢測對真空罐中油溫的檢測，本設(shè)計采用鉑電阻溫度傳感器PT100實現(xiàn)對真空罐中油溫的檢測。真空罐中溫度大概80℃左右，采用鉑電阻溫度傳感器PT100經(jīng)濟實用，且穩(wěn)定精度高。鉑電阻溫度傳感器PT100實物圖如圖25所示。 圖25鉑電阻溫度傳感器PT100PT100鉑電阻的特點是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。鉑在氧化性氣氛中，甚至在高溫下的物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定[12]。因此鉑被公認為是目前制造熱電阻的最好材料。鉑電阻主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計使用，也常被用在工業(yè)測量中。鉑電阻的阻值溫度之間的關(guān)系，在0～850℃范圍[13]內(nèi)可用下式表示，Rt=R0(1+At+Bt2)在200～0℃范圍內(nèi)則用下式表示,Rt=R0[1+At+Bt2+C(t100)3]式中Rt溫度為t℃時的鉑電阻的阻值；R0溫度為0℃時的鉑電阻的阻值；A、B、C 為常數(shù), A=103/℃；B=107/℃；C=1012 /℃；對滿足上述關(guān)系的熱電阻，103/℃。PT100是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。PT100的阻值與溫度變化關(guān)系為：當(dāng)PT100溫度為0℃時它的阻值為100歐姆，在100℃。它的工業(yè)原理；當(dāng)PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆,它的阻值會隨著溫度上升而成勻速增長[14]。真空罐壓力檢測對真空罐中壓力的測量。對真空罐中壓力檢測需用氣液壓力傳感器，PJT206氣液壓性能穩(wěn)定且價格低廉。本設(shè)計采用PJT206氣液壓力傳感器來實現(xiàn)對真空罐中壓力的測量。PJT206氣液壓力傳感器量程為0～1～150(MPa)，介質(zhì)溫度為20～85℃，在機械振動頻率20Hz～1000Hz內(nèi)，%FS，標(biāo)準(zhǔn)模擬信號電流輸出型[15]。PJT206氣液壓力傳感器的實物圖如圖26所示。圖26 PJT206第3章 基于PLC真空濾油器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求，本系統(tǒng)是以可編程控制器為主控器來實現(xiàn)真空濾油機的濾油除雜功能，輸入部分有啟停開關(guān)，液位檢測開關(guān)，以及油溫、油壓傳感器對真空罐油溫的檢測結(jié)果給PLC對應(yīng)配套的A/D模塊，經(jīng)A/D模塊的處理提交給PLC實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。輸出模塊有輸出對油泵和真空泵的電機控制，以及對油溫檢測，液位檢測的指示燈，油溫超上限或低于下限的報警，液位超上限以及低于下限的報警?？傮w設(shè)計方案如圖31所示。圖31 控制系統(tǒng)設(shè)計方案圖系統(tǒng)需要控制兩臺電機，分別為真空泵的電機與油泵的電機。M1為真空泵電機，M2為油泵電機。首先開啟真空泵電機抽出真空罐中的空氣使真空罐中為真空狀態(tài)，當(dāng)液位傳感器檢測到油液超過下限油位時將信號給PLC，PLC輸出控制油泵的開啟，當(dāng)液位傳感器檢測到油液超過噴淋嘴時，將信號給PLC，PLC控制真空泵電機使真空泵電機停止工作。其主要電氣圖如圖32所示。輸入電壓為380V，QS為總開關(guān)，F(xiàn)U為熔斷器，F(xiàn)R為熱元件，KM1和KM2為電磁式繼電器，接入電路為常開觸點，隨控制要求進行開斷。圖32 系統(tǒng)主電器圖 PLC的選型 主控器的選型采用PLC為主控器的真空濾油機控制系統(tǒng)，其中四個等級的液位檢測輸入信號，以及啟停、復(fù)位按鈕，加熱器啟停輸出控制，真空泵和油泵電機輸出控制，真空破壞閥的控制，運行顯示燈以及過限報警提示等，估計需要I/O口數(shù)38個，加上留15%的余量[16]。又由于要進行電機的控制，所以應(yīng)選繼電器輸出控制型PLC。因此本設(shè)計采用三菱公司的FX2N48MR型號的可編程控制器。 三菱公司的FX2N48MR型號的可編程控制器，該控制器輸入24點，輸出為24點為繼電器型輸出型。配備24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。內(nèi)置8K容量的RAM存儲器，最大可以擴展到16K，[17]。外部可連接輸入輸出擴展模塊以及特殊功能模塊等。如圖33所示為FX2N48MR型號的PLC實物圖。圖33 FX2N48MR A/D模塊的選型1）系統(tǒng)需對真空罐中的溫度進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給PLC，當(dāng)真空罐中溫度超過上限或者是低于下限時，信號使PLC發(fā)出報警及相關(guān)指示燈信號。FX2N系列的PLC有專用的