【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(shí)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(dá)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(yuǎn)紅外加熱方式，此方式油液加溫均勻，油液不會(huì)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(jì)選用TFM/JG管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置作為加熱器，遠(yuǎn)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(yuǎn)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(guò)程中，該涂料層不僅將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外熱能傳遞，其自身變成遠(yuǎn)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(qiáng)度增強(qiáng)，吸熱能力大大提高[5]。TFM/JG管道外包型遠(yuǎn)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(jì)選擇Φ34的管道直徑。且管道直徑、長(zhǎng)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(dá)到防爆要求[8]。如圖23所示為T(mén)FM/JG管道外包型遠(yuǎn)紅外加熱裝置實(shí)物圖。圖23 TFM/JG管道外包型遠(yuǎn)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(shí)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(jì)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(jī)泵同軸的單級(jí)泵。軸封用機(jī)械密封，具有安裝簡(jiǎn)捷、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)油、安全可靠等特點(diǎn)。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(rùn)蒸汽的抽除，吸氣壓力可達(dá)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(zhǎng)期工作時(shí)，此時(shí)為了對(duì)泵的保護(hù)應(yīng)連接汽蝕保護(hù)管，若2BV水環(huán)式真空泵配備大氣噴射器吸氣壓力可達(dá)10mbar。葉輪3偏心地安裝在泵體之內(nèi)，起動(dòng)時(shí)向泵內(nèi)注入一定高度的水，因此當(dāng)葉輪3旋轉(zhuǎn)時(shí)，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?jī)?nèi)表面與輪轂相切，沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，在前半轉(zhuǎn)過(guò)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(kuò)大，空間氣體壓力降低，氣體自圓盤(pán)吸氣口被吸入；在后半轉(zhuǎn)過(guò)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(shí)，葉片間的氣體自圓盤(pán)排氣口被排出。如此葉輪每轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)工作原理圖2BV水環(huán)式真空泵由于在工作過(guò)程中，做功產(chǎn)生熱量，會(huì)使工作水環(huán)發(fā)熱，同時(shí)一部分水和氣體一起被排周，因此，在工作過(guò)程中，必須不斷地給泵供水，以冷卻和補(bǔ)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(shí)，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(shí)間的延長(zhǎng)，工作水溫度會(huì)不斷地升高，這時(shí)需從供水管供給冷水，以降低工作水的溫度，保證泵能達(dá)到所要求的技術(shù)要求和性能指標(biāo)。 模擬量的檢測(cè)油溫檢測(cè)對(duì)真空罐中油溫的檢測(cè)，本設(shè)計(jì)采用鉑電阻溫度傳感器PT100實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中油溫的檢測(cè)。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(jì)實(shí)用，且穩(wěn)定精度高。鉑電阻溫度傳感器PT100實(shí)物圖如圖25所示。 圖25鉑電阻溫度傳感器PT100PT100鉑電阻的特點(diǎn)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(rèn)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(jì)使用，也常被用在工業(yè)測(cè)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(shí)的鉑電阻的阻值；R0溫度為0℃時(shí)的鉑電阻的阻值；A、B、C 為常數(shù), A=103/℃；B=107/℃；C=1012 /℃；對(duì)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(shí)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(shí)候他的阻值為100歐姆,它的阻值會(huì)隨著溫度上升而成勻速增長(zhǎng)[14]。真空罐壓力檢測(cè)對(duì)真空罐中壓力的測(cè)量。對(duì)真空罐中壓力檢測(cè)需用氣液壓力傳感器，PJT206氣液壓性能穩(wěn)定且價(jià)格低廉。本設(shè)計(jì)采用PJT206氣液壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)真空罐中壓力的測(cè)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(jī)械振動(dòng)頻率20Hz～1000Hz內(nèi)，%FS，標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)電流輸出型[15]。PJT206氣液壓力傳感器的實(shí)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(jì)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(lái)實(shí)現(xiàn)真空濾油機(jī)的濾油除雜功能，輸入部分有啟停開(kāi)關(guān)，液位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，以及油溫、油壓傳感器對(duì)真空罐油溫的檢測(cè)結(jié)果給PLC對(duì)應(yīng)配套的A/D模塊，經(jīng)A/D模塊的處理提交給PLC實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。輸出模塊有輸出對(duì)油泵和真空泵的電機(jī)控制，以及對(duì)油溫檢測(cè)，液位檢測(cè)的指示燈，油溫超上限或低于下限的報(bào)警，液位超上限以及低于下限的報(bào)警?？傮w設(shè)計(jì)方案如圖31所示。圖31 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖系統(tǒng)需要控制兩臺(tái)電機(jī)，分別為真空泵的電機(jī)與油泵的電機(jī)。M1為真空泵電機(jī)，M2為油泵電機(jī)。首先開(kāi)啟真空泵電機(jī)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(cè)到油液超過(guò)下限油位時(shí)將信號(hào)給PLC，PLC輸出控制油泵的開(kāi)啟，當(dāng)液位傳感器檢測(cè)到油液超過(guò)噴淋嘴時(shí)，將信號(hào)給PLC，PLC控制真空泵電機(jī)使真空泵電機(jī)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(kāi)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(kāi)觸點(diǎn)，隨控制要求進(jìn)行開(kāi)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(jī)控制系統(tǒng)，其中四個(gè)等級(jí)的液位檢測(cè)輸入信號(hào)，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(jī)輸出控制，真空破壞閥的控制，運(yùn)行顯示燈以及過(guò)限報(bào)警提示等，估計(jì)需要I/O口數(shù)38個(gè)，加上留15%的余量[16]。又由于要進(jìn)行電機(jī)的控制，所以應(yīng)選繼電器輸出控制型PLC。因此本設(shè)計(jì)采用三菱公司的FX2N48MR型號(hào)的可編程控制器。 三菱公司的FX2N48MR型號(hào)的可編程控制器，該控制器輸入24點(diǎn)，輸出為24點(diǎn)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(chǔ)器，最大可以擴(kuò)展到16K，[17]。外部可連接輸入輸出擴(kuò)展模塊以及特殊功能模塊等。如圖33所示為FX2N48MR型號(hào)的PLC實(shí)物圖。圖33 FX2N48MR A/D模塊的選型1）系統(tǒng)需對(duì)真空罐中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳遞給PLC，當(dāng)真空罐中溫度超過(guò)上限或者是低于下限時(shí)，信號(hào)使PLC發(fā)出報(bào)警及相關(guān)指示燈信號(hào)。FX2N系列的PLC有專用的