4-5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЕЧАХ АГРЕГАТОВ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ
Для регулирования температуры в печах агрегатов для эмалирования наиболее часто применяются автоматические терморегуляторы типа ЭПД-17 с записью температуры на дисковой диаграмме. Для измерения температуры используются термопары хромель — копель. Основной частью прибора является электронный потенциометр. Этот потенциометр имеет многовитковый калиброванный реохорд из манганиновой проволоки диаметром 0,2 мм, намотанной на изолированную медную шину. В реохорде протекает измерительный ток и происходит определенное падение напряжения. Часть этого напряжения, зависящая от положения движка, включается навстречу термо- э. д. с. термопары, установленной в эмалировочной печи. При равенстве этих напряжений движок реохорда и перодержатель самописца находятся в покое. При изменении температуры в эмалировочной печи изменится термо-э. д. с. термопары и в диагонали моста появится разность потенциалов. Вследствие этого на вход усилителя будет подаваться напряжение, которое вызовет вращение реверсивного двигателя и перемещение механически связанного с ним движка в сторону, что приближает измерительный мост к равновесию. Вместе с ними соответственно перемещаются перодержатель и стрелка, указывающая температуру в эмалировочной печи. Одновременно приводится в действие и регулирующая часть устройства и в эмалировочной печи дополнительно включаются или отключаются регулирующие нагревательные секции. Принципиальная схема электронного потенциометра типа ЭПД-07, являющегося основным элементом терморегулятора ЭПД-17, представлена на рис. 4-30. Она несколько усложнена и представлена в виде моста. Включенные в схему моста сопротивления R1, R4, Rp и др. служат для подгонки нижнего и верхнего пределов измерений и автоматической компенсации колебаний температуры свободных концов термопары. Сопротивления R1 и R2 служат для установки и контроля постоянного тока в цепи реохорда.
Разность потенциалов в диагонали измерительного моста, вызванная нарушением его равновесия, выражается в микровольтах. Она преобразуется в напряжение переменного тока с помощью вибрационного переключателя и входного трансформатора. Преобразованное напряжение переменного тока повышается тремя каскадами усилителя напряжения и достигает значений (порядка нескольких вольт), достаточных для управления реверсивным двигателем.
Рис. 4-30. Принципиальная схема электронного потенциометра ЭПД-07.
1 — термопара, 2 — измерительный мост; 3 — преобразовательный каскад, 4 — вибрационный переключатель; 5 — входной трансформатор; 6 — усилитель напряжения, 7 — усилитель мощности; 8 — реверсивный двигатель; 9 — редуктор; 10 — диск; 11 — диаграмма, 12 — показывающая стрелка, 13 — перо
Аналогичен принцип работы и более современных регуляторов температуры типа ЭПВ.
Рис. 4-31. Блок-схема многоточечного автоматического регулятора температуры типа МАРТ-48.
В последние годы на кабельных заводах начал широко применяться многоточечный автоматический регулятор температуры типа МАРТ-48, позволяющий с помощью обегающего устройства контролировать и регулировать температуру до 600 °C включительно в 48 точках. Датчиками обычно являются термопары хромель — копель. Основной регулирующий элемент установки — типовой электронный регулятор температуры типа ЭРТ. Блок-схема установки показана на рис. 4-31. Установка МАРТ-48 работает следующим образом.
Обегающее устройство при помощи шагового искателя ШИ поочередно включает одно из реле типа РЭС-9 группы P1-1—P1-48. Это реле своими контактами подключает к электронному регулятору температуры соответствующее ему суммирующее устройство С4—С48. К суммирующему устройству постоянно подключены термопара муфеля и источник напряжения. Суммирующее устройство в зависимости от того, больше или меньше заданная температура в муфеле, выдает на выходе напряжение одной или другой полярности. Величина и полярность этого напряжения управляют работой электронного регулятора. В случае если температура муфеля меньше заданной, промежуточное реле Р3, включенное на выходе электронного регулятора, срабатывает и своим контактом включает соответствующее исполнительное реле группы Р2-1—Р2-48, цепь для которого подготовлена шаговым искателем ШИ.
Исполнительное реле включает нагревательный элемент муфеля. При переходе обегающего устройства в следующее положение, соответствующее муфелю с температурой выше заданной, промежуточное реле Р3 на выходе электронного регулятора не срабатывает и его контакт не замыкается. Вторым своим контактом (не показанным на блок-схеме для упрощения) реле Р3 подает от выпрямителя ВП2 через другие щетки искателя напряжение обратной полярности, которое выключает исполнительное реле и, следовательно, нагрев данного муфеля.
Установка заданной температуры в муфелях осуществляется при помощи измерительного прибора МПП-254, подключаемого соответствующим ключом Κ1—K48 ключевой панели к задатчику. Этим же прибором можно проконтролировать температуру в любом муфеле путем перевода ключа K1—K48 в другое крайнее положение.
Для обеспечения стабильности задаваемой температуры питание терморегулятора осуществляется через стабилизатор напряжения.
В случае выхода из строя отдельных элементов в установке предусмотрена возможность перехода с автоматического на ручной режим работы.
Многоточечный регулятор температуры представляет собой конструкцию, собранную из легко заменяемых блоков. Штепсельные разъемы обеспечивают быструю замену блоков. Время, необходимое для замены вышедшего из строя блока, не превышает 2—3 мин.
Блоки вмонтированы в шкаф многоточечного регулятора, на лицевой панели которого размещены устройства для управления, сигнализации и контроля.
4-6. СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ЛАКА К АГРЕГАТАМ ДЛЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ
На большинстве отечественных кабельных заводов используются централизованные системы подачи лака к агрегатам. Первая такая система была смонтирована на заводе «Микропровод».
Централизованные системы подачи лака к агрегатам бывают как с циркуляцией лака, так и без нее. Циркуляционные системы обычно используются для подачи масляных лаков.
Принципиальная схема циркуляционной системы для подачи масляных лаков показана на рис. 4-32.
Из отстойников лаковарочного отделения лак поступает в цеховые баки для хранения лака. Обычно такие баки делаются емкостью в несколько кубометров и располагаются в нижней части помещения цеха. Из этих баков лак перекачивается в специальные расходные баки, расположенные в верхней части помещения цеха, откуда лак самотеком поступает в лаковые ванны. Излишек лака из ванн по системе трубопроводов попадает в сборный бак емкостью 1,5—2,5 м3, расположенный в нижней части цехового помещения так, что лак поступает в него самотеком, а из него насосом прогоняется через фильтр и поступает снова в расходный бак. Иногда в циркуляционных системах установка фильтра не предусматривается.
Рис. 4-32. Установка для автоматического приготовления и подачи масляных лаков.
1 — сливные воронки, 2 — приемный бак для растворителя; 3 — приемный бак для лака; 4 — насос для перекачки растворителя; 5 — насос для перекачки лака; 6 — расходный бак для растворителя; 7 — расходный бак для лака; 8 — контрольно-дозировочные сосуды, 9 — бак-смеситель для лака; 10— бак для приема избытка лака изваян эмалировочных станков; 11 — насос шестеренчатый для перекачки лака; 12 — расходный бак для лака; 13 — отвод для почасового контроля вязкости лака; 14 — лаковые ванны эмалировочных агрегатов, 15 — фильтр-пресс
Рис. 4-33. Схема автоматического вискозиметра для определения вязкости лака в циркуляционной системе.
Перекачка лака из нижнего сборного бака в расходный бак может производиться автоматически после достижения определенного уровня лака в сборном баке. Трубопроводы должны иметь диаметр порядка 75—125 мм и монтироваться с учетом возможности их разборки и тщательной очистки. Наличие циркуляционной системы облегчает применение закрытых лаковых ванн. Функции обслуживающего персонала сводятся к установке заданных значений вязкости и наблюдению за работой системы. Зависимость вязкости лака от количества растворителя в принципе носит нелинейный характер. Но в узких пределах вблизи заданной точки эта зависимость может быть принята линейной, что позволяет применить принцип пропорционального регулирования вязкости. В начальный период, когда вязкость лака значительно отличается от заданной, подача растворителя осуществляется периодически определенными порциями, которые определяются емкостью дозатора, и регулирование осуществляется дискретно. Величина подаваемой порции установлена с таким расчетом, что она не может уменьшить вязкость лака до значения ниже допустимого. Когда вязкость лака приблизится к заданной, последующая порция растворителя будет пропорциональна величине отклонения вязкости от номинала и регулирование будет уже осуществляться на основе принципа пропорциональности. Применение такой схемы позволяет наиболее быстро довести вязкость лака до заданной величины. Основным элементом схемы, обеспечивающим ее автоматическую работу, является автоматический вискозиметр. Действие вискозиметра основано на измерении времени падения шарика в среде, вязкость которой определяется по схеме, приведенной на рис. 4-33.
Вискозиметр состоит из стеклянной трубки 1, через которую насосом 3 перекачивается лак. Вместе с потоком лака перемещается шарик 2. Движение шарика ограничивается верхней и нижней диафрагмами.
Вязкость жидкости связана со временем падения шарика следующей формулой:
(4-4)
где v — кинематическая вязкость, см2/сек·10-2; k — постоянная шарика; t — время падения шарика, сек; S1, S2 — соответственно плотности материала шарика и измеряемой среды, г/см3.
Диаметр шарика следует выбирать таким, чтобы время его падения в зоне измерений находилось в пределах 20—50 сек.
В используемом вискозиметре время падения шарика сравнивается со временем его падения в среде заданной вязкости. Если время падения шарика в контролируемом лаке находится в допустимых пределах, то лак имеет нормальную вязкость и может быть использован в производстве. Если же время падения шарика превышает заданное, то в бак для разбавления добавляется порция растворителя, пропорциональная разности между фактическим временем падения шарика и заданным, по не превышающая максимально допустимую порцию. Время падения шарика фиксируется реле 1Р и 2Р при попадании шарика в поле катушек индуктивностей L1 и L2, установленных соответственно на верхнем и нижнем уровнях измерительной трубки.
Для синтетических лаков, как правило, применяются системы подачи лака без циркуляции, но с обязательной фильтрацией лака.
Лак из резервуаров подается в магистраль шестеренчатым насосом.
Для предупреждения местных перегревов на всем пути движения лак перемешивается. Для снижения вязкости и облегчения движения лак предварительно подогревается в камере нагрева. Во время подготовки система работает, обеспечивая движение лака по замкнутому кольцевому участку. В нужный момент циркуляционный участок перекрывается и лак направляется к ваннам агрегатов.
