纸面石膏板生产工艺技术-石膏板供料系统(20页).doc
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1、-纸面石膏板生产工艺技术-石膏板供料系统-第 20 页第十四章湿端(添加)设备1. 介绍 原有石膏板厂的湿端与现代石膏板厂的湿端有很大的不同。石膏板的制造是一个批处理过程,首先在一个搅拌机中混合干燥的成分,标准的混合是:8 包石膏粉2 包木屑 1 小罐的缓凝剂.在混合的过程中,湿端搅拌机的工作人员会向水泥搅拌机中加入适量的水,以备干燥后使用。根据需要调整浆料的稠度(目测),然后将湿拌料倒在一个钢制托盘上,从托盘上把湿拌料推到底层的纸上。现代高速石膏板厂所使用的设备必须能够连续、可靠、准确地长时间运行,同时不需要维护部门的注意。2. 喂料器2.1 固体喂料器2.1.1 石膏供料器石膏的流动特性随
2、石膏的存放时间、温度和来源的不同而变化很大。刚从煅烧炉中取出的石膏通常会像水一样流动,而在筒仓中放置数小时的石膏会顽固地拒绝移动,尽管有机械筒仓排放系统的最大努力和/或用大锤“敲击”。尽管如此,我们的操作要求将石膏精确、准确和一致地送入搅拌器里。固体处理系统最简单的形式之一是螺旋输送机:对于大多数运输系统,螺旋输送机是由安装在传动轴上的金属片或塑料螺杆组成。装配好的螺杆在槽或圆柱体中旋转,旋转时将固体材料沿槽推进。运动的方向取决于螺杆的形状和轴的旋转方向。螺旋输送机操作简单,最初用于水平运输,但现在也用于将材料向上倾斜。螺旋输送机的特殊形式的计量螺杆,螺杆之间的间隙和周围的管的紧,有容积的材料
3、在运输这交付率成正比的速度旋转的螺旋。计量螺杆是石膏给料器的标准形式。它们有时水平安装,有时倾斜安装。有时进料系统由一个计量螺杆组成,而在其他地方则采用双螺杆串联,第一个螺杆比第二个螺杆输送稍多一点:在诸如上述的系统中,通过使用热石膏或冷石膏,松散盒被用来平衡石膏体积密度的变化。第一个计量螺杆的输送量将略高于工厂的要求,溢流将返回到主石膏系统。石膏冲过螺杆或卡死螺杆的任何倾向都是有限的,因此第二个计量螺杆的供应是相当均匀的。因此,第二螺杆可以实现对搅拌器石膏的合理稳定送料。 在20世纪60年代和70年代,研究了几种不同的石膏给料系统,包括称重皮带给料机。使用这些给料机,当物料通过称重段的连续皮
4、带时,给料速率被测量。皮带被支撑在三个小滚轮的外面两个上(上图),而中间的滚轮被连接到一个测压元件称重系统上。这样得到的重量乘以皮带的速度,以提供给料率。有两种称量皮带给料机;一种是通过改变皮带上床层的深度来控制进给量,另一种是通过改变皮带的速度来控制进给量。这两种类型都在实践中试用过,但最终都被替换掉了,因为它们无法控制即使在相当小的设定值变化时也会发生在皮带上的溢流。通过改变床层深度控制的给料机对这一问题尤为敏感。从70年代中期开始,石膏板厂大多使用转盘式质量流量计作为石膏给料机。该质量计由一个带叶片的加速盘组成,由磁阻同步电机以恒定的速度驱动。流量是通过测量将材料加速到恒定出口速度所产生
5、的扭矩来感知的。 叶片式加速盘 流量计控制典型的质量流量计原理图该质量流量计是准确和可靠的,并在大多数石膏板厂使用了几年,但它们需要定期注意,以确保气动传感和控制系统正常工作。毫无疑问,只要一个得到合适的维护,这种流量计是目前使用最准确的。后来认识到这种流量计气动系统的缺陷,后优化了一个电子版的等距计。这种方法效果很好。 目前,申克称重皮带给料机报告了优异的性能,成为大型工厂的标准给料机申克喂料器是一种新型的称重皮带喂料器,其设计特点和性能优于上世纪70年代测试的称重皮带喂料器。然而,它的成功在很大程度上取决于所提供的材料的一致性。当安装了一个调节箱,以确保材料的容重和流动特性得到优化,这些馈
6、线使我们能够密切控制板的重量。安装在申克馈线上的监控控制器被称为“辛克”控制器。控制和操作的基本原理如下:-频率发生器(G)提供与申克带的速度成正比的脉冲,测压元件(L)产生与皮带称重部分的重量成正比的电压。这些信号被传递到控制器中的一个倍增器电路,该电路用于提供闭环控制以保持恒定的馈电速率。控制回路的输出应用于晶闸管控制器,该控制器调节直流驱动电机(M)的速度,使瞬时进给速率与设定值匹配。2.1.2 添加料供料器石膏板生产中使用的各种干添加剂都是由各种不同类型的给料机送入系统的,尽管大多数现代工厂都有减重给料机(见下文)。过去使用的设备类型有:称重皮带给料器石膏板厂早期用于添加剂的称重皮带给
7、料机,其工作原理是带速固定,床层深度可变。它们通常用于制造淀粉,而且没有问题,除非淀粉是自由流动的,在这种情况下,材料会不受控制地冲到本应调节床层深度的闸门下面。螺杆喂料器螺杆进料器一般由安装在变速螺杆上的进料斗组成。如果材料特别难以处理,则安装变螺距螺杆(如上图所示),以在整个料斗开口形成均匀的拉伸。随着这些喂食器没有提供的材料进给速率,交付通常是校准对螺杆速度给定的材料,需要经常检查,以确保适当的数量被利用。关键材料如淀粉,这样的喂食器通常是装有“无料”传感器报警,喂料失败产生警报提示。皮带或围裙喂料器这些给料机在操作上与称重皮带给料机相似,但没有称重机构。进给量可通过改变皮带速度或床层深
8、度来调节。这些都不是非常可靠的喂料,只用于喂料的准确性或可靠性不是关键的地方。圆桌喂料机在这些给料机中,裙摆呈螺旋状升到台面上方,以提供旋转方向上的更大容量。犁位于进料漏斗的外面,只会去除裙摆下流动的物质。震动给料机这些给料机沿有限长度的槽口提供均匀的流动,通过改变给料盘振动的频率和/或幅值可以改变流量。它们往往不太可靠,尤其是粘性材料。星型给料机这些给料机类似于旋转阀,在一些应用中用于控制物料的给料速度。改变旋转的速度会引起传送速率的改变。就像许多早期的喂食器一样,它们必须根据不同的材料进行校准。当与潮湿或粘稠的产品一起使用时,给料器内的口袋会迅速部分或全部堵塞,导致输送速度不一致。失重补偿
9、喂料器大多数现代石膏板厂使用重量损失喂料的干添加设备。 这些给料机由一个大料斗组成,料斗配有一个快速作用的截止阀,位于称量筒仓上方。称量筒仓下方是计量螺杆进料器。 减重给料器本质上是一种批式称量器,在称量料斗的底座上装有一个变速计量给料器。料斗的出料是连续的,因此为了保持连续性,称量料斗内的物料在每次控重周期结束时进行补充。通过控制器调节计量螺杆的转速,使称重料斗的重量损失适当。当料斗需要补料时,螺杆速度锁定(容积模式)。然后通过快速切断阀对料斗进行补料,再次测量料斗的重量。然后馈线恢复到重量损失模式。因此,在体积模式和失重模式之间建立了一个受控馈电循环:2.2 液体喂料器有六种方法可以使流体
10、通过管道:-(1)通过离心力的作用;(2)通过机械或其他流体完成的体积位移;(3)机械脉冲;(四)从另一流体中转移动量;(五)利用电磁力;(6)通过重力。在石膏工业中,流体(液体)流动通常是通过泵来实现的,泵采用上述两种类型中的前两种。泵可以分为三种主要类型: 往复式 (或活塞) 旋转式 离心式往复泵和旋转泵也被称为“正排量”泵,而离心泵则被归类为“动态”泵2.2.1 往复式泵往复泵主要有两种类型;活塞式和隔膜泵。这些图表说明了“单作用”往复式(活塞)泵的工作原理。当活塞向后移动(称为吸入冲程)时,在泵腔内产生部分真空,然后泵腔被填充。在泵的底部的球将被吸入,使流体能够通过入口进入。泵顶部的球
11、体将被吸入排泄管道的开口,防止液体从排泄管道进入。当活塞完成其吸入行程的全长后,它改变方向,开始排出或输送行程。活塞向前移动,通过使进口球阀向后压在阀座上,使液体从泵腔内排出,同时出口球阀从阀座上移动,使液体排入输送管道。活塞的往复运动因此“迫使”固定数量的流体在每次输送冲程排出,从而产生所谓的流体的“正位移”。这种泵通常被称为“正排量泵”。 “正排量”一词是指液体一旦被吸入泵内,就必须在排出冲程时离开泵。由于这个原因,这种类型的泵绝对不能对一个关闭的进气或排气阀进行操作,为了避免过度的压力积聚,这种泵通常安装有减压阀,如果压力超过预先设定的限制,减压阀就会自动开启。往复泵的流量不均匀或脉动,
12、这是许多工艺操作所不希望的。通过同时操作两个这样的泵,可以获得更均匀的流量,使一个在吸入冲程上,而另一个在输出冲程上。双作用往复泵的工作原理类似,但只涉及一个活塞和腔室。他们有两组进出阀,一组在气缸的两端,这样无论活塞朝哪个方向运动,它都会把液体吸入气缸的一侧,然后从另一侧排出。 当泵送的液体含有悬浮物或磨料颗粒时,则采用往复式泵的改良版本,称为“隔膜泵”。当隔膜泵中的活塞向前或向后移动时,隔膜就会发生弯曲,从而导致液体通过单向阀被吸入或排出泵内。2.2.2. 旋转泵旋转泵有三种类型;齿轮泵、叶轮泵和螺杆泵。它们都被归类为“正位移”,因此永远不应该对一个封闭的头部进行操作。齿轮泵是一种能在高压
13、下输送流体的旋转容积泵。它由两个齿轮(转子)组成,在一个固定的外壳(定子)内旋转。当泵启动时,液体通过进口进入泵内,液体的段塞夹在转子和定子之间,被输送到液体出口。在这里,齿轮齿啮合在一起,通过排出管将液体挤出。当这些牙齿松开时,它们之间就形成了一个空间,通过入口管道吸收更多的液体。这些泵是自吸式的,能使液体平稳流动,具有正作用,能输送出粘稠或粘稠的液体。它们不应用于含有磨料颗粒的浆料,因为这些颗粒可能导致转子过度磨损。它们也不应该用于易受高压力影响的流体(如我们用于防潮板的蜡乳液)。叶型泵的作用与齿轮泵的作用非常相似,但其输送力并不大。螺杆泵通常被称为单螺杆泵单螺杆泵有一个刚性的金属螺旋转子
14、,它在螺旋形状的柔性橡胶(或内衬橡胶)定子内转动。液体在转子的螺杆作用下通过泵,在转子和柔性定子之间形成一个充满液体的空腔。随着转子的转动,腔体不断向泵的出口端移动。单螺杆泵在我们的工业中广泛使用,特别是在需要将大量液体输送到加压系统的地方,例如输送到搅拌器和发泡器中。2.2.3 离心泵在离心泵中,一个被称为“叶轮”的弯曲转子由电动机在定子内驱动。液体通过壳体中心的进口被吸入泵内,通过离心力被甩出泵外壳体,从壳体出口流出。当液体离开时,它会产生真空,将更多的液体吸入泵中。如果泵里充满了空气,叶轮就不能将其排出,因此液体就不能被吸入泵中。由于这个原因,离心泵在运转前需要“加满”液体。它们被称为“
15、动态”泵,与前面描述的容积泵相反。因此,通过离心泵对流体流量的控制可以通过在出口管道(如控制阀)上施加限制来实现。3. 流量计和控制泵送液体的流量通常是通过改变容积泵的速度或改变离心泵输送侧控制阀的开度来控制的。实际流量可以用各种方法测量:3.1 压降装置3.1.1 节流孔板 孔板由带有特殊形状孔的薄板组成,固定在工艺管道中(见示意图)。当流体通过孔(孔板)时,由于流体通过的面积较小,速度必须增加。为了获得动能,流体压力降低。因此在孔板处速度最大,压力最小。在孔板两侧的管道上安装有测压点,以测量压差(压降),从压差(压降)可以计算流体的速度。3.1.2 文丘里管文丘里管由插入主管道的一段特殊形
16、状的管子组成(见示意图)。文丘里管的入口和喉部之间产生了一个压差,这个压差可以用与孔板类似的方法通过测压点来测量3.2 涡旋流量计 石膏板厂最早使用的流体计量系统是由底部最窄的锥形玻璃管组成的转子流量计。在管道内部是一个实心圆锥“浮子”,有凹槽切割的一边,使其旋转和集中在管道时,发生了流动。当流体通过转子流量计时,由于流体的速度,浮子上升。然而,随着浮子的上升,由于管的锥形,浮子和管壁之间的面积增加。当相同流量的液体的面积增大时,速度会减小(因为流量=速度*面积)。因此,当速度减慢到一定程度时,流体只能支持浮子,而不能使浮子进一步升高。因此,管道中浮子的高度是流体流速的度量。转子流量计是一种相
17、对便宜的测量设备,可以购买为最常见的流体进行预校准。他们的主要缺点是:(1),玻璃可能会变色,所以很难看到浮子的位置,(2)如果流体包含悬浮物,这可能成为提出浮动和管壁之间,导致不正确的阅读和(3)是用玻璃做成的,影响下的管会击碎。推动式流量计在这种类型的流量计中,流体的流动是从流量计内的机械部件的运动推送出来的。这种流量计最常见的形式是扇形流量计和涡轮流量计。两者都由一个装置组成,该装置安装在管道内,通过管道的流体运动使其旋转。然后使用直接或间接连接到涡轮(或风扇)的外部设从旋转速度推送出流量: 风扇型流量计 涡轮流量计3.4 电磁流量计当导体穿过磁场时,就会产生一种电磁力,使电流流过导体。
18、这是电磁流量计(或磁流量计)所采用的原理。在这种情况下,与磁场成直角流动的流体使电流沿垂直于磁场和流体流动的方向流动。流体本身必须具有导电性,并且仪表的管道系统的短段必须是非导电性的,否则产生的电力将泄漏到地上。流体产生的电流与流体通过磁场的速度成正比,因此,只要知道管道的横截面积,就可以计算出体积流量。流量计需要对每一种不同的流体进行校准,因为具有不同导电性的流体对于相同的流量会产生不同的电流。电磁流量计相对于其他类型的优点包括: 所有“工作部件”都在管道系统之外,因此在工厂运行时可以进行维护。 管道内没有障碍物意味着不会对流动产生阻力,也不会对堆积造成额外的危险。 如果需要,可以沿管道任意
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