计量下料器自动监控装置的设计与应用

2022-09-10

聚合物干粉分散溶解装置是聚合物装置中的核心装置, 该装置的性能将直接影响到整套聚合物装置的运行和驱油效果的优劣。其主要作用是把一定质量的聚合物干粉均匀地分散于一定质量的低矿化度清水中, 经过初步溶解, 配制成方案规定浓度的混合溶液 (母液) , 然后输送到熟化罐进行熟化。该装置的关键部分是计量下料器, 其计量精度直接影响到聚合物分散装置配置聚合物溶液的浓度。一般采用直流电机带动计量螺杆装置, 通过控制计量螺杆装置的转速来调节干粉的下粉量。计量下料器的自动化程度较高, 但是在生产运行中发现当计量下料器电机正常运转, 而计量下料器不下粉时, 自动化程序却没有任何故障提示方式, 值班人员由于不能及时发现故障, 致使清水单线进入溶解罐, 导致母液和单井的浓度和粘度都大大低于方案指标要求, 严重影响了注聚质量[1,2,3,4]。

本文对引起指标不合格的原因进行了调查, 引起注聚指标不合格的主要原因有下料器堵塞, 震动器故障和电机卡死。当下料器堵塞, 震动器故障和电机卡死现象发生时, 计量下料器不下粉, 自动化程序无故障提示方式。引起计量下料器不下粉的主要因素有两点:干粉潮湿和下料器发生故障, 这两个因素是注聚管理过程中难以避免的生产问题, 因此从实时监控下粉情况入手, 经反复实践, 成功研制了计量下料器自动监控装置, 实时监控干粉下粉情况, 达到了计量下料器发生故障及时监控报警的目的。

1 装置组成[5]

计量下料器自动监控装置由变压整流装置、红外线光电感应装置、中间继电器、无线报警装置4部分组成。

1.1 变压整流装置

计量下料器电机的电源来自于自动化分散自动控制系统, 属于220V的交流电, 而适合计量下料器自动监控装置的工作电压为12V的直流电压, 为了获得稳定的低压直流电, 必须对电源进行变压整流。

设计原理如图1。交流电经变压后, 利用二极管的单向导电性, 把正弦交流电变换成脉冲直流电, 通过滤波使脉冲直流电变的比较平滑, 再经稳压环节后, 输出平滑且稳定的直流电压。

1.2 红外线光电感应装置

通过红外线光电感应器检测计量下料器是否下粉, 当计量下料器正常下粉, 红外线光电感应器电路保持为常开状态, 当计量下料器发生异常情况不下粉时, 红外线光电感应器电路闭合, 接通无线报警电路。

设计原理为:由红外线光电感应器投光器发射出来的调制红外光束被检测物体反射回来, 反射回来的红外线被受光器接收后, 由电子开关线路驱动回路。

1.3 中间继电器

采用的是漫反射型红外线光电感应器, 其电路为常开电路, 下料时红外线光电感应器发射出的红外线遇干粉反馈回来, 从而接通电路实现报警, 同理, 不下料时, 电路处于常开状态, 无法实现报警, 与设计的触发方向恰恰相反, 因此在电路上安装了一个电磁继电器, 通过改变触发方向, 实现下料不报警, 不下料报警, 从而达到的预期目标。

设计原理为:当线圈通电以后, 铁心被磁化产生足够大的电磁力, 吸动衔铁并带动簧片, 使动触点和下方静触点闭合;当线圈断电后, 电磁吸力消失, 衔铁返回原来的位置, 动触点和上方静触点又恢复到原来闭合的状态。

1.4 无线报警装置

当红外线光电感应器电路接通, 无线报警装置进行无线报警。

设计原理为:当接通发射器电路时, 发射电路得电工作, 振荡器自由振荡, 产生的音频信号通过电容加至射频信号振荡器的调制端并对超高频振荡信号进行调频后向空中发射;由接收器天感应到的调频波经解调器解调后输出, 通过音频功放集成电路, 将音频信号作进一步功率放大后推动扬声器发声报警。

2 应用效果

将计量下料器自动监控装置安装在分散溶解装置下料器一侧, 电源端接在下料器接线盒内, 计量下料器自动监控装置与计量下料器同步运转, 当正常下料时, 红外线光电感应器投光器发射出的调制红外光束遇到干粉被反射回来, 红外线光电感应器受光器接收到反馈信号后驱动回路, 电路接通, 电磁继电器线圈通电, 使铁心产生电磁力, 衔铁在电磁力的吸合作用下, 带动动触点向下运动, 与下方静触点闭合, 不触发报警电路。

当不下料时, 红外线光电感应器投光器发射出的调制红外光束因没有被检测物无法被反射回来, 受光器接受不到反馈信号, 红外线光电感应器电路保持为常开状态, 电磁继电器线圈不通电, 无法产生电磁力, 动触点与上方静触点保持在闭合状态, 此时无线报警电路接通, 无线报警发射器开始发射报警信号, 无线报警接收器接收信号后, 实现无线报警。