Инновационные расходомеры для измерения сыпучих веществ в аэрожелобах
Отличительной особенностью компании SWR engineering является ее ориентация на разработку нетрадиционных инновационных технологий измерений и обработки сигналов, в ряде случаев меняющих сложившиеся представления о процессе измерения параметров сыпучих материалов и пыли. В данной статье рассказывается о последней разработке компании - микроволновом измерителе расхода сыпучих веществ в аэрожелобах SlideControl, который был впервые продемонстрирован в сентябре 2008 г. на выставке POWTECH в Нюрнберге (Германия).
В настоящее время для транспортировки разнообразных сыпучих материалов (цемента, гипса, гипса, извести, золы, зерна и т.п.) широко применяются аэрожелоба, представляющие собой трубопровод из двух коробов, разделенных воздухопроницаемой микропористой перегородкой (например, из текстильной ткани), при этом нижний короб служит воздухопроводом, а верхний является транспортным лотком. Сыпучий материал, насыщенный проходящим через пористую перегородку воздухом, приобретает свойства текучести и перемещается с достаточно высокой скоростью по транспортному лотку аэрожелоба, который устанавливается с незначительным уклоном (4 - 10 градусов). Благодаря использованию аэрожелобов эффективно решается задача горизонтального перемещения сыпучего материала на любые расстояния в пределах производства и его распределения по производственным участкам с точки зрения минимизации энергозатрат и механического износа оборудования.
Еще совсем недавно измерить расход сыпучих веществ, перемещаемых в аэрожелобах, непосредственно во время процесса транспортировки, выполняя измерения в реальном масштабе времени, было невозможно. В настоящее время предлагаются решения данной проблемы, например, путем использования специальных измерительных желобов, формирующих определенным образом поток сыпучего материала, усилие воздействия которого воспринимается датчиком нагрузки, или же для этих целей применяются специальные встроенные измерители веса. Подобные измерительные системы являются электромеханическими, требуют значительного объема дополнительного пространства для инсталляции и практически исключают последующие модернизации или переоборудование.
Компанией SWR engineering разработан уникальный микроволновый прибор SlideControl, предназначенный для измерения в реальном масштабе времени расхода сыпучих веществ в аэрожелобах.
 |
| Внешний вид и принцип действия расходомера SlideControl |
Данный прибор интегрируется непосредственно в аэрожелоб и практически не требует дополнительного производственного пространства. В основе работы данного прибора лежит новая запатентованная технология, основанная на измерении объемного расхода сыпучего материала, перемещаемого в аэрожелобе, путем измерения высоты перемещаемого материала и его скорости. Плотность материала предварительно вводится в прибор.
Прибор монтируется сверху аэрожелоба, внутрь которого вводится специальная измерительная пластина, помещаемая непосредственно над текстильной перегородкой. Измерительная пластина состоит их двух частей - в первой ее части датчиком измеряется высота материала в контрольной точке, а во второй части пластины с помощью двух датчиков, расположенных на фиксированном расстоянии друг относительно друга, коррелятором измеряется скорость потока.
В результате перемножения измеренных значений скорости (м/с) и высоты материала (м) на известную ширину аэрожелоба (м) получается текущее значение объемного расхода сыпучего материала (м³/с). В приборе имеются два аналоговых выхода 4 - 20 мА для выдачи измерительных сигналов, пропорциональных объемному расходу и скорости материала в аэрожелобе.
Произведение рассчитанного объемного расхода (м³/с) на известную плотность материала (кг/м³) позволяет получить текущий массовый расход сыпучего материала (кг/с).
Прибор SlideControl легко монтируется на верхней поверхности аэрожелоба с помощью специального монтажного узла и фиксируется хомутом, что позволяет легко проводить обслуживание, технологические осмотры и ремонт прибора.
 |
| Монтаж расходомера SlideControl |
В зависимости от геометрических размеров аэрожелоба используются измерительные пластины трех размеров 150, 200 и 250 мм, длина которых регулируется при монтаже в пределах ± 25 мм. Данные пластины являются сменными и легко заменяемыми.
Прибор позволяет проводить измерения мгновенного расхода сыпучего материала в аэрожелобе с погрешностью ±5%.
В случае, когда необходимо измерить расход с максимально возможной точностью, вводимая в прибор плотность сыпучего материала уточняется с учетом возникающей при транспортировке текучести материала и при дальнейших измерениях операции производятся уже с текущей плотностью материала. Для этого измеряется высота слоя материала на текстильной перегородке при подаче воздуха в аэрожелоб и при ее прекращении. На основании этих измерений определяется текущая плотность материала, которая вводится в прибор.
δтек = δ × hнорм / hтек
где
| δтек | - текущая плотность материала; |
| δ | - известная плотность материала; |
| hнорм | - высота материала на текстильной перегородке без подачи воздуха; |
| hтек | - высота материала на текстильной перегородке при подаче воздуха. |
Плотность используемого материала, как правило, известна заранее или легко определяется лабораторным путем.
Кроме того, в приборе SlideControl предусмотрена процедура калибровки с помощью в помощью встроенной функции тоталайзера, который показывает расход сыпучего материала за определенный интервал времени. При калибровке сравниваются показания тоталайзера за заданный интервал времени и вес материала, собранного на выходе аэрожелоба за это же время, измеренный весами. На основании этих двух замеров рассчитывается поправочный калибровочный коэффициент.
 |
| Действующая система измерения SlideControl |
Первый опыт применения расходомеров SlideControl показал высокую эффективность новой технологии измерения расхода сыпучих материалов в аэрожелобах и широкие перспективы ее дальнейшего внедрения в различных отраслях промышленности.