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了解用于计量液体的各种系统以及对压力表的要求

返回列表发布日期:2019-07-13 10:00:59    |    


      在现代工业中,对过程的最佳控制变得越来越重要。过程优化的历史技术完全依赖于计量压力表的能力; 今天的注意力更多地集中在测量设备上。这并不意味着压力表没有规格。压力表仍然需要高度可靠和稳定。但稳定性不一定来自传统压力表的绝对精度,而是源于替代解决方案的线性和可重复性。
今天,最常用的液体剂量方法是:
      —重力系统 - 实现低精度和相对较低的流量,但价格低廉且无需维护。
      —不锈钢压力表 - 主要用于压力有限的大流量,绝对精度不太重要。
      —差压压力表 - 可能是传统压力表的最突出的替代品。在高达17巴的压力和几—乎任何粘度下压力表送大流量和小流量的能力使其对受控系统具有吸引力。缺点是内部滑动和磨损。
      —传统压力表 - 适用于高流量和低流量,压力和粘度的往复压力表。
      这里的问题是:非传统的往复压力表如何提供替代解决方案?此外,这些替代方案与传统系统相比如何?为了给出正确答案,我们必须更多地了解用于计量液体的各种系统以及对压力表的要求。
      非传统压力表解决方案需要具有反馈或控制的系统。为了获得最大精度,必须在必要时监控和调整压力表的性能。这可以通过各种方式实现,例如:
      —测量流量并将其与设定值进行比较。
      —测量系统压力并将其与设定值进行比较。
      —通过将容器放置在称重传感器上并将其与给定配方进行比较来确定部分流的重量。
      —观察最终产品的质量,并在此过程中进行手动调整。
      上述方法按准确度列出,但目前都在工业中使用??梢允褂闷渌涮?,但本文的范围将集中在这些技术上。下面是每种方法的示例,并附有说明,将它们放在用户要求的上下文中。所有这些都已经运行了几年并且已经建立了可靠性。
压力表加药要求
      最终用户对最终产品感兴趣。系统应尽可能简单,不得对性能做出任何让步 - 额外的项目会增加成本,可能需要保养和维护。此外,还可以根据系统需求考虑其他参数,例如:
      —线性 - 压力表的输出应与系统输出成比例。如果系统将输出增加10%,压力表的速度将增加10%,流量必须增加10%。没有这种线性,响应时间将太长,或者系统可能开始捕猎。
      —可重复性 - 在可能存在许多不同工作点的情况下,速度和流量之间的比率需要固定。当从一点移动到另一点并再次返回时,压力表必须提供一致的,可重复的流量。
      —响应 - 压力表应立即响应流量或压力的变化。如果调整和稳定输出之间的时间太长,则过程的质量会受到影响,并且产品可能会被破坏。
      在所有这些方面,替代的往复压力表具有经过验证的性能 - 使用高质量的往复压力表与良好的电机和频率驱动相结合,产生与传统压力表技术类似的精度。
系统控制
      与通过改变行程长度来控制流量的传统压力表不同,替代的往复压力表需要速度调节。过去,机械式变速器是唯一的选择。它们价格昂贵,对变化反应缓慢,机械部件磨损导致非线性响应。这些缺点使得这种类型的设备比传统的计量技术缺乏吸引力。随着更小,更实惠的变频器的发展,为速度控制系统开发了一个全新的市场。
但它不仅有利于变频器的尺寸和价格,而且还适用于往复压力表。现代驾驶也很有利,因为:
      它适用于模拟(4-20 mA,0-10 V)和数字输入。
      它内置了控制器(PI / PID)。
      它为反馈系统提供各种输出。
      它提供警报功能,以警告性能问题。
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用流动系统给药
      随着更好,更便宜和更可靠的流量计包装的发展,流量系统的精度通?;诹髁考贫皇茄沽Ρ?。除了低脉动之外,还有实现精确度的基本前提条件,例如线性和再现性。往复压力表非常适合满足这些要求,允许系统依赖流量计的读数。各种流量计可用于此类应用。最常见的类型是:质量流量(科里奥利); 磁流; 正位移(例如,椭圆形,齿轮或活塞); 和涡旋。在下文所示的示例中,使用齿轮式仪表。
应用:流量控制
      软泡沫用于家具或隔音材料。制造过程本身很简单 - 即按比例混合两种液体,并且会发生化学反应,体积会大幅增加。但不正确的比例会导致火灾。在一个示例中,制造商使用三个往复压力表来注入MDI(表1)。
      表1.用于注入MDI的基于流量的控制系统中的三个往复压力表的规格。该系统由两个独立的工作单元组成。压力表通过装有液位控制装置的罐顶部的喷嘴以50巴的压力供应液体。水箱供给水压力表。在长排出管线的末端,液体以约90巴的压力注入旋转混合头中。
      安装在离混合器大约两米处的流量计向过程计算机发出数字信号,并通过电机控制器调节压力表(图1)。
图1.安装在离混合器大约两米处的流量计向过程计算机发出数字信号,并通过电机控制器调节压力表。
为了获得最大精度,系统以循环模式启动所有过程参数。在流量和压力稳定达到五分钟后,三通阀切换,实际过程开始。
优点:
      提高流量计的可靠性可改善整个系统的运行
      可以完全自动化
      可以在位置上查看系统参数
      良好的可控性
缺点:
      与高质量压力表,驱动器和控制器相关的高成本
      管道和辅助设备必须适合流量计
      达到所需精度所需的额外设备(脉动阻尼器)
      质量流量计比压力表更昂贵
其他配料单元致力于流动原理:
      以可可质量的适当比例喷洒水和盐
      将绿色和红色染料添加到燃料中
      将添加剂加入高压系统的排放中
      在化工行业应用反渗透系统的研发
      精确加入水和油,用于连续生面团
      加入乙二醇以稳定高温水泥
用压力系统加药
      虽然不如流量计控制精确,但由于其简单性,因此压力加药很受欢迎。压力加药背后的理论基于压力和流量之间的以下关系:
      在这个简单的公式中,人们可以看到,在有固定开口的地方,流量的增加会自动导致压力增加,而流量的减少将导致压力下降。在现场,压力表或传感器可提高系统精度。只需很小的压力变化,就必须调节压力表速以达到可接受的精度水平。这只能通过将现代压力传感器与快速响应控制器和变频器结合使用来实现。
应用:压力控制
      蛋白质制造商使用两个压力表来保存产品(表2)。
表2.用于基于压力的控制系统中用于保存蛋白质产品的两个压力表的规格。在该系统中,喷嘴位于容器的灌装线中。当产品通过某一点时,注入酸。根据经验,操作员调整速度以提供可提供最佳结果的压力。这是过程的设定点,从这一点开始,控制器接管,保持压力。监测压力和压力表速,一旦出现不可接受的偏差,操作员就会进行干预。该特定系统已运行五年以上,具有良好的准确性和可靠性。
优点:
      简单性提供高可靠性
      成本效益
      可以现场查看所有系统参数
缺点:
      对压力传感器/驱动器和控制器的质量要求很高
      需要监控
      喷嘴磨损直接影响流动
      可能需要额外的设备(例如,脉动阻尼器)
其他加压装置致力于压力原理:
      喷洒脂肪,为宠物食品提供光泽表面
      将添加剂加入反应容器或管道中
      将调味料注入香肠
      基于称重的剂量
在加入固体的系统中,通过产品重量控制是常见的。这部分是由于重量单元的高精度。当负载放在重量单元上时,      金属被拉伸,并且长度的增加表示重量的值。
应用:重量控制
      混凝土生产通常使用该系统。有高科技和大宗供应商混合各种添加剂,以实现更高的强度,更长的适用期,甚至颜色变化。将大型研磨机放在重量单元上,并通过传送带输入水泥,沙子和砾石。为了优化混凝土的强度,将添加剂通过喷嘴喷射到砂子上。非常重要的是,该添加剂的量总是正确的比例,因此使用三重控制。产品配方存储在过程计算机中。
      输送机启动,组件逐个倾倒在皮带上。当沙子到达时,压力表的基本速度(表3)直接受到皮带速度的影响(图2)。从那一刻开始,两者的重量被精确定义(即,沙子的重量+液体的重量)。比率和绝对重量都是用其他产品填充磨机的标准。
表3.用于支持混凝土搅拌的基于重量的控制系统的压力表的规格。图2.输送机启动,组件逐个倾倒在皮带上。当沙子到达时,压力表的基本速度直接受到皮带速度的影响。该特定系统已运行五年以上,客户对准确性和可靠性非常满意。
优点:
      简单可靠
      可以在现场概览所有系统参数
缺点:
      需要高质量的压力传感器/驱动器和控制器
      需要监控
      可能需要额外的设备(例如,脉动阻尼器)
      初始成本高
其他配料单位致力于重量原理:
      在可可豆上以适当的比例喷洒水和盐
      添加剂在水管中加入
通过手动控制给药
      尽管人类感官似乎是最不准确的控制手段,但是有很多系统以这种方式运行。人们可以看,闻,品尝(虽然不是每个行业),从而判断产品的质量。但这仍然属于精确压力表送范围吗?即使使用这种方法,也无法检查每件产品。操作员必须依赖系统的稳定性,并且通常只能随机采样。
应用:手动控制
一家公司生产现代化的办公家具,它使用两个压力表。制作桌面的过程包括两个阶段:
      —将木制插件放入模具中
      —用塑料注入所有开放空间
该公司生产多种型号,一种尺寸和一种颜色的桌面,因此需要相应地修改生产过程和压力表输出(表4)。
      表4.用于支持桌面制造的手动控制系统中的压力表的规格。压力表送的液体是多元醇和MDI,类似于前面提到的软泡沫应用,但是具有不同的比例。为了获得顶层所需的颜色,将多元醇与着色液体混合。该装置在循环回路中启动,当流量稳定时,阀门打开,受控量的多元醇和MDI从喷嘴流出并开始化学反应(图3)。通过不断称量多元醇,MDI含量缓慢增加或减少。只要获得最佳混合物,需要手动调节比例。然后开始填充模具,依靠压力表的精度和稳定性,在生产过程中保持一致性。
      图3.装置在循环回路中启动,当流量稳定时,阀门打开,受控量的多元醇和MDI从喷嘴流出并开始化学反应。
优点:
      到目前为止最简单的设计
      经济有效
      可以非??焖俚厥视Ω牟坊蚺浞?br />       非常适合有限数量的运行
缺点:
      可能需要很长时间来稳定过程
      批次内的质量变化可能不会被注意到
      调整和控制系统所需的额外设备
      准确性取决于人的输入
其他计量单位从事手工原则:
      在可可豆上以适当的比例喷洒水和盐
      添加剂加入水线
应用优势
往复压力表的哪些特性使其成为高精度压力表送的理想替代品?
      经过验证的准确性和可重复性
      相对于性能而言非常小
      高速不需要变速箱
      三膜或五膜设计提供非常小的压力和流量变化; 通??梢栽诓皇褂寐龆枘崞鞯那榭鱿率褂帽曜伎刂粕璞?br />       有竞争力的价
      广泛的组件材料随时可用,与压力表的使用寿命相比成本更低
      维护简单快捷; 不需要特别的调整或修理程序
      交货时间快
      我们在压力表行业拥有60年的经验。我们公司主要服务于石油,天然气和化学工业,尤其擅长无密封压力表技术。想了解更多压力表的知识请联系我们的专家团队。
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