Соколов М. В., Гуревич А. Л.
Автоматическое дозирование жидких сред. — Л.: Химия, 1987. — 400 с.
Впервые в отечественной литературе дается полное изложение современных методов и систем регламентации расходов жидких сред, в основном агрессивных и токсичных. Приведены методы выбора структур дозирующих систем и расчета их оптимальных параметров, описана аппаратура для дозирования с пневматическим, электрическим и комбинированным управлением. Большое внимание уделено справочному материалу, необходимому для выбора оптимальных структур, типов и систем регламентации.
Для технологов, механиков, проектировщиков, специалистов по автоматизации и приборостроению.
Табл. 30. Ил. 241. Библиогр. список: 385 назв.
ВВЕДЕНИЕ
В технологических процессах химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, пищевой, медицинской и других отраслей промышленности все большее значение приобретает регламентация расходов веществ, в частности, жидких сред, поскольку основной задачей в технологических процессах в конечном счете является подача веществ в определенном стехиометрическом соотношении.
Особое значение вопросы регламентации расходов приобрели в свете решений XXVII съезда КПСС, направленных на организацию точного учета продукции, повышение качества выпускаемых изделий и экономию сырья, являющихся одними из важнейших факторов интенсификации производства.
При наличии аппаратуры для жесткой, надежной и точной регламентации расхода — автоматических дозаторов жидкости — системы автоматизации могут быть значительно упрощены за счет исключения систем автоматического регулирования.
Особые трудности возникают при дозировании агрессивных, токсичных и кристаллизующихся сред при необходимости обеспечения высокой надежности и точности. Промышленность нуждается в большом числе модификаций таких устройств, однако серийно выпускаются лишь немногие (в основном, плунжерные насосы-дозаторы). Весьма большое значение имеют дозаторы малых расходов для автоматизации научного эксперимента и при создании аналитических приборов. Несмотря на все возрастающую потребность в системах и средствах регламентации расходов жидких сред, дефицитность их растет. Крупными сериями такая аппаратура не выпускается, обычно разрабатываются и изготавливаются небольшие партии дозаторов самими потребителями. Причиной этого является то, что серийная аппаратура, применяемая для дозирования жидких сред, не является универсальной и требует в каждом конкретном случае проведения исследовательских и экспериментальных работ, зачастую в натуральных условиях. В зависимости от условий эксплуатации приходится изменять не только параметры устройств, но и тип и даже принцип действия. Поэтому, несмотря на простоту и доступность изготовления отдельных конструкций дозирующих устройств, практически на любом предприятии, имеющем станочное оборудование, массовый выпуск систем автоматического дозирования как товарной про-
з
дукции затруднен ввиду многообразия оптимальных модификаций, имеющих различную структуру и характеристики.
По аналогичным причинам разнообразные источники информации, носящие констатационный характер (авторские свидетельства, патенты, информационные листки и пр.), не могут удовлетворить разработчика, так как для исчерпывающей рекомендации по применению какой-либо системы дозирования нужно располагать результатами экспериментальных исследований по данной системе в конкретных условиях. Публикации же обзорного типа для практического применения систем бесполезны.
В настоящей книге обобщены и рассмотрены на базе единой классификации материалы практически по всем пригодным для химико-технологических процессов устройствам дозирования жидких сред — перспективные отечественные и зарубежные авторские свидетельства и патенты, приведены результаты промышленной эксплуатации систем дозирования и другие не всегда доступные широкому кругу читателей материалы. Рассмотрены все существенные пневматические, электрические и гидравлические системы автоматического дозирования, их элементы, методика выбора оптимальных структур и параметров, вопросы проектирования и исследования метрологических и надежностных характеристик САД, основные промышленные системы, используемые в различных химико-технологических производствах. Существенное внимание уделено приобретающим все большее значение специальным системам, используемым для автоматизации экспериментальных установок, в аналитическом приборостроении, в замкнутых контурах подсистемы АСУ с применением микропроцессоров. Материал рассматривается на единой методологической основе.
В основном содержание ориентировано на дозирование агрессивных жидкостей. Особое внимание уделено наиболее мобильным источникам информации — авторским свидетельствам и патентам.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение............................ 3
Глава 1. Основные способы дозирования жидкостей........ 5
1.1. Методы и системы регламентации расходов жидких сред в технологических процессах и экспериментальных установках....... 5
.2. Классификация способов дозирования жидкостей ........ 9
.3. Классификация систем дозирования жидкостей.......... 10
.4. Способы непрерывного дозирования жидкостей.......... 16
.5, Импульсные методы дозирования жидкостей........... 19
.6. Влияние способа дозирования на погрешности систем регламентации
расхода............................ 25
Литература ......................... 26
Глава 2. Системы непрерывного дозирования жидкостей...... 27
2.1. Автоматические системы регулирования расхода......... 29
2.2. Черпаковые (ковшовые) дозирующие устройства......... 32
2.3. Дозирующие устройства сливного типа............. 35
2.4. Метрологические характеристики систем дозирования непрерывного действия . ,.......................... 39
Литература......................... 41
Глава 3. Импульсные системы автоматического дозирования жидкостей 41
3.1. Структура и элементная база импульсных систем дозирования . ... 42
3.2. Частотно-импульсные системы автоматического дозирования с электрическим управлением...................... 45
3.3. Частотно-импульсные системы автоматического дозирования с пневматическим управлением.................... 50
3.4. Бесклапанные, время-импульсные и амплитудно-импульсные системы автоматического дозирования.............. . 56
3.5. Выбор параметров импульсных систем автоматического дозирования 63
3.6. Плунжерные и поршневые насосы-дозаторы........... 64
3.7. Мембранные и сильфонные насосы-дозаторы........... 73
3.8. Метрологические характеристики насосных импульсных систем автоматического дозирования.................... 79
Литература......................... 83
Глава 4. Исполнительные устройства импульсных систем автоматического дозирования с электрическим управлением..... 84
4.1. Исполнительные устройства напорного истечения......... 85
4.2. Исполнительные устройства свободного истечения........ 104
4.3. Методика расчета быстродействия исполнительных устройств свободного истечения ....................... 112
4.4. Методика расчета быстродействия исполнительных устройств напорного истечения....................... 118
396
4.5. Электромагнитные клапанные распределители систем импульсного дозирования.......................... 127
4.6. Методика расчета электромагнитных систем с большими фиксированными зазорами....................... 136
4.7. Основные источники погрешностей исполнительных устройств импульсных САД и методы их уменьшения............ 141
Литература ......................... 146
Глава 5. Исполнительные устройства импульсных систем автоматического дозирования с пневматическим управлением .... 148
5.1. Прямодействующие клапаны импульсных исполнительных устройств
с пневматическим управлением ................. 148
5.2. Исполнительные устройства свободного истечения с мерной емкостью 154
5.3. Дозирование в аппараты, находящиеся под давлением, и из трубопроводов ........................... 161
5.4. Исполнительные устройства напорного истечения с пневматическим управлением.......................... 166
5.5. Дозаторы суспензий и кристаллизующихся сред......... 175
5.6. Прямодействующие пневматические и пневмогидравлические насосы-дозаторы ..................,......... 182
5.7. Методика расчета основных характеристик исполнительных устройств
САД с пневматическим управлением.............. 194
Литература......................... 199
Глава 6. Управляющие устройства импульсных систем автоматического дозирования.................." . 201
6.1. Электромеханические приборы управления........... 201
6.2. Основные типы электрических и пневматических преобразователей 205
6.3. Цифровые электронные приборы управления........... 207
6.4. Пневматические приборы управления.............. 214
Литература......................... 223
Глава 7. Системы контроля и обеспечения надежности импульсных
систем автоматического дозирования жидкостей ...... 223
7.1. Системы контроля среднего значения расхода........... 224
7.2. Системы обеспечения надежности САД с электрическим управлением 227
7.3. Системы обеспечения надежности САД с пневматическим управлением 233
7.4. Сглаживание пульсаций импульсных САД............ 238
Литература ......................... 241
Глава 8. Специальные виды систем автоматического дозирования . . 241
8.1. Системы дозирования для поддержания соотношения расходов . . . 241
8.2. Системы программного дозирования............... 251
8.3. Групповые и многоканальные системы автоматического дозирования 253
8.4. Порционные дозирующие устройства .............. 258
8.5. Пробоотборные устройства ................... 264
8.6. Системы автоматического дозирования с применением ЭВМ .... 274
Литература ......................... 281
Глава 9. Автоматическое дозирование больших количеств жидких сред 283
9.1. Системы с автоматическими мерниками ............. 283
9.2. Счетно-дозирующие устройства непрерывного действия...... 285
9.3. Счетно-дозирующие устройства дискретного действия....... 291
Литература ......................... 293
397
Глава 10. Системы дозирования для автоматизации экспериментальных установок и аналитических приборов........ 293
10.1. Безымпульсные микродозировочные питатели дискретного действия 294
10.2. Дозаторы микроколичеств жидкостей на повышенные давления . . . 301
10.3. Снижение пульсаций расхода в микродозаторах повышенного и высокого давления ....................... 306
10.4. Автоматические бюретки.................... 309
10.5. Перистальтические дозаторы.................. 314
10.6. Пробоотборные устройства аналитических приборов....... 325
10.7. Специальные методы дозирования малых расходов........ 333
Литература ......................... 340
Глава 11. Исследование и эксплуатация систем автоматического дозирования жидких сред в химико-технологических процессах 342
11.1. Особенности создания и эксплуатации объемных систем автоматического дозирования ..................... 342
11.2. Организация предварительных экспериментальных исследований элементов САД........................ 346
11.3. Исследование метрологических характеристик САД....... 350
11.4. Испытательные стенды для исследования САД.......... 355
Литература ......................... 360
Глава 12. Применение импульсных дозаторов в системах управления 361
12.1. Системы автоматического дозирования в замкнутых контурах АСР 361
12.2. Параметрический синтез одноконтурных систем управления с ЧИД 367
12.3. Оптимизация в импульсных системах управления с ЧИД..... 368
12.4. Специальные исполнительные устройства для систем непосредственного цифрового управления ................ 371
Литература ......................... 373
Глава 13. Основные промышленные системы автоматического дозирования жидких сред ................. 374
13.1. Системы автоматического дозирования в технологических процессах неорганической и органической химии........... 374
13.2. САД в технологических процессах производства пластических масс 380
13.3. САД в технологических процессах нефтехимических производств 383
13.4. САД в технологических процессах цветной металлургии..... 386
13.5. САД жидких сред в подводных лабораториях.......... 390
Литература ......................... 394
Цена: 150руб.
