Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Насосами.
|
|
М1, М2 – електродвигуни приводів
насосів Н1, Н2.
SB1, SB2 – кнопки пуску і зупинки
насосу Н1 в ручному режимі;
SB3, SB4 - кнопки пуску і зупинки
насосу Н2 в ручному режимі;
SА1, SА2 – перемикачі режимів роботи;
SА3 – перемикач резерву;
Н1 Н2 ДР – електродний датчик рівню;
К1 – реле контролю наявності напруги;
К2 – аварійне реле;
К3, К4 – реле керування Н1, Н2;
КМ1, КМ2 –силові контактори М1, М2;
HL – лампа контролю напруги в колі
керування.
QF1 – QF3 – автоматичні вимикачі.
З двох насосів один є робочим, - другий є
резервним, що задається перемикачем SА3.
В положенні І Н1 (М1) –робочій, Н2 (М1) –
резервний, а в положенні ІІ, - навпаки.
Робота схеми в автоматичному режимі.
SА1, SА2 в положенні «А», SА3 в положенні «І», контакти якого в колах керування К3 робочого і К4 резервного насосів замкнені. Але ці кола лиша -ються розімкненими внаслідок відсутності контактів електродів 2 і 3 з ріди -
ною.
При підвищенні рівню рідини в резервуарі до електроду 2 коло котушки К4 замикається, реле спрацьовує і його контакт подає живлення в котушку КМ1 і стає на самоблокування через контакт електроду 1. Вмикається електродви -гун М1 першого насосу Н1, який буде працювати поки рівень рідини не спаде нижче електроду 1.
Якщо вийде з ладу робочій насос або продуктивність його буде недостат -ньою, рівень рідини буде підвищуватися до контакту з електродом 3 датчика рівню. При цьому отримає живлення котушка К3, яке спрацює і увімкне КМ2
електродвигуна М2 резервного насосу. Резервний насос зупиниться при па -дінні рівня нижче електроду 1.
При досягненні рідиною електроду 4 спрацює реле К2, яке вмикає коло аварійної сигналізації.
Кола сигналізації отримують живлення від окремих (аварійних) джерел.
Контрольні запитання.
1. Призначення та застосування компресорів, вентиляторів та помп на виробництві.
2. Типи компресорів, вентиляторів та помп.
3. Напишіть вираз для вибору потужності двигуна компресора і поясніть всі величини, що входять в цей вираз.
4. Напишіть вираз для вибору потужності двигуна відцентрового вентилятора і поясніть всі величини, що входять в цей вираз.
5. Напишіть вираз для вибору потужності двигуна відцентрової помпи і поясніть всі величини, що входять в цей вираз.
6. Способи пуску синхронного і асинхронного двигунів за допомогою типової станції керування (опишіть суть способу).
7. Способи регулювання частоти обертання двигунів компресорів, вентиляторів та помп.
8. Будова поплавкових реле рівня:
- контактних;
- герконових;
- індуктивних;
- фотоелектричних.
9. Схеми включення індуктивних і ємнісних датчікив.
Розділ 6. Електротермічне устаткування та устаткування
для електрозварювання.
Тема 6.1. Загальні відомості про електротермічні установки. (ЕТУ)
1. Призначення і класифікація електротермічних установок.
Електронагрів широко використовується на підприємствах машинобудив -
ництва при виробництві фасонного литва з металів і сплавів, нагрівання заготовок перед обробкою тиском, термічної обробки деталей, сушіння ізоляційних матеріалів та ін..
Електротермічною установкою називається комплекс, який складається з електротермічного обладнання, за допомогою якого електрична енергія пере- творюється на теплову, а також електричного, механічного та іншого облад -нання для забезпечення робочого процесу в установці.
Класифікація електротермічного устаткування:
А) – по призначенню:
- плавильні печі для виплавляння сплавів;
- нагрівальні установки для термообробки виробів з металу і нагріву матеріалів під пластичну деформацію;
- сушильні установки для сушіння виробів.
Б) – по способу перетворення електричної енергії в теплову:
- пристрої і печі опору;
- дугові печі;
- індукційні печі і пристрої.
Різновидом електротермічного обладнання являються установки електрич - ного зварювання, які призначені для нероз’ємного з’єднання металевих даталей.
Електротермічне устаткування, яке випускається серійно, має позначення для відображення способу нагріву, конструктивних відзнак і особливостей технологічного характеру.
Таке позначення складається з трьох основних букв, декількох цифр і допо- міжних букв.
Перша основна буква указує на спосіб нагріву, наприклад: Д — дуговий, И — індукційний, С — опором.
У плавильних печей друга основна буква позначення визначає основний метал, для плавки якого призначена піч: А — алюміній та його сплави; М — мідь та її сплави (крім латуні); Л — латунь; О — олово, свинець, бабіт; С — сталь і жаростійкі сплави; Ч — чавун та ін. Третя основна буква характеризує важливий конструктивний признак плавильної печі, наприклад, для дугових печей: П — с поворотним зведенням; Б — барабанна; для індукційних печей: К—канальна, Т—тигельна; для печей опору: Т — тигельна, К — камерна, Б — барабанна. Може добавлятися и четверта (допоміжна) буква, наприклад буква М, для позначення міксера. Цифра після буквеного позначення для більшості плавильних печей визначає ємність печі в тоннах.
У термічних печей опору драга основна буква характеризує основний конструктивний признак: А — карусельна; Б — барабанна; В — ванна; Д — с висувним подом; К — конвеєрна; Н — камерна; Р — рольгангова; Т — штовхальна; Ш — шахтна та ін. Третя основна буква для цих печей показує характер середовища в пічному просторі: А — азотувальна; 3 — захисна; О — окислювальна (повітря); С — сіль, селітра; Ц— цементаційна і т. д.
Після букв слідують розміри робочого простору в дециметрах. У всіх печей через дріб указується максимальна температура в сотнях градусів Цельсію (°С). Для агрегатів з декількох печей позначення агрегату відповідає позна -ченню першої печі з додаванням букви А, знаменник відповідає температурі останньої печі агрегату. До позначень печей з камерами охолодження додається буква X і цифра, яка визначає довжину камери в дециметрах.
У індукційних пристроїв друга, основна буква позначає технологічне призначення: Н — нагрівальне; 3 — гартівне; третя буква характеризує вид виробу, який нагрівається або характер нагріву: М —мірні заготовки; П — прутки; У — ділянковий (місцевий) нагрів і т. д.
Після букв ставляться цифри, які показують потужність пристрою в десятках кіловат, і остання цифра (буква) вказує на частоту струму в кГц, наприклад: 1 —1000 Гц; 8— 8000 Гц; П — 50 Гц («промислова» частота).
Приклади позначень електропечей: СКЗ-4.30.1/9 — конвеєрна електропіч опору з захисною атмосферою, розмірами робочого простору 0, 4X3X0, 1 м та з температурою 900°С; СНО-3.6, 5.2/7 — камерна електропіч опору з повітряною атмосферою, розмірами робочого простору 0, 3X0, 65X0, 2 м та температурою 700°С; ИЛК-1 —індукційна канальна електропіч для плавки латуні, ємність 1 т; ДСП-1, 5 — дугова сталеплавильна піч з поворотним зведенням, ємність 1, 5 т.
2. Електропостачання електротермічних установок.
Електротермічні установки, як правило, мають електроживлення змінним струмом. Відносно забезпечення надійності електропостачання електротер -мічні установки належать до електроспоживачів ІІ і ІІІ категорії.
Електроустановки дугових печей отримують живлення від власних ТП, до складу яких входять спеціальні, пічні трансформатори потужністю до 40 МВ·А. Пічні трансформатори мають підвищену надійність та динамічну стійкість струмоведучих частин і кріплень. Для печей з завантаженням до 3 т пічні трансформатори мають масляно-повітряне охолодження, а для печей з завантаженням 5÷ 100 т – масляно-водяне з примусовою циркуляцією масла.
Установки індукційного нагріву отримують електроживлення змінним струмом промислової (50 Гц), підвищеної або високої частоти.
А) електромашинні перетворювачі типів:
- ВПЧ потужністю від 12 до 100 кВт, на частоту 2, 4÷ 8, 0 кГц;
- ППЧВ потужністю від 150 до 500 кВт, на частоту 1, 09÷ 10 кГц.
Б) тиристорні перетворювачі частоти типів:
- ТПЧ потужністю від 160 до 3200 кВт, на частоти 0, 5; 1, 0; 2, 4; 8, 0 кГц;
- СЧИ потужністю 100 і 250 кВт, на частоту 3, 0 кГц з регулюванням 67÷ 100 % від Fном.
В) генератори гартувальних індукторів потужністю 25÷ 250 кВт, на частоти 66 або 440 кГц. (Л3-107В: Рн = 100 кВт, Fном = 66 кГц).
3. Комплектуюче обладнання ЕТУ.
До комплектуючого електрообладнання ЕТУ відносяться:
- пічні трансформатори і автотрансформатори;
- перетворювальні агрегати (для установок печей і електротермічних пристроїв, в яких перетворювання електричної енергії в теплову відбувається при частоті, відмінної від 50 Гц);
- комутаційні і захисні апарати на вводі ЕТУ;
- струмопроводи ЕТУ — силові електричні кола, які з’єднують печі (електротермічні пристрої) з іншим електрообладнанням;
- автоматичні регулятори теплового режиму печі (пристрою);
- електроприводи допоміжних механізмів ЕТУ;
- щити, пульти і станції керування.
Рис.6.1. Щит керування печі опору ИЗРП.
1 – шафа з апаратурою;
2, 4 – вимірювальні прилади;
3 – прилад теплового контролю;
5 – сигнальні лампи;
6 – проміжні реле;
7 – автоматичний вимикач кола керування;
9 – автоматичний вимикач силового кола;
10 – силовий контактор.
Тема 6.2. Електрообладнання печей опору.
Піч опору – це електротермічна установка, яка призначена для перетворен - ня електричної енергії в теплову для забезпечення технологічних процесів, які пов’язані з нагрівом матеріалів і виробів.
1. Класифікація і будова печей опору.
А) по способу завантаження:
- садочні (періодичної дії);
- методичні (безперервної дії).
В печі періодичної дії після завантаження виріб не змінює свого положення протягом всього часу теплової обробки до моменту вивантаження.
В печі безперервної дії вироби для нагріву завантажуються з однієї сторони печі, поступово переміщуються по довжині камери, прогріваються до заданої температури і видаються з другого боку печі.
Б) по конструкції (рис.6.1.):
- камерна піч завантажується і розвантажується через отвір в передній стіні, який закривається дверцятами;
- шахтна піч являє собою шахту, яка закривається зверху кришкою;
- ковпакова піч складається з поду і знімного корпусу (ковпака) з нагріваль -ними елементами;
- піч з висувним подом;
- штовхальна піч, в якій вироби проштовхуються штовхачем через завантажувальні і розвантажувальні дверцята;
- конвеєрна піч має транспортуючий механізм (ланцюговий конвеєр);
- рольгангова піч, в якій вироби перекочуються по роликах (рольганговий конвеєр);
- барабанна піч має всередині жароміцний барабан (муфель) зі спіраллю Архімеду;
- соляна електродна ванна наповнюється сіллю, в якій знаходяться нагрівачі
для розплавлення солі. Від робочої частини відділена перегородкою (в інших вироби занурюються безпосередньо в ванну).
Перші чотири види конструкцій відносяться до садочних, наступні чотири – до методичних.
В) по робочій температурі:
- низькотемпературні 600÷ 700°С;
- середньотемпературні 600-700 до 1200÷ 1250°С;
- високотемпературні 1250÷ 2500°С;
- сушильні ≈ 200°С.
Сушильні печі призначені для сушки виробів після фарбування, сушки ізоляції обмоток і т.д. Конструктивно вони, як правило, поєднуються з вентиляційною установкою для видалення парив вологи або розчинників.
Деякі печі опору з метою рівномірного нагріву виробів мають декілька температурних зон нагріву.
Види конструкцій електропечей опору надані на рис.6.1, 6.2, 6.3.
Рис.6.1. Види конструкцій печей опору.
а) - камерна піч; б) - шахтна піч;
в) - ковпакова піч; г) - піч з висувним
подом; д) - штовхальна піч; е) - конвеєрна
піч; ж) - рольгангова піч; з) - барабанна
піч; і) - соляна електродна ванна.
Рис.6.2. Середньотемпературна
камерна піч.
1 – дверцята; 2 – механізм підйому;
3 – нагрівальні елементи; 4 – кожух; Рис.6.3. Сушильна піч.
5 – вогнетривкий кожух; 6 – вогнетривкі 1 – циркуляційний повітропровід;
захисні плити; 7 – пристрій полум’яної 2 – електрокалорифер; 3 – вентилятор;
завіси.4 – візок для виробів.
2. Нагрівальні елементи печей опору.
Для електропечей опору використовуються нагрівачі, які виготовляються з жароміцних матеріалів, стійких до окислення киснем повітря при високих температурах, з високим питомим опором і малим температурним коефіці -
єнтом опору і стійких до старіння.
Найбільше розповсюдження отримали дротяні та стрічкові нагрівачі, які виготовляються у вигляді секцій з хромонікелевих та хромоалюмінієвих сплавів.
Дротяні нагрівачі виконуються зигзагоподібними і спіральними.
Стрічкові нагрівачі виконуються зигзагоподібними.
В низькотемпературних печах спіральні нагрівачі підвішують на керамічних
трубках або на поличках футеровки.
В середньотемпературних печах спіральні нагрівачі укладають в пазах футеровки. Дротяні нагрівачі кріплять на спеціальних гачках або опорах.
Для дротяних та стрічкових звичайно використовують такі сплави нагріва - чів: залізохромоалюмінієві Х13Ю4 – для низькотемпературних печей, ОХ23Ю5А и ОХ27Ю5А – для печей з температурами до 1000 °С; залізохромонікелеві (ніхроми): Х23Н18, Х25Н20 – для печей з температу -рами до 1050°С, Х15Н60 и Х15Н80Т – для печей з температурами до 1150 °С.
Нагрівачі високотемпературних печей виготовляють з вольфраму, молібдену, ніобію, танталу або графіту.
В табл. 6.1. приведені рекомендовані температури нагрівачів з цих сплавів. В області, яка обмежена рекомендованими температурами, термін служби нагрівачів складає не менше 10 000 год. Під безперервним режимом в табл. 6.1. розуміється безперервна робота протягом доби (методичні печі), під перервним – робота з включенням і відключенням печі декілька разів на добу з суттєвим охолодженням її у відключеному стані.
| Матеріал нагрівача | Рекомендована температура, °С для режиму | |
| безперервного | перервного | |
| Х20Н80 і Х20Н80Т Х15Н60 Х25Н20, Х23Н18 Х13Ю4 ОХ23Ю5А ОХ27Ю5А Карборунд Дісиліцид молібдену |
Таблиця 6.1. Рекомендовані температури нагрівачів печей опору.
Примітка. Дані для металевих нагрівачів з діаметром дроту d = 4 мм або товщиною стрічки a = 2 мм. При d = 7÷ 10 мм і а = 3мм значення температур можна підвищити на 50 °С.
На рис.6.4. приведені конструкції дротяних і стрічкових нагрівачів.
Рис.6.4. Конструкції дротяних
і стрічкових нагрівачів.
а) – зигзагоподібний дротяний;
б) – зигзагоподібний стрічковий;
в) – спіральний на керамічних
втулках;
г) – спіральний на керамічних
трубках;
д) –спіральний в пазах футеровки.
1 – фасонна керамічна втулка;
2 – керамічна трубка;
3 – паз футеровки.
В печах с електрокалориферами і соляних ваннах (при температурах до 600 °С) часто використовують трубчаті електронагрівачі (ТЕН). Нагрівач типу ТЕН (рис.6.5.) складається з металевої трубки 1, по оси якої розташована ніхромова спіраль 2, яка приварена до вивідних кінців 5 нагрівача. Трубка заповнена кришталевим окисом магнію (періклазом) 3. В кінцях трубки закріплені вивідні ізолятори 4. Трубка легко згинається, тому ТЕНи випус -каються різної форми (в том числі ребристими – для електрокалориферів).
Для печей с робочими температурами вище 1100 – 1150°С використовують неметалеві нагрівачі у вигляді стержнів: карборундові, основу яких складає карбід кремнію (до 1300 – 1400°С), та з дісиліциду молібдену (до 1400 –1500 °С). Використовують також графітові і вугільні нагрівачі (до 2000 – 2500°С).
Найбільш розповсюджені в високотемпературних печах нагрівачі з моліб -дену (до 2000 °С в захисному середовищі) і вольфраму (до 2500 °С в захис -ному середовищі).
Електрична потужність, яка споживається нагрівачами, складає для невеликих печей одиниці кіловат, а для крупних печей може достигати тисяч кіловат і більше. Встановлені (номінальні) потужності деяких видів печей опору: від 8 до 160 кВт – камерні печі загального призначення; від 25 до 160 кВт – шахтні печі; від 20 до 1000 кВт – камерні печі для сушки електротех - нічних виробів; від 10 до 150 кВт – барабанні печі; від 90 до 270 кВт – штов - хальні печі (від 750 до 1100 кВт – з камерами охолодження); від 6 до 800 кВт – конвеєрні печі (до 1400 кВт – з камерами охолодження).
3. Розрахунок дротяних і стрічкових нагрівачів.
При розрахунках виходять з заданої номінальної електричної потужності печі, з кінцевої температури нагріву виробів і площини футеровки камери печі для розміщення нагрівачів, тобто:
1. Вихідні дані: Рном, кВт і Твир., °С. 2. Вибирається схема включення нагрівачів і стає відомою потужність на фазу і фазна напруга: Рф, кВт і Uф, В.
3. Виходячи з максимальної температури виробів Твир по таблиці 6.1. вибираємо матеріал і визначаємо температуру нагрівача Тнагр., °С.
4. По діаграмі w(Твир.) знаходимо значення питомої поверхневої потужності ідеального нагрівача wід. Враховуючи коефіцієнт теплових втрат печі (конст - рукцію нагрівальних елементів) α, визначаємо значення допустимої питомої поверхневої потужності wдоп., тобто потужності, яка виділяється з одиниці поверхні нагрівача і при цьому забезпечується ресурс нагрівального елемен -ту не менше 10 000 год.
0, 2 – 0, 3 для дротяних спіралей;
α = 0, 6 для дротяних зигзагів;
0, 4 для стрічкових зигзагів;
0, 6 для литих зигзагів.
w доп. = wід.· α, Вт/м2.
5. Визначення розрахункових конструктивних розмірів нагрівального елементу.
А) для дротяного нагрівального елементу: діаметр дроту d, м і його довжину на фазу Lф, м.
,
Відповідно сортаменту вибираємо ближче стандартне значення діаметру дроту dс і визначаємо довжину провідника на фазу:
де
ρ – (Ом · м) – питомий опір в гарячому стані.
Б) для стрічкового нагрівального елементу: товщина стрічки a, м і довжину на фазу Lф, м.
m = b / a, b – ширина стрічки (відповідно сортаменту m = 5÷ 15).
При заданому mвибираємоближче стандартне значення а сі визначаємо довжину провідника на фазу:
Інші конструктивні розміри:
D – діаметр спіралі:
D = (4÷ 6)d – для хромалюмінію,
D = (7÷ 10)d – для ніхрому.
t сп. – крок витків спіралі: tсп.= (3÷ 5) d.
Н – висота зигзагу:
Н = 0, 15÷ 0, 3 м – для хромалюмінію,
Н = 0, 2÷ 0, 4 м – для ніхрому.
R – радіус закруглення зигзагу:
R ≥ d, R = (4÷ 5) а.
tз – крок зигзагу:
tз ≥ (5÷ 9) d – для дротяних;
tз ÷ (2÷ 5) b – для стрічкових. Рис.6.5. Конструктивні розміри
Для дротяних нагрівальних елементів: нагрівачів.
d min = 3 мм, для спіралей,
d min = 6 мм, для зигзагів.
При температурі ≤ 1000 °С використовують стрічку 1× 10 мм, при температурі > 1000 °С використовують стрічку 2× 20 мм.
4. Схеми регулювання нагріву печей опору.
Регулювання потужності нагріву може бути ступеневим (двох або трьох - позиційним) і плавним з використанням автотрансформаторів або тиристор -них регуляторів.
А) схема двопозиційного регулювання.
Рис.6.5. Схема двопозиційного
|
|