Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация технических процессов в химической промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

Доработка

$ Пресс открыт

Рис. 5.22,6, в. Циклограмма работы контактов командного прибора (б), схема

работы конечных выключателей вулканизатора (в).

поступает пар, и контакты Р1 и Р2 двух реле давления раз-

мыкаются. Промежуточное реле РЗ обесточивается, его кон-

такт КЗ (строка 3) замыкается, и включается лампа HL2

(«Давление в камере»).

По окончании цикла вулканизации замыкаются контакты

Р3.2 и Р3.5, и включается катушка КМ2 магнитного пускате-

ля открытия (при условии снятия давления в камере и замы-

кания контактов Р1 и Р2 реле давления). Его силовые кон-

такты КМ2 замыкаются, и двигатель М2 начинает открывать

вулканизатор. Размыкающийся при этом контакт КМ2 (стро-

ка 9) предотвращает одновременное включение магнитного

пускателя закрытия (катушка КМ1). При некотором откры-

тии вулканизатора размыкается контакт Р3.1; он готов к про-

ведению нового цикла. При полном открытии вулканизатора

срабатывает конечный выключатель SQ3 и своим контактом

(строка 5) выключает двигатель Ml. При снятии давления в

камере включается катушка КЗ промежуточного реле, размы-

кающий контакт КЗ которого выключает лампу HL2.

Перед окончанием цикла вулканизации замыкается кон-

такт РЗ.З. Это дает возможность командному прибору еще не-

которое время работать после размыкания контакта конечного

выключателя SQ3. Без такой доработки невозможно совместить

размыкание контакта выключателя SQ3, отключающего двига-

тель М2 командного прибора, и приведение контакта Р3.2 в

исходное состояние, обеспечивающее возможность проведения

нового цикла вулканизации (контакт Р3.2 размыкается в ходе

доработки, а контакт РЗ.З — в конце доработки, включая дви-

гатель Ml).

271-

Чтобы катушка К4 соленоида не была под напряжением в

течение всего цикла вулканизации, при некотором закрытии

вулканизатора размыкается контакт Р3.4; он замыкается вновь

лишь при открытии вулканизатора, готовя цепь соленоида

для нового цикла.

Контакты Р3.5 и Р3.6 в начале вулканизации размыкаются,

что предотвращает возможность включения в это время дви-

гателя вулканизатора. Как уже было сказано, этому же пре-

пятствуют и контакты Р1 и Р2 реле давления (при наличии

давления пара в камере). Контакт Р3.7 замыкается в ходе до-

работки, готовясь к проведению нового цикла.

Если при закрытии вулканизатора воздействовать на рычаг

аварийного выключателя, то переключается его контакт SQ1,

и катушка КМ1 магнитного пускателя закрытия обесточивает-

ся. При этом включается катушка КМ2 магнитного пускателя

открытия, и вулканизатор после останова тут же начинает

открываться.

Для ручного управления переключатель рода работы SAf

становится в положение «Р» («Ручное»), При этом контактом

SA1 (строка 13) переключателя отключается командный при-

бор, и исключается возможность воздействия через контакт

Р3.2 на катушку КМ2 магнитного пускателя открытия (кон-

тактом SA1 переключателя). Закрытие и открытие вулканиза-

тора в этом случае производится нажатием кнопочных выклю-

чателей SB1 и SB2. Кнопочным выключателем SB3 можно

остановить двигатель вулканизатора как при автоматическом*

так и при ручном управлении.

Лампа HL1 сигнализирует о наличии напряжения в сети.

На рис. 5.22, б приведена циклограмма работы контактов

прибора КЭП-12у, а на рис. 5.22, в дается пояснение работы

конечных выключателей вулканизатора.

Процесс вулканизации, автомобильных покрышек в форма-

торах-вулканизаторах. Ниже рассмотрена схема автоматиза-

ции процесса вулканизации (рис. 5.23), начиная с момента,

когда покрышка уже загружена в вулканизатор (процесс ав-

томатической выгрузки покрышки не рассмотрен). Правильно

надетая на диафрагму покрышка обеспечивает включение-

электродвигателя форматора-вулканизатора, который начина-

ет производить смыкание половин паровой камеры. При не-

котором смыкании верхней (на схеме не показана) и нижней /

половин камеры с помощью конечного выключателя закрыва-

ется клапан // на линии вакуума, и эта линия отключается от

диафрагмы. К мембране клапана 13, установленного на линии

подачи формующего пара в диафрагму (клапан 12 на линии

сброса формующего пара открыт),- подается воздух, и вклю-

чается реле времени. Через некоторое время это реле, настро-

енное на полное вытеснение воздуха из всей системы и неко-г

торый ее прогрев, обеспечит закрытие клапана 12.

272-

Ф УВода

Ч><Н>< • охлаждающая

2л От конечных выключателей (через.

электропневпатические клапаны)'

Рис. 5.23. Функциональная схема процесса вулканизации автомобильных по-

крышек в форматоре-вулканизаторе:

1 — нижняя половина паровой камеры; 2 — нижняя полуформа; 3 —цилиндр; 4 — шток;.

5 — верхнее бортовое кольцо; 6 — диафрагма; 7— нижнее бортовое кольцо; 1а — термо-

электрический преобразователь; 16 — регулирующий потенциометр; 1в — исполнительное

устройство; 2а — командный электропневматический прибор; 8, 9, 10 — реле давления;

26, 2г, 2д, 2е, 2ж, 2к, 11, 13 — трехходовые клапаны; 2в, 2и, 2л, 12 — двухходовые кла-

паны.

При дальнейшем закрытии паровой камеры откроется кла-

пан на линии подачи воздуха (на схеме не показан) для об-

дува пресс-формы и покрышек.

Не закрыв полностью паровую камеру, двигатель формато-

ра-вулканизатора останавливается; при этом клапан 13 за-

крывается. Одновременно диафрагма через клапан 12 сооб-

щается с линией выпуска формующего пара.

Давление снимают для того, чтобы дать возможность диаф-

рагме и покрышке занять правильное положение. Через некото-

рое время включенное при останове паровых камер реле време-

ни включит двигатель форматора-вулканизатора, и паровые ка-

меры будут продолжать закрываться. Вновь откроется кла-

пан 13 и произойдет повторный обдув пресс-форм. При даль-

нейшем закрытии паровой камеры прекратится подача форму-

ющего пара в диафрагму (клапан 13 закроется), и диафрагма

сообщится с линией сброса формующего пара (клапан 12). Та-

ким образом предотвращается сильное раздутие покрышки и по-

падание протектора в стык полуформ.

Перед полным закрытием паровой камеры прекращается

обдув пресс-формы. В момент достижения оптимального натя-

га в соединении половин камеры двигатель форматора-вулка-

низатора останавливается (с помощью конечного выключателя),

20—581

273-

а командный электропневматический прибор (КЭП) 2а вклю-

чается в работу. При этом закрывается клапан 2г на линии

сброса охлаждающей воды, который оставался открытым от

предыдущего цикла. Одновременно через этот клапан паровая

камера сообщается с линией сброса конденсатора. Открывается

клапан 2д на линии подачи греющего пара в диафрагму. От-

крывается клапан 26 и пропускает сжатый воздух от регуля-

тора температуры 16 к мембране регулирующего клапана 1в

на линии пара в паровую камеру. Этот регулятор начинает ре-

гулировать температуру в паровой камере.

После непродолжительного прогрева покрышки изнутри за-

крывается клапан 2д; закрывается клапан 2и на линии цирку-

ляции перегретой воды, и открывается клапан 2е на линии ее

подачи.

По окончании вулканизации закрывается клапан 26; при

этом воздух с мембраны клапана 1в сбрасывается в атмосфе-

ру, и клапан закрывается. Закрываются клапаны 2е и 2к на

линиях подачи и сброса перегретой воды, и открывается кла-

пан 2и на линии циркуляции перегретой воды (во избежание

ее остывания в подводящих трубах при отсутствии потребле-

ния). Открываются клапаны 2ж и 2л на линиях подачи и

сброса охлаждающей воды. Открывается клапан 2в и начина-

ется охлаждение пресс-форм. Клапан 2г срабатывает, отклю-

чая выход паровой камеры от конденсатоотводчика и подсое-

диняя его к линии сброса охлаждающей воды.

Далее командный прибор включает двигатель форматора-

вулканизатора, паровая камера начинает открываться, и при-

бор выключается. Как только паровая камера начнет откры-

ваться, отключается питание командного прибора сжатым воз-

духом и подключается сжатый воздух к электропневматиче-

ским клапанам, управляемым конечными выключателями фор-

матора-вулканизатора. С помощью клапана 11 диафрагма со-

общается с линией вакуума. На этом вулканизация покрышки

заканчивается.

Для обеспечения безопасной работы в схеме автоматизации

предусмотрены реле давления 8, 9, 10, не позволяющие от-

крыть паровую камеру, если камера и диафрагма находятся

под давлением.

Если во время закрытия паровой камеры требуется оста-

новить двигатель форматора-вулканизатора, необходимо на-

жать на предохранительную скобу (на схеме не показана)

и паровая камера откроется полностью.

Производство резиновых технических изделий (РТИ)

Некоторые цехи завода представляют собой самостоятельные производ-

ства (рукавов, клиновых ремней, неформовых и формовых изделий и дру-

гие). Подготовительный цех и цех каландров (с участком пропитки тексти-

ля латексом и последующей сушкой) являются общими для всех остальных

цехов завода. Они аналогичны соответствующим цехам шинного завода.

274-

Производство рукавов занимает одно из ведущих мест в резиновой про-

мышленности. Резиновые рукава применяют для передачи газов, жидкостей

сыпучих материалов. Клиновые ремни также находят широкое применение

(клиноременные передачи и пр.). Неформовые изделия используют в каче-

стве уплотнений рам, дверей, крышек аппаратов и т. п. К неформовым изде-

лиям относятся шнуры, пластины, маты, коврики и т. п. Формовые изделия

выпускают в очень большом ассортименте: амортизаторы, уплотнители (в ос-

новном для автомобильной и авиационной промышленности), защитные гоф-

рированные чехлы, пробки и т. п. Формовые изделия изготовляют методом

литья, когда разогретая резиновая смесь под давлением подается в формы,

либо методом формования, когда резиновую заготовку помещают в полость

формы и запрессовывают.

Автоматизация процессов производства РТИ. Многие тех-

нологические процессы на современных заводах РТИ осуще-

ствляются при участии человека. Сложность автоматизации

этих процессов обусловлена их технологией и устройством ма-

шин, дискретностью производства, отсутствием надежных при-

боров контроля и регулирования ряда параметров, большим

разнообразием производства. Ниже описаны схемы автомати-

зации некоторых технологических процессов на заводах РТИ.

Процесс формования и вулканизации изделий на прессах..

После закладки форм 1 с заготовками резиновой смеси на

плиты 2 пресса с паровым обогревом (рис. 5.24) нажимают на

кнопочный выключатель 2а. Включается в работу командный

электропневматический прибор 26 (КЭП-12у). Он управляет

водораспределительной коробкой 5 (дистрибутором). Сначала

в гидравлический цилиндр 4 (под плунжер 3) пресса подает-

ся вода низкого давления, обеспечивающая подъем плит с фор-

Рис. 5.24. Схема автоматизации процесса формования и вулканизации рези-

новых изделий на прессах с паровым обогревом:

1 — форма; 2 —плита; 3 — плунжер; 4 — гидравлический цилиндр; 5 — водораспредели-

тельная коробка (дистрибутор); 2а — кнопочный выключатель; 26 — командный электро-

пневматический прибор (КЭП-12у); 2в, 2г, 2д — мембранные исполнительные механизмы;

6 — реле давления; 16 — регулирующий потенциометр; 1в — мембранное исполнительное

устройство; 7 — обратный клапан.

17*

275

Рис. 5.25. Функциональная схема автоматизации процесса вулканизации ре-

зиновых изделий на прессах с электрическим обогревом:

/ — форма; 2 — плита; 3 — плунжер; 4 — гидравлический цилиндр; 5—9 — термоэлектриче-

ские преобразователи; 10—14, 18 — магнитные пускатели; 15 — электронагреватель; 16 —

реле давления; 17 — кнопочный выключатель; 18 — командный прибор (реле времени);

20— маслонапорная установка; 21 — электромагнитный трехходовой клапан; 22 — мем-

бранный исполнительный механизм маслонапорной установки.

мами и предварительную запрессовку. Далее по сигналу реле

давления 6 включается подача воды высокого давления, кото-

рая находится под плунжером в течение всего процесса вул-

канизации. В конце цикла командный прибор обеспечивает

слив воды из гидравлического цилиндра, и плиты с формами

опускаются.

Температуру плит пресса регулируют групповым регулято-

ром 16 (один на секцию прессов).

На рис. 5.25 показана функциональная схема автоматиза-

ции вулкани'зационного пресса с электрическим обогревом

плит. В схеме использована индивидуальная маслонапорная

установка 20, создающая в гидравлическом цилиндре 4 и низ-

кое, и высокое давление. Переключение установки для созда-

ния высокого давления происходит автоматически, с цомощью

специального устройства. Создание низкого давления начина-

ется с подачи воздуха через трехходовой клапан 21 к мемб-

ранному исполнительному механизму 22 маслонапорной уста-

новки. Реле давления 16 обеспечивает включение двигателя М

в случае понижения высокого давления под плунжером 3 в

ходе вулканизации. В конце цикла снимается давление с мемб-

ранного исполнительного механизма 22, и гидравлический ци-

линдр 4 сообщается с линией слива; пресс открывается. Управ-,

ление процессом во времени ведется командным электропнев-

матическим прибором 18 (или реле времени).

Температуру плит регулируют включением и выключением

электронагревателей с применением машины автоматической

276-

Рис. 5.26. Схема автоматизации процесса вулканизации резиновых изделий

в котле:

/ — крышка; 2— пневматический конечный выключатель; 1а — кнопочный выключатель;

16 — командный электропневматический прибор (КЭП-12у); 1в — сигнальная лампа

«Цикл идет»; 1г — трехходовой клапан; 2а — термоэлектрический преобразователь; 26 —

регулирующий потенциометр; 2в, 36 — мембранное исполнительное устройство; За — ре-

гулятор давления; 3 — предохранительный клапан; 4 — обратный клапан; 5 — термометр

расширения; 6 — устройство блокировки; 7 — манометр.

регистрации, регулирования и

;

сигнализации М-40 или

МАРС-200 Р (или им подобной).

Процесс вулканизации резиновых изделий в котлах. На

рис. 5.26 приведена функциональная схема автоматизации

процесса вулканизации изделий в котлах с воздушной средой.

После загрузки изделий крышку 1 котла закрывают. При.

этом срабатывает пневматический конечный выключатель 2,

который подает воздух к командному электропневматическому

прибору 16 (КЭП-12у). Аппаратчик нажимает на кнопочный

выключатель 1а, и командный прибор включается в работу,

о чем сигнализирует лампа 1в. Прибор КЭП-12у открывает

трехходовой клапан 1г для заполнения котла воздухом. По-

стоянное давление воздуха в котле обеспечивает регулятор

давления За (общий дл-я нескольких котлов). Обратный кла-

пан 4 предотвращает понижение давления в данном котле при

заполнении воздухом других котлов.

Температура в котле поддерживается постоянной с помо-

щью регулятора 26. По окончании вулканизации командный

прибор с помощью трехходового клапана 1г соединяет дюлость

котла с атмосферой; теперь крышку котла можно открыть.

Конечный пневматический выключатель 2 обеспечивает до-,

полнительную блокировку котла: при открытии крышки отклю-

чается подача воздуха к командному прибору, и трехходовой

277-

Рис. 5.27. Схема автоматизации процесса вулканизации резиновых изделий в

туннельных вулканизаторах:

— цепной транспортер с формами; 2 — корпус туннеля; 3 — вентилятор; 4 — калорифер;

la, 2а, 26, 2в — термоэлектрические преобразователи; 16 — регулирующий потенциометр;

1в — исполнительное устройство; 2г — переключатель термоэлектрических преобразовате-

лей; 2д — милливольтметр. j

клапан 1г сообщает внутреннюю полость котла с линией сбро-

са независимо от того, дал ли на это команду прибор 16.

Процесс вулканизации резиновых изделий в туннельных

вулканизаторах непрерывного действия (ри'с. 5.27). Вулкани-

зуемые изделия в формах непрерывно перемещаются по транс-

портеру 1. Постоянная температура воздуха в туннелях обес-.

печивается регулятором температуры 16. Температура в раз-

личных точках вулканизатора периодически контролируется с

помощью термоэлектрических преобразователей 2а, 26, 2в №

милливольтметра 2д с переключателем 2г.

6. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС

При переработке пластических масс осуществляются следую-

щие процессы: смешение, измельчение, таблетирование, нагре-

вание, сушка, прессование, вальцевание, каландрование, экст-

рузия, литье под давлением, вакуум-формование.

Некоторые виды оборудования, применяемого при перера-

ботке пластмасс, аналогичны оборудованию заводов резиновбв

промышленности (вальцы, каландры, гидравлические прессы,

литьевые машины).

Автоматизация процессов производства изделий из пласт-

масс. Схемы управления (регулирования, сигнализации, блоки-

ровки) на предприятиях резиновой промышленности и пере-

работки пластмасс, как правило, строятся по одним и тем же

принципам. Поэтому ниже рассмотрены вопросы автоматиза-

278-

рис. 5.28. Схема регулирования температуры

р одной из зон экструдера:

/ — рубашка цилиндра экструдера; 2 — электронагре-

ратель; 3—камера давления; 1а — термоэлектриче-

ский преобразователь; 16 — регулирующий потенцио-

метр; 1в — электромагнитный клапан.

ции лишь некоторых процессов пере-

работки пластических масс в изделия.

Процессы экструзии применяют

при изготовлении пленок, листов,

шлангов, труб, профильных изделий

из наполненных и ненаполненных

термопластов, вспененных материалов и др. Эти процессы про-

водятся в специальных машинах — экструдерах. В экструдере

червяк, приводимый во вращение от электродвигателя через ре-

дуктор, захватывает из загрузочной воронки материал, переме-

шивает его, пластифицирует, перемещает вдоль цилиндра и вы-

давливает через головку с отверстием определенной формы.

Контроль и регулирование температуры цилиндра ведутся по

зонам, каждая из которых снабжена устройством для нагрева-

ния и охлаждения.

На рис. 5.28 показана схема регулирования температуры в

одной из зон цилиндра экструдера. В рубашке цилиндра на-

ходится вода или даутерм А. Пары воды (или даутерма А)

поступают в камеру давления, расположенную над зоной. При

температуре в зоне выше заданной повышается давление воды

(или даутерма). Термоэлектрический термометр 1а посылает

сигнал позиционному регулятору 16. Срабатывает соленоидный

клапан 1в, и через рубашку камеры давления начинает про-

текать охлаждающая вода. Это вызывает конденсацию паров

в камере, и давление воды (или даутерма) начинает пони-

жаться: При этом вода (или даутерм) будет кипеть, спо-

собствуя интенсивному охлаждению цилиндра в данной

зоне.

В случае применения пластинчатых или трубчатых нагре-

вателей омического сопротивления, укладываемых в спираль-

ные канавки на наружной поверхности цилиндра, при разогре-

ве последнего к нагревателям подводится полное напряжение.

При достижении заданной температуры напряжение автома-

тически уменьшается вдвое. Температуру регулируют позици-

онными регуляторами, воздействующими на поток электриче-

ской энергии, поступающей к нагревателям.

На рис. 5.29 дана одна из возможных схем регулирования

температуры цилиндра и червяка осциллирующего смесителя*

пластификатора. Температура в двух зонах 1 и 2 цилиндра и

червяка 3 регулируется косвенным путем — стабилизацией тем-

пературы обратной воды. При температуре обратной воды ни-

же заданной трехходовой клапан 1г пропускает воду через

Вода

/ ?

•

ТЕ

\ f TIC

1а

)

'f >

279-

Рис. 5.29. Схема регули-

рования температуры ци-

линдра и червяка осцил-

лирующего смесителя-

пластификатора:

1, 2 — зоны цилиндра; 3 —

червяк; 4 — теплообменник

(нагреватель); 5 — водяной

холодильник; 6 — загрузоч-

ная воронка; 1а — термо-

электрический преобразова-

тель; 16 — регулирующий

потенциометр; 1в — магнит-

ный пускатель; 1е — треххо-

довой клапан; 1д — электро-

нагреватель.

теплообменник 4 с электрическим обогревом. В это время

электронагреватель 1д этого теплообменника 'включен. Когда

температура достигает заданного значения, клапан начинает

подавать воду через ' холодильник 5, охлаждаемый водой,

а электронагреватель отключается.

Процесс прессования изделий из реактопластов (рис. 5.30)

аналогичен процессу вулканизации ' резиновых изделий на

прессах

(см. рис. 5.26). Ниже рассмотрена принципиальная

электрическая схема управления (рис. 5.31), предусматриваю-

щая подпрессовку изделий. При лодпрессовке полуформы не-

сколько расходятся, и летучие вещества удаляются из мате-

риала, находящегося в форме. При этом улучшается качество

/г

Воздух В электрическую

ЛГУ R

Рис. 5.30. Функциональная схема автоматизации процесса формования из-

делий из реактопластов:

1 — гидравлический цилиндр; 2 — оформляющие части пресс-формы; 3 — пуансон; 4 — мат-

рица; 5 — материал (в виде таблетки); 6 — маслонапорная установка; 7 — электрокон-

тактный манометр (реле давления); 8 — кнопочный выключатель; 9 — командный при-

бор (реле времени); 1в, 2в, 10 — магнитные пускатели; 11—трехходовой клапан; 1а, 2а—^

термоэлектрические преобразователи; 16, 26 — регулирующие потенциометры.

280-