Автоматизация контроля и регулирования режима сушки древесины в камерах периодического действия


Категория Столяряные работы в судостроении

Камерный способ сушки древесины относится к основному виду искусственной сушки и является сложным процессом в технологии деревообработки. Древесина, будучи гигроскопичным материалом, обладает свойством изменять свою влажность в зависимости от состояния окружающей ее воздушной или газовой среды. Изменение влажности древесных сортиментов в свою очередь сопровождается изменением их размеров и формы. Поэтому деревянные изделия, в том числе и судовую мебель, следует собирать из деталей, имеющих влажность, соответствующую условиям их эксплуатации.

Эксплуатационная влажность всегда значительно ниже влажности растущего или свежесрубленного дерева, что и обусловливает необходимость сушки древесины, как одну из первых операций производственного цикла. Сборка изделий из сырых или недостаточно просушенных деталей приводит к недопустимым деформациям и в конечном итоге к порче или существенному снижению качества готовой продукции.

Исследованиями и практикой работы передовых предприятий установлено, что за счет интенсификации процессов можно увеличить производительность сушильных камер в два-три раза, а также улучшить качество сушки, сократить расход пара и снизить трудоемкость работ. Достигнуть этих результатов можно за счет оснащения сушильных камер приборами дистанционного контроля и автоматического регулирования режима сушки.

На ряде предприятий судостроительной промышленности для дистанционного контроля и регулирования режима сушки древесины внедрен автоматический регулятор АТВ-5, разработанный ЦНИИМОД.

Характеристика прибора и принцип его работы

Прибор АТВ-5 предназначается для автоматического поддержания заданных температур и дистанционного контроля по сухому и влажному датчикам в пяти сушильных камерах. В качестве исполнительных механизмов приняты электромагнитные запорные вентили типа ЭВ-3. Предел регулирования температур — от 50 до 150 °С. Погрешность прибора при изменениях температур ±3%, точность поддержания заданных температур ±5 °С.

Передняя панель прибора АТВ-5 показана на рис. 106. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 в с частотой 50 гц.

Габариты прибора 360×320×240 мм, вес — 13 кг. В схеме авторегулятора ABT-5 применен логометр ЛПР-53.

В одно плечо логометра включается датчик, представляющий собой два параллельно включенных термосопротивления типа KMT-14, во второе плечо — программное сопротивление.

При температуре, равной или ниже заданной, стрелка лого-метра перекрывает световой луч, направленный на фотосопротивление, в результате чего якорь реле РП-4 замыкает цепь питания реле РПТ-100, которое, срабатывая, замыкает цепь питания главного электромагнита запорного вентиля, при этом вентиль регулируемой точки (камеры) открывается. Сигнал открытия дается электрической лампочкой.

При температуре выше заданной стрелка логометра отклоняется вправо и открывает световой луч, направленный на фотосопротивление, якорь реле РП-4 притягивается и цепь питания реле РПТ-100 размыкается. Якорь реле РПТ-100 замыкает цепь питания электромагнита защелки запорного вентиля — вентиль закрывается.

Последовательность регулирования температуры в камере осуществляется шаговым искателем, импульс на обмотку которого подается электродвигателем типа СД-2.

Сигнал о подключении прибора к той или иной камере дается электрической лампочкой. Для уменьшения искрения при разрывах силовых цепей используются специальные искрогасители, состоящие из сопротивлений и емкостей. Питание логометра и осветительной лампочки осуществляется от выпрямителя с напряжением 4 в, а шагового искателя и сигнальных ламп — от выпрямителя 48 в. Питание фотосопротивлений производится от выпрямителя 127 в.

Рис. 1. Передняя панель прибора АТВ-5.
1 — шкала логометра; 2 — лампочка сигнальная; 3 — шкала-ручка для задания температуры; 4 — кнопка контроля температуры по «влажному» датчику; 5 — кнопка контроля температуры по «сухому» датчику; 6 и 7 —шлицы подстроечных сопротивлений; 8 — кнопка дополнительных импульсов; 9 — тумблер.

Для измерения температуры нажимается контрольная кнопка, которая отключает программное сопротивление, размыкает цепь регулирования и подключает компенсационное сопротивление. Контроль температуры осуществляется только в регулируемой камере (сигнал контрольной электрической лампочки подается через 30 сек.).

В случае необходимости контроля другой точки (камеры) следует для перемещения щеток шагового искателя дать некоторое количество импульсов с помощью кнопки.

Датчики и подключение их к прибору АТВ-5. В качестве сухого и влажного датчиков применены два параллельно включенные полупроводниковые термосопротивления КМТ-14. Они находятся в корпусе из стеклотекстолита.

Рис. 2. Схема авторегулятора АТВ-5.

При установке термодатчиков температура и влажность воздуха в данном месте должна соответствовать температуре и влажности в камере. Датчики должны быть защищенными от механических повреждений и легкодоступными для смены марли и пр. С учетом этих требований датчики температур размещаются на одной из стен камеры на уровне рельсовых путей.

Термосопротивления КМТ-14 имеют отрицательный температурный коэффициент, который в десятки раз превышает температурные коэффициенты большинства металлов. Это делает их удобными для контроля процессов гидротермической обработки древесины, так как позволяет не учитывать сопротивление соединительных проводов на участке от датчика до прибора АТВ-5. Термосопротивления КМТ-14 практически безынерционны.

Система питания влажного датчика. Наполнение бачка водой для питания влажного датчика осуществляется по системе сообщающихся сосудов. Уровень воды в бачке должен поддерживаться постоянным и находиться на 3 см ниже датчика.

Исполнительные механизмы, монтаж и подключение их к прибору АТВ-5. Исполнительными механизмами являются запорные вентили типа ЭВ-3. Они установлены на трубопроводах в сочетании с отсечными и обводными вентилями, позволяющими в случае неисправности запорных вентилей продолжать сушку при ручном регулировании. На каждую сушильную камеру установлены два запорных вентиля: один на калориферном (сухом) и другой — на увлажнительном паропроводе.

Рис. 3. Подключение датчиков КМТ-14 к прибору.

Цифрами в кружках обозначены номера сушильных камер.

Рис. 4. Система питания влажного датчика.
1 — кабель КНР2-1.5; 2 — датчик КМТ-14; 3 – марля; 4 бачок с водой; 5-трубка металлическая; 6 — труба водопроводная; 7 — кран; а — трубка стеклянная.

Монтаж щита управления и соединительных линий. На рис. 6 показаны два прибора АТВ-5, смонтированные в одном металлическом щите, который расположен в коридоре управления. Провода соединительных линий датчиков и исполнительных элементов с прибором АТВ-5 проложены по стене коридора управления на высоте 2,8 м от уровня пола.

От прибора АТВ-5 до клеммной колодки установлен провод МПВГ, от клеммной колодки щита управления в сушильную камеру к датчикам — кабель КНР2Х1Д от плиты промежуточных реле к исполнительным механизмам — кабель КНРЗх1,5.

Регулирование прибора. Для регулирования прибора необходимо сначала проверить правильность показаний датчиков. Оба датчика температуры, находящиеся в камере, должны давать одинаковые показания, для чего в испытываемую камеру, нагретую до 60—70° С, в места установки датчиков помещают контрольные ртутные термометры. Показания температуры на ртутном термометре сверяют с показаниями на шкале прибора. Оба проверяемых датчика должны работать в это время как сухие. Расхождения показаний ртутных термометров и датчиков устраняются перемещением ползунка подстроечного сопротивления, соответствующего данному датчику. Шлицы подстроечных сопротивлений выведены на панель прибора.

После проверки и установки правильности показаний лого-метра приступают к проверке работы исполнительных механизмов — запорных вентилей. Если установить на программном сопротивлении температуру выше, чем в камере, то запорный вентиль должен открыться и наоборот.

Эксплуатация прибора и средств автоматизации. Правильная эксплуатация авторегулятора АТВ-5 является надежной гарантией устойчивой работы прибора. Необходимо соблюдать следующие требования:
— менять марлю на влажном датчике не реже одного раза в неделю (марля должна быть чистой и плотно облегать нижнюю часть термодатчика), для питания датчика применять только дистиллированную воду;
— следить за уровнем воды в бачке, поддерживать температуру в помещении, где установлен наполнительный бачок, выше нуля градусов;
— не реже одного раза в месяц производить сверку показаний температуры прибора с показаниями ртутного термометра;
— предусматривать защиту прибора от теплового воздействия и вибрации;
— протирать спиртом щетки шагового искателя и контактные группы реле (не реже одного раза в месяц).

Рис. 5. Схема расположения вентилей на трубопроводах.
1 — магистраль паропровода; 2 — кабель КНР2-12; 3—выпрямитель селеновый; вентиль запорный типа ЭВ-3; 5—вентиль общий; 6 — вентиль отсечный; 7—манометр; 8 — вентиль обводный.

Рис. 6. Щит управления приборами.

Рис. 7. Монтаж соединительных линий в коридоре управления.

После подготовки древесины и камеры для очередного процесса сушки необходимо выполнить следующие операции:
— закрыть обводный вентиль сухого паропровода и отсекающие вентили до отказа;
— открыть обводный вентиль (на время пропарки) и отсекающие вентили влажного паропровода до отказа;
— включить питание щита управления;
— произвести включение прибора АТВ-5 (соответствующей камеры) с помощью тумблера включения;
— поставить ручки «задатчиков» по сухому и влажному датчикам на 100—110 °С;
— по окончании пропарки (в зависимости от породы древесины срок пропарки различный) закрыть обводный вентиль на влажном паропроводе;
— установить ручки «задатчиков» по сухому и влажному датчикам на требуемый режим сушки, указанный в карте.

В случае неисправности какого-либо исполнительного механизма—запорного вентиля—необходимо закрыть отсекающие вентили, открыть обводный вентиль и перейти на ручное регулирование пара.

Рис. 8. Мостовой кран для погрузки и разгрузки пиломатериалов.


Читать далее:

Категория Столяряные работы в судостроении