Разработка системы автоматизированного управления дозатором технологических растворов (стр. 10 из 13)
Eine Fahrradpumpe ist ebenfalls eine Kolbenpumpe. Der Kolben dichtet nur bei der Auslassbewegung den Zylinder ab und übernimmt so die Aufgabe des Einlassventils. Das Auslassventil ist nicht in der Pumpe integriert. Mit einer Fahrradpumpe lässt sich deshalb kein Luftballon aufpumpen. Als Auslassventil fungiert das Ventil des Fahrradschlauchs.
Die Axialkolbenpumpe und die Radialkolbenpumpe sind weitere Bauformen von Kolbenpumpen. Bei diesen beiden o. g. Bauformen werden Flüssigkeiten, vor allem Mineralöle und Sonderflüssigkeiten (z.B. HFA, HFC, HFD, Bohremulsion) gefördert. Das Einsatzgebiet derartiger Hydraulikpumpen ist breit gefächert: von Werkzeugmaschinen, hydraulischen Fahrantrieben (z.B. Bau– und Landwirtschaftsmaschinen) und Prüfständen bis hin zu Windkraftanlagen.
7 Feeder (Glas)
Ein Feeder (engl.), deutschsprachig auch Speiser, ist die Verlängerung der Glasschmelzwanne, oder genauer der Arbeitswanne bei der automatisierten Glasherstellung.
7.1 Aufgabe
Der Feeder dient zur Homogenisierung des Glases, oftmals unterstützt von Rührwerken, und zur Einstellung der Glastemperatur, die für ein gleichbleibendes Tropfengewicht sehr genau eingehalten werden muss. Die am Ende des Feeders angebrachte Feedermaschine formt Tropfen aus Glas, diese werden anschließend in der Verarbeitungsmaschine zum fertigen Glaserzeugnis geformt.
7.2 Funktionsweise
Das geschmolzene Glas läuft in den kanalartigen Feedern zum Becken (auch Schüssel) des Feederkopfes. Der Kanal ist in mehrere Zonen eingeteilt (meist 3 bis 4), welche jeweils einen Temperaturregelkreis besitzen: in jeder Zone wird die Temperatur mittels Thermoelement oder Pyrometer gemessen und dementsprechend die Beheizung beziehungsweise Kühlung automatisch eingestellt. Die Beheizung erfolgt entweder mittels Gasbrennern, direktem Stromdurchgang durch die Schmelze oder indirekt mittels elektrischer Heizwiderstände. Um das Glas in einer Zone zu kühlen, kann die isolierte Abdeckung des Feeders geöffnet werden (Kühlklappen), wodurch das Glas nach oben Wärmestrahlung abgibt. Zusätzlich kann durch die Gasbrenner Kaltluft eingeblasen werden.
Im Boden des Beckens ist der Tropfring angebracht. Dieser bestimmt den Durchmesser sowie die Anzahl (1 bis 4) der gleichzeitig geformten Glastropfen. Für eine gleichmäßige Verteilung des Glases im Becken sorgt das Drehrohr, ein ins Glas eintauchendes Rohr aus feuerfestem Material, das sich langsam dreht. Durch Höhenverstellung des Drehrohres kann das Tropfengewicht eingestellt werden.
Unterhalb des Feederkopfes wird das aus dem Tropfring fließende Glas durch die wassergekühlten Messer der Schere in Tropfen geschnitten und über ein Rinnensystem in die Glasmaschine geführt. Taktgleich mit der Schere bewegt sich im Drehrohr ein (oder mehrere) Plunger auf und ab. Durch die Aufwärtsbewegung wird der Glasfluss kurzzeitig vermindert und der Tropfen geschnitten.
Plunger und Messer werden von der Feedermaschine angetrieben, die synchron mit der Glasmaschine laufen muss, damit der Tropfen im richtigen Moment in die Maschine gelangt.
Eine Glasschmelzwanne für Behälterglas hat gewöhnlich zwei bis vier Feeder und kann bis zu 600 Tonnen pro Tag Glas produzieren [5].
7.3 Weitere Funktionen
Weiterhin kann der Feeder zum Färben des Glases genutzt werden: bei der Feederfärbung wird nicht der Inhalt einer ganzen Schmelzwanne eingefärbt, sondern der Farbstoff in Granulatform erst im Feeder zugesetzt und durch feuerfeste Rührwerke verteilt. Der Vorteil der Feederfärbung ist, dass sehr schnell auf andere Farben umgestellt werden kann. Durch Anwendung der Feederfärbung ist es möglich, an jeder Produktionslinie einer Schmelzwanne eine andere Glasfarbe zu produzieren. Nachteil ist der höhere Preis des Farbgranulats, weshalb die Feederfärbung hauptsächlich in der Kosmetikglasherstellung verwendet wird.
8 Schlauchpumpe
Eine Schlauchpumpe, auch Schlauchquetschpumpe oder Peristaltikpumpe genannt, ist eine Verdrängerpumpe, bei der das zu fördernde Medium durch äußere mechanische Verformung eines Schlauches durch diesen hindurch gedrückt wird [2].
8.1 Aufbau und Funktion
Man unterscheidet zwischen Geräten mit einem maximalen Arbeitsdruck von ca. 2 bar und 16 bar. Bis 2 bar handelt es sich überwiegend um sogenannte Trockenläufer bei denen sich kein Schmiermittel im Pumpenkopf befindet. Bis 16 bar ist der Pumpenkopf mit einem Schmiermittel befüllt, das auch gleichzeitig eine Kühlfunktion erfüllt. Diese Ausführung wird als radial bezeichnet, im Gegensatz zur linearen oder auch horizontalen Bauform. Jeweils stützt sich der Schlauch außen am Gehäuse des Pumpenkopfes ab und wird von innen durch Rollen oder Gleitschuhe abgeklemmt, die sich an einem Rotor (radiales Wirksystem) drehen bzw. über eine Nockelwelle bewegt werden (lineares Wirksystem). Bei jeder Bauart führt die Bewegung dazu, dass sich die Abklemmstelle entlang des Schlauches bewegt und dadurch das Fördermedium vorantreibt. Das Erzeugen des Ansaugunterdrucks wird bei Standardschlauchpumpen durch die Elastizität des Schlauchmaterials erzeugt. Pumpen mit so genanntem „Vakuum Support“ unterstützen das Wiederaufrichten des Schlauches durch den Aufbau eines Vakuums im Pumpengehäuse um den Schlauch.
8.2 Vorteile
– Gleichmäßige, relativ stoßfreie Förderung;
– An viele Fördermedien anpassbare Förderschläuche verfügbar;
– Geeignet für den Dauerbetrieb bei richtiger Auswahl der Faktoren Baugröße, Drehzahl, Druckbereich und Schlauchmaterial;
– Vollständig geschlossenes System mit glatten Flächen, leicht sterilisierbar
– Keine Ventile;
– Schonende Förderung von empfindlichem Fördergut wie z.B. Blutzellen die durch schnell drehende Propellerblätter zerstört würden;
– Förderung auch von Medien mit größeren Feststoffpartikel möglich;
– Genaue Dosierung sehr kleiner Fördermengen möglich;
– trockenlaufsicher;
– minimaler Wartungsaufwand.
8.3 Nachteile
– Relativ kurze Schlauchlebensdauer durch starkes Walken und nicht passender Auslegung s.o., insbesondere bei einfacher Konstruktion ohne ausgeformte Schlauchführung (Schlauchbett);
– Gefahr von Schlauchschäden bei nicht passender Auslegung der Pumpe und des Födermediums (chemische Beständigkeit u. Feststoffbelastung);
– Abrieb des Schlauches kann das Fördergut verunreinigen;
– mit zunehmendem Schlauchverschleiß reduzieren sich Förderleistung und –druck;
– Die Faktoren werden in erster Linie von nicht richtiger Auslegung hervorgerufen oder verstärkt.
9 Zahnradpumpe
Die Zahnradpumpe ist eine Maschine zur Förderung von Flüssigkeiten sowie zum kraftübertragenden Antrieb von Hydraulikmotoren. Sie ist eine Unterart der Verdrängerpumpe [3].
9.1 Aufbau
Die Zahnradpumpe besteht im Prinzip aus drei Bauteilen:
– Gehäuse mit Zu– und Ablauf;
– Zwei Zahnräder (davon eines angetrieben).
Je nach Anordnung und Größe der Zahnräder unterscheidet man zwischen Außen–, Innenzahnrad–, Zahnringpumpen und Schraubenpumpen.
Bei der Außenzahnradpumpe mit Evolventenverzahnung wird das zu fördernde Medium in den Räumen zwischen Zähnen und Gehäuse transportiert. Die Pumpe ist durch den einfachen Aufbau robust und preiswert.
Bei der Innenzahnrad– und Zahnringpumpe läuft das treibende Zahnrad exzentrisch in der Innenverzahnung eines Zahnringes.
Bei der Zahnringpumpe wird das Medium durch den sich im Volumen verändernden Verdrängungsraum zwischen den Zahnlücken gefördert. Bei der Sichelpumpe wird das zu fördernde Medium in den Räumen zwischen den Zahnlücken der beiden Zahnräder gefördert, wobei die Zähne durch die Sichel (in der Zeichnung gelb dargestellt) abgedichtet werden. Beide Bauformen unterscheiden sich auch in den Größenverhältnissen von Zahnrad und Zahnring. Während der Außenring einer Zahnringpumpe genau einen Zahn mehr als das Innenrad hat und meistens eine Trochoidenverzahnung aufweist, sind es bei der Innenzahnrad– oder Sichelpumpe außen deutlich mehr Zähne als innen.
Eine andere Bezeichnung für die Zahnringpumpe ist Eaton-Pumpe nach ihrem Entwickler oder Rotorpumpe. Bei einer Rotorpumpe werden die Zahnräder als Rotoren bezeichnet. Meist haben Rotoren nur sehr wenige Zähne.
Bei Schraubenpumpen ist die Besonderheit, dass sie schrägverzahnte Kammern hat.
9.2 Eigenschaften
Eine Zahnradpumpe fördert gleichmäßig (abgesehen von der hydrostatisch bedingten Pulsation) das zu pumpende Medium und kann mittlere Drücke bis ca. 300 bar ertragen. Der Druck stellt sich wie in jedem hydraulischen System durch das Fördern des Mediums gegen eine Last ein. Wächst die Last, steigt auch der Druck.
9.3 Anwendungen
– Antriebsmittel für hydraulische Kraftwandler (Hydraulikmotoren bzw. einfach/doppelt wirkender Hubzylinder) in Baumaschinen, Traktoren und in Handwerk und Industrie, insbesondere Fahrzeugbau;
– Umwälzen von Kühlkreisläufen;
– Fördermittel als Ölpumpe beim Verbrennungsmotor des Automobils und in Ölbrennern; Förderung hochviskoser Flüssigkeiten (Schmelzen), die bei hohen Temperaturen und unter hohen Drücken gefördert werden sollen.
Die Zahnringpumpe wird ebenfalls am häufigsten als Motorölpumpe in Pkw–Motoren eingesetzt. Schraubenpumpen kommen aufgrund der geringen Geräuschentwicklung häufig in Bühnenhydrauliken vor. Innen– und Außenzahnradpumpen werden in Hydraulikanlagen sehr häufig eingesetzt. Zahnradpumpen (Gearpump) kommen ebenfalls in der Herstellung von Kautschukmischungen zum Einsatz, wo sie die Mischungen durch Filter, so genannte Screens, pressen.
10 Verdrängerpumpen
Bei Verdrängerpumpen wird das Medium durch in sich geschlossene Volumina gefördert, eine Verhinderung des Zurückströmens wird durch Ventile oder Klappen, andere Medien oder ihre Gestalt durch Schwerkraft erreicht. Außer durch konstruktionsbedingte Undichtigkeiten kann das Medium auch im Stillstand die Pumpe nicht in umgekehrter Richtung durchströmen. Verdrängerpumpen sind in der Regel selbstansaugend, das bedeutet, dass auch für Flüssigkeiten konstruierte Pumpen für einen zumeist begrenzten Zeitraum Gase fördern können und so einen zum Ansaugen hinreichenden Unterdruck aufbauen können.
Die maximale Ansaughöhe (geodätische Saughöhe) ist begrenzt durch das erreichbare Vakuum, den örtlichen Luftdruck, die Dichte des Mediums und die zu überwindenden Strömungswiderstände. Verdrängermaschinen sollten auf der Druckseite nicht abgesperrt werden, sofern nicht geeignete Maßnahmen durch Rutschkupplungen, Überdruck– und Bypassventile und ähnlichem getroffen wurden, um eine Beschädigung der Pumpe, des Antriebs oder der Leitungen bis zur Absperrstelle zu verhindern.
Man unterscheidet zusätzlich noch zwischen Konstantpumpen und Verstellpumpen. Konstantpumpen verdrängen bei jeder Umdrehung immer das gleiche Volumen. Bei Verstellpumpen hingegen kann das Verdrängungsvolumen eingestellt werden.
Zu diesen gehören:
– Blasebalg (Balgpumpen oder Balgenpumpen);
– Membranpumpen;
– Rotationskolbenpumpen:
– Drehkolbenpumpen;
– Drehschieberpumpen;
– Kreiskolbenpumpen;
– Zahnradpumpen;
– Exzenterschneckenpumpen;
– Förderschnecken (Archimedische Schraube);
– Hydraulischer Widder;
– Impellerpumpe;
– Kettenpumpen;
– Kolbenpumpen:
– Axialkolbenpumpen (z. b. Ausführung «Schrägscheibe» oder «Schrägachse»);
– Hubkolbenpumpen (z. b. Kraftstoff–Dosierpumpen, Einspritzpumpe);
– Radialkolbenpumpen;
– Schlauchpumpen (auch Peristaltikpumpen genannt);
– Schöpfwerke, im einfachsten Fall ein Eimer im Brunnen.;
– Schraubenspindelpumpen (auch Schraubenpumpen, Wendelkolbenpumpe oder Schraubenverdichter genannt);
– Sinuspumpen;
– Zahnriemenpumpen.
und viele Sonderkonstruktionen, sowie in Tieren und im Menschen das Herz
Schluss
Im Laufe dieser Arbeit wurden bestehende Spender technologischer Lösungen überprüft. Im Zusammenhang mit der Unmöglichkeit ihrer Nutzung für die Aufgabe wurde sein eigenes Design des Messgeräts entwickelt.
Für die Dosiereinrichtung wurde Steuerung, und auf der Grundlage seiner Kontroll-Algorithmus entwickelt. Basierend auf den Regelalgorithmus wurde das Schiedsrichter-Element Basis und den elektrischen Schaltplan von Dosier-Geräte aufgenommen.
Dann wurde das Programm durch ein Top–Level–Management in der Mikrocontroller Programmkomplex CoDeSys v2.3 geschrieben. Nach den Ergebnissen geht hervor, dass das Programm den Regelalgorithmus erfüllt und können unter realen Bedingungen angewandt werden.
Durch Prüfungen der Dosiereinrichtung wurde festgestellt, dass das entwickelte Gerät die Spezifikation der Anforderungen und Sicherheitsanforderungen und Sicherheit erfüllt.
Verzeichnis
1. Klaus D Linsmeier, Achim Greis: Elektromagnetische Aktoren. Physikalische Grundlagen, Bauarten, Anwendungen.
2. Friedrich P. Springer: "Von Agricolas 'pompen, die das wasser durch den windt gezogen' zu den Gestängetiefpumpen der Erdölförderung, Erdöl/Erdgas/Kohle, Oktober 2007, Heft 10.
3. Quelle: Die größten Pumpenhersteller der Welt, Die Rheinpfalz vom 23. April2008, SeiteWirtschaft1.
Дозатор чертеж общего вида
Приложение В (обязательное)
Модель дозирующего устройства
(обязательное)
СОГЛАСОВАНО
доцент каф. ЭАФУ, канд. техн. наук
_____________ А.Г. Горюнов
«___» _______ 2010 УТВЕРЖДАЮ
доцент каф. ЭАФУ, канд. техн. наук
_____________ А.Г .Горюнов
«___» ________ 2010
Алгоритм управления установкой дозирования
Алгоритм управления установкой дозирования технологических растворов
Описание алгоритма
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ
643.ФЮРА.00005-01 81 01 ЛУ
Научный руководитель
доцент каф. ЭАФУ, канд. техн. наук
____________ А.Г. Горюнов
20.01.2010
Исполнитель
студент группы 0742
____________ И.Г. Воронин
20.01.2010
УТВЕРЖДЕН 643.ФЮРА.00005-01 81 01 ЛУ