Тема: МИКРОКОНТРОЛЛЕРНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ ВИБРАЦИОННОГО ПРИВОДА ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ГРАНУЛЯТОРА

В настоящее время в различных отраслях промышленности, особенно в химической, широко используются гранулированные продукты. Это объясняется преимуществом гранул по сравнению с порошкообразной, жидкой и пастообразной формами веществ. Большое внимание уделено исследованиям, разработке теории процессов гранулирования [14], а также созданию и совершенствованию оборудования для приготовления гранул - грануляторов.
Производительность грануляционного оборудования и качество получаемых гранул в значительной степени определяется как конструкцией грануляторов, так и режимами их работы. В основу конструкций данных устройств положено свойство струи жидкости распадаться на равномерные капли, что достигается периодическим изменением скорости ее истечения из отверстий перфорированной или пористой оболочки [22]. Данный режим работы наиболее эффективно обеспечивает вибрационная техника. Использование вибрационных грануляторов позволяет получить в большинстве технологических процессов экономически более выгодные и высококачественные результаты [22].
Общий вид одного из вариантов конструкций виброгрануляторов с перфорированной вращающейся оболочкой представлен на рис. В.1. Основным элементом конструкции гранулятора является чашеобразное перфорированное днище 1, плоская центральная неперфорированная часть 2 которого соединена при помощи стержня 3 с виброприводом 4. Подача гранулируемого вещества в полость перфорированного днища 1 осуществляется через трубу 5, связанную с кольцевым каналом 6, переходящим в распределитель 7. Для сепарирования пузырьков воздуха и предотвращения засорения отверстий истечения случайными твердыми частицами после распределителя 7 устанавливается сетка 8. Для выхода воздуха при сепарировании в корпусе гранулятора 9 имеются отверстия 10. Гранулятор размещается в камере 11, в которой предусмотрены отверстия для выхода гранулированного вещества 12 и вентиляции 13, а также установлены вентиляторы 14.
Устройство работает следующим образом. Вещество, предназначенное для гранулирования, подается в направлении 15 и заполняет полость днища 1. Далее оно проходит через отверстия истечения днища 1, создавая струи вещества в пространстве камеры 11. При работе вибропривода 4 днище 1 совершает колебательное движение, в результате которого происходит дробление струй на равномерные капли. Падая в камере 11 навстречу потоку охлаждающего воздуха 16, капли застывают и превращаются в гранулы. Гранулы осыпаются на наклонную (воронкообразную) поверхность днища камеры в направлении 17 попадают в отверстие для выхода гранулированного вещества 12.
В зависимости от последующего применения гранулированного сырья, к нему предъявляются различные требования [14]. Основным является получение максимально равномерных по размерам капель: большинство гранул (90%) должны иметь строго определенный диаметр (целевая фракция 2-3мм); гранулы диаметром меньше 1 мм считаются мелкими, а больше 4 мм - крупными и в совокупности должны составлять не более 10%. Наиболее типичными среди крупных гранул являются гранулы с удвоенной массой, что свидетельствует о столкновении и слиянии гранул в полете. Причиной такого столкновения может быть некоторая разность скоростей капель, обусловленная истечением вместе с плавом мелких частиц шлама, спонтанной электризацией капель разноименными зарядами при распаде струй, но существенным фактором является нестабильность работы вибропривода. Таким образом, выбор типа и конструкции вибропривода играет решающую роль.
Рис. В.1. - Общий вид виброгрануляционного аппарата.
Купить

В результате разработки системы питания электромагнитного вибропривода для химической промышленности пришли к следующим выводам.
В качестве электромагнитного вибропривода наиболее подходящей является конструкция цилиндрического двухтактного электромагнита с плоским якорем. Она имеет на заданное усилие меньшие массогабаритные показатели, по сравнению с остальными конструкциями, а также учитывает возможность вращения рабочего органа, необходимого для технологического процесса.
Силовая схема системы питания электромагнитного вибропривода разработана ранее и представляет собой относительно простое схемотехническое решение. Однако к системе управления предъявляется ряд дополнительных требований, касающихся возможных в схеме недопустимых режимов работы, особенностей поочередности работы силовых вентилей, необходимостью предварительного заряда, а также манипуляций органами управления.
Для решения указанных задач разработали микроконтроллерную систему управления, реализованную на базе МК AT89S53. Был определен состав органов управления и индикации микроконтроллерной системы управления, разработан алгоритм ее работы. При разработке схемотехники системы управления были решены вопросы сопряжения МК с внешними элементами, согласования уровней сигналов управления силовыми приборами СПВ и сигналов с датчиков. Для осуществления питания системы разработали блок стабилизированного напряжения питания.
При помощи алгоритма работы МКСУ для полученного схемотехнического решения были разработаны детализированные блок- схемы и составлена управляющая программа для МК.
Реализация устройства управления на МК позволила добиться существенного сокращения элементного состава системы управления, повышения надежности и точности ее работы. Улучшены основные технические параметры устройства при минимальных затратах рабочего времени и денежных средств.
Купить