开关有很多种，不同的开关它们的型号、功能、原理、安装方式、测量的流速、压力也不相同。因此，它们也就用在不同的领域，这样才能体现这些开关的应用价值。我们就拿ZHOP卓品牌靶式系列开关的工作原理、选用方法以及在断水保护中的优势.针对靶式流量开关在实际应用中的常见问题。由此可得出中评、ZHOP/LKB-01靶式水流开关最适合在空压机断水保护中应用。下面我们就来谈谈ZHOP/LKB-01靶式系列开关在空压机断水保护中的应用。
0 引言
空压机作为煤矿机械领域的重要生产设备,能否正常运行直接影响着生产一线的产量和效益。对于水冷式空压机来说,为了将运行过程中产生的热量及时排出而不至于引起故障,必须保证充足的冷却水量,所以水冷式空压机必须有断水保护装置,能够在断水时报警或自动停车。
ZHOP/LKB-01靶式系列开关是一种能够实现断水和缺水保护的双位控制器,因具有结构简单、安装维护方便、价格低廉、工作稳定可靠等优点而广泛应用于液体的流量控制,尤其是工业机器的冷却水系统。空压机运行温度高、振动大,冷却水管路容易受水垢的影响。与节流式、压差式流量开关相比较,靶式流量开关在检测过程中不易堆积脏污物形成堵塞,局部阻力损失小,更适合空压机的冷却水断流保护。但在实际使用当中,由于管路设计不当和安装方式错误影响到靶式流量开关的正常工作,断水保护失效甚至设备损坏的情况常有发生。为此,本文就 DTF02靶式系列开关的原理和使用作了初步探讨,供有关技术人员交流。
1 工作原理
靶式水流开关结构如图1所示。靶式流量传感器即靶流片安装在水管中,是接触流体的检测元件。管内没有水或水不流动时,靶流片处于自然状态;有水流动时,靶流片则冲击受力,水量越大冲击力也越大。流量达到一定值时,水流推动靶流片,将水的流量信号转化为靶流片的位移信号。流量增加到设定值的上限或下降到设定值的下限时,靶流片通过传动机构推动控制装置的微动开关动作,输出控制信号给设备。
微动开关是靶式流量开关的重要部件,其寿命一般都有数十万次。控制装置的电气接线如图2所示,微动开关常闭触点串接于空压机的启动控制回路中;常开触点串接于事故报警回路。冷却水流量达到流量设定值的上限时,常闭触点闭合,接线端子o-cb导通,这时才能启动空压机,实现对空压机的安全联锁控制。当冷却水流量下降到流量设定值的下限或突然断水时,常闭触点断开,嘉兴空压机因断水保护而停车,同时常开触点闭合,端子o-ck导通,发出事故警报。
2 选用方法
靶式流量开关通常与一组长度不等的靶流片配套使用,由工程需要来选用和安装不同型号的靶流片,这样一只靶式流量开关可适用于不同流量和管径的冷却水系统,增强了应用的通用性和互换性。
安装管径和靶流片的型号必须根据厂家提供的技术参数来确定,先由空压机所需冷却水量确定流量报警点,再通过流量控制范围选择安装管径和靶流片的型号,最后在试运行时调定靶式流量开关的流量设定值,或者订货时说明由生产厂家调定。以某台型号为LG-25 7喷油螺杆空压机为例,要求的冷却水量为4.8 m3 h,考虑到空压机实际运行时冷却水进水温度高于规定工况15℃的情况,确定靶式流量开关断开流量值为4.8 m3 h。参考某靶式流量开关技术参数表,由流量控制范围可知有2种方案可供选择,如表1所示。按安装管道都采用标准镀锌钢管计算,采用方案1时断开流量值对应的管道内水流速
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由此可见,方案1中控制流速处于冷却水管道内推荐流速1～2.5 m s,靶式流量开关的安装管道与冷却水循环管道连接配合比较方便,甚至可以采用相同管径。而方案2控制流速相对偏小,安装管道尺寸大,与冷却水循环管道连接时需要变径,这样会形成较大的局部阻力损失,加大了冷却水系统的运行能耗。此外由表2可知,采用方案2时靶式流量开关的动作误差要比方案1大很多,因此选用方案1比较理想,对应的靶式流量开关闭合流量值为5.4 m3 h。
3 常见问题及对策
3.1 流量检测不准确
靶流片作为接触流体的检测元件,是通过检测水的流速来反映流量的,其安装方法和安装位置都直接影响靶式流量开关的流量保护值。
(1)安装时要保证靶流片平面与水流方向垂直。靶式流量开关通常采用螺纹联接的方式来固定,旋入接口后靶流片与来流方向不垂直的情况比较常见,这样就减小了水流对靶流片的冲击作用力,不能准确地检测流量。安装靶流片之前在接口处作好位置标记,就能避免这种问题。
(2)卓品仪表有限公司靶式水流开关应安装在水平管道上,而且上游需要10倍管径长度的导向直通道,下游保证有5倍管径的直管距离。如果安装在垂直管道中,靶流片自身的重力会造成开关的错误动作。如果安装在局部阻力件附近,由于水流速度和流向突然变化,流过靶流片的水流不均匀,会影响流量检测的准确性。
(3)冷却水系统有时会混有空气,气泡流过靶流片时冲力减弱,靶流片的瞬间复位会发给空压机错误的流量信息,导致空压机报警停机。而极少量的空气混入并不影响冷却水的流量,为防止发生这种检测错误,靶式流量开关应与延时继电器配合使用,使空压机的断水保护延时执行。
3.2 靶流片疲劳损坏
靶流片在正常使用时虽然受水流压迫,但不应有过大的弯曲变形,否则容易疲劳损坏。靶式流量开关的安装管径必须符合厂家提供的技术要求,如果管径偏小以致于流速太大超过产品的检测范围,就会影响到靶流片的使用寿命,水流速超过3 m s时其寿命将明显缩短。这种情况可以通过增大安装管道规格来减小水流速,以保证靶式流量开关正常工作。采用大管径长靶流片时,靶流片必须重叠安装,而且长靶流片要装在最前面,如图3所示。长靶流片的单独使用往往不能满足刚度要求,会造成靶流片失效。
水泵停机时冷却水的回流冲击,也会造成靶流片的疲劳损坏。若在靶式流量开关下游安装止回阀,既可以保证水流的单向流通,又不会在运行时产生较大水阻。
4 结语
综上所述, 卓品仪表有限公司生产的靶式水流开关不但要合理选择和规范安装,使用前还要对流量保护值进行调试,这样才能保证测控的准确性和科学性。从使用的反馈来看,此类开关能有效判断冷却水流量的不足并实现对空压机的断水保护。随着新材料、新工艺的应用,DTF02靶式系列开关将会向多形式、高寿命等方面发展,在空压机的断水保护中将更加方便实用。
5 靶式流量开关的安装特性
靶式流量开关是将靶片安装在水管中，水管内的水的流动冲击靶流片使之弯曲变形，从而带动微动开关输出控制信号给冷水机组控制器，告知有水流可以启动机组。
由于靶式流量开关的靶流片的安装有一定的难度，通常安装有三种状况：
一是不动作，
二是卡在管子上部不能回复，
三是正常。
通常不动作是因为靶流片安装的深度不够，需要重新旋入或更换靶流片，许多安装工人遇到这种情况如不能很快解决往往短接水流开关或者调整动作调整螺丝从而使冷水机组失去水流保护。如果是卡在管子里不能回复往往是靶流片太宽的缘故第一次动作时被卡在管子上部，这是安装商不能发现的，这种情况流量开关也失去了作用。
如果安装间隙不够即使当时可以工作，由于管子的生锈或结垢等造成的管径变小，也有可能使水流开关卡在管子内不动。第三种安装非常好的情况与水管的管径和安装人员的经验非常有关，管径越大靶式水流开关的一次安装准确率越高，经过了解即使有经验的安装人员安装靶式流量开关一次不成功率也超过60%。
6 靶式流量开关的使用特性
靶式水流开关的靶流片在正常使用时长期受水流压迫处于弯曲变形状态，易疲劳破坏，大型冷水机组维修保养上规定靶流片使用2年必须更换，它是作为易损品及它的状况被列在维护保养记录中。
而小型冷水机没有专门的维护保养人员很难发现靶流片疲劳不能回复的故障，只有机组发生故障时才暴露。另外当水系统混有空气时，水中的空气冲击靶流片造成流速下降，靶流片瞬间复位发给机组错误流量信息，为防止发生这种错误通常机组控制器延时处理流量信息。
对于小管径靶式流量开关本身约产生2米水柱的压降，使提供给用户的有效扬程减少了。靶式水流开关不能进行准确的流量控制，因为靶流片的插入深度、管径和安装处的水压都直接影响其流量保护值，即使现场接上流量计对其进行标定，但随着时间的累积，靶流片的疲劳导致其弯曲的程度与流量的关系也被打破，当初标定的流量值也发生变化。
由于靶式流量开关的铜波纹管与大气接触，当应用于双工况冷水机组用作冰蓄冷运行时非常容易造成波纹管结冰而使靶流开关失效。
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