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玻璃料道的測溫與其效率的計算

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2017-05-23  來源:中國玻璃模具網(wǎng)  作者:中國玻璃模具網(wǎng)  瀏覽次數(shù):1264
核心提示:要制造出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,在瓶罐成型中,料形很重要。在適當(dāng)?shù)臏囟认?,做出良好形狀的料滴,料滴入模順利,可以說形成瓶子成功一半了。 怎樣制造出好的料滴,有五大因素,其中玻璃液的溫度是首要的先決條件。下文詳細介紹了國際上對料道的測溫及溫度均勻度(稱為料道效率)的計算。
    料道的溫度控制是至關(guān)重要的,其溫度變化1℃,它料滴重量要變化達2克?,F(xiàn)代制瓶機機速越來越快,它向著高機速(串聯(lián)機)、多料滴、輕量化的方向發(fā)展。它要求料道的溫度必須要有精確的控制以及良好的玻璃溫度的均化。.特別是采用小口壓&吹法來生產(chǎn)輕量瓶時,對料道溫度的測量與控制其要求更高。

現(xiàn)在料道上普遍均采用三點熱電偶來測料道的溫度。
    熱電偶是工業(yè)上最常見的溫度檢測元件之一。熱電偶測溫原理:將二種不同材料的導(dǎo)體A與B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路。當(dāng)A與B二點存在溫差時,二者之間產(chǎn)生電動勢。在回路中形成一個電流,稱為料道稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。
三點熱電偶(Triplexthermocouple)顧名思義,即在一垂直線上可測三個溫度點。它看上去與普通熱電偶相差無幾,但在它內(nèi)部分別裝有三個熱電偶絲的裝置,因此用它可以測量三個垂直方向的溫度。我們稱為“三點式”熱電偶。在玻璃行業(yè)中,它廣泛應(yīng)用于料道玻璃液的測量。由于三點熱電偶是在是高溫、玻璃液的侵蝕以及玻璃液流動磨損工況下工作,因此此類熱電偶外層均用鉑涂層。如圖一:

 
料道里為什么要使用三點熱電偶來測溫?
    這是因為料道是一個由耐火材料構(gòu)成的槽磚通道,通過它熔化的玻璃液從熔爐流向成型機。玻璃液在槽磚流動時,玻璃液在槽磚二側(cè)與底部接觸到耐火材料,其溫度必然要降低,其流動也隨之慢下來。而中部的上層玻璃液流動較快,其溫度也高于料道的二側(cè)與底部。我們稱為料道的“中心流”,從而在料道里產(chǎn)生了水平的(中間玻璃液與料道二側(cè)的玻璃液)、垂直的(玻璃液上部與中下部)的溫度差。給玻璃液的均化帶來不利影響。
     因此我們要用三點熱電偶來測量它們各自垂直方向的溫度值,然后進行分析或進行控制。測量點如圖二:

 
一.當(dāng)你確定了料道測量點后,須注意以下幾要點
1. 三點熱電偶分度號的選定:
在料道處一般我們選S型與R型。S型在我國使用的歷史十分悠久,其配套的顯示儀表與控制儀表較多,但它的輸出毫伏數(shù)值較低。如:S型熱電偶在1200℃時,其輸出為11.951毫伏。而R型是近幾十年引進使用的,它的特點其輸出毫伏數(shù)值較高。R型熱電偶在1200℃時,其輸出為13.228毫伏。顯然其毫伏較高。但我們在選用R型時,要特別注意它配套儀表的兼容性,千萬不能搞錯。其價格也會高一些。
二種型號各有特點,不過在國外與合資企業(yè)他們多選用R型的。建議一個公司或者一個集團最好采用某一統(tǒng)一的型號,這樣管理可方便一些。
2. 三點熱電偶的安裝位置:
(1)首先是垂直方向:下部測點距槽磚底向上25毫米(如圖二的B點、C點),上部測點距液面向下25毫米(如圖二的A點、),中間測點為玻璃液面的1/2處。如圖三:

 
從圖三我們可以間接地了解到,當(dāng)玻璃液面有波動時,也會對三點熱電偶測量值帶來一定的影響。
(2)水平方向:三根熱電偶距離料盆230毫米左右,中間一根熱電偶處在料道中心線,以它為準(zhǔn),距左右二側(cè)熱電偶的距離為該磚寬的1/3處。見圖四:

 
(3)要注意,沒有一個料道的工況是完全一樣的,各料道的測溫顯示溫度值各有不同。比如在料道上測溫,一般的熱電偶支架是不能精確定位的,如水平方向如變動±15毫米,垂直方向變動±10毫米,其溫度變化達±5℃的溫差。因此各工廠的操作人員必須要根據(jù)本料道的出料情況與玻璃液的質(zhì)量,定出各自料道的控制溫度值。
3. 熱電偶的支架
從圖四我們知道料道的溫度測點,其熱電偶的位置定位要盡可能的準(zhǔn)確。因此要注意熱電偶支架的穩(wěn)固性與定位的準(zhǔn)確性,并且熱電偶要能夠上下調(diào)節(jié)自如。典型的熱電偶支架。見圖五:

 
由于料道上方地方狹小,料道上蓋磚上面布滿了冷卻機構(gòu)、冷卻管路等。這要求我們要根據(jù)各廠的實際情況,選好選對熱電偶的支架,以保證三點熱電偶長期地工作正常。
4. 現(xiàn)代料道熱電偶的補償導(dǎo)線接線,一般均使用插頭插入式的接線方法,見圖一與圖六:

 
補償導(dǎo)線接熱電偶處在出廠時已經(jīng)接好?,F(xiàn)場只要將插頭插入插座上即可(插座的補償導(dǎo)線要一直連到溫度控制柜里)。插頭上有明顯的標(biāo)記:上(T,Top)、中(M,Middle)、下(B,Bottom)。插座上也有相應(yīng)的記號,以免插錯。
該插頭、插座均為專用的,其接觸電阻很小。由于是插座式的,在調(diào)換熱電偶時或者在儀表調(diào)試時均十分方便。
 
二.溫度控制點的選擇與控制
從圖二所示,我們共有九的溫度值可供選擇。我們一般以中間的熱電偶上部測點為溫度控制的信號(A點),以此信號來控制燃氣的大?。ɑ蛘呖刂齐娂訜岬妮敵龉β剩?,來保持其溫度的穩(wěn)定。比如:該點溫度降低,儀表控制儀與設(shè)定值相比較,其輸出增大,然后執(zhí)行機構(gòu)開大,燃氣增加,料道溫度逐步上升,向設(shè)定值靠攏。如該點溫度上升,過程反之。
左右二側(cè)下部測點為料道左右二側(cè)溫度控制的信號(B點與C點)。溫度控制儀根據(jù)各自的設(shè)定溫度,分別控制插入料道玻璃液中的鉬電極的功率的大小,以達到穩(wěn)定該二點的溫度值。
  根據(jù)我們多年的經(jīng)驗,二側(cè)底部設(shè)定的溫度值(B點與C點)要比中間上部的溫度值(A點)高出5 ℃~ 8℃左右。這樣的溫度差,在以后玻璃液流動過程中,其溫度差值會逐步趨于一致。當(dāng)進入料盆后玻璃液溫度將是一致的與均勻的。
 
三.料道的效率的計算
料道前端安裝三根三點式熱電偶,它共有9個測點,利用此9點測出的溫度數(shù)值,可以通過數(shù)學(xué)公式的計算,定量地計算出該料道玻璃液均化的情況,我們稱之為:該料道的效率(Gradient Efficiency)。
如何使用三點式熱電偶來量化料道玻璃液的均化程度呢?世界各大玻璃公司均有各自的計算方式法。如:O-I公司、SORG公司、EMHART等公司?,F(xiàn)以EMHART公司為例,作一介紹。
舉例的料道測溫情況如下。見圖七:

 
計算如下:
料道橫行溫度計算(取絕對值),中間的溫度與料道二側(cè)的溫度之差:
橫向溫度計算:上部溫度1162與左1157右1159之間的溫差;共二點,
1162-1157=5,
1162-1159=3;
中部溫度1173與左1165右1167之間的溫差;共二點,
1173-1165=8,
1173-1167=6,;
下部溫度1175與左1160右1162之間的溫差;共二點,
1175-1160=15,
1175-1162=13;
橫向溫度計算共六點,計算完畢。
 
2,料道縱向溫度計算(取絕對值),上部溫度減去下部溫度之差:
左上溫度1157與左下溫度1160之間的溫差;共一點,
1157-1160=3,
中上溫度1162與中下溫度1175之間的溫差;共一點,
1162-1175=13,
右上溫度1159與右下溫度1162之間的溫差;共一點,
1159-1162=3;
縱向溫度計算共三點,計算完畢。
 
3,將以上二項計算數(shù)值九點相加:
5+3+8+6+15+13+3+13+3=69;
 
4,將相加后的數(shù)值,除以料道中部三點溫度中最高的溫度值(1175):
69÷1175=0.0587;
 
5,計算該料道的效率%(Gradient Efficiency):
     (1-0.0587)×100=94.13%,
此94.13% 即為圖七料道的效率。
注意此效率(94.13%),它是指某一料道在一定的出料量所反映的均化情況,此百分比在同一料道相似的情況下,此數(shù)值能反映出料道的均化程度,它才有實際的指導(dǎo)生產(chǎn)意義。
國外還有使用五點溫度的測量。如圖八:

 
雖然測量點減少,成本卻可以降低,它也能計算出料道的效率。計算原理同上,這里不作進一步的介紹。初次使用三點熱電偶的工廠,它也是一種不錯的選擇。
有三點熱電偶,當(dāng)然也有二點式熱電偶。我們可以運用單點熱電偶、二點熱電偶與三點熱電偶的組合,形成不同的組態(tài),可靈活地運用在料道的后冷卻區(qū),前冷卻區(qū)與均化區(qū)里??墒钩杀具M一步再降低。
準(zhǔn)確可靠地測出料道的溫度,它是料道溫度控制的第一步,因此我們必須要重視此項工作,把料道的熱電偶測溫工作做得完美。
 
 
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