Technika, 1967 (11. évfolyam, 1-12. szám)

1967-01-01 / 1. szám

­ AUTOMATIKA A VEGYIPARBAN ISMAC 7966, BASEL A vegyiparban is egyre nö­vekvő mértékben érvényesül az a törekvés, hogy a fizikai és a szellemi rutinmunkát mennél nagyobb mértékben automatikai berendezések vé­gezzék el az ember helyett. Ennek csak egyik oka a nö­vekvő munkaerőhiány, ami különösen a szakképzett mun­ka területén jelentkezik. Má­sik oka az, hogy egyre több az olyan feladat, amelyre az emberi munkaerő alkalmaz.­A vegyipari foly­amatok automatizálására számbajövő berendezésnek egyéb, általá­nosan érvényes követelmények (például a beszerzési és az üzemköltségek ésszerű megté­rülése, a bonyolultság elvi­selhető mértéke, az alkatrész­utánpótlás és a szerviz gazda­ságos megoldása stb.) teljesí­tésén kívül még más előnyös tulajdonságokkal is kell ren­delkeznie. Üzemképesnek kell lennie például a vegyi üzem agresszív, poros, nedves lég­körében, lehetőleg biztosított­nak az esetleges áramszünet esetére, üzemzavar esetén gyorsan újból üzembehelyez­­hetőnek kell lennie megfelelő részek kicserélésével, szükség esetén robbanásbiztos kivitel­ben is elkészíthető legyen stb. Mindezeken kívül termé­szetesen rendelkezésre kell állniuk megfelelő gépeknek és berendezéseknek is, amelyek a vezérlőberendezés impulzu­saival működtetve elvégzik a folyamatban szükséges műve­leteken az adagolást, az egyéb anyagmozgatást, a sze­lepek nyitását és zárását, a fűtő- és a hűtőberendezések ki- és bekapcsolását stb. Az ilyen berendezések és vezérlések szép választéka volt látható az 1966. októbe­rében Baselban megrendezett vegyipari laboratóriumtech­nikai, méréstechnikai és au­tomatizálási kiállításon. Ezekből mutatunk be itt né­hányat, természetesen a teljes­ség igénye nélkül. A vezérlőberendezések ská­­lá­ja tartalmazza a leg­egyszerűbbtől kezdve a legna­gyobb, elektronikus számító­berendezést is magába fogla­ló óriásig az összes változato­kat, a legkülönbözőbb — elektromechanikus, elektroni­kus, hidraulikus, pneumati­sa nem is a legjobb megol­dás. A vegyipari folyamatok ugyanis egyre gyorsabban, intenzívebben, egyre jobb ho­zammal és az esetleges hibás beavatkozások egyre nagyobb kockázatával folynak le. Ezen­kívül — a növekvő műszere­zettség ellenére is — egyre nehezebben tekinthetők át, nem is beszélve az esetleges emberi hibák — fáradékony­ság, figyelmetlenség — való­színűségéről, kás — működtetési megoldá­sokkal. A legnagyobb figyel­met azonban mégsem a leg­nagyobb teljesítményűek von­ták magukra, hanem azok, amelyek a legváltozatosabban használhatók és ehhez képest nem túlságosan drágák. A Sprecher & Schuh svájci cég folyamatvezérlő berende­zése elektronikus rendszerű (1. ábra). A programot duga­­szolótáblán lehet beállítani, de szükség esetén lyukszalagon rögzített programot is fel tud dolgozni a berendezés, sőt olyan kimenő csatornái is vannak, amelyekkel analóg vagy digitális számítógéphez is csatlakoztatható. Kimenő erősítésre tirisztoros vagy tranzisztoros erősítők használ­hatók. Az alap­kivitelű be­rendezésben a program 16 lépésből állhat, minden lé­pésben 30 egymástól függet­len kimenő jel adható (meg­felelő erősítőn keresztül vagy akár anélkül is). A 30 kive­zetés közül 8 olyan idő-előre­­választó rendszerhez kapcsol­ható, amelyben egy előre be­állítható alapidő egyszeresé­től annak 255-szöröséig bár­mely időtartam előre progra­mozható. Ezt az időadatot a berendezés a kimenő utasítá­sok időzítésére, vagy pedig a berendezésen belül a program időbeli lefolyásának ellenőrzé­sére használja. Ez utóbbi eset­ben az utasítás csak a megfe­lelő időpontban mehet ki. Az utasítások tárolva maradnak, amíg ellenkezőjükre nincs szükség, vagy a program vé­get nem ér, esetleg előre nem látott esemény miatt félbe nem szakad. A 30 kimenőjelnek megfe­lelően 30 visszajelentés is beprogramozható, amelyek visszaérkezése nélkül a be­rendezés jelet ad és a beállí­tott segédprogram szerint megállítja a folyamatot, egy­szer vagy többször megismétli az utasítást, vagy egy másik programot indít meg. Így pél­dául, ha a parancs az, hogy a szükséges idő elteltével a terméket a leeresztő szelep ki­nyitásával a következő készü­lékbe kell átereszteni, de a következő készülék még fog­lalt, és így nem lehet e ter­méket lebocsátani, akkor a beállítástól függően a vezérlő­­berendezés megállítja az egész folyamatot, vagy 5 per­cenként újra és újra „meg­kérdezi” a következő készülé­ket, esetleg bizonyos számú kérdezés után a terméket egy tartalék-tartályba ereszti le, sőt esetleg meg is indítja a a tartalék-tartály fűtő- vagy hűtőberendezését, nehogy nem kívánatos folyamatok következhessenek be. A program mindenkori ál­lása a vezérlőszekrény jelző­lámpáin állandóan nyomon követhető. A jelzések megér­tését a lámpák alatt elhelye­zett könnyen cserélhető fel­iratok biztosítják. Az egész berendezés 213, cm magas, 61x65 cm alapterületű szekrényben van elhelyezve. A 22 funkció­egységet egy -egy könnyen cserélhető fiók­ba szerelték. Külön hely van az esetleg szükséges kiegé­szítő elemek és berendezések számára. A szerelésben kiter­jedten alkalmazták a huzal­végek ill. az érintkezőcsapok forrasztás nélküli, tartós ösz­­szesodrását. A szekrény ajtajának kinyi­tása után válik láthatóvá a program-dugaszolótábla. Az ilyen berendezések egyik fontos csoportját a szivattyúk alkotják. Említésre különösen érdemesek közülük a külön­féle adagoló szivattyúk, az erő­sen viszkózus folyadékok és paszták továbbítására al­kalmas különleges szivattyúk és egyes különleges laborató­riumi szivattyúk. A bemutatott adagoló szi­vattyúk teljesítménye 0,2 cm 3 és 10 000 liter közti értékű volt. Túlnyomó többségük du­gattyús rendszerű. A labora­tóriumi jellegű kis gépektől eltekintve a dugattyúk löket­­hossza távvezérelhető villa­­mosmotorokkal állítható. Többnyire két- vagy három­­hengeresek, de van hat-, sőt tizenkéthengeres változatuk is. Ilyenkor az egyes henge­rek külön-külön szabályozha­tók. Nagyobb mennyiségek időszakos adagolására hasz­nálják azt a megoldást is, hogy a szivattyú lökete he­lyett a löketek számát állítják be egy számlálóművön és a kellő számú löket után a szi­vattyú motorját kikapcsolja az automata. Ha az adagolandó anyag nagyon viszkózus és emiatt nehezen folyik, akkor a szivattyú szívószelepét kü­lön vezérlik a pontos adagolás végett. Robbanásveszélyes üzemek részére olyan szivat­­­tyút is gyártanak, amely nagy­nyomású levegővel tartható üzemben. Az adagoló membránszi­vattyúkat akkor alkalmazzák, amikor az adagolandó folya­dék mérgező, robbanásveszé­lyes, radioaktív vagy erősen koptató tulajdonságú és emi­att nem szabad érintkeznie a mozgó alkatrészekkel. Ugyan­ez a helyzet a sterilen keze­lendő folyadékokkal is, ami­kor az anyagnak még a szi­vattyú tömszelencéjével sem szabad érintkeznie. A memb­ránszivattyúk alkalmasak a legnagyobb nyomásra is, egé­szen 300 atmoszféráig. Bemutattak olyan megoldá­sokat is (2. ábra), amelyek­nek adagolószivattyú-rendsze­re egyidejűleg hat különböző folyadékot adagol egy reak­torba. Az églük folyadék ada­golását a vezérlőrendszer úgy szabályozza, hogy a pH ál­landó maradjon, a másik az összes iontartalmat szabályoz­za, a harmadik a viszkozitást tartja állandó értéken, a töb­bi három adagolása kézzel állítható be, míg a reaktor­ban a folyadékszintnek is meghatározott határokon be­lül kell maradnia. Mindez olyan kivitelű (öntisztító sze­lepek és magukat utánfeszí­­tő tömszelencék), hogy az egész rendszer gyakorlatilag nem igényel felügyeletet. Feltűnően nagy helyet fog­laltak el a kiállításon azok a működésben kiállított szi­vattyúk, amelyek a sűrű olaj­festéktől a fogkrémig terjedő sűrűségű és viszkozitású anyagokat szállítanak. Ezek között szerepeltek az ismert tömlős szivattyúk változatai, amelyekben egy gumi- vagy műanyagtömlőben levő sűrű folyadékot a tömlő külsején, végigfutó görgők masszírozó mozdulatokkal hajtanak elő­re. Újdonság volt egy szállí­tócsigára emlékeztető szi­vattyú (3. ábra), amelyről azt hirdették, hogy mindent szál­lít, ami csak keresztülfér a csövön. E szivatt­yú leginkább a forgódugattyú és a csavar­szivattyú között áll. Két lé­nyeges működő része van, egy külső ház és a benne forgó test. A ház ürege egy kétbe­­kezdésű, erősen legömbölyí­tett anyamenet, míg az orsó hasonló, de egymenetű. A ház keménygumiból van, a forgó­rész fémből. A forgórészt amelynek beállítását meg­könnyíti, hogy a dugaszok helyei áttekinthető kapcsolási sémában vannak elhelyezve. Hogy az ilyen és az ehhez többé-kevésbé hasonló auto­­matikák felhasználhatók le­gyenek, ahhoz természetesen olyan gépek és berendezések is kellenek, amelyek működé­se az automati­kák impulzu­saival irányítható, hosszú kardántengelyen ke­resztül hajtják, mert forgás közben keringő mozgást is végez. Az álló- és a forgórész állandóan érinti egymást egy összefüggő vonal mentén, és ez határolja el egymástól a szívó- és a nyomóteret. A tö­mítés jó lehet, mert a gyártó szobahőmérsékletű vízre 8,2 méter szívómagasságot garan­tál. A katalógus-adatok sze­rint a szivattyú nyomómagas­sága legfeljebb 9 ata, a leg­nagyobb típus szállítóteljesít­ménye 75 ms óránként. Van­nak különleges kivitelek 70 ata nyomásig és óránként 120 m3 teljesítményig is. A műanyagszárnyú forgó­lapátos szivattyúk konstruk­ciója nem új, de mégis ma­gukra vonták a figyelmet egyre javuló használhatósá­gukkal és élettartamukkal. A forgórésznek a tengellyel pár­huzamos sík lapátjai a régi, klasszikus kivitelnél minden fordulat alatt egyszer kifelé és egyszer befelé mozdulnak el, mert a forgórész a szi­vattyú hengeres furatában excentrikusan van elhelyez­ve. A mostani szivattyúknál a forgórész egy darabból van, viszont neoprénből, poliure­­tánból, bűnéből vagy más műanyagból készül, és a la­pátok hajlékonysága helyette­síti a régi merev lapátok ki­be csúszkálását. A szivattyúk már az első fordulatoknál 4,5 m-nyire felszívják a vizet,­­fel­töltve pedig 7,5 m magasságig tudnak szívni. Fő előnyük, hogy szennyezett, sőt homo­kos vizet is elviselhető élet­tartammal szállítanak. Egyéb­ként tipikusan kis szivattyúk, teljesítményük nem haladja meg a percenkénti 200 litert. A tömlős szivattyú (4. áb­ra) inkább laboratóriumi jel­legű, de vannak olyan jó tu­lajdonságai, amelyek valószí­nűleg utat nyitnak számára a kisebb üzemekben is. Szerke­zete nagyon egyszerű: a fo­lyadékot vezető gumitömlőt befektetik a­­sivattyú szerke­zetébe, ahol tizenkét, kb. ujj­nyi vastag fémpálca a tömlőt fokozatosan megszorítja, majd fokozatosan elereszti. Mivel a fémpálcák ezt a nyo­­mogatást egymáshoz képest f­izisel­tolással végzik, ezzel a mozgással a tömlőben levő folyadékot egy irányban hajt­ják. A megoldás legnagyobb előnye, hogy a folyadék egyál­talán nem érintkezik a szi­vattyúval, sőt a szivattyút tulajdonképpen össze sem kell szerelni a folyadékot ve­zető tömlővel. A szerkezet ugyanis egyszerűen kettényit­ható, mint egy könyv, és a tömlőt csak bele kell fektet­ni. A szerkezet bezárása után a szivattyú máris indítható. A nagyságtól függően egy szi­vattyú négy tömlővel is hasz­nálható azonos vagy külön­böző folyadékok szállítására és adagolására. Teljesítménye legfeljebb 1000 liter órán­ként, nyomása legfeljebb 1,5 att. A tömlő — rugalmassá­gától függően — vákuumból való szívásra is alkalmas, mert 625 mm depresszióval tud szívni. Egyszerűsége, könnyű szerelése és tisztasága miatt orvosi célokra is kivá­lóan megfelel. A következő adagolóberen­dezés (5. ábra) nem tartozik ugyan a szivattyúk közé, mert Az automatizálás lehetősé­ge azt is szükségessé teszi, hogy az áramló folyadékok mennyiségét kellő pontos­sággal mérhessük és a mérés eredményét egy szabályozás céljára használható jel for­májában továbbíthassuk. Eb­ből a szempontból különös nehézséget jelent az agresz­­szív, a szennyezett vagy ép­pen a szilárd szennyezéseket is tartalmazó folyadékok mennyiségének megbízható mérése. A mágneses átfolyás­mérők (6. ábra) úgy látszik, megoldják ezt a problémát. Ezeknél a mérés azon alapul, hogy Faraday törvénye sze­rint a mágneses térben elmoz­duló vezetőben elektromotoros erő indukálódik. A mágneste­ret létrehozó tekercseket kí­vülről teszik rá a csővezeték­re, az elmozduló vezető ma­ga a mérendő folyadék, a fe­szültség pedig a cső két el­lentétes pontján mérhető. A feszültség mérhetőségéért a cső szóban forgó szakaszát gumival bélelik ki, és egy helyen egymással szemben két fémes elektródot helyez­nek el a belső felületen. Mivel a méréshez nem kell semmiféle mechanikai érzé­kelő vagy mérőszervet helyez­ni a csőbe, a mérőberendezés nem o­koz áramlási ellenál­lást. A­­ mérés eredménye nem függ az áramlás turbulenciá­jától, tehát a mérőszakasz gyakorlatilag korlátozás nél­kül helyezhető el a vezeték bármelyik szakaszán, görbü­letek, szelepek vagy szivat­­­tyúk után közvetlenül is. A mérés független az áramló folyadék nyomásától, viszkozi­tásától, hőfokától és koncent­rációjától. Az elérhető pon­tosság mindig jobb 1,5%-nál. A folyadék villamos vezetőké­pessége tág határok között változhat, mindössze az szük­séges, hogy a fajlagos ellen­állás ne legyen nagyobb 10 kohm cm-nél. A hozzá tarto­zó elektronikus erősítő há­rom fokozatban átkapcsolha­tó és rögtön térfogatban vagy súlyban kalibrálva mutatja az átfolyó mennyiséget. A mé­rő normál kivitelben 6-tól 500 mm-ig terjedő átmérők­höz kapható, de egy vetített­képes előadáson bemutattak csaknem 1 m csőátmérőjű ké­szüléket is, amely egy kikö­tői kotróhajó fedélzetén mér­te az átszívott iszap mennyi­ségét. Mindezek a felsorolt és fel nem sorolt gépek és berende­zések megfelelő választékú és minőségű­­villamosmotorokat, nem folyadékot vagy gázt szállít, hanem szemcsés, por­alakú vagy ömleszthető szi­lárd anyagot adagol, de még­is közel áll hozzájuk. Fő ré­sze egy szállítóheveder, amely a szabályozható tölcsérből rá­adagolt ömlesztett szilárd anyagot kiadagoló tölcsérbe szórja. Közben egy mérleg állandóan ellenőrzi a heveder egyik részén fekvő, ill. átha­ladó anyag súlyát. Adott sza­lagsebesség esetén az adagolt mennyiség arányos a heve­der ellenőrzött helyén átfolyó anyagmennyiséggel. Kétféle nagyságban készül: 1,37 kg­­tól 27 240, ill. 1,37 kg-tól 81 720 kg-ig terjedő óránkénti telje­sítménnyel. Készül villamos és pneumatikus vezérléssel is, sőt olyan változatban is, amelynél az adagolóberende­zés az általa adagolt mennyi­séggel arányos nyomású pneu­matikus jelet ad és ezzel le­hetővé teszi, hogy a követ­kező pneumatikusan vezérelt berendezést a sajátjával ará­nyos adagolásra vezérelje, s ezzel állandó összetételű ada­golást biztosítson. Az adago­lás pontossága általában ±1 % (3 mm szemnagyság felett és 80 gramm/dm3 térfogat­súly alatt az adagolás pontos­sága csökken). A pneumatikus kimenő jel az adagolt súllyal 1% hibahatáron belül ará­nyos. kapcsolókat, egyéb erős- és gyengeáramú alkatrészeket, pneumatikus és egyéb szerel­vényeket igényelnek. Néhány szót róluk is kell szólnunk. Bemutattak fordulatszám­­szabályozást egyenáramú mo­torokhoz, nullától teljes for­dulatszámig, fokozat nélkül, állandó nyomatékkal, a po­­tenciométeren beállított név­leges fordulatszámhoz képest 0,2% eltéréssel. Láthatók vol­tak relék, amelyek 6 A, 220 V teljesítménnyel 3 millió kapcsolást bírnak ki garantál­tan, mechanikai élettartamuk pedig 100 millió kapcsolás. Kiállítottak védőgázas relét, amely mágneses működtetés­sel összesen egymilliárd kap­csolást tud elvégezni, másod­percenként pedig ezret. Feltűnő volt a digitális technika előretörése. A leg­különfélébb műszereken és a legváratlanabb helyeken talál­koztunk a digitális leolvasás­sal. Volt olyan kapcsolótáb­la, amelyen vízszintes tenge­lyű, messziről is jól látható számtárcsákon beállítva a szükséges hőfokot, ezzel tu­lajdonképpen a szabályozó­­au­tom­a­tika potenciométerét állították be. A mellette el­helyezett, gombnyomással be­kapcsolható mutatós műszer ellenőrzésképpen a névleges beállított értéktől való­ eltérést mutatta csak. Sok berendezést mutattak be a folyadékszint jelzésére, mérésére, szabályozására. De mintegy annak jeléül, hogy azért a közvetlen, szemmel megfigyelhető szintjelzés is fontos, a következő ötletes megoldást is láttak: egy rozsdamentes csőben álló fo­lyadék szintjét kellett jelez­ni. A folyadék tetején úszó lebegett, amelyen egy meg­lehetősen erős állandó mág­nes volt elhelyezve. Az úszó helyzetét azzal tették látha­tóvá, hogy a rozsdamentes cső elé egy üvegcsövet szerel­tek, amelybe egymás alatt sok kis műanyag lap volt elhe­lyezve, vízszintes tengelyeik­kel az üvegcső falában csap­ágyazva. A kb. 1x2 cm nagy­ságú lapocskákba középen, függőlegesen egy-egy acélpál­cika volt beleöntve. Amíg a mágneses úszó a rozsdamen­tes cső alsó részén volt, ad­dig a lapocskák lefelé függve, a fehér oldalukat mutatták ki­felé. Mihelyt azonban a mág­nes elment mellettük felfelé, az erőtér hatására a kis la­pok megfordultak és felfelé „lógva” most már a piros bel­ső oldalukat mutatták kifelé, jelezve messzire látható ösz­­szefüggő piros vonallal, hogy meddig ment fel a folyadék­­szint. Mindent összevetve meg­állapíthatjuk, hogy a vegy­ipari automatizálás sem alap­vető módszereiben, sem esz­közeiben nem halad más uta­kon, mint bármely más terület automatizálása. Erre mutat az is, hogy a folyamatszabályo­zásnak és eszközeinek fejlesz­tésével foglalkozó nagyobb vállalatokkal egyaránt talál­kozhatunk a vegyipar, a gép­ipar, a kohászat vagy az energiaipar területén. Mind­össze az a különbség, hogy egyes speciális igények és megoldásaik különböző idő­ben merülnek fel a különbö­ző területeken, de azután — a tapasztalatok szerint — vi­szonylag gyorsan bevonulnak az automatizálás közös fegy­vertárába. Nemes Ferenc Vezérlőberendezések Szivattyúk és adagolók Műszerek és tartozékok 1. ábra: Programozható folya­matvezérlő berendezés (Spre­cher & Schuh, Svájc) 2. ábra: Hat komponenst adagoló, automatikával vezérelt szi­vattyúrendszer (Hauke, Ausztria). 3. ábra: Moineau rendszerű volumetrikus szivattyú állórészének és forgórészének elrendezése 4. ábra: Újrendszerű tömlős szivattyú laboratóriumi vagy kisüzemi célokra (Sigma-Mo­­tor, Inc., USA). 6. ábra: Mágneses folyadékmennyiség-mérő (Remag, Svájc). 5. ábra: A­utomatikus vezérlésű adagoló (Wallace & Tieman, NSZK) ium ALUMÍNIUM Az alumínium alkalmazási lehetőségei igen sokolda­lúak, s egy cseppet sem szorítkoznak a járműiparra, ahol az alumínium könnyűsége, helyesebben igen ked­vező szilárdság, súly aránya létfontosságú előny. Az alumínium nagyszerű alakíthatósága, a környezeti ha­tásokkal szembeni ellenállóképessége olyan előny, amit a műszaki-ipari tevékenység más területein sem sza­bad figyelmen kívül hagyni. Sok esetben az alumíni­um szerkezet induló költsége nagyobb ugyan, mint más hagyományos megoldásé, ám a karbantartás és a védelem elmaradása, a könnyű tisztíthatóság stb. vég­eredményben a szerkezet, a gép vagy a berendezés várható élettartamának beszámításával az alumínium szerkezetet teszi olcsóbbá. Sok esetben ehhez még a tetszetős, vonzó külső előnyei is járulnak. Képeinket a düsseldorfi Aluminiumzentrale bocsátotta rendelke­zésünkre. Bordás alumínium lemez idomokból készült kishangár, egy sportgép vagy helikopter befogadására. Könnyen szállítható, a repülőtér szélén néhány órai előkészület után egyszerűen felszerelhető, nyitása és csukása pedig minimális erőkifejtést igényel Mexico Cityben most épült régészeti múzeum alumí­nium elemekből készült homlokzata, amely sajátos archaikusan­ modern benyomást kelt Az ideális rizsfőző edény, amellyel tetszetős alakban lehet rizses ételeket készíteni, anélkül, hogy leégésük­től kellene tartani Ezeket az újfajta edényeket az egyik schwertei gyár hozza forgalomba spárga és hal főzéséhez. Az edény meggátolja a spárga és a hal széttöredezését: a főzni szándékolt élelmiszert a fogakkal ellátott lyukas alap­lemezre helyezik, azt pedig a vízzel telt edénybe állít­ják. A megfőtt étel kiemelése egyszerű A hűtőszekrényekben készített jégkocka kiemelése a bordás fagyasztóból sokszor gondot okoz. Az egyik lü­­denscheidi gyár most ezt a két forgókaros jégkészítőt hozza a piacra: a két kar egyidejű elforgatásával (eset­leges előzetes leöblítés után) a jégkockák könnyen el­válnak

Next