УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ СТЕКЛОМАССЫ В СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ

Техническое решение относится к области стекловарения и может быть использовано в стекловаренных печах для измерения уровня стекломассы. Возможно использования устройства в друтх высокотемпературных процессах для идентичных целей, т. е. для измерения уровня расплава, например, металла.
В настоящее время в стекловарении используются механические, оптические, пневматические, электроконтактные и радиоактивные уровнемеры. Наибольшее применение из них получили механические и пневматические уровнемеры, а также уровнемеры смешанного типа, например, электромеханические.
Известен пневматический уровнемер, принцип действия которого основан на пропускании через сопло струи воздуха, направленной на поверхность стекломассы. При этом в качестве измеряемой величины используется давление у выхода воздушного сопла, изменяющееся при колебаниях уровня стекломассы. Датчик фиксирует эти изменения и выводит показания на регистрирующие приборы, а также воздействует на систему зафузки шихгы и боя в печь, восстанавливая этим самым требуемый уровень стекломассы в печи.
Недостатком известного уровнемера является то, что на давление воздушной струи на выходе из сопла влияют изменения давления газовой среды печного пространства. Дополнения конструкции уровнемера вторым датчиком, расположенном на другой, по сравнению с первым, высоте существенно не влияет на погрешность измерения, так как это не устраняет колебания давления газовой
среды печи. (Г. Гоэрк. «Производство тянутого листового стекла. - Москва: Стройиздат, 1972. -С. 101-102.)
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является электромеханический уровнемер, поддерживающий постоянство уровня стекломассы в печи путем включения или выключения загрузчиков шихты и боя и содержащий водоохлаждаемый рычаг, одним концом введенный в печь, а другим концом связанный со специальным механизмом, имеющим рычажно-кулачковую систему. Передний конец рычага содержит платиновый электрод, находящийся под небольшим напряжением. Рычагу придается возвратно-поступательное движение, обуславливающее погружение электрода в стекломассу и выход из нее, т. е. движение вверх-вниз. При соприкосновении электрода со стекломассой замыкается цепь управления комбинированным реле, которое меняет направление движения рычажно-кулачкового механизма, и конец рычага с электродом идет вверх, вьпягивая при этом из стекломассы нить. Через заданное время цикл повторяется. Угол наклона рычага в момент соприкоотовения со стекломассой электрода фиксируется регистрирующим прибором и является основным показателем для измерения уровня стекломассы. Диапазон измерения этого уровнемера ± 5 мм, чувствительность - ± 0,1 мм.
Недостатком наиболее близкого технического решения является то, что его работа основана на использовании рычажно-кулачкового механизма, действующего в условиях высоких температур. Это значительно усложняет конструкцию уровнемера и приводит к его частым выходам из строя. Имеется ввиду, что наличие в рычажно-кулачковом механизме большого количества вращаемых и взаимодействующих друг с другом деталей, работающих в условиях высоких ( до 1550°С ) температур не способствует надежное™ этого механизма.
- -2 б //5У У
Совершенно очевидно, что довольно высокие технические характеристики этого уровнемера обусловлены скорее теоретическими данными, чем практическими. ( Солинов Ф.Г. «Производство листового стекла. - Москва: Стройиздат, 1976. - С. 148-149.)
Задачей нового устройства для измерения уровня стекломассы в печи является повышение надежности его работы.
Другой задачей этого устройства является упрощение его конструкции.
Названные задачи решаются тем, что в известном устройстве для измерения уровня стекломассы в стекловаренной печи, содержащем водоохлаждаемый рычаг с поплавком, противовес, датчик линейного перемещения с сердечником и регистрирующий прибор, водоохлаждаемый рычаг выполнен в виде крестовины, причем короткие плечи крестовины установлены на призматические опоры с возможностью качания на них.
Устройство иллюстрируется чертежом на фиг. 1.
Устройство для измерения уровня стекломассы в печи содержит рычаг 1, выполненный в виде двух крестовидно сваренных труб разной длины. Один конец длинной трубы 2, введенный через окно 3 в стенке 4 стекловаренной печи 5 в газовое пространство последней, наглухо заварен и снабжен датчиком 6. Втулка вставлена в отверстие поплавка 7, плавающего на поверхности расплава стекломассы.
В другой, наружный конец длинной трубы 2 вварена коаксиально вторая труба 8 меньшего диаметра, имеющая ввод 9 охлаждающей воды и вывод 10 её из рычага 1. Одна из коротких труб 11, образующих с длинной трубой 2 крест, снабжена заглушкой 12. К концам труб 11 приварены пластины 13 с коническими продольными пазами, опирающимися на призматические опоры 14.
J-2(
Для обеспечения равновесного состояния рычага 1 на трубе 8 размещен противовес 15, установленный с возможностью перемещения по этой трубе. На изгибе этой трубы установлен подвижный сердечник 16 датчика линейного перемещения 17, сигнал с которого поступает на регистрирующий прибор 18.
Устройство работает следующим образом. При изменении уровня стекломассы в печи 5 поплавок 7, плавающий на её поверхности, также изменит своё положение. Так как поплавок 7 жестко соединен с рычагом 1, то перемещение поплавка вверх или вниз вызовет соответствующее изменение уравновешенной противовесом 15 системы водоохлаждаемых труб 2, 8 и 11. Учитывая, что трубы 11 размещены на призматических опорах 14, совершенно очевидно, что эта система будет чутко реагировать на любое смещение поплавка 7. Повышенная реакция системы труб 2,8 и 11 объясняется тем, что призматические опоры 14 имеют малую площадь соприкосновения с пластинами 13, поэтому любые, даже малейшие колебания уровня стекломассы, вызовут обязательное перемещение вслед за одним концом системы другого, наружного её конца. Фактически в данном случае работает уравновешенная система с незначительным коэффициентом трения на опорах 14, поэтому она является не только очень чуткой на колебания уровня, но и вследствие этого очень точной. Перемещение наружного конца труб вызывает соответствующее перемещение сердечника 16 относительно датчика 17. Работа этого датчика основана на изменении величины магнитного поля, и выходной сигнал с него линейно зависит от расстояния между ним и сердечником. Изменение сигнала фиксируется регистрирующим прибором 18.
Работоспособность устройства в условиях повышенных температур поддерживается подачей в систему труб 2,8 и 11 воды. Её рециркуляция осуществляется через ввод 9 в трубу малого диаметра, затем её движение ввиду
,
наличия заглушки 12 происходит только по этой трубе, после этого она попадает в трубу 2 большего диаметра, из которой уходит через вывод 10. Движение воды на чертеже показано стрелками.
Эксплуатация данного устройства на Борском стекольном заводе в течение 3-х месяцев показала её повышенную работоспособность из-за полного отсутствия каких-либо сложных механизмов, т. е. её высокую надё 1шосгь. Конструктивная простота этого уровнемера очевидна.
Диапазон измерений данного устройства ± 8 мм, точность измерения ± 0,05 мм.
Источники информации, на которые следует обратить внимание при экспертизе:
1.Г. Гоэрк. «Производство тянутого листового стекла. - Москва: Стройиздат, 1972. -С. 101-102.
2.Ф. Г. Солинов. «Производство листового стекла. - Москва: Стройиздат, 1976. -С. 148-149 -прототип.