摘 要：煤粉高度自動(dòng)測(cè)量?jī)x是針對(duì)以前人工測(cè)量方法和放射性元素測(cè)量方法的不足而設(shè)計(jì)出的新型產(chǎn)品。它在能安全完成測(cè)量的過(guò)程當(dāng)中，使工人的工作環(huán)境有較大的改善。同時(shí)也運(yùn)用了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它通過(guò)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后，通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論。再運(yùn)用具有動(dòng)態(tài)顯示功能的裝置直接輸出。使之非常直觀，且使該產(chǎn)品的測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。這種產(chǎn)品還有易操作的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：煤粉；測(cè)量；測(cè)量?jī)x

1 火力發(fā)電的工作原理

首先利用球磨機(jī)把塊煤磨成粉末狀以增大了煤與空氣的接觸面積，這樣有利于煤粉更充分的燃燒以提高煤的利用率，球磨機(jī)磨好的粉煤被輸送到煤粉儲(chǔ)倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)藏，煤粉儲(chǔ)倉(cāng)是一個(gè)密閉容器，這樣會(huì)使煤粉的損失量及對(duì)環(huán)境的污染減到最小。然后鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)沸騰爐的燃燒狀況不斷地把煤粉吹進(jìn)沸騰爐的爐腔內(nèi)，煤粉充分燃燒后使蒸汽爐產(chǎn)生水蒸氣，水蒸汽被輸送到汽輪機(jī)組，以推動(dòng)汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

2 煤粉高度自動(dòng)測(cè)量?jī)x工作原理簡(jiǎn)介

本設(shè)計(jì)是煤粉倉(cāng)中煤粉高度的自動(dòng)測(cè)量裝置，因煤粉倉(cāng)是密閉的，就要求有一種測(cè)量裝置能夠測(cè)量煤粉儲(chǔ)倉(cāng)中煤粉的實(shí)際高度。當(dāng)實(shí)際高度高于某個(gè)峰值時(shí)，要求球磨機(jī)停止工作，即停止煤粉進(jìn)入煤粉儲(chǔ)倉(cāng)中。當(dāng)煤粉實(shí)際高度低于某個(gè)下限極值時(shí)要求啟動(dòng)球磨機(jī)，即向煤粉儲(chǔ)倉(cāng)中吹進(jìn)煤粉。

對(duì)于這種測(cè)量裝置來(lái)說(shuō)，目前可以查到的應(yīng)用到的主要有以下兩種：一種為利用人工手動(dòng)測(cè)量，即每隔一定時(shí)間測(cè)量人員把帶刻度的繩索放下，當(dāng)感覺(jué)到探頭接觸煤粉表面后，記下繩索的刻度值。第二種是利用放射性元素發(fā)生的放射線測(cè)量，缺點(diǎn)就是利用了放射性元素，處理不當(dāng)會(huì)造成巨大的環(huán)境污染。

針對(duì)上述的兩種裝置測(cè)量的優(yōu)缺點(diǎn)，我們提出了一種新的全自動(dòng)煤粉測(cè)量裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示，其工作原理為：

三相交流電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器與蝸輪蝸桿減速器相連，在減速器的出口端與手動(dòng)葫蘆相配合，葫蘆鏈—端放入儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)另一端經(jīng)過(guò)手動(dòng)葫蘆，支撐輪，回程限位裝置與探頭相連。在開(kāi)始測(cè)量時(shí)，探頭位于上部。擺板下部行程開(kāi)關(guān)1處于常閉狀態(tài)，回程裝置上的開(kāi)關(guān)2也處于常閉狀態(tài)。然后按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)聯(lián)軸器處的光電計(jì)數(shù)器記錄電機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)除以蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比就可得到手動(dòng)葫蘆的轉(zhuǎn)數(shù)。此轉(zhuǎn)數(shù)乘以手動(dòng)葫蘆轉(zhuǎn)過(guò)的鏈節(jié)數(shù)以及每節(jié)鏈條的長(zhǎng)度，就可計(jì)算出探頭移動(dòng)的距離。這樣也就可以測(cè)知煤粉的高度。當(dāng)探頭向下移動(dòng)接觸到煤粉面后，煤粉就會(huì)給探頭一個(gè)方向向上的推力，當(dāng)此推力達(dá)到一定大小時(shí)支持支撐輪的擺板右端比左端重，這樣擺板就會(huì)向一端傾斜使得行程開(kāi)關(guān)1處于打開(kāi)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)停止正向轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量得到最終結(jié)果。同時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，探頭上升，當(dāng)探頭上升到回程限位裝置后，就會(huì)帶動(dòng)行程開(kāi)關(guān)2的開(kāi)關(guān)探頭運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也導(dǎo)致行程開(kāi)關(guān)處于常開(kāi)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)。繼電器的觸頭處于閉合狀態(tài)。下一個(gè)測(cè)量周期開(kāi)始。

每次測(cè)量所得到的最終結(jié)果都要轉(zhuǎn)換成煤粉高度。然后與上下限值進(jìn)行比較。當(dāng)換算值低于下限時(shí)發(fā)出啟動(dòng)球磨機(jī)工作的信號(hào)。當(dāng)換算值高于上限值時(shí)發(fā)出停止球磨機(jī)工作的信號(hào)。同時(shí)把每次換算值用數(shù)碼管顯示。給觀測(cè)者以非常直觀的印象。

3 各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

⑴電機(jī)的選擇。由于煤粉高度自動(dòng)測(cè)量?jī)x是一種傳動(dòng)扭矩比較小，轉(zhuǎn)速不高的測(cè)量系統(tǒng)，且負(fù)載不變，因此根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇Y801-4型電機(jī)，其主要參數(shù)是：P=0.55kw；I=1.6A；n=1390轉(zhuǎn)/min；N=70.5%；功率因數(shù)為0.26。

此種電動(dòng)機(jī)具有體積小，重量輕，耗電少，效率高，噪聲低，振動(dòng)小，便于維修與使用等特點(diǎn)。

⑵聯(lián)軸器的選用。采用十字滑塊聯(lián)軸器。此聯(lián)軸器的材料可用45號(hào)鋼，工作表面需進(jìn)行熱處理以增大其硬度，來(lái)減少工作中的摩擦造成的磨損。使用時(shí)應(yīng)從中間盤的油空中注入潤(rùn)滑油以減少摩擦。此外，這種聯(lián)軸器因具有撓性故可以補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。

⑶減速器的設(shè)計(jì)。在減速器傳動(dòng)類型的選用中，可以選用齒輪傳動(dòng)和渦輪蝸桿傳動(dòng)。由于渦輪蝸桿減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，在一定條件下有自鎖性等優(yōu)點(diǎn)。選用渦輪蝸桿減速器。

4 電氣及其控制部分設(shè)計(jì)

⑴電機(jī)控制電路要求。在煤粉高度自動(dòng)測(cè)量?jī)x的控制電路中為了防止事故的發(fā)生，本設(shè)計(jì)在控制電路中設(shè)計(jì)了保護(hù)裝置。只控制電流短路，因此設(shè)置了短路電流保護(hù)裝置，它的作用在于防止電動(dòng)機(jī)突然流過(guò)短路電流而引起電動(dòng)機(jī)繞組、導(dǎo)線絕緣及機(jī)械上的嚴(yán)重?fù)p壞，或防止電源損壞。當(dāng)發(fā)生以上情況時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)立即可靠的是電動(dòng)機(jī)與電源斷開(kāi)。

⑵控制電路設(shè)計(jì)。在此測(cè)量裝置中為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功能，即不但能時(shí)時(shí)顯示，定時(shí)測(cè)量，而且還要根據(jù)測(cè)量、轉(zhuǎn)換結(jié)果判斷球磨機(jī)的工作，因此考慮采用8031單片機(jī)作為主機(jī)，構(gòu)成此測(cè)量裝置的微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。

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