调节挡板门的准工况试验装置
根据上述试验要求及内容,笔者研制出了既能满足上述试验要求,又便于氧化铝生产单位使用,且造价低、试验花费少的软密封调节挡板门准工况试验装置。
试验过程中调节挡板门法兰面的压紧是由装置右端的压紧丝杠完成的,不需要利用法兰面上的螺栓来紧固。这样不仅方便了安装、拆卸,更主要的优点是,不用针对每一口径和压力等级的被试调节挡板门都要配备不同的等径接管、变径接管。而只要配备若干组直径有所不同的接管即可。增加过渡环后,同一组接管可适用于口径相近的多个调节挡板门,只需配备不同直径的过渡环即可。另外,在过渡环端面加工出不同直径的同心凹槽,并放置“O”型橡胶密封圈,比采用普通密封垫圈更加简单方便。参见图3。
准工况寿命试验中,调节挡板门的启闭是由装置中的启闭机构来完成的。简单的办法就是用气动或电动调节挡板门的动力头来充当试验装置的启闭机构。若被试调节挡板门为气动或电动调节挡板门,直接采用其配套的动力头即可,且同时对动力头的综合性能进行了测试。对手动被试调节挡板门,准工况试验装置则需专门配备通用动力头,来进行试验。这种办法的优点是简单实用,笔者在做这方面工作的初期也是采用的这种方法。但是,由于动力头本身的寿命有一定的限制且造价较高,使准工况寿命试验的成本大幅提高,不利于推广应用。笔者还尝试制作了采用液压系驱动的启闭机构,以此来完成寿命试验,因这种机构较为复杂,系统元件频繁换向等周期性负荷下已损坏,运行维护较为复杂,导致难以被调节挡板门使用单位接受和推广。为此,在反复尝试和改进的基础上,开发了曲柄摇杆式调节挡板门启闭机构,专门用于准工况寿命试验。如图4所示。
这种曲柄摇杆式启闭机构,可将电动机的圆周运动转换为摇杆绕其固定端的往复摇动,从而实现被试调节挡板门的启闭。通过文献[3]所推荐的方法,在保证摇动幅度为90°的同时,还可对机构的结构参数进行优化选择,使其同时具有足够的刚度、强度和良好的运动平稳性。通过调整变频器的输出频率,可方便地在大范围内调整被试调节挡板门的启闭频率,以满足实验提出的要求。
曲柄摇杆机构具有摇杆在接近两端极限位置是摇动速度逐渐趋向于零的固有特性,从而避免了对被试调节挡板门的冲击和损害,这一点是其它类型启闭机构所无法比拟的。由于,提供圆周运动的电动机只沿着一个方向转动,即可实现调节挡板门的启闭,从而避免了电机、变频器、电磁接触器、减速机等零部件的频繁启停、换向等操作,从而极大地提高了运行的可靠性、降低了故障率且易于操作、维护。
在本试验装置中配备有以“PLC-触摸屏”为核心的控制箱,除了可方便地对变频器进行设定和监控外,还可对试验过程进行设定和监控,如碱液温度测控等。