氣力輸送泵是壓送式氣力輸送粉末狀物料的設備，分為單倉泵和雙倉泵兩種，我公司有單倉氣力輸送泵5臺，都是80年代產品，采用自動化控制。另有3臺Φ1.8m×5m雙倉泵，安裝在濕法線C1、C2和C3的3個水泥粉磨系統上，用于成品水泥輸送，由于該雙倉泵是50年代產品，設計落后，一直靠人工操作，勞動強度大(每隔15min就需輸送一倉物料)，故障多，又由于該位置受其它設備的制約，不便于安裝單倉泵，故我們在原來的基礎上對雙倉泵加以改進，改人工控制為自動控制。 

1　雙倉泵人工控制操作時存在的問題 

1)雙倉泵操作室夾在C1、C6水泥磨中間，噪音大，粉塵大，溫度高，工人工作環(huán)境差。 
　　
2)雙倉泵送灰操作過程中，2個倉的進料閥、下料閥及進氣閥的開啟都靠人工拔閥門來完成，如倉內進氣關閉這個動作:需首先關閉氣缸的進氣閥門，然后打開另1個閥門把該氣缸內的余氣釋放，釋放余氣時，氣體排放在操作室內，發(fā)出剌耳的尖叫聲，室內揚塵不停的被余氣吹起，使操作環(huán)境惡劣。 
　　
3)崗位工在操作時，要不停地觀察壓力表和時鐘，掌握好進料和送料時間，否則極易引起堵倉。 

2　雙倉泵設備存在的問題 

1)2個倉共用1個雙活塞桿氣缸連桿機構，氣缸內的牛皮碗和兩端的密封容易磨損，引起跑氣，氣缸不能正常工作(經?？咳斯び们斯鲄f助)，致使下料閥關閉不嚴密，引起堵倉、跑灰，跑灰多時一次達6～7t。 
　　
2)下料閥密封橡膠圈容易壞，主要原因是:①氣缸沒有緩沖裝置，活塞臨近行程終點時，沖擊力大，氣缸振動大，同時使下料閥錐體臨近關閉時，速度快，沖擊力大，使錐體沖擊下料閥密封橡膠圈；②因下料閥錐體的行程調整困難，如果調松了，會引起關閥不嚴、跑灰，調緊了會引進橡膠圈壓壞，為了不跑灰，一般情況下，調緊些，故橡膠圈每個月要換10多次，且橡膠圈更換困難，需到倉里更換，這樣嚴重影響了磨機的運轉率。 
　　
3)雙活塞桿氣缸連桿機構容易出故障，由于連桿機構的銷子套暴露在外容易進灰，磨損快，氣缸安裝找正難，運行過程中螺栓易松動。 
　　
4)控制閥門在操作過程中，由于頻繁動作容易損壞，需經常更換閥門，更換時需停磨。 

3　技術改造方案 

　　
1)采用單倉泵送料，故障率低，檢修少，且是自動控制，勞動強度低，但單倉泵另外需1個中間倉，安裝需5m空間高度，雙倉泵如改成單倉泵，選粉機和除塵器必須提高高度，或移動位置，這樣每臺改造需資金大約100萬元。 
　　
2)雙倉泵全部更新，提供參數到廠家定做自動控制的雙倉泵，每套包括安裝費大約要20萬元，3套需60萬元左右。 
　　
3)本廠設計改造:①原雙倉泵倉體經檢驗合格，可繼續(xù)使用；②倉內送灰系統1998年曾按照單倉泵的送灰系統進行了改造，效果很好，可繼續(xù)使用；故只需把原來的雙活塞桿氣缸和控制部分進行改造，即把雙活塞桿氣缸改成單個的緩沖氣缸，人工控制改成PLC控制，并設置倉堵自動報警裝置等，改造費用每臺只需2萬元，3套共6萬元。且該系統有故障率低、檢修少、勞動強度低等優(yōu)點。 
　　
經過經濟技術性比較，決定采用第3種方案。 

4　技術改造方案設計原理 

　　 
4.1　氣動控制原理見圖1 
　




　　圖1　氣動控制原理 
　　1，2，3.三通電磁閥；4，5，6，7.氣缸，8.密封圈 

　　水泥由進料口加入2號倉，此時PLC通過電磁閥2控制進料氣缸6，打開進料閥2，同時控制進料氣缸7關閉進料閥1。 
　　當物料加到一定程度(大約制15min)，PLC通過電磁閥控制氣缸做如下動作: 
　　2號倉料滿，3號電磁閥動作→7號氣缸活塞往下運動→1號倉進料，同時6號氣缸活塞往上運動→2號倉錐閥關閉，停止進料→1號電磁閥動作→4號氣缸壓縮→2號倉送料→電接點壓力表2指示為0MPa時→1號電磁閥動作→4號氣缸復位→2號倉送料完畢。 
　　
大約15min后，1號倉料滿，2號電磁閥動作→6號氣缸活塞往下運動→2號倉進料，同時7號氣缸活塞往上運動→1號倉錐閥關閉，停止進料→3號電磁閥動作→5號氣缸壓縮→1號倉送料→電接點壓力表1指示為0MPa時→3號電磁閥動作→5號氣缸復位→1號倉送料完畢，從而進入第二個工作循環(huán)。在控制臺上設置了自動及手動兩套工作方式，便于在使用中選擇。 

4.2　自動控制電氣原理 
　　
由氣動控制原理編制雙倉泵自動控制程序表和自動控制梯形圖并繪制自動控制電氣線路圖(見圖2)，PLC選用F1-20MR。 
　

　 




　　圖2　自動控制電氣原理 

4.3　設計計算 
　　1)氣缸主要參數 
　　氣缸的主要參數尺寸取決于氣缸內徑D。 
　　  
式中:D———缸徑，m； 
　　F———關閉下料錐閥所需拉力F=2.6kN； 
　　P———氣缸工作壓力，約為400kPa； 
　　η———載荷率，取η=0.8。 
　　取下料氣缸缸徑D=125mm，根據工作需要行程取S=150mm。 
　　綜上計算，兩臺下料氣缸選為緩沖氣缸QGBⅡ125×150-MF。 
　　2)耗氣量計算 
　　Q=(π/4)×D2×(S/t)=(π/4)×0.1252×(0.15/1.5) 
　　=0.001226m3/s=1226cm3/s 
式中:Q———壓縮空氣量，m3/s； 
　　D———下料氣缸直徑，D=125mm； 
　　S———工作行程，S=150mm； 
　　t———全行程所需時間t=1.5s。 
　　3)控制元件選用 
　　根據對控制元件的工作壓力及流量要求，按照氣動回路原理來選擇主控閥。 
　　主控閥1、3選用K23JD-15 
　　主控閥2選用K24DHd-15 
4.4　報警裝置 
　　
1)1號倉泵輸送水泥時，如電磁閥3出了故障或無壓縮氣源時，則電接點壓力表3壓力為0，報警裝置會發(fā)出警報；2號倉也是如此。 
　　
2)泵輸送水泥時，如果出現送不動，泵內壓力上升到0.7MPa時，報警裝置會發(fā)出警報。 

4.5　安裝及調整 
　　
進料裝置中的錐形閥中心同密封圈中心重合，不得歪斜，安裝結束后用壓縮空氣啟動氣缸，看其動作是否正常，有無阻滯、漏氣等問題，如有則應排除。安裝時可根據需要調整錐閥上下的鎖緊螺帽，為使密封圈免受錐閥沖擊，一般可調整到離氣缸行程終點還有5mm左右時關閉錐閥。 

4.6　維修及保養(yǎng) 
　　安排定期檢修制度，每次檢修都必須仔細檢查進料閥和密封圈8。 
　　泵體應定期檢查，具體檢查和檢驗內容按《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》執(zhí)行。 
　　電接點壓力表由于工作條件差，使用中應定期檢查，在連續(xù)工作時，每個月檢查一下過濾裝置有無堵塞，儀表內部有無進灰，每過半年須檢查其壓力指示是否準確，否則應做相應的調整。應定期進行氣動元件、電磁閥及電器的維修和保養(yǎng)，保證自動化控制靈活。 

4.7　使用中應注意的事項 
　　1)空壓機排氣壓力應比操作壓力高100～200kPa，以保證萬一堵塞時仍有吹通能力。 
　　2)本系統所用氣源必須是經過水分濾氣器處理了的壓縮空氣。 
　　3)各種管道在安裝完畢后和長期停用后進行使用前須進行氣密性試驗。 
　　4)在操作時每一泵送空后須有一定延遲時間，保證管道內輸送干凈水泥，防止管道堵塞，在長期停用時尤為重要。 
　　5)在使用時，如發(fā)現泵內壓力持續(xù)不降，超過正常輸送時間，及報警裝置發(fā)出警報時，則應立即關閉進氣閥，檢查其管道內有無堵塞，電接點壓力表是否正常。 
　　6)按下輸送閥按鈕時，如泵內壓力不升高，須立即停止輸送，檢查各密封件有無漏氣。 
　　7)如果泵在送料時，對應的電接點壓力表壓力為0，這時應立即檢查電磁閥是否有問題。 

5　改造后的效益 

　　1)控制系統移到磨機操作室，把余氣排放到室外，改善操作工人的工作環(huán)境，并可減少2/3的工作人員。 
　　2)報警裝置及聯鎖裝置的設置可杜絕跑灰現象，每臺磨每月可減少跑水泥灰20t。 
　　3)因該系統故障率低，每臺每月可減少停磨20h，3套每年可多產水泥18000t。 
　　由此可見，改造后的控制系統保護了環(huán)境，增加了生產，降低了成本，減少了損失，減輕了勞動強度，取得了良好的經濟效益。