Главная » Статьи » Готовые решения

Выбор типа датчика уровня для контроля уровня сахара в силосах

Бестарное хранение сахара и сахарной пудры на перерабатывающих предприятиях осуществляется, как правило, в металлических бункерах и силосах. Загрузку и разгрузку этих силосов, в большинстве случаев, осуществляют при помощи пневмотранспорта, работающего на энергии сжатого воздуха. Рассмотрим какие ограничения существуют для применения той или иной технологии измерения уровня сахара в силосах при его хранении и какие требования к конструкции и характеристикам датчиков уровня они налагают.

Так как заполнение и опорожнение бункеров чаще всего осуществляется с помощью сжатого воздуха давлением до 3-3,5 атм, а также для обеспечения требуемого режима хранения постоянно обеспечивается продувание всей массы хранимого сахара кондиционированным воздухом, то некоторые части системы хранения могут оказаться под избыточным давлением. Соответственно, применяемые в таких местах датчики уровня должны обеспечивать работу при избыточном давлении. Кроме того процессы загрузки и разгрузки сопровождаются обильным пылеобразованием и образованием статического электричества поэтому применяемая технология измерения уровня загрузки должна быть нечувствительна к высокой запыленности и статическому электричеству.

Кристаллический сахар в силосах храниться при температуре воздуха не выше 25°С и не ниже 20°С и относительной влажности воздуха не выше 60%, поэтому для измерения уровня сахара в бункере можно применять датчики уровня со стандартным диапазоном рабочих температур. Влажность же самого сахара не должна превышать 0,05%, во избежание его слеживания и последующих затруднений при его разгрузке. При хранении сахар и пудра могут налипать на измерительные части датчиков уровня, которые выступают внутрь бункеров. Поэтому датчики уровня сахара в бункере или силосе должны быть нечувствительны к налипанию контролируемой среды на измерительную часть, обеспечивая надежное срабатывание при достижении требуемого уровня загрузки. Датчики уровня сахара в бункерах должны иметь высокий уровень защиты от попадания сахарной пыли а также влаги (IP) внутрь корпуса, для обеспечения длительной бесперебойной работы, особенно если в конструкции датчика есть подвижные части.

Для уменьшения номенклатуры применяемых типов датчиков уровня на бункерах и силосах склада хранения сахара и сахарной пудры различных фракций и плотности рекомендуется обратить внимание на модели датчиков уровня, имеющие возможность регулировки чувствительности в зависимости от плотности контролируемой среды. Кристаллический белый сахар может выпускаться как крупнокристаллической фракции, с размером кристаллов до 2,0 мм, так и мелкокристаллической фракции, с размером кристаллов до 0,5 мм включительно. Сахарная пудра имеет размер кристаллов не более 0,2 мм. Насыпная плотность кристаллического сахара изменяется в широком диапазоне примерно от 550 до 1100 кг/м3. Необходимо отметить, что размеры кристаллов сахара от 0,25 до 2 мм не оказывают значительного влияния на его насыпную плотность – она в большей степени зависит от укладки продукта и его аэрации. Например, кристаллический сахар-песок при свободной укладке имеет плотность от 550 до 940 кг/м3, при плотной укладке – 1050-1100 кг/м3. Сахарная пудра имеет плотность от 450 до 870 кг/м3.

Так как на складе хранения сахара обычно располагается сразу несколько бункеров или силосов для хранения сыпучих, и каждый должен быть оборудован системой измерения уровня, то для уменьшения капитальных затрат, применяемые датчики уровня должны иметь минимальную стоимость.

Датчики уровня сахара в силосах и бункерах должны удовлетворять следующим требованиям:

  • Возможность работы в условиях высокой запыленности среды;
  • Не чувствительность к статическому электричеству;
  • Нечувствительность к налипанию контролируемой среды на измерительную часть датчика;
  • Возможность работы при избыточном давлении;
  • Высокий уровень защиты корпуса от пыли и влаги;
  • Возможность регулировки чувствительности срабатывания;
  • Взрывозащищенное исполнение;
  • Отсутствие "мертвых зон" при установке на бункера небольшого размера;
  • Невысокая цена.

Несмотря на разнообразие сигнализаторов различного принципа действия, не все они используются для контроля уровня сахара при его хранении в бункерах и силосах.

Например, ультразвуковые датчики уровня могут давать ложные срабатывания из-за наличия запыленности при загрузке силосов. Наличие зоны нечувствительности также делает их непригодными для применения в бункерах небольшого размера. Микроволновые радарные уровнемеры не чувствительны к наличию пыли, но, учитывая их высокую стоимость, оснащение всех силосов датчиками данного типа будет весьма затратным мероприятием. Простые, недорогие и отчасти нечувствительные к пыли емкостные сигнализаторы уровня также имеют ограничения для применения по причине их восприимчивости к налипанию контролируемой среды на измерительную часть датчика. Кроме того, наличие статического напряжения, образующегося при пневмо-транспортировке сахара, может привести к ложным срабатываниям датчиков емкостного типа.

Ротационные (лопастные) датчики удачно сочетают надёжную и эффективную конструкцию, простоту монтажа и настройки и относительно невысокую стоимость. Конструктивно ротационный датчик представляет собой небольшой электромотор, помещённый в герметичный корпус, который вращает с небольшой скоростью вал датчика с закреплённой на нём лопастью. Вращающийся вал с лопастью является чувствительным элементом ротационного датчика и непосредственно контактирует с измеряемой средой. Движение вала прекращается только тогда, когда измеряемая среда достигает заданного уровня и блокирует перемещение лопасти. При блокировании лопасти измеряемой средой датчик формирует выходной сигнал, информирующий о достижении заданного уровня сахара в силосе.


Применение ротационных датчиков уровня является оптимальным решением для контроля уровня сахара в бункерах, так как они надежно работают в условиях высокой запыленности, не чувствительны к налипанию и статическому напряжению и имеют возможность регулировки чувствительности срабатывания в зависимости от плотности среды.

В таблице 1 приведены краткие характеристики наиболее популярных ротационных датчиков уровня.

Таблица 1.

Тип датчикаСтоимость
датчика
Рабочая
температура
Рабочее
давление
Класс
защиты
INNOLevelот 7000 руб.-40…+80°С<0,8 атмIP65
Nivorotaот 17000 руб.-20…+200°С<3,0 атмIP67
ELS-Rот 7000 руб.-25…+80°С<0,8 атмIP67
Solido 500от 9000 руб.-20…+55°С<0,8 атмIP66
Rotonivo RN3000/RN6000от 30000 руб.-40…+600°С<10 атмIP66
Rotonivo RN4000от 19000 руб.-40…+600°С<10 атмIP66
Torex ILTот 19000 руб.-40…+70°С<0,8 атмIP66

Указанные типы ротационных уровнемеров имеют возможность регулировки чувствительности, что в сумме с возможностью установки лопастей различной площади и формы позволяет использовать эти датчики для контроля уровня сахара крупной и мелкой фракции, а также для контроля уровня сахарной пудры разной плотности укладки. Питание данных датчиков осуществляется либо переменным напряжением 220В или постоянным 24В (зависит от модели), выходной сигнал типа сухой контакт «замкнуто/разомкнуто».

При длительном хранении сахара и пудры необходимо также осуществлять постоянный контроль за температурой и относительной влажностью воздуха в складах и в силосах. Поэтому рекомендуется объединить систему контроля уровня сахара в силосах с системой контроля температуры и влажности сырья.

Ротационный уровнемер INNOLevel IL-Ex.

Температура процесса: -40…+80°С;
Рабочее давление: 0,8 бар;
Напряжение питания: 24, 220В AC; 24В DC;
Универсальное питание 24VDC/20...230В AC;
Выход: реле SPDT, 250В AC/5 A, 30В DC/3A;
Степень защиты оболочки: IP66;
Сертификат взрывозащиты: АТЕХ II 1/2D.