UQK型浮球式锅炉水位控制器解读.doc

UQK 型浮球式锅炉水位控制器2004-06-03 00:00:00 浏览次数： 0 文字大小：【 大】【中】【 小】浮球 —水银开关水位控制器， 简称浮球水位控制器， 是利用浮球随水位同步漂移， 通过磁场 的作用力， 推动水银开关动作输出信号， 达到控制目的的一种锅炉水位报警和控制装置 由 于水银开关的接点容量较大，故可直接进行控制，有利于简化线路下面以 UQK —30 ，UQK — 31 、UQK —32 型浮球水位控制器为例， 介绍其工作原理和使用、维修方法一、主要技术指标额定工作压力 W2. 45MPa额定工作温度 < 226 C水银开关接点容量额定电压 〜220V额定电流 5AUQK — 30 型水位控制范围 ±25mm高水位报警 50mm低水位报警 -50mm重量： 23kgUQK — 31 型水位控制范围 ±25mm低水位报警 -50mm设定值偏差 ±5mm重量： 21kgUQK — 32 型高水位报警 50mm低水位报警 -50mm低水位联锁 -75mm重量： 22kg二、结构与原理浮球水位控制器由浮球组件、浮筒、盖组件、调整组件等组成1 ．浮球浮球的外形结构如图 6 — 9 所示，浮球长期工作在高温高压的条件下， 故对其结构要求也较1Cr18Ni9Ti 、0Cr18高，它的两端设计成半球形，可以减少应力，提高强度。

制造材料为Ni9或00Cr19Ni11 这些材料都是奥氏体不锈钢，在固溶状态下是无磁性的，且有良好的抗腐蚀性能图6 — 9浮球外形尺寸图1 —壳体；2 —焊缝；3 —连结螺丝浮球是水位控制器的感测元件， 在传感筒中可以随水位自由浮动 因其体积和重量是恒定的,所以浮球受到的浮力也是恒定的浮球在设计时要根据物体的漂浮条件： 漂浮在液面上的物体所受到的浮力等于物体的重力求浸没在水中2/3，则浮球受到的浮力为F 浮=2 / 3 （V 球 p 水 g）=G 球 G 零式中：V球 浮球的体积；p水——水的密度（根据温度查表）；G球——浮球的重量；G零一一与浮球相联接的零件重量；g 重力加速度；F浮——浮球受到的浮力当水位上升时，若浮球位置不变，浸入水中体积将增加，受到的浮力也将增大，则 F浮〉G球G零，原有的平衡破坏，浮球将会上移而减少浸入水中体积， 使之重新平衡，并停留在一个新的水位上；反之亦然因而实现了浮球对水位的跟踪2 .浮球组件浮球组件的外形结构如图 6 —10所示主要由圆磁钢、调节杆、浮球等组成图6 — 10浮球组件结构图1 —滑块；2 —圆磁钢；3 —调节套；4 —开口销；5 —调节杆；6 —导向板；7 —螺母；8 —接头；9 —浮球调节套3带有7个调节孔，每孔间距为12mm ，调节杆5和调节套3不同的孔由开口销 4 连接时，可调整浮球 9与圆磁钢2的相对位置，达至调节控制范围的目的。

浮球随锅炉水位的高低变化作上下漂移运动， 同时带动滑块与圆磁钢上下位移， 由于导向板和盖组件中导轨的作用， 浮球和圆磁钢不能转动， 只能作上下平移运动 从而实现了由浮球 检测水位，又由磁钢传递水位信号的目的3 •盖组件盖组件由端盖1，导管2，小导轨3，大导轨4、顶盖5等组成，其外形结构如图 6 —11所示盖组件的功能是导向和隔离密封作用 使浮球组件在导轨中作定向平移运动， 并使锅炉汽水与电气调整箱完全隔离•调整箱组件调整箱组件由外壳、 磁钢组件、水银开关接线端子板和调整螺丝等组成，其外形结构如图 —12所示调整箱的作用是通过磁偶合将浮球所带动的圆磁钢上下运动，转化为调整箱内 磁钢组件的偏转运动，从而带动水银开关转动，完成开关动作，实现控制功能，同时调整箱 内设有调整机构，可对控制范围进行调整图6 —11盖组件结构图1 —端盖；2 —导管；3 —小导轨；4 —大导轨；5 —顶盖图6 —12调整箱结构示意图(1)磁钢组件1 :其结构如图6 — 13所示是一个由磁钢所带动的两位电气开关机构，由摇架1，玻璃水银开关 2、拨叉4、磁钢7、凋零板11、自锁磁钢13等主要零件构成磁钢组件1的简单工作原理如图 6 —14所示。

它常用作锅炉的水位控制让我们结合它的 实际工作情况来分析其动作原理当锅炉处于无水或低水位状态时， 浮球组件磁钢16在E1或E1以下位置，它与磁铁7的作用力为F1,其方向是使磁铁7绕轴5逆时针方向旋转，到达A1位置这时玻璃管水银开关 2处于D1位置，管中水银流向右端，使接点 BB1接通，可使外接水泵电机控制口路通电，水泵向锅炉加水当锅炉水位上升，浮球组件使磁钢 16的位置不断上移，磁钢 16和磁钢7的作用力方向也不断改变，当达到 E2位置时，作用力 F2与磁钢7的转轴成一直线，这时，磁钢7受力最大但仍不发生偏转一旦水位继续上升，磁钢 7稍一越过E2位置到达E3位置时，磁钢7与磁钢16的作用力F3方向将变成顺时针方向，磁钢 7将迅速绕支点5须时针转动到达 A2位置，拨叉4同时拨动玻璃管水银开关 2转到D2位置，玻璃管中水银 流向左端，接点 BB1被断开，水泵电路被切断，锅炉停止上水图6 —13磁钢组件1结构示意图1 —摇架；2 —玻璃管水银开关；3 —底板；4 —拨叉；5 —磁钢转动支点；6 —配重；7 —磁钢；8 —导轴；9 —摇架转动支点；10 —调零螺钉；11 —调零板;12 —水银开关固定螺钉；13 —自锁磁钢3图 6 — 14 磁钢组件 1 工作原理简图2 —玻璃管水银开关； 4—拨又； 5—磁钢转动支点； 7— 永久磁钢； 8 —可调支点； 9 —玻璃管水银开关转动支点； 16 —浮球组件磁钢当磁钢 7 处于 A2 位置后，由于水泵停止加水和锅水汽化消耗，锅炉水位将下降。

磁钢 16的位置也将慢慢下移， 这时， 磁钢 16 对磁钢 7 的作用力方向仍是顺时针方向， 磁钢 7 保持 在A2位置，水银开关 2保持在D2位置，只有磁钢16继续下降，超过 A2位置时，与前述 的水位上升过程相似，磁钢 7 才会改变受力方向，逆时针转回到 A1 位置，使玻璃管水银开 关回到 D1 位置，重新接通水泵控制电路，以实现水泵的自动控制这样水泵的控制范围即为E2— E2‘，之间距离H磁钢组件 1 对水位的控制范围 H 可以进行凋整其范围可由 30mm 调到 60mm 需要调 小时，将可调支点 8 向下移动，增加磁钢拨叉并减小水银开关拨叉长度，就可使磁钢 7 的摆角范围 A1A2 之间的夹角 a 变小，即磁钢 16 对磁钢 7 作用的转折距离 H 缩小，从而使水 位控制范围变小反之，将可调支点向上移，磁钢 6 的摆角范围 a 将变大，从而使水位控 制范围变大磁钢组件 1 的控制中心位置，可以由控制箱固定底板 3 的螺钉进行上下调整因为底板活 动范围有限， 一般只能进行微调 大范围调整时， 应调整浮球组件中的浮球和磁钢的连杆长 度玻璃管水银开关的初始位置也可以进行调整， 当发现水银开关在 Di位置，BB1接点接触不良或在 D2 位置不能断开时，可将调零板的角度通过其调整螺丝 10 进行调整。

另外，磁钢组件 1 上还有自锁磁钢 13 ，它的位置在水银开关之下，其作用是当低水位时浮球组件磁钢16可以与其发生作用(相斥)以使水银开关稳定地保持在 Di位置，以防止开关误动作，起到自锁作用2) 磁钢组件 2：磁钢组件 2，其结构如图 6—15 所示它是一个由磁钢所带动的单元电气开关机构，主要供报警，联锁等控制用图6 —15磁钢组件2结构图1 —限位扦；2 —支架；3 —导轴；4 —摇架；5 —磁钢；6 —玻璃管水银开关；7 —凋零板：8 —凋零螺钉；9 —配重；10 —滑板磁钢组件2是由限位杆1、支架2、摇架4、磁钢5、玻璃管水银开关 6、调零板7、配重9等主要零件构成限位杆 1、磁钢5、玻璃管水银开关 6、调零板7、配重9、滑板10 等零件固定在摇架 4上，摇架4可绕导轴3转动，配重9的作用使摇架4及其磁钢组件在 没有磁场力的作用时，逆时针偏倒在配重 9的一侧限位杆的作用是使摇架只能偏转一定的角度磁钢组件2的简单工作原理如图 6 —16所示下面结合它在水位报警中的动作情况来分析 其工作原理当用于高水位报警时，浮球组件磁钢 11处在E2以下的E1位置，磁钢5处于A1位置，浮球组件磁钢11对它的作用力方向是逆时针方向，与其配重的作用力方向相同，这时，玻璃 管水银开关6处于D1位置，管中水银流向左端，触点 R1R2接通，J1J2断开，这是正常水位时的情况。

当水位上升，磁钢 11达到并稍微超过 E2位置时，磁钢5的受力方向改变为顺时针方向，磁力作用大于配重力的作用时，磁钢 5将偏转到A2位置，玻璃管水银开关 6也同时偏转到 D2位置，管中水银流向右端，触点 R1R2断开，J1 J2接通，发出高水位报警和控制信号图6 —16磁钢组件2工作原理简图3 —固定支点；5 —永久磁钢；6 —玻璃管水银开关；9 —配重；11 —浮球组件磁钢当用于低水位报警时， 浮球组件磁钢11从E2上方随水位降低逐渐接近 E2位置，磁钢5受磁钢11的作用力方向是顺时针方向，当磁场作用力大于配重力时同上所述的过程一样，磁钢多将顺时针偏转到 A2位置，使水银开关发出低水位报警和控制信号当用于极限低水位保护时，磁钢组件2安装在浮球组件的右侧当浮球组件磁钢11低于A 1位置（比左侧水平位置低）时，磁钢5左端S极受相斥力，仍然顺时针偏转到 A2位置，同样使水银开关发出报警和控制信号由此可见，磁钢组件 2与磁钢组件1的区别在于，只有一个发出信号的工作位置 （A“属于单位式控制方式磁钢组件2工作位置也可以小量调整，如发现工作位置偏低或偏高，可在调整箱的后面轻轻地松动固定支架 2的螺钉，使支架2沿滑板10上下移动即可达到要求， 若需大范围调整 同样要配合浮球组件的连杆长度调整才行。

5 .浮球水位控制器由浮球组件、调整箱组件配上相应的传感筒及附件， 可以组成浮球水位控制器常用的型号有：UQK — 30、31、32型3种，它们的结构如图 6 —17、6 — 18、6 —19所示除调整箱内磁钢组件的数量和位置有所区别外，其余结构基本相同210RjRa浮简o调整箱组件 磁钢组件1 川2低水位 开关RiR：水泵控制 开关BBi磁钢组件2彳 高水位 开关〕3人磁钢组件1 O"08浮球组件图 6 — 17 UQK — 30 型浮球水位控制器结构图UQK —30 型的调整箱由一个磁钢组件 1 和两个磁钢组件 2 所组成、 可实现水位控制、 高水 位报警和低水位报警UQK —31 型的调整箱由 1 个磁钢组件 1 和 1 个磁钢组件 2 所组成，可实现水位控制和低水位报警UQK — 32 型的调整箱由 3 个磁钢组件 2 所组成，可实现高、低水位报警和低水位联锁保护 各组件的结构和工作原理已如前所述， 在分析各调整箱工作原理时， 只要注意到各磁钢组件 在未受到磁力作用时的自然状态。