CH696909A5

CH696909A5 - Vorrichtung zum pneumatischen Speisen mindestens einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Karde oder Reiniger.

Info

Publication number: CH696909A5
Application number: CH00167/04A
Authority: CH
Inventors: Robert Toebben
Original assignee: Truetzschler Gmbh & Co Kg
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2008-01-31
Also published as: DE10305049B4; FR2850982A1; US6907644B2; GB2398082B; CN100467683C; CN1607272A; GB0402595D0; FR2850982B1; GB2398082A; US20040216279A1; DE10305049A1; ITMI20040112A1

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum pneumatischen Speisen mindestens einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Karde oder Reiniger, gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] In der Praxis werden für die Materialbeschickung von Füllschächten durch eine pneumatische Transportleitung Radialventilatoren verwendet, deren lufttechnische Eigenschaften durch ein Kennlinienfeld angegeben sind. Die Kennlinien beschreiben den Luftvolumenstrom in Abhängigkeit von der aufzuwendenden Gesamtdruckdifferenz am Ventilator. Für verschiedene Drehzahlen eines Ventilators entsteht so eine Kurvenschar. Wird nun die aufzuwendende Gesamtdruckdifferenz durch äussere Einflüsse wie unterschiedliche Fülldrücke an Materialschächten verändert, so wird auch der Luftvolumenstrom entsprechend der Kennlinie schwanken.

Schwankende Luftvolumenströme wirken sich jedoch äusserst negativ auf die Einstellbarkeit einer Materialbeschickung aus. Da auf der Absaugseite eher hohe Volumenströme notwendig sind und auf der Beschickungsseite niedrige Volumenströme angestrebt werden, ist ein möglichst konstanter Volumenstrom wünschenswert. Der Volumenstrom ist aber wegen unterschiedlicher Fülldrücke an einem Materialschacht nicht konstant. Üblicherweise wird über die Differenzdruckmessung an einer Volumenstrommessdüse der Luftvolumenstrom ermittelt und zur Anzeige gebracht. Die Ventilatordrehzahl wird mittels eines Frequenzumrichters auf einen festen Wert eingestellt. Dies erfolgt regelmässig nur bei Neueinstellung der Anlage und ist mit erheblichem Aufwand verbunden.

Dennoch bleiben auch während eines vorgewählten und erwünschten Betriebszustands einer Anlage Schwankungen der Füllverhältnisse bestehen, die durch Veränderungen während des Betriebes bedingt sind. Die aufgrund der sich ändernden Füllverhältnisse im Fasermaterialschacht, insbesondere aufgrund der Materialanforderungen der nachfolgenden Verarbeitungsmaschine (z.B. Karde), schwankende Drücke in den einzelnen Schächten führen über Druckschwankungen in der Transportleitung zu den schwankenden Luftvolumenströmen.

[0003] Bei einer bekannten Vorrichtung (EP 303 023) ist eine Anpassung der Regelung der Zulieferung der Flockenmenge in eine Förderanlage vorgesehen, wenn sich die Anzahl der faserverarbeitenden Karden ändert.

Bei einer solchen Änderung, wenn z.B. mehrere Karden abgeschaltet werden, ist es nicht notwendig, eine Anpassung der Luftmenge durch eine entsprechende Verschiebung der Kennlinie des Ventilators durchzuführen; die Menge der Förderluft stellt sich automatisch an der Anzahl produzierender Karden ein. Dementsprechend werden die möglichen Betriebspunkte gemäss dem Kennlinienfeld des Ventilators nicht in der Steuerung hinterlegt. Ein Vergleich des Istwertes mit dem Sollwert der Luftmenge kann somit für den Betriebspunkt nicht durchgeführt werden. Insbesondere ist der Betriebspunkt des Ventilators von der Gesamtdruckdifferenz, d.h. auch vom Druck auf der Saugseite des Ventilators abhängig, und der wird bei der bekannten Vorrichtung nicht gemessen.

Es wird nur der statische Druck am Ausfluss des Ventilators gemessen, der zur Regelung der Faserflockenmenge in der Transportleitung herangezogen wird. Nachteilig dabei ist, dass - bei einer konstanten Anzahl von Karden - entsprechend den Schwankungen des Druckes in den Fasermaterialschächten eine automatische Anpassung und damit Vergleichmässigung der Förderluftmenge nicht möglich ist.

[0004] Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere den Volumenstrom für die Förderung des Fasermaterials trotz unterschiedlicher Fülldrücke an mindestens einem Fasermaterialschacht weitgehend oder vollständig konstant hält.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

[0006] Dadurch,

dass das Kennlinienfeld des Ventilators in der Steuer- bzw. Regeleinrichtung mathematisch hinterlegt bzw. gespeichert ist, wird der Ist-Luftvolumenstrom für die zu messende Ist-Gesamtdruckdifferenz am Ventilator und die z.B. über einen Frequenzumrichter bekannte Ist-Drehzahl des Ventilators errechnet. Aus dem Vergleich mit einem Soll-Luftvolumenstrom wird durch Drehzahländerung der Soll-Volumenstrom eingestellt.

Auf diese Weise ist trotz unterschiedlicher Fülldrücke im Fasermaterialfüllschacht die automatische Einstellung eines konstanten bzw. nahezu konstanten Luftvolumenstroms ermöglicht.

[0007] Die abhängigen Patentansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

[0008] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0009] Es zeigt:

Fig. 1 schematisch Seitenansicht einer Spinnereivorbereitungsanlage mit Blockschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 Blockschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung mit Differenzdruckmesselement, Drehzahlmesselement, Kennlinienfeldelement und elektronischer Steuer- und Regeleinrichtung,
Fig. 3 Ventilatorkennlinien DPtot über
<EMI ID=2.0>
mit Verschiebung des Betriebspunktes,
Fig. 4 eine weitere Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit Frequenzumrichter,
Fig. 5 eine weitere Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit Tachogenerator und
Fig. 6 eine Ausbildung mit Differenzdruckmessung an einer Volumenstrommessdüse.

[0010] Bei einer Spinnereivorbereitungsanlage nach Fig. 1 wird das Fasermaterial F von einem (nicht dargestellten) Ballenöffner über einen (nicht dargestellten) Mischer einer Reinigungsvorrichtung 1, z.B.

Trützschler CVT 4, zugeführt. Von der letzten Walze des Reinigers 1 wird das geöffnete und gereinigte Fasermaterial pneumatisch über eine Rohrleitung 2 einem Ventilator 4 zugeführt und von dem Ventilator 4 in eine pneumatische Zufuhr- und Verteilerleitung 5 gefördert, an die zwei Kardenspeiser 61, 62, z.B. Trützschler Flockenspeiser DIRECTFEED DFK, mit zwei Karden 71, 72 z.B. Trützschler Hochleistungs-Karden DK 903, angeschlossen sind.

[0011] In einer Wand der Zuführ- und Verteilerleitung 5 ist ein Druckmessglied 8 angebracht, das mit einem Messwertwandler 17 in Verbindung steht, der die Druck-Istwerte in der Zuführ- und Verteilerleitung 5 sowie in den angeschlossenen Füllschächten, 62 in elektrische Signale umwandelt und in eine Steuereinrichtung 14, z.B. einen Rechner, eingibt.

In der Steuereinrichtung 14 wird das elektrische Signal für den Druck-Istwert zur Anpassung der Ventilator-Drehzahl und damit des Luftvolumenstroms herangezogen. Weiterhin ist dem Ventilator 4 ein Differenzdruckmessglied 12 zugeordnet, das die Druckdifferenz delta Ptot, zwischen den Drücken in der Ansaugleitung 9 und in der Druckleitung 10 des Ventilators 4 erfasst. Das Differenzdruckmessglied 12 und ein Kennlinienfeldelement 13 sind an eine elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 14, z.B. Mikrocomputer, angeschlossen, die über einen Frequenzumrichter 15 mit dem Antriebsmotor 16 für den Ventilator 4 in Verbindung steht.

Der Frequenzumrichter 15 steht über eine weitere Verbindung mit der Steuer- und Regeleinrichtung 14 in Verbindung, durch die den Drehzahlen n des Ventilators 4 entsprechende elektrische Signale an die Steuer- und Regeleinrichtung 14 übermittelt werden.

[0012] In der schematischen Darstellung nach Fig. 2 sind die Ansaugrohrleitung 9 (Saugseite des Ventilators 4) für das Förderluftgemisch A, der Materialtransportventilator 4 und die Druckrohrleitung 10 (Druckseite des Ventilators 4) für das Faserluftgemisch B dargestellt. Der Ansaugrohrleitung 9 ist ein Messfühler 12a und der Druckleitung 10 ist anderer Messfühler 12b des Differenzdruckmesselements zugeordnet. Mit 13 ist ein Kennfeldelement bezeichnet, in dem das bekannte Kennlinienfeld des Ventilators 4 (s. Fig. 3) mathematisch hinterlegt ist. Über den Frequenzumrichter 15 wird die Ist-Drehzahl n des Ventilators 4 erfasst.

Der Luftvolumenstrom V in der Druckleitung 10 und damit in der Zuführ- und Verteilerleitung sowie in den Füllschächten 61, 62 wird auf diese Weise über die gemessene Gesamtdruckdifferenz delta Ptot am Ventilator 4 und die über den Frequenzumrichter 15 bekannte Drehzahl n errechnet. Dadurch gelingt es, dass der Luftvolumenstrom
<EMI ID=3.0>
durch ständige Drehzahlanpassung des Ventilators 4 auf einem konstanten Niveau gehalten wird.

[0013] Nach Fig. 3 sind die durch delta Ptot (Gesamtdruckdifferenz am Ventilator 4),
<EMI ID=4.0>
(Luftvolumenstrom in der Druckleitung 10) und n (Drehzahl des Ventilators 4) bestimmten Ventilatorkennlinien dargestellt, die im Kennlinienfeldelement 13 (s.

Fig. 1, 4 und 5) gespeichert sind.

Beispiel:

1) Betriebspunkt 1

[0014] Der Betriebspunkt 1 des Ventilators 4 ist durch folgende Parameter bestimmt:
delta Ptot = 1800 (Pa)
n = 1508 (U/min)

<EMI ID=5.0>
= 2250 (m<3>/h) (= Sollwert)
delta Ptot = Gesamtdruckdifferenz
n = Ventilatordrehzahl

<EMI ID=6.0>
= Luftvolumenstrom

2) Betriebspunkt 2

[0015] Der Druck p in den Füllschächten 61, 62 und damit in der Zuführ- und Verteilerleitung 5 sinkt von 1800 Pa auf 1700 Pa, z.B. durch eine Änderung der Fasermaterialmenge in den Füllschächten 61, 62.
Der Betriebspunkt 2 des Ventilators 4 wird dadurch in folgender Weise verschoben:

delta Ptot = 1710 (Pa)
n = 1508 (U/min)

<EMI ID=7.0>
= 3750 (m<3>/h) (= Ist-Wert)

[0016] Bei sinkendem Druck steigt der Luftvolumenstrom
<EMI ID=8.0>
an, während die Ventilatordrehzahl n konstant bleibt.

3) Betriebspunkt 3

[0017] Die Drehzahl n des Ventilators 4 wird von 1508 U/min auf 1450 U/min verringert (angepasst).

Der Betriebspunkt 3 ist dadurch durch folgende Parameter bestimmt:
delta Ptot = 1710 (Pa)
n = 1450 (U/min)

<EMI ID=9.0>
= 2250 (m<3>/h) (= Sollwert)

[0018] Bei sinkender Drehzahl n sinkt der Luftvolumenstrom
<EMI ID=10.0>
auf den Sollwert 3650 m<3>/h, während die Gesamtdruckdifferenz delta Ptot auf dem gemessenen Ist-Wert 1710 Pa konstant bleibt

[0019] Auf diese Weise wird bei sinkender Gesamtdruckdifferenz delta Ptot durch Änderung der Ventilatordrehzahl n der Luftvolumenstrom
<EMI ID=11.0>
konstant auf den vorgegebenen Sollwert eingestellt.

[0020] Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild, nach dem an die Recheneinheit 14 als separate Elemente das Kennlinienfeldelement 13, das ein Speicher ist, und ein Regler 18 angeschlossen sind.

Die Ist-Drehzahl des Ventilators 4 wird - über die Ist-Drehzahl n des regelbaren Antriebsmotors 16 (Elektromotor) - über den Frequenzumrichter 15 ermittelt.

[0021] Nach Fig. 5 sind das Kennlinienfeldelement 13 und der Regler 19 in die Rechnereinheit 14 integriert. Mit 18 ist ein Rechner, z.B. Mikrocomputer mit Mikroprozessor, und mit 21 ist ein Stellelement bezeichnet. Die Ist-Drehzahl des Ventilators 4 wird über einen Tachogenerator 20 ermittelt, der an den Antriebsmotor 16 angeschlossen ist.

[0022] Nach Fig. 6 ist in die Druckleitung 10 zusätzlich eine Volumenstrommessdüse 22 integriert, der eine Differenzdruckmesseinrichtung 23 zugeordnet ist. Über die Differenzdruckmessung an der Volumenstrommessdüse 22 wird der Luftvolumenstrom ermittelt und die Gesamtdruckdifferenz delta Ptot am Ventilator 4 wird gemessen.

Mit dem bekannten Kennlinienfeld des Ventilators 4, welches in der Steuerung mathematisch hinterlegt ist, kann auch die Drehzahl n des Ventilators 4 bestimmt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum pneumatischen Speisen mindestens einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z.B. Karde oder Reiniger, mittels den einzelnen Spinnereivorbereitungsmaschinen vorgeschalteter Faserflockenfüllschächte, die an eine pneumatische Zuführleitung angeschlossen sind, bei der die pneumatische Zuführleitung über einen Ventilator mit einer vorgeschalteten Faserverarbeitungsmaschine verbindbar ist, wobei eine automatische Anpassung des Luftvolumenstroms des genannten Ventilators durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass für unterschiedliche Fülldrücke in mindestens einem Faserflockenfüllschacht (61, 62) in einem Kennlinienfeldelement (13) ein den Luftvolumenstrom (V) in Abhängigkeit von der durch ein Differenzdruckmesselement (12) ermittelbaren Gesamtdruckdifferenz (delta Ptot) am Ventilator (4) beschreibendes Kennlinienfeld gespeichert ist,

ein Messsignal für die Ist-Druckdifferenz am Ventilator (4) sowie die durch eine Drehzahlmesseinrichtung (15, 20) ermittelbaren Werte zur Ist-Ventilatordrehzahl (n) in einer Rechnereinheit (14) erfassbar sind, die Rechnereinheit (14) aus dem Kennlinienfeld den Istwert des Luftvolumenstromes (V) zu ermitteln vermag und bei Abweichung des Istwerts von einem Sollwert des Luftvolumenstroms (V) die Ventilatordrehzahl (n) auf diejenige Drehzahl für den Sollwert des Luftvolumenstroms (V) zu verschieben vermag.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator (4) ein Radialventilator ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilator (4) das Differenzdruckmesselement (12) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennlinienfeldelement (13) als schreib- und lesbarer Speicher ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennlinienfeldelement (13) in die Rechnereinheit (14) integriert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regler (19) in die Rechnereinheit (14) integriert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechner (18) in die Rechnereinheit (14) integriert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilator (4) ein Antriebsmotor (16) zugeordnet ist, dem die Drehzahlmesseinrichtung (15, 20) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlmesseinrichtung ein Frequenzumrichter (15) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlmesseinrichtung ein Tachogenerator (20) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (18) ein Mikrocomputer mit Mikroprozessor ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rechnereinheit (14) das Differenzdruckmesselement (12), die Drehzahlmesseinrichtung (15, 20) und ein Drehzahlstellelement (21) für den Ventilator (4) angeschlossen sind

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstrommesselement (22, 23) an die Rechnereinheit (14) angeschlossen ist.