CN105509442A - 醋酸纤维烘燥机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种醋酸纤维烘燥机及其控制方法，沿着链板依次设有焖蒸区和烘干区；在线温、湿度检测仪和第一温度传感器与控制装置的输入端连接，第三蒸汽调节阀、第二蒸汽调节阀第一蒸汽调节阀、第一循环风门、排风门和焖蒸风机与控制装置的输出端连接。使传感器和控制装置形成闭环控制。控制装置根据在线温、湿度检测仪的输入参数，调节第二蒸汽调节阀和第三蒸汽调节阀的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；控制装置根据第一温度传感器的输入参数，调节第一蒸汽调节阀的开度，从而控制焖蒸区热风温度。多次多重负反馈控制使烘燥机内部参数得到精确、稳定的控制。精确调节风流量、温度和湿度，使丝束水分平衡稳定，溶剂挥发充分。
Description
技术领域
本发明涉及溶解法醋酸纤维纺丝加工领域，特别是一种醋酸纤维烘燥机及其控制方法。
背景技术
溶解法醋酸纤维纺丝工艺中，在丝初生定型后，丝束纤维内部含有一定量的溶剂和大量的水分，这些都需要去除，传统的干燥在烘干丝束水分后，丝束的残余溶剂含量仍然很高，不符合使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种醋酸纤维烘燥机，能够连续、有效率地去除丝束的残余溶剂；并能够连续、有效率地把丝束水分含量降低到规定的范围内。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种醋酸纤维烘燥机，沿着链板依次设有焖蒸区和烘干区；
在焖蒸区设有焖蒸风机，焖蒸风机的进风管路与烘干区的出风管路连接，焖蒸风机的进风管路设有预热器，预热器与第二蒸汽调节阀连接，焖蒸风机的出风管路设有第一加热器，第一加热器与第一蒸汽调节阀连接，预热器的上游设有喷嘴，喷嘴与第三蒸汽调节阀连接，预热器的下游设有在线温、湿度检测仪，在第一加热器下方设有第一温度传感器，焖蒸风机的进风管路设有第一循环风门，焖蒸风机出风管路设有排风门；
焖蒸风机的进风管路和出风管路形成循环；
在线温、湿度检测仪和第一温度传感器与控制装置的输入端连接，第三蒸汽调节阀、第二蒸汽调节阀第一蒸汽调节阀、第一循环风门、排风门和焖蒸风机与控制装置的输出端连接。
优选的方案中，排风门与排风机连通，在排风门下游设有溶剂浓度检测仪，溶剂浓度检测仪与与控制装置的输入端连接，排风机与控制装置的输出端连接。
优选的方案中，所述的烘干区中，烘干风机的进风管路设有第二循环风门，第二循环风门与大气连通，烘干风机的出风管路与焖蒸风机的进风管路连接；
烘干风机的进风管路与出风管路形成循环；
烘干风机的出风管路设有第二加热器，第二加热器与第四蒸汽调节阀连接，第二加热器的下游设有第二温度传感器；
第二温度传感器与控制装置的输入端连接，第二循环风门、烘干风机和第四蒸汽调节阀与控制装置的输出端连接。
优选的方案中，所述的控制装置为PID控制装置。
一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置根据在线温、湿度检测仪的输入参数，调节第二蒸汽调节阀和第三蒸汽调节阀的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；
控制装置根据第一温度传感器的输入参数，调节第一蒸汽调节阀的开度，从而控制焖蒸区热风温度。
优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置根据溶剂浓度检测仪的输入参数，调节第一循环风门和排风门的开度，调节排风机的转速，从而控制焖蒸区去除丝束残余溶剂的效果。
优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置根据溶剂浓度检测仪的输入参数，调节第一循环风门、第二循环风门和排风门的开度，调节排风机的转速，从而控制焖蒸区去除丝束残余溶剂的效果。
优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置根据在线温、湿度检测仪的输入参数，调节第二蒸汽调节阀和第三蒸汽调节阀的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度
控制装置根据第一温度传感器的输入参数，调节第一蒸汽调节阀的开度，从而控制焖蒸区热风温度；
控制装置根据第二温度传感器的输入参数，调节第四蒸汽调节阀的开度，从而控制烘干区热风温度。
优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置根据在线温、湿度检测仪的输入参数，调节第二蒸汽调节阀和第三蒸汽调节阀的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；
控制装置根据第一温度传感器的输入参数，调节第一蒸汽调节阀的开度和焖蒸风机的转速，从而控制焖蒸区热风温度；
控制装置根据第二温度传感器的输入参数，调节第四蒸汽调节阀的开度和烘干风机的转速，从而控制烘干区热风温度。
本发明提供的醋酸纤维烘燥机及其控制方法，通过采用关键点在线测试与合理设置的闭环控制方案，多次多重负反馈控制使烘燥机内部参数得到精确、稳定的控制。在线温、湿度检测仪和溶剂浓度检测仪能够提供可靠控制依据，通过精确调节风流量、温度和湿度，使丝束水分平衡稳定、溶剂充分挥发。本发明控制稳定度高，可靠性强，自动化程度高，实现了安全、高效、高质，产品质量提升幅度较大，效果显著。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图中：丝束1，链板2，焖蒸区3，排风门4，第一循环风门5，控制装置6，喷嘴7，预热器8，第一蒸汽调节阀9，第二蒸汽调节阀10，第三蒸汽调节阀11，在线温、湿度检测仪12，焖蒸风机13，第一温度传感器14，第一加热器15，第二温度传感器16，第四蒸汽调节阀17，第二加热器18，烘干风机19，第二循环风门20，排风机21，烘干区22，溶剂浓度检测仪23。
具体实施方式
本发明中以风的运动方向来区分上、下游。本发明中未具体描述的部分内容均为现有技术。本发明中的部分技术名称，例如焖蒸风机13或烘干风机19，又或者排风门4、第一循环风门5是为了便于理解而做出的描述，以便于互相区别，而不是对于其结构的限制。
实施例1：
如图1~2中，一种醋酸纤维烘燥机，沿着链板2依次设有焖蒸区3和烘干区22；链板2为一种透气的带式输送装置。
在焖蒸区3设有焖蒸风机13，焖蒸风机13的进风管路与烘干区22的出风管路连接，焖蒸风机13的进风管路设有预热器8，预热器8与第二蒸汽调节阀10连接，焖蒸风机13的出风管路设有第一加热器15，第一加热器15与第一蒸汽调节阀9连接，预热器8的上游设有喷嘴7，喷嘴7与第三蒸汽调节阀11连接，预热器8的下游设有在线温、湿度检测仪12，在第一加热器15下方设有第一温度传感器14，焖蒸风机13的进风管路设有第一循环风门5，焖蒸风机13出风管路设有排风门4；
焖蒸风机13的进风管路和出风管路形成循环；
在线温、湿度检测仪12和第一温度传感器14与控制装置6的输入端连接，第三蒸汽调节阀11、第二蒸汽调节阀10第一蒸汽调节阀9、第一循环风门5、排风门4和焖蒸风机13与控制装置6的输出端连接。
优选的方案中，所述的控制装置6为PID控制装置。PID控制装置即比例、积分和微分控制装置。本例中的预热器8和第一加热器15均采用翅片式加热器。
由此结构，实现焖蒸区3的温、湿度自动控制。并能应用部分来自烘干区22的余热，降低了能耗。
实施例2：
在实施例1的基础上，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置6根据在线温、湿度检测仪12的输入参数，调节第二蒸汽调节阀10和第三蒸汽调节阀11的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；其中第三蒸汽调节阀11的开度主要用于控制热风的湿度，而第二蒸汽调节阀10的开度用于控制预热后热风的温度。线温、湿度检测仪12的输入参数是指由在线温、湿度检测仪12输出的数据，进入控制装置6输入端的数据，以下的其他传感器也相同。
控制装置6根据第一温度传感器14的输入参数，调节第一蒸汽调节阀9的开度，从而控制焖蒸区3热风温度。控制策略为热风温度与第一蒸汽调节阀9的开度成正比。由于热风温度受到预热部分的影响，且难以被预测，PID控制以比例控制为主。辅以积分控制。
实施例3：
在实施例1的基础上，优选的方案中，排风门4与排风机21连通，在排风门4下游设有溶剂浓度检测仪23，溶剂浓度检测仪23与与控制装置6的输入端连接，排风机21与控制装置6的输出端连接。由此结构，用于控制焖蒸区3去除丝束1残余溶剂的效果。
实施例4：
在实施例1~3的基础上，优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置6根据溶剂浓度检测仪23的输入参数，调节第一循环风门5和排风门4的开度，调节排风机21的转速，从而控制焖蒸区3去除丝束1残余溶剂的效果。排风机21上设置有变频器，控制装置6通过变频器调节排风机21的转速。具体的控制策略为，第一循环风门5和排风门4的开度和排风机21的转速与溶剂浓度检测仪23的数值成正比。在比例控制的基础上，辅以积分控制，初调时把积分时间设置长些，例如5秒，然后慢慢调小直到系统稳定为止。如果通过比例、积分参数的调节还是收不到理想的控制要求，再辅以微分控制。初调时把微分系数设小，然后慢慢调大，直到系统稳定。
实施例5：
在实施例1~4的基础上，优选的方案中，所述的烘干区22中，烘干风机19的进风管路设有第二循环风门20，第二循环风门20与大气连通，烘干风机19的出风管路与焖蒸风机13的进风管路连接；
烘干风机19的进风管路与出风管路形成循环；
烘干风机19的出风管路设有第二加热器18，第二加热器18与第四蒸汽调节阀17连接，第二加热器18的下游设有第二温度传感器16；
第二温度传感器16与控制装置6的输入端连接，第二循环风门20、烘干风机19和第四蒸汽调节阀17与控制装置6的输出端连接。由此结构，实现焖蒸区3和烘干区22的温、湿度自动控制。配合实施例3的方案，进一步精确控制控制去除丝束1残余溶剂的效果。
上述实施例中的第一温度传感器14和第二温度传感器16采用铂电阻。
实施例6：
在实施例5的基础上，优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置6根据溶剂浓度检测仪23的输入参数，调节第一循环风门5、第二循环风门20和排风门4的开度，调节排风机21的转速，从而控制焖蒸区3去除丝束1残余溶剂的效果。控制策略为：第一循环风门5、第二循环风门20和排风门4的开度和排风机21的转速与溶剂浓度检测仪23的数值成正比。调节方案同实施例4。
实施例7：
在实施例5或6的基础上，优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置6根据在线温、湿度检测仪12的输入参数，调节第二蒸汽调节阀10和第三蒸汽调节阀11的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；
控制装置6根据第一温度传感器14的输入参数，调节第一蒸汽调节阀9的开度，从而控制焖蒸区3热风温度；
控制装置6根据第二温度传感器16的输入参数，调节第四蒸汽调节阀17的开度，从而控制烘干区22热风温度。本例中的控制方案参数较少，利于系统稳定。
实施例8：
在实施例7的基础上，优选的方案中，一种用于上述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，包括以下步骤：控制装置6根据在线温、湿度检测仪12的输入参数，调节第二蒸汽调节阀10和第三蒸汽调节阀11的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度
控制装置6根据第一温度传感器14的输入参数，调节第一蒸汽调节阀9的开度和焖蒸风机13的转速，从而控制焖蒸区3热风温度；
控制装置6根据第二温度传感器16的输入参数，调节第四蒸汽调节阀17的开度和烘干风机19的转速，从而控制烘干区22热风温度。本例中还引入了焖蒸风机13和烘干风机19的转速控制，通常情况下焖蒸风机13和烘干风机19的转速采用人工设定，在本例中，使焖蒸风机13的转速在给定的区间内，随着第一温度传感器14的输入参数成正比变化，以利于热风温度的微调。烘干风机19的控制也与焖蒸风机13相同。
使用时，参见图2和图1，图1中的结构为示意图，显示了各个部件之间的连接关系，图2为丝束1的实际加工流程。丝束1由链板2带入焖蒸区3，从喷嘴7喷出的饱和蒸汽，和从烘干区22经第一循环风门5来的热风及从链板2下的回风在混风室中部汇合，经翅片式的预热器8加热、匀风，由焖蒸风机13将热湿空气送到翅片式的第一加热器15进一步加热、匀风后，穿过丝束1和链板2，丝束内的残余溶剂在高温、高湿的作用下，快速挥发。然后，含有溶剂的热风一部分经排风门4由排风机21抽走，另一部分作为循环风继续使用。溶剂全部挥发的丝束1在链板2的带动下进入烘干区22，从外部补进的新风和烘干区的部分回风由风机19送到到翅片式加热器18加热后，穿过丝束1和链板2，将丝束1内水分烘干，含有水分的回风一部分经自动风门5到焖蒸区加以利用，另一部分作为循环风继续使用。
本发明采用了多次多重反馈控制方式，由于本发明中的热风为部分循环利用的方式，各个测量点的参数，实际上是受到较多因素的影响，且部分因素互相影响，因此，要实现系统的稳定控制非常困难。本发明的控制方法利用合理设置的反馈回路维持了系统控制的稳定、高效，确保产品质量，并利用PID控制装置提高了系统控制的可靠性和调节速度。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种醋酸纤维烘燥机，其特征是：沿着链板（2）依次设有焖蒸区（3）和烘干区（22）；
在焖蒸区（3）设有焖蒸风机（13），焖蒸风机（13）的进风管路与烘干区（22）的出风管路连接，焖蒸风机（13）的进风管路设有预热器（8），预热器（8）与第二蒸汽调节阀（10）连接，焖蒸风机（13）的出风管路设有第一加热器（15），第一加热器（15）与第一蒸汽调节阀（9）连接，预热器（8）的上游设有喷嘴（7），喷嘴（7）与第三蒸汽调节阀（11）连接，预热器（8）的下游设有在线温、湿度检测仪（12），在第一加热器（15）下方设有第一温度传感器（14），焖蒸风机（13）的进风管路设有第一循环风门（5），焖蒸风机（13）出风管路设有排风门（4）；
焖蒸风机（13）的进风管路和出风管路形成循环；
在线温、湿度检测仪（12）和第一温度传感器（14）与控制装置（6）的输入端连接，第三蒸汽调节阀（11）、第二蒸汽调节阀（10）第一蒸汽调节阀（9）、第一循环风门（5）、排风门（4）和焖蒸风机（13）与控制装置（6）的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维烘燥机，其特征是：排风门（4）与排风机（21）连通，在排风门（4）下游设有溶剂浓度检测仪（23），溶剂浓度检测仪（23）与与控制装置（6）的输入端连接，排风机（21）与控制装置（6）的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的一种醋酸纤维烘燥机，其特征是：所述的烘干区（22）中，烘干风机（19）的进风管路设有第二循环风门（20），第二循环风门（20）与大气连通，烘干风机（19）的出风管路与焖蒸风机（13）的进风管路连接；
烘干风机（19）的进风管路与出风管路形成循环；
烘干风机（19）的出风管路设有第二加热器（18），第二加热器（18）与第四蒸汽调节阀（17）连接，第二加热器（18）的下游设有第二温度传感器（16）；
第二温度传感器（16）与控制装置（6）的输入端连接，第二循环风门（20）、烘干风机（19）和第四蒸汽调节阀（17）与控制装置（6）的输出端连接。
4.根据权利要求1~3所述的一种醋酸纤维烘燥机，其特征是：所述的控制装置（6）为PID控制装置。
5.一种用于权利要求1所述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，其特征是包括以下步骤：控制装置（6）根据在线温、湿度检测仪（12）的输入参数，调节第二蒸汽调节阀（10）和第三蒸汽调节阀（11）的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；
控制装置（6）根据第一温度传感器（14）的输入参数，调节第一蒸汽调节阀（9）的开度，从而控制焖蒸区（3）热风温度。
6.一种用于权利要求2所述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，其特征是包括以下步骤：控制装置（6）根据溶剂浓度检测仪（23）的输入参数，调节第一循环风门（5）和排风门（4）的开度，调节排风机（21）的转速，从而控制焖蒸区（3）去除丝束（1）残余溶剂的效果。
7.一种用于权利要求3所述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，其特征是包括以下步骤：控制装置（6）根据溶剂浓度检测仪（23）的输入参数，调节第一循环风门（5）、第二循环风门（20）和排风门（4）的开度，调节排风机（21）的转速，从而控制焖蒸区（3）去除丝束（1）残余溶剂的效果。
8.一种用于权利要求3所述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，其特征是包括以下步骤：控制装置（6）根据在线温、湿度检测仪（12）的输入参数，调节第二蒸汽调节阀（10）和第三蒸汽调节阀（11）的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；
控制装置（6）根据第一温度传感器（14）的输入参数，调节第一蒸汽调节阀（9）的开度，从而控制焖蒸区（3）热风温度；
控制装置（6）根据第二温度传感器（16）的输入参数，调节第四蒸汽调节阀（17）的开度，从而控制烘干区（22）热风温度。
9.一种用于权利要求3所述的醋酸纤维烘燥机的控制方法，其特征是包括以下步骤：控制装置（6）根据在线温、湿度检测仪（12）的输入参数，调节第二蒸汽调节阀（10）和第三蒸汽调节阀（11）的开度，从而控制预热后热风的温度和湿度；
控制装置（6）根据第一温度传感器（14）的输入参数，调节第一蒸汽调节阀（9）的开度和焖蒸风机（13）的转速，从而控制焖蒸区（3）热风温度；
控制装置（6）根据第二温度传感器（16）的输入参数，调节第四蒸汽调节阀（17）的开度和烘干风机（19）的转速，从而控制烘干区（22）热风温度。
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Denomination of invention: Acetic acid fiber dryer and its control method Effective date of registration: 20200921 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Yichang financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: HUBEI XINYANG SPECIAL FIBER Co.,Ltd. Registration number: Y2020420000064 |
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Denomination of invention: Acetate fiber dryer and its control method Effective date of registration: 20211027 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Yichang financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: HUBEI XINYANG SPECIAL FIBER Co.,Ltd. Registration number: Y2021980011308 |
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Denomination of invention: Acetate fiber dryer and its control method Effective date of registration: 20221229 Granted publication date: 20170405 Pledgee: Yichang financing guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: HUBEI XINYANG SPECIAL FIBER Co.,Ltd. Registration number: Y2022980029528 |
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