CN105630016B - 一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是针对现有漆包机漆包线制作过程中难以对废气浓度控制实现兼顾漆包线品质和漆包机节能的控制，炉内温度容易出现波动的问题，提供了一种基于漆包机炉外和炉内气压差控制的漆包机废气浓度控制方法。该控制方法，检测漆包机炉外和炉内的气压差，通过调排废速度和/或通风速度逐步减小漆包机炉外和炉内气压差值，使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况，获取合格工况下漆包机炉外和炉内的合格气压差值，通过调整排废速度的方式保持漆包机炉外和炉内的气压差为所述合格气压差值。本发明在不需要测量漆包机炉内废气浓度的情况下，以合格工况为判断条件，无论漆包机炉外环境如何变化，都能保证对漆包机炉内废气浓度的可靠控制，保持漆包机炉内温度稳定。

Description

一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法

技术领域

本发明涉及漆包机控制技术领域，具体地说，涉及漆包机炉内废气浓度控制方法，尤其涉及一种基于漆包机炉外和炉内气压差控制的漆包机炉内废气浓度控制方法。

背景技术

漆包机生产漆包线的过程中，油漆溶剂在高温下被蒸发后会留在漆包机炉内，形成炉内废气，废气中包括二甲苯、甲酚等多种有机物质，若废气中有机物质浓度过高，便会影响漆包线的品质，俗称漆包线“中毒”，因此需要及时将炉内废气排出，并补充新鲜空气，保证炉内废气浓度在一个安全范围内。

为控制炉内废气浓度，漆包机上都会安装一台排废风机，用于抽排废气，但如何调节排废风机转速，设备生产厂商并没有给出理想的方案，并且炉内废气排放速度的快慢对于漆包线制作是一个双刃剑。若排废风机转速太低，炉内废气浓度过高，会导致漆包线品质不佳，若排废风机转速太高，炉内废气浓度过低，则会造成大量热能浪费，将会增加能耗成本。

通常的做法是，生产工艺员根据离线测量得到的漆包线品质参数，来确定一个大概的排废风机转速，但由于一年四季气候变化的存在，甚至一天内天气的变化，漆包机外部大气环境条件是处于变化的，很难找到一个排废风机的转速值保证任何时刻满足漆包线品质要求又使设备能耗最低。因此，通常的做法是让排废风机转速适当偏大，确保环境扰动因素发生时仍能够获得满意的漆包线品质，但这样做漆包机的能耗会比较大。

漆包机存在的另一个问题是，由于大气环境改变，致使炉内外气体压力差发生变化，进入炉内的新鲜空气流量会出现波动，引起炉内温度出现波动，最终影响了漆包线的品质。

针对上述问题，行业内有人提出直接通过VOC传感器检测废气中有机物浓度，根据测量值调节风机转速达到最佳值，就可以精确控制炉内废气浓度，同时避免过多消耗热能。这种方案虽然技术上可行，但由于VOC传感器售价比较高，且使用寿命较短，实际应用往往很少，只有少数进口的连拉连包设备上采用。

发明内容

本发明是针对现有漆包机难以通过简单实用的方式，在漆包线制作过程中对废气浓度控制实现兼顾漆包线品质和漆包机节能，同时，漆包机炉内温度很容易出现波动的问题，提供了一种基于漆包机炉外和炉内气压差控制的漆包机废气浓度控制方法。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，所述漆包机包括向漆包机炉内通入热风的热风风机，以及将漆包机炉内废气排出到炉外的排废风机，所述漆包机炉外的空气采用自然进气的方式进入所述漆包机炉内，其特征在于：启动漆包机进行漆包线制作，将排废风机的排废速度设置在预设值，检测漆包机炉外和炉内的气压差，通过调整排废风机的排废速度和/或热风风机的通风速度逐步减小漆包机炉外和炉内气压差值，使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况，获取所述合格工况下漆包机炉外和炉内的合格气压差值，通过实时调整排废风机排废速度的方式保持漆包机炉外和炉内的气压差为所述合格气压差值。

本发明中，所述热风风机的通风速度为恒定值，通过调整排废风机的排废速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

本发明中，所述热风风机的通风速度包括初始预设值，通过调整热风风机通风速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

本发明中，所述热风风机的通风速度包括初始预设值，通过调整排废风机的排废速度和热风风机通风速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

漆包机炉内废气浓度达到合格工况后，将热风风机的通风速度保持恒定不变。

本发明中，所述排废风机排废速度的预设值L满足：L/（DV）＞900m，其中L为排废风机单位时间的排废风量，D为制作的漆包线的直径，V为漆包机单位时间的漆包线制作长度。

本发明中，当漆包机炉内温度与废气催化燃烧温度的差值小于温差预设值时，漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

所述温差预设值为100度至150度。

本发明中，当检测到制成的漆包线的性能指标超过标定性能指标，且超过比例不大于预设值时，漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

为达到能耗最优控制，所述预设值为5%。

本发明中，所述漆包机包括气压差检测模块，所述气压差检测模块包括金属导流管、冷却管和压差传感器，所述金属导流管的一端伸入漆包机炉内，另一端与所述冷却管相连，冷却管另一端与气压差传感器的其中一个输入接口连接，气压差传感器的另一个接头直接与漆包机炉外空气相通。

本发明的新型漆包机炉内废气浓度控制方法，在不需要测量漆包机炉内废气浓度的情况下，以合格工况为判断条件，再通过采用漆包机炉外和炉内的气压差闭环控制的方式，使得无论漆包机炉外环境如何变化，都能保证对漆包机炉内废气浓度的可靠控制，保持漆包机炉内温度稳定，同时避免过多消耗热能，并大大降低了控制系统的成本，有利于在行业的推广和应用。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明漆包机的系统结构示意图。

图2为本发明漆包机炉内废气浓度控制方法的一种实施方式流程图。

图3为本发明漆包机炉内废气浓度控制方法的另一种实施方式流程图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明的主旨在于，通过对现有漆包机炉内废气浓度控制方式的分析，发现现有漆包机存在难以通过简单实用的方式，在漆包线制作过程中对废气浓度控制实现兼顾漆包线品质和漆包机节能，同时，漆包机炉内温度很容易出现波动的问题，通过本发明提供一种基于漆包机炉外和炉内气压差控制的漆包机废气浓度控制方法。

参见图1，本发明的新型漆包机炉内废气浓度控制方法，所采用的漆包机的主机部分与现有的漆包机基本相同，包括热风风机和排废风机，其中热风风机的作用是向漆包机炉内通入热风，排废风机的作用是将漆包机炉内废气排出到炉外，排废风机的排废速度大于热风风机的通风速度，排废速度和通风速度都可以采用气流流量进行标识，当风机的叶片尺寸确定时，排废速度和通风速度则可以由风机的转速来确定，本实施方式中，热风风机和排废风机均采用风机变频器进行转速控制，进而可以达到对排废风机的排废速度和热风风机的通风速度的控制，此外，本发明漆包机炉外的空气是将通过自然进气的方式进入漆包机炉内的。

根据上述漆包机的实际结构，假设排废风机的排废速度以流量方式标识为Qf，热风风机的通风速度以流量方式标识为Qr，漆包机炉外空气通过自然进气方式进入漆包机炉内的流量为Qa，则漆包机炉内气体增量变化率ΔQ=Qr+Qa-Qf，当漆包机炉内气体压强达到平衡时，满足ΔQ=0，Qr+Qa=Qf，该平衡方程说明当炉内压强达到平衡时，排出的废气等于通入的热风和炉外空气，由此可以这样认为，当热风流量Qr确定时，Qf与Qa之间存在明确一一对应关系，Qa不变则Qf也不变。

这里，Qa大小由漆包机炉内压强与炉外大气压强之间的压强差决定，压差相同则Qa也相同。由此，可以发现，要保证Qf始终等于某个期望值，只要控制漆包机炉内外压强差(炉外大于炉内)在某个期望值不变即可。这样，当找到一个既可以使漆包机炉内废气浓度小于规定上限又可以使漆包机能耗最小的排废量期望值后，通过漆包机炉内外压强差闭环控制方式，即使当环境大气条件改变时，控制系统也可自动调节使实际排废量稳定于期望值。

另外，通过漆包机炉内外压强差闭环控制，也有效地降低了漆包机炉内温度波动。由前面平衡方程又可以知道，对于某个固定的Qf，Qr越接近Qf，则Qa越小，流入漆包机炉内的新鲜空气越少，则因加热新鲜空气所消耗的电能越少。

因此，为了实现对漆包机炉外和炉内气压差进行检测，本发明的漆包机进一步包括气压差检测模块，气压差检测模块包括金属导流管、冷却管和压差传感器三个部分，其中金属导流管的一端伸入漆包机炉内，另一端与所述冷却管相连，冷却管另一端与气压差传感器的其中一个输入接口连接，具体连接时可以通过塑料管来实现连接，气压差传感器的另一个接头直接与漆包机炉外空气相通。

在获取到漆包机炉内外压强差之后，如何调整排废风机的排废速度或者热风风机的通风速度，本发明的实施例中，进一步设置了控制器系统，其首先将气压差检测模块获取的气压差信息进行信号采样及拟合，再输入模糊控制模块进行处理，处理后发送到控制方式转换模块，可使整个控制系统既可以通过控制排废风机（转速）来控制漆包机炉外和炉内气压差，也可以通过控制热风风机（转速）来控制漆包机炉外和炉内气压差，也可以在两种方式之间通过自动或者人机交换输入指令进行手动切换，最终再由通信模块发出控制指令实现控制。可以理解的是，在获取漆包机炉外和炉内气压差后，采用何种控制系统实现排废风机的排废速度或者热风风机的通风速度的调整，并非本发明的主要部分，且除了本发明实施例示意的方式外，还有很多其他控制器系统也能实现，基于本发明的精神，本领域技术人员可以根据实际需要进行适应性选择，本实施例中披露的实施方式并非对本发明的限制。

在介绍了本发明硬件部分的基本组成结构和原理后，以下将对本发明漆包机炉内废气浓度的控制方法进行详细说明。参见图2，启动漆包机进行漆包线制作，将排废风机的排废速度设置在预设值，具体操作时可以根据当前漆包线的生产工艺和产品规格进行手动的设置，基于前述对的介绍，此时对排废风机排废速度的设置可以通过流量大小的需求，利用排废风机的转速控制来实现。排废风机排废速度的预设值L需要满足：L/（DV）＞900m，其中L为排废风机单位时间的排废风量，D为制作的漆包线的直径，V为漆包机单位时间的漆包线制作长度。例如，某一漆包线的制作过程中DV=1.62m2/h，那么，排废风机的排废速度的预设值L最低应当满足1458m3/h，出于安全选择，可以设置为1500m3/h。

对于热风风机的通风速度，基于漆包机在漆包线制作的经验，可以直接将热风风机的通风速度设定为满足需求的恒定值，那么，在完成上述设置后，漆包机对于炉内外的气压差处于开环控制的情况，此时通过气压差检测模块采集漆包机炉内外的气压差，可以将此时采集到的漆包机炉外和炉内气压差作为初始气压差设定值P0，进一步对漆包机炉内外的气压差值进行闭环控制。

对于本实施方式，闭环控制的基本原理是，通过调整排废风机的排废速度的方式，逐步减小漆包机炉内外的气压差值，使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况，在热风风机的通风速度设定为恒定值时，即减小排废风机的排废速度，以实现减小漆包机炉内外的气压差值。对于漆包机炉内废气浓度达到合格工况则可以通过以下方式进行确定：读取漆包机炉内温度表的温度值To和废气催化燃烧温度表的温度值Tc，进而计算温度值To与温度值Tc的差值ΔT，当漆包机炉内温度与废气催化燃烧温度的差值ΔT小于温差预设值时，漆包机炉内废气浓度达到合格工况，否则继续逐步减小排废风机的排废速度，直到漆包机炉内废气浓度达到合格工况。温差预设值跟漆包线制作所采用的油漆品种有关，根据油漆品种的不同可以设置为100度至150度，例如，当采用聚氨酯油漆制作漆包线时，温差预设值较好的是设置为120度。

漆包机炉内废气浓度达到合格工况后，漆包机炉内外的气压差值达到允许的最小值，既保证了漆包机炉内浓度不超标，同时使得热风风机的热量消耗达到最低值，此时也找到了排废风机的最佳排废速度（流量）。漆包机炉内废气浓度达到合格工况时，漆包机炉内外的气压差值定义为合格气压差值，这时无论漆包机炉外环境如何变化，通过实时调整排废风机排废速度的方式保持漆包机炉外和炉内的气压差为合格气压差值即可。

当然，为了使得热风风机通入速度更为合理，进一步减少热能的消耗，对于上述的实施方式，在漆包机启动后，可以将热风风机的通风速度设置在初始预设值，漆包机炉内废气浓度达到合格工况的过程中，不是仅仅通过调整排废风机的排废速度的方式逐步减小漆包机炉外和炉内气压差值，而是通过调整热风风机通风速度（增大热风风机的通风速度，将减小漆包机炉外和炉内的气压差，反之亦然）的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况，或者通过交替、同时调整排废风机的排废速度和热风风机通风速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况。漆包机炉内废气浓度达到合格工况后，再将热风风机的通风速度保持恒定不变，通过实时调整排废风机排废速度的方式保持漆包机炉外和炉内的气压差为合格气压差值，对应调整的方式，较好的是使得热风风机的通风速度尽可能的低。

参见图3，本实施方式与上述实施方式的不同之处在于，当检测到制成的漆包线的性能指标超过标定性能指标，且超过比例不大于预设值5%时，认定漆包机炉内废气浓度达到合格工况。此外，漆包机炉内废气浓度的控制方法与上述实施方式基本相同，此处就不再累述。

需要说明的是，除了上述通过具体温度差值、性能指标等可量化方式判断漆包机炉内废气浓度达到合格工况的方式外，还可以通过观察漆包机炉口是否产生黑烟以判断漆包机炉内废气浓度达到合格工况，当漆包机炉口没有向外冒黑烟时，可以认为漆包机炉外和炉内气压差足够小来实现对漆包机炉内废气浓度达到合格工况的判断。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，所述漆包机包括向漆包机炉内通入热风的热风风机，以及将漆包机炉内废气排出到炉外的排废风机，所述漆包机炉外的空气采用自然进气的方式进入所述漆包机炉内，其特征在于：启动漆包机进行漆包线制作，将排废风机的排废速度设置在预设值，检测漆包机炉外和炉内的气压差，通过调整排废风机的排废速度和/或热风风机的通风速度逐步减小漆包机炉外和炉内气压差值，使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况，获取所述合格工况下漆包机炉外和炉内的合格气压差值，通过实时调整排废风机排废速度的方式保持漆包机炉外和炉内的气压差为所述合格气压差值。

2.根据权利要求1所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：所述热风风机的通风速度为恒定值，通过调整排废风机的排废速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

3.根据权利要求1所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：所述热风风机的通风速度包括初始预设值，通过调整热风风机通风速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况；

或者，所述热风风机的通风速度包括初始预设值，通过调整排废风机的排废速度和热风风机通风速度的方式使得漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

4.根据权利要求3所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：漆包机炉内废气浓度达到合格工况后，将热风风机的通风速度保持恒定不变。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：所述排废风机排废速度的预设值L满足：L/（DV）＞900m，其中L为排废风机单位时间的排废风量，D为制作的漆包线的直径，V为漆包机单位时间的漆包线制作长度。

6.根据权利要求1至4任一所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：当漆包机炉内温度与废气催化燃烧温度的差值小于温差预设值时，漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

7.根据权利要求6所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：所述温差预设值为100度至150度。

8.根据权利要求1至4任一所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：当检测到制成的漆包线的性能指标超过标定性能指标，且超过比例不大于预设值时，漆包机炉内废气浓度达到合格工况。

9.根据权利要求8所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：所述预设值为5%。

10.根据权利要求1至4任一所述的一种新型漆包机炉内废气浓度控制方法，其特征在于：所述漆包机包括气压差检测模块，所述气压差检测模块包括金属导流管、冷却管和压差传感器，所述金属导流管的一端伸入漆包机炉内，另一端与所述冷却管相连，冷却管另一端与气压差传感器的其中一个输入接口连接，气压差传感器的另一个接头直接与漆包机炉外空气相通。