CN106758470B - 一种流浆箱用的气垫压力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种流浆箱用的气垫压力调节装置及方法，其装置包括调压桶、调压管和标尺，调压管设于调压桶中部且下端伸入调压桶中，调压管上端与流浆箱的气垫室连通，标尺固定于调压桶顶面且与调压管相平行设置；调压桶的上方设有补充水管，调压桶的侧壁上设有溢流管。其方法是预先调节调压管伸入调压桶内水中的深度，使调压管伸入水中的深度与气垫压力对应的水柱高度相等；在流浆箱使用过程中，当气垫压力发生变化时，通过调节排气口的开度，使气垫压力的大小和调压管插入水中的深度维持稳定。本发明可有效维持气垫室中气垫压力的稳定性，其装置结构简单，调节成本也很低，无需采用精密的控制元件和复杂的控制系统。

Description

一种流浆箱用的气垫压力调节装置

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种流浆箱用的气垫压力调节装置。

背景技术

流浆箱被誉为造纸机的“心脏”，是造纸机的关键部件之一，是连接“流送”与“成形”两部分的枢纽，也是现代纸机上发展最快的部件之一。

在造纸中，流浆箱的功能是把合乎要求的、经过各种必要辅助设备处理的、各项特性符合工艺条件的纸浆，按照造纸机成形部分的要求送到成形网上去，为纸幅的良好成形提供必要的前提。因而流浆箱必须做到能按照工艺要求，保持稳定的浆速和网速的关系，并可以方便地控制和调节喷浆的速度、喷射角和着网点。

对于气垫式流浆箱而言，流浆箱的喷浆速度是有进浆的总压P来决定的，即该式中，V是喷浆速度，P是流浆箱的总压力，C是唇板的摩擦损失系数，g是重力加速度。

而总压P又等于流浆箱中堰池液位高度与箱内气垫压力之和，即 P＝P1+H，该式中，P是流浆箱的总压力，P1是气垫压力，H是流浆箱堰池内液位高度，其中，总压力、气垫压力和液位高度均采用米水柱表示。在总压力 P稳定的条件下，为了获得稳定的堰池液位高度H，P1必须稳定，否则会引起流浆箱内的液位波动，影响流浆箱的布浆效果。

气垫压力的调节，现有的方法是通过传感器测量流浆箱中的气垫压力，通过控制器对比流浆箱中的气垫压力与所要求气垫压力的差距，再通过控制阀调节流浆箱排气口的开度大小，从而达到调节流浆箱内气垫压力的目的。

这种方法存在两个方面的问题，一是成本高，需要配置高精度的传感器、控制阀和控制器，二是调节精度受到传感器测量精度和控制阀调节精度的影响，只要其组成部件中任何一个存在问题，就会影响到气垫压力的大小，从而影响流浆箱的喷浆速度，因此，流浆箱喷浆速度的稳定性难以得到较好的控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、调节可靠性和精度较高的流浆箱用的气垫压力调节装置。

本发明的技术方案为：一种流浆箱用的气垫压力调节装置，包括调压桶、调压管和标尺，调压管设于调压桶中部且下端伸入调压桶中，调压管上端与流浆箱的气垫室连通，标尺固定于调压桶顶面且与调压管相平行设置；调压桶的上方设有补充水管，调压桶的侧壁上设有溢流管。该气垫压力调节装置安装在纸机传动侧靠近流浆箱的位置，调压管的上端通过软管与流浆箱排气口相连。溢流管焊接在调压桶上部的侧面，调压桶中水位过高时，水可以通过溢流管排出，溢流管为圆形管，其直径为15-25mm。

所述调压管下端与调压桶的底面之间留有间距，调压管中部设有固定支架，并通过固定支架与调压桶的顶面固定连接。

所述固定支架为三角形支架，主要由三块梯形侧板和一个定位圈焊接而成，三块梯形侧板之间呈120°角的放射状分布，中间形成用于设置定位圈的圆柱状，三块梯形侧板的外侧边分别与调压桶的内壁固定连接。

所述定位圈套于调压管中部的外周，并通过定位螺栓将定位圈和调压管锁紧固定。也就是说，定位圈焊接在固定支架中间，且定位圈呈圆环状，定位圈的高度为50-100mm，其内径与调压管的外径相配合，并且定位圈的侧壁上设有两个通孔，在通孔处通过定位螺栓将其与调压管锁紧固定。

所述调压桶为圆筒结构或方筒结构，调压桶的高度取决于流浆箱气垫室中的气垫压力，调压桶的高度比气垫压力对应的水柱高度大150-300mm。

所述调压管为圆管，其直径为30-60mm，调压管的上端为软管接头，调压管的下部为直管，调压管的长度取决于流浆箱气垫室中的气垫压力，调压管的长度比气垫压力对应的水柱高度大200-300mm。

所述标尺为带有刻度的不锈钢板，标尺上的刻度由下至上逐渐增大，刻度的最大值取决于流浆箱气垫室中的气垫压力，刻度的最大值比气垫压力对应的水柱高度大50mm。通过标尺，可快速测量调压管插入水中的深度。

所述补充水管上设有阀门，阀门处于常开状态，补充水管是直径为20mm 的自来水管。

调压桶底部设有支脚，并通过支脚固定于地面或平台上。

本发明通过上述装置可实现一种流浆箱用的气垫压力调节方法，包括以下步骤：

(1)流浆箱的气垫室内形成气垫，调压管与气垫室相通；

(2)预先调节调压管伸入调压桶内水中的深度，使调压管伸入水中的深度与气垫压力对应的水柱高度相等；

(3)在流浆箱使用过程中，流浆箱通过进气管进气形成气垫压力，通过调压管排气调节气垫压力，当气垫压力对应的水柱高度大于调压管伸入水中的深度时，气垫室中多余的气体通过调压管后从水中溢出，溢出的气体流量大于进气管的进气量，使气垫压力降低，直至气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度；当气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度时，气垫室中通过调压管从水中溢出的气体流量等于进气管的进气量；当气垫压力对应的水柱高度小于调压管伸入水中的深度时，气垫室停止向调压管排气，使气垫室中的气垫压力不断上升，直至气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度，此时气垫室开始通过调压管排气，并且从水中溢出的气体流量等于进气管的进气量。

所述步骤(2)和步骤(3)中，气垫压力与其对应的水柱高度之间通过以下公式进行转换计算：

其中，P1为气垫压力，其单位为Pa；H为水柱高度，其单位为m。

其具体操作过程如下：

首先通过软管将流浆箱的排气口与调节装置的调压管相连，拧开补充水管的阀门放水使调压桶充满水，直到溢流口有水溢流出来，就可以拧小补充水管的阀门，保持有水加入，从而确保调压桶中的水位不变；

然后启动流浆箱的进气系统，在流浆箱的气垫室中形成气垫，气垫室通过软管与调压装置的调压管相连通，调节调压管到适当位置，从而使调压管插入水中的深度，即调压管的底部与溢流口的底部之间的距离正好等于流浆箱所需气垫压力对应的水柱高度，这个数据通过标尺可以直观看出来；

当流浆箱中气垫压力大于流浆箱所要求的压力时，从流浆箱过来的多余的空气会克服水压从调压桶中溢出，从而确保流浆箱中气垫压力的稳定；如果调压桶中没有空气溢出就说明流浆箱中的气垫压力正好合适或不够，这时就要提高进气系统的压力和流量，直到有空气从调压桶中溢出为止。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本气垫压力调节装置及方法是针对流浆箱而设计的，通过设置与流浆箱气垫室相通的调压管，并利用调压管插入调压桶水中的深度保持稳定，进而维持气垫室中气垫压力的稳定性，其装置结构简单，调节成本也很低，无需采用精密的控制元件和复杂的控制系统。

经试验证明，本气垫压力调节装置及方法的调节可靠性和精度非常高，不会由于部件问题而影响流浆箱内气垫压力的稳定性和精确度。

通过在本气垫压力调节装置上设置标尺，使其调节操作非常直观，通过将调压管插入水中的深度转换成气垫压力，可快速知道流浆箱中气垫压力的大小，使用方便。

附图说明

图1为本气垫压力调节装置的结构示意图。

图2为图1的A方向视图。

图3为本气垫压力调节装置应用于流浆箱时的结构示意图。

图4为调节管的结构示意图。

图5为定位圈的结构示意图。

图6为图5的B-B截面视图。

图7为单个支脚的结构示意图。

图8为图7的C方向视图。

图9为图8的D-D截面视图。

上述各图中，各标号所示部件如下：1为调压桶，2为溢流管，3为固定支架，4为定位圈，5为定位螺栓，6为调压管，7为标尺，8为支脚，9为补充水管，10为软管，11为流浆箱，12为排气口，L1为调压管下端与调压桶的底面之间的间距，L2为调压管下端与溢流管之间的距离。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种流浆箱用的气垫压力调节装置，如图1或图2所示，包括调压桶1、调压管6和标尺7，调压管设于调压桶中部且下端伸入调压桶中，调压管上端与流浆箱的气垫室连通，标尺固定于调压桶顶面且与调压管相平行设置；调压桶的上方设有补充水管9，调压桶的侧壁上设有溢流管2。该气垫压力调节装置安装在纸机传动侧靠近流浆箱的位置，如图3所示，调压管的上端通过软管10与流浆箱11的排气口12相连。溢流管焊接在调压桶上部的侧面，调压桶中水位过高时，水可以通过溢流管排出。

调压管下端与调压桶的底面之间留有间距L1，调压管中部设有固定支架 3，并通过固定支架与调压桶的顶面固定连接。调压管插入水中的深度即为调压管下端与溢流管之间的距离L2。

固定支架为三角形支架，主要由三块梯形侧板和一个定位圈焊接而成，三块梯形侧板之间呈120°角的放射状分布，中间形成用于设置定位圈4的圆柱状，三块梯形侧板的外侧边分别与调压桶的内壁固定连接。定位圈套于调压管中部的外周，并通过定位螺栓5将定位圈和调压管锁紧固定。也就是说，定位圈焊接在固定支架中间，且定位圈呈圆环状(如图5或图6所示)，其内径与调压管的外径相配合，并且定位圈的侧壁上设有两个通孔，在通孔处通过定位螺栓将其与调压管锁紧固定。

补充水管上设有阀门，阀门处于常开状态，补充水管是直径为20mm的自来水管。调压桶底部设有支脚，并通过支脚固定于地面或平台上。

本实施例中所采用各组成部件的具体尺寸如下：

调压桶为圆筒形结构，其直径为500mm，高度为1000mm。调压桶的高度取决于流浆箱中的气垫压力，本实施例用于车速为300m/min的流浆箱，需要总压为1250mm的水柱，由于流浆箱中的液位高度为400mm，因此调压管插入水中的深度L2应为850mm。

调压管底部与调压桶底面之间的距离L1一般为100-200mm，从而有足够的调节余地，本实施例中取值为100mm。

溢流管为圆形管，其直径为15mm。

定位圈的高度为60mm，内径为34mm，其侧壁上两个通孔分别为M6的螺钉孔，定位螺栓相应采用规格为M6×15的螺栓。

调压管采用直径为34mm的圆管，长1100mm。

标尺为带有刻度的不锈钢板，标尺上的刻度由下至上逐渐增大，最大值为 900mm。

实施例2

本实施例通过实施例1所述装置可实现一种流浆箱用的气垫压力调节方法，包括以下步骤：

(1)流浆箱的气垫室内形成气垫，调压管与气垫室相通；

(2)预先调节调压管伸入调压桶内水中的深度，使调压管伸入水中的深度与气垫压力对应的水柱高度相等；

(3)在流浆箱使用过程中，流浆箱通过进气管进气形成气垫压力，通过调压管排气调节气垫压力，当气垫压力对应的水柱高度大于调压管伸入水中的深度时，气垫室中多余的气体通过调压管后从水中溢出；溢出的气体流量大于进气管的进气量，使气垫压力降低，直至气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度；当气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度时，气垫室中通过调压管从水中溢出的气体流量等于进气管的进气量；当气垫压力对应的水柱高度小于调压管伸入水中的深度时，气垫室停止向调压管排气，使气垫室中的气垫压力不断上升，直至气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度，此时气垫室开始通过调压管排气，并且从水中溢出的气体流量等于进气管的进气量。

其中，步骤(2)和步骤(3)中，气垫压力与其对应的水柱高度之间通过以下公式进行转换计算：

其中，P1为气垫压力，其单位为Pa；H为水柱高度，其单位为m。

上述方法的具体操作过程如下：

首先通过软管将流浆箱的排气口与调节装置的调压管相连，拧开补充水管的阀门放水使调压桶充满水，直到溢流口有水溢流出来，就可以拧小补充水管的阀门，保持有水加入，从而确保调压桶中的水位不变；

然后启动流浆箱的进气系统，在流浆箱的气垫室中形成气垫，气垫室通过软管与调压装置的调压管相连通，调节调压管到适当位置，从而使调压管插入水中的深度，即调压管的底部与溢流口的底部之间的距离正好等于流浆箱所需气垫压力对应的水柱高度，这个数据通过标尺可以直观看出来；

当流浆箱中气垫压力大于流浆箱所要求的压力时，从流浆箱过来的多余的空气会克服水压从调压桶中溢出，从而确保流浆箱中气垫压力的稳定；如果调压桶中没有空气溢出就说明流浆箱中的气垫压力正好合适或不够，这时就要提高进气系统的压力和流量，直到有空气从调压桶中溢出为止。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，包括调压桶、调压管和标尺，调压管设于调压桶中部且下端伸入调压桶中，调压管上端与流浆箱的气垫室连通，标尺固定于调压桶顶面且与调压管相平行设置；调压桶的上方设有补充水管，调压桶的侧壁上设有溢流管；

气垫压力调节装置的调节方法包括以下步骤：

(1)流浆箱的气垫室内形成气垫，调压管与气垫室相通；

(2)预先调节调压管伸入调压桶内水中的深度，使调压管伸入水中的深度与气垫压力对应的水柱高度相等；

(3)在流浆箱使用过程中，流浆箱通过进气管进气形成气垫压力，通过调压管排气调节气垫压力，当气垫压力对应的水柱高度大于调压管伸入水中的深度时，气垫室中多余的气体通过调压管后从水中溢出，溢出的气体流量大于进气管的进气量，使气垫压力降低，直至气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度；

当气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度时，气垫室中通过调压管从水中溢出的气体流量等于进气管的进气量；

当气垫压力对应的水柱高度小于调压管伸入水中的深度时，气垫室停止向调压管排气，使气垫室中的气垫压力不断上升，直至气垫压力对应的水柱高度等于调压管伸入水中的深度，此时气垫室开始通过调压管排气，并且从水中溢出的气体流量等于进气管的进气量。

2.根据权利要求1所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述调压管下端与调压桶的底面之间留有间距，调压管中部设有固定支架，并通过固定支架与调压桶的顶面固定连接。

3.根据权利要求2所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述固定支架为三角形支架，主要由三块梯形侧板和一个定位圈焊接而成，三块梯形侧板之间呈120°角的放射状分布，中间形成用于设置定位圈的圆柱状，三块梯形侧板的外侧边分别与调压桶的内壁固定连接。

4.根据权利要求3所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述定位圈套于调压管中部的外周，并通过定位螺栓将定位圈和调压管锁紧固定。

5.根据权利要求1所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述调压桶为圆筒结构或方筒结构，调压桶的高度取决于流浆箱气垫室中的气垫压力，调压桶的高度比气垫压力对应的水柱高度大150-300mm。

6.根据权利要求1所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述调压管为圆管，调压管的上端为软管接头，调压管的下部为直管，调压管的长度取决于流浆箱气垫室中的气垫压力，调压管的长度比气垫压力对应的水柱高度大200-300mm。

7.根据权利要求1所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述标尺为带有刻度的不锈钢板，标尺上的刻度由下至上逐渐增大，刻度的最大值取决于流浆箱气垫室中的气垫压力，刻度的最大值比气垫压力对应的水柱高度大50mm。

8.根据权利要求1所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述补充水管上设有阀门，阀门处于常开状态。

9.根据权利要求1所述一种流浆箱用的气垫压力调节装置，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，气垫压力与其对应的水柱高度之间通过以下公式进行转换计算：

<mrow> <mi>H</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>P</mi> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mn>9.8</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mn>3</mn> </msup> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

其中，P1为气垫压力，其单位为Pa；H为水柱高度，其单位为m。