CN107411168B - 稳流控制风压平衡器 - Google Patents

Abstract

稳流控制风压平衡器，涉及风力输送技术领域，其包括进风管、出风管及阀体，阀体内设有阀腔，阀腔的两端分别与进风管、出风管连通，阀腔后段为第一锥形导流段，阀腔前段为第二锥形导流段，第一锥形导流段与第二锥形导流段之间为柱形中间段，阀腔中设有导流体组件及导流体支架；导流体组件包括导流体和筒状壳体，筒状壳体内固定安装有用于驱动导流体前后移动的电缸，驱动导流体前后移动可调节导流体与第二锥形导流段腔壁之间的间隙宽度，进而可调节对应卷接机组的工作风压；导流体支架包括支杆，筒状壳体和阀体均与支杆固定连接，支杆内开设有与外部环境相通的进气通道以及将进气通道与筒状壳体内腔连通的排气孔。

Description

稳流控制风压平衡器

技术领域

本发明涉及风力输送技术领域，特别涉及一种稳流控制风压平衡器。

背景技术

在卷烟厂中，烟丝到丝带的提升过程主要是依靠工艺风力来完成的。每台机组的工艺风力支管以并联的方式接入工艺风力总管，根据并入的卷接机组数量设计工艺风力相关参数。由于各卷接机组的工艺风力参数彼此不一，因而各机组的支管卷烟压力视机组工作状况来确定。当有机组出现跑条、断纸等故障时，卷接机组处于待机状态 ；当生产调度安排要求某些机组更换卷烟品牌或停止生产时，卷接机组处于停机状态。卷接机组工作台数的增加或减少会使系统压力发生变化，这必将影响正在生产的卷接机组。

卷接机组的卷烟压力是影响烟支质量的一个重要因素。如果卷烟压力太大，可能会造成烟支超重、吸阻过高等现象 ；如果工作压力太小，可能会造成烟支重量偏轻、空头、吸阻降低等现象。上述的两种状况均有可能使烟支的单重及吸阻超出行业标准规范，降低烟支的合格率，影响卷烟质量。因此，卷烟压力处于一个合适的范围内且具有相对的稳定性，是确保烟支质量的一个必要前提。

中国发明专利文献CN102874600A公开了一种电动风压平衡器，其在阀体内形成一个密闭的空腔，移动导向杆可带动导流体移动，通过控制导流体进风端与进风导流锥体的开度来控制风压。该电动风压平衡器虽然能够根据卷接机的工作状况自动控制调整风压，当有卷接机组处于待机状态时，通过自动控制调整风压，使其他正常生产的卷接机组工艺风力参数保持不变，但是其还存在以下缺陷：驱动导流体运动的驱动装置（包含传动部件）主要设于阀体外部且其体积较大、结构复杂，从而导致整个风压平衡器体积庞大、安装不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种结构紧凑、体积较小、安装方便的稳流控制风压平衡器。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种稳流控制风压平衡器，包括进风管、设于进风管前侧的出风管及设于进风管和出风管之间的阀体，所述阀体内设有阀腔，所述阀腔的两端分别与进风管、出风管连通，所述阀腔后段由小逐渐变大形成第一锥形导流段，所述阀腔前段由大逐渐变小形成第二锥形导流段，所述第一锥形导流段与第二锥形导流段之间为阀腔的柱形中间段，所述阀腔中设有导流体组件及导流体支架；

所述导流体组件包括导流体和筒状壳体，所述导流体包括柱形段和设置在所述柱形段前端的锥形段，所述筒状壳体前端敞开、后端封闭，所述柱形段从筒状壳体的前端插入，所述锥形段的顶端朝向出风管设置，所述柱形段的外周面与筒状壳体内壁之间通过密封结构密封，所述筒状壳体内还固定安装有用于驱动导流体前后移动的电缸，所述电缸的伸出杆连接导流体，驱动所述导流体前后移动可调节导流体与第二锥形导流段腔壁之间的间隙宽度；

所述导流体支架包括支杆，所述筒状壳体和阀体均与支杆固定连接，所述支杆内开设有与外部环境相通的进气通道，所述支杆上还开设有将进气通道与筒状壳体内腔连通的排气孔。

其中，所述支杆贯穿阀体及筒状壳体，所述排气孔开设在支杆的外周面上。

其中，所述筒状壳体的后端设有一个半球形的壳罩，所述壳罩与筒状壳体的后端固定连接，从而将所述筒状壳体的后端封闭。

其中，所述锥形段的顶端呈球头形。

其中，所述电缸的电源线及控制信号线均经进气通道引出至阀体外部。

其中，所述导流体整体为中空结构，所述电缸的伸出杆伸入导流体的内腔中并抵靠住锥形段顶端腔壁，所述锥形段顶端腔壁与电缸的伸出杆固定连接。

优选的，所述筒状壳体前半段的壁厚大于其后半段的壁厚，从而在筒状壳体的内壁上形成台阶面，所述筒状壳体前半段的内壁上开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈。

作为更进一步的改进，上述稳流控制平衡器还包括风压监测装置、控制器及前述的稳流控制风压平衡器，所述进风管的管壁上设置第一取样点，所述支杆从阀腔的柱形中间段穿过且其外周面上背风一侧设置第二取样点，所述风压监测装置用于监测第一取样点及第二取样点的风压值，所述风压监测装置与控制器通信，所述控制器根据风压监测装置测得的第一取样点及第二取样点风压值计算出风量值。

进一步地，所述电缸与控制器电气连接，所述控制器根据计算出的风量值对应控制电缸驱动导流体往前或往后移动来调节导流体与第二锥形导流段腔壁之间的间隙宽度，从而调整相应卷接机组的工作风压。

在本发明提供的稳流控制风压平衡器中，导流体组件包括筒状壳体和导流体两部分，上述筒状壳体、导流体以及用于将筒状壳体固定连接于阀体的支杆均被设置在阀体的阀腔中，通过调节导流体与第二锥形导流段腔壁之间的间隙宽度可调整卷接机组工作风压。由于该风压平衡器工作时，筒状壳体固定不动，仅朝向出风管一侧设置的导流体前后移动，故与背景技术所涉风压平衡器相比，本发明的阀腔容积可以做得更小。此外，由于本发明仅在朝向出风管的一侧设置导流体，风压平衡器工作时产生的扰动气流较背景技术更少，风压调整更趋近于线性。更加巧妙的是，本发明将驱动导流体前后移动的电缸设置在固定不动的筒状壳体内腔中，这样一来使得整个稳流控制风压平衡器的结构更加紧凑、体积进一步缩小。由于不涉及背景技术中复杂的驱动和传动结构，且整体体积较小，本发明提供的风压平衡器在安装时也更加方便。

附图说明

图1为本发明中稳流平衡控制单元的整体结构示意图；

图2为图1中导流体的整体结构示意图；

图3为图1中筒状壳体的整体结构示意图；

图中：

1——进风管 2——出风管

3——阀体 4——阀腔

5——导流体组件 6——导流体支架

7——电缸 1a——第一取样点

4a——第一锥形导流段 4b——第二锥形导流段

4c——柱形中间段 5a——导流体

5b——筒状壳体 5c——壳罩

6a——支杆 5a1——柱形段

5a2——锥形段 6a1——第二取样点。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

需要强调的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1-3所示，一种稳流控制风压平衡器，包括进风管1、设于进风管1前侧的出风管2及设于进风管1和出风管2之间的阀体3，阀体3内设有阀腔4，阀腔4的两端分别与进风管1、出风管2连通，阀腔4后段由小逐渐变大形成第一锥形导流段4a，阀腔4前段由大逐渐变小形成第二锥形导流段4b，第一锥形导流段4a与第二锥形导流段4b之间为阀腔4的柱形中间段4c，阀腔4中设有导流体组件5及导流体支架6；

导流体组件5包括导流体5a和筒状壳体5b，导流体5a包括柱形段5a1和设置在柱形段5a1前端的锥形段5a2，筒状壳体5b前端敞开、后端封闭，柱形段5a1从筒状壳体5b的前端插入，锥形段5a2的顶端朝向出风管2设置，柱形段5a1的外周面与筒状壳体5b内壁之间通过密封结构密封，筒状壳体5b内还固定安装有用于驱动导流体5a前后移动的电缸7，电缸7的伸出杆连接导流体5a，驱动导流体5a前后移动可调节导流体5a与第二锥形导流段4b腔壁之间的间隙宽度；

导流体支架6包括支杆6a，筒状壳体5b和阀体3均与支杆6a固定连接，支杆6a内开设有与外部环境相通的进气通道，支杆6a上还开设有将进气通道与筒状壳体5b内腔连通的排气孔。

需要提前说明的是，在以上实施方式中，对于设置在柱形段5a1的外周面与筒状壳体5b内壁之间的密封结构并无特别要求，例如可以是气缸缸筒与活塞杆之间常用的密封结构，也可以是O形橡胶密封圈等其他密封部件，本领域技术人员应当明白，只要该密封结构能够达到隔挡气流及粉尘通过的目的即可（实际上，由于筒状壳体5b内腔与外界相通，为正压，而筒状壳体5b与阀体之间的区域为负压，即便柱形段5a1外周面与筒状壳体5b内壁之间密封不严、存在泄漏，也不会出现粉尘泄漏到筒状壳体5b内腔的情况）。

在上述稳流控制风压平衡器中，导流体组件5包括筒状壳体5b和导流体5a两部分，上述筒状壳体5b、导流体5a以及用于将筒状壳体5b固定连接于阀体3的支杆6a均被设置在阀体3的阀腔4中，通过调节导流体5a与第二锥形导流段4b腔壁之间的间隙宽度可调整卷接机组工作风压。由于该风压平衡器工作时，筒状壳体5b固定不动，仅朝向出风管2一侧设置的导流体5a前后移动，故与背景技术所涉风压平衡器相比，本实施例中阀腔4容积可以做得更小。此外，由于本实施例仅在朝向出风管2的一侧设置导流体5a，风压平衡器工作时产生的扰动气流较背景技术更少，风压调整更趋近于线性。更加巧妙的是，本实施例将驱动导流体5a前后移动的电缸7设置在固定不动的筒状壳体5b内腔中，这样一来使得整个稳流控制风压平衡器的结构更加紧凑、体积进一步缩小。由于不涉及背景技术中复杂的驱动和传动结构，且整体体积较小，本实施例提供的风压平衡器在安装时也更加方便。

在上述实施例中，支杆6a贯穿阀体3及筒状壳体5b，排气孔开设在支杆6a的外周面上。这种结构可以让拆装导流体组件5更加方便易操作，例如在安装导流体组件5时，只需先将其置于阀腔4中，然后将支杆6a穿过阀体3及筒状壳体5b并将上述阀体3及筒状壳体5b固定连接即可。

见图1和3所示，在筒状壳体5b的后端设有一个半球形的壳罩5c，该壳罩5c与筒状壳体5b的后端固定连接，从而将筒状壳体5b的后端封闭。壳罩5c设计成半球形主要是基于降低风阻的考虑，当然，该壳罩5c并不限于半球形，也可以是其他流线形的设计。

同样出于降低风阻的考虑，如图1所示，在导流体5a中，锥形段5a2的顶端被设计成球头形。

如前所述，由于支杆6a固定不动，且其内部设有与外部环境相通的进气通道（进气通道可以沿支杆6a的轴线方向开设，附图中并未示出），电缸7的电源线及控制信号线均可以利用该进气通道引出至阀体3外部，这样可以使风压平衡器的结构更加简洁、紧凑。

见图1和2所示，在上述实施例中，导流体5a整体为中空结构，电缸7的伸出杆伸入导流体5a的内腔中并抵靠住锥形段5a2顶端腔壁，锥形段5a2顶端腔壁与电缸7的伸出杆固定连接。导流体5a采用中空结构并将电缸7的伸出杆与锥形段5a2顶端腔壁连接的目的在于：让导流体组件5的整体长度可以做得更短（如图1所示，相当于电缸7被罩住在导流体5a的内腔中），进而可以让阀腔4的容积做得更小。

进一步地，如图3所示，筒状壳体5b前半段的壁厚大于其后半段的壁厚，从而在筒状壳体5b的内壁上形成台阶面，其中，在筒状壳体5b前半段的内壁上开设有密封槽，上述密封槽内设有密封圈，从而在柱形段5a1外周面与筒状壳体5b的前半段内壁之间实现密封。

更进一步地，上述稳流控制风压平衡器还包括风压监测装置（风压监测装置在附图中未示出，通常为风压传感器）、控制器（控制器在附图中未示出，需要说明的是，由于卷烟厂生产时，每台卷接机组对应一条工艺风力输送管路，每条管路上均安装有风压平衡器，因此，多个风压平衡器可以共用一个控制器，当然，也可以给每个风压平衡器都单独配置一个控制器，甚至可以通过工艺风力总控制系统来统一控制，实际应用时可以灵活选择），在进风管1的管壁上设置第一取样点1a，前述支杆6a从阀腔4的柱形中间段4c穿过且其外周面上背风一侧设置第二取样点6a1，上述风压监测装置用于监测第一取样点1a及第二取样点6a1的风压值，风压监测装置与控制器通信，控制器根据风压监测装置测得的第一取样点1a及第二取样点6a1风压值计算出风量值（压差法测风量，即根据两个取样点的压差值计算风量值）。

进一步地，上述电缸7与控制器电气连接，控制器根据计算出的风量值对应控制电缸7驱动导流体5a往前或往后移动来调节导流体5a与第二锥形导流段4b腔壁之间的间隙宽度，从而调整相应卷接机组的工作风压。需要说明的是，电缸7也可以不通过该稳流控制风压平衡器配备的控制器进行控制，例如还可以通过工艺风力的总控制系统进行控制，此外，测算管道风量的方法不并局限于由前述两个取样点的风压差值计算得出，也可以通过管道内设置的孔板流量计来测风量值（管道内设置孔板流量计测风量为惯用技术手段），工艺风力总控制系统通过孔板流量计测得的风量值同样可以准确控制电缸7驱动导流体5a往前或往后移动来调整相应卷接机组的工作风压。

最后，需要强调的是，由于电缸7的控制方式、计算前述两个取样点压差值（直接相减）以及根据前述压差值计算风量的方式非常简单，现有技术中存在多种实现方式，加上本发明也并未涉及对上述控制方式及计算方法的改进，为简化表述，对于如何实现电缸7的控制以及如何根据压差值计算风量的过程不再赘述。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (9)

1.稳流控制风压平衡器，包括进风管（1）、设于进风管（1）前侧的出风管（2）及设于进风管（1）和出风管（2）之间的阀体（3），所述阀体（3）内设有阀腔（4），所述阀腔（4）的两端分别与进风管（1）、出风管（2）连通，所述阀腔（4）后段由小逐渐变大形成第一锥形导流段（4a），所述阀腔（4）前段由大逐渐变小形成第二锥形导流段（4b），所述第一锥形导流段（4a）与第二锥形导流段（4b）之间为阀腔（4）的柱形中间段（4c），其特征在于：所述阀腔（4）中设有导流体组件（5）及导流体支架（6）；

所述导流体组件（5）包括导流体（5a）和筒状壳体（5b），所述导流体（5a）包括柱形段（5a1）和设置在所述柱形段（5a1）前端的锥形段（5a2），所述筒状壳体（5b）前端敞开、后端封闭，所述柱形段（5a1）从筒状壳体（5b）的前端插入，所述锥形段（5a2）的顶端朝向出风管（2）设置，所述柱形段（5a1）的外周面与筒状壳体（5b）内壁之间通过密封结构密封，所述筒状壳体（5b）内还固定安装有用于驱动导流体（5a）前后移动的电缸（7），所述电缸（7）的伸出杆连接导流体（5a），驱动所述导流体（5a）前后移动可调节导流体（5a）与第二锥形导流段（4b）腔壁之间的间隙宽度；

所述导流体支架（6）包括支杆（6a），所述筒状壳体（5b）和阀体（3）均与支杆（6a）固定连接，所述支杆（6a）内开设有与外部环境相通的进气通道，所述支杆（6a）上还开设有将进气通道与筒状壳体（5b）内腔连通的排气孔。

2.根据权利要求1所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述支杆（6a）贯穿阀体（3）及筒状壳体（5b），所述排气孔开设在支杆（6a）的外周面上。

3.根据权利要求1所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述筒状壳体（5b）的后端设有一个半球形的壳罩（5c），所述壳罩（5c）与筒状壳体（5b）的后端固定连接，从而将所述筒状壳体（5b）的后端封闭。

4.根据权利要求1所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述锥形段（5a2）的顶端呈球头形。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述电缸（7）的电源线及控制信号线均经进气通道引出至阀体（3）外部。

6.根据权利要求1所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述导流体（5a）整体为中空结构，所述电缸（7）的伸出杆伸入导流体（5a）的内腔中并抵靠住锥形段（5a2）顶端腔壁，所述锥形段（5a2）顶端腔壁与电缸（7）的伸出杆固定连接。

7.根据权利要求1所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述筒状壳体（5b）前半段的壁厚大于其后半段的壁厚，从而在所述筒状壳体（5b）的内壁上形成台阶面，所述筒状壳体（5b）前半段的内壁上开设有密封槽，所述密封槽内设有密封圈。

8.根据权利要求1所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：还包括风压监测装置及控制器，所述进风管（1）的管壁上设置第一取样点（1a），所述支杆（6a）从阀腔（4）的柱形中间段（4c）穿过且其外周面上背风一侧设置第二取样点（6a1），所述风压监测装置用于监测第一取样点（1a）及第二取样点（6a1）的风压值，所述风压监测装置与控制器通信，所述控制器根据风压监测装置测得的第一取样点（1a）及第二取样点（6a1）风压值计算出风量值。

9.根据权利要求8所述的稳流控制风压平衡器，其特征在于：所述电缸（7）与控制器电气连接，所述控制器根据计算出的风量值对应控制电缸（7）驱动导流体（5a）往前或往后移动来调节导流体（5a）与第二锥形导流段（4b）腔壁之间的间隙宽度，从而调整相应卷接机组的工作风压。

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