CN109293193A - 刮刀控制系统及带有该刮刀控制系统的预挂式过滤机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刮刀控制系统，用于控制预挂式过滤机中的刮刀座相对于预挂层的相对运动，包括：第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别通过减速器与所述刮刀座的一端相连，以驱动刮刀座运动；第一变频器，该第一变频器与所述第一电机信号连接以控制所述第一电机的转速和转向；第二变频器，该第二变频器与所述第二电机信号连接以控制所述第二电机的转速和转向；控制器，所述控制器提供用于控制所述第一电机和所述第二电机的转速和转向的工作信号给所述第一变频器，并接收来自所述第一变频器和第二变频器的变频器反馈信号，从而监控所述第一电机和所述第二电机的运行状态，本发明还涉及一种预挂式过滤机。

Description

刮刀控制系统及带有该刮刀控制系统的预挂式过滤机

技术领域

本发明涉及一种预挂式过滤机的刮刀控制系统，尤其是涉及一种用于制浆造纸厂碱回收车间绿泥或白泥的洗涤和浓缩的过滤设备的刮刀控制系统。

背景技术

预挂式过滤机主要用于制浆造纸碱回收苛化工段白泥与绿泥的洗涤与浓缩，以及化工、医药、矿山、食品等行业进行物料洗涤和固液分离。目前国内使用预挂式过滤机所用刮刀一般使用普通电机正反转通过多级减速机减速驱动刮刀快进和快退，或通过两套传动系统实现刮刀的慢进和快退，前者具有预挂层污染严重、更换间隔时间短、下料干度小且不稳定、产能低的缺点，后者具有传动复杂、成本高、可靠性差的缺点。

中国专利CN201250162Y，发明名称为绿泥预挂式过滤机刮刀传动装置，涉及的刮刀传动装置对上述两种系统做了改进，将慢进和快退传动系统合二为一，使用一台伺服电机，经过行星减速机和蜗轮蜗杆减速机减速，通过丝杠螺母驱动刮刀进退。

中国专利201250162Y中提及的技术方案是通过同步传动轴的两端与蜗轮蜗杆减速器传动连接，其中一台蜗轮蜗杆减速器与行星齿轮减速器和电机传动连接，其目的是通过同步传动轴的连接使两台减速器的同步工作，但是由于机械加工工艺的原因，两台减速器通过机械式的连接是无法达到100％的同步，特别是经过了一段时间的运行，传动轴等机械设备发生一定程度的磨损，减速机的同步效果会变差，同时这些机械部件也在一定程度下增加了设备的运行成本和维护成本。

以制浆造纸苛化工段的绿泥过滤机为例，该类型的设备是以白泥作为预挂层，利用负压的作用把白泥吸附在转鼓表面形成预挂层，预挂层形成后，停止白泥喂料，改为绿泥进料，然后绿泥会通过负压的作用在吸附在转鼓的白泥预挂层上进行脱水。

在运行过程中，通过对刮刀移动方向和速度的自动化控制，实现过滤卸料，预挂层反吹清洗，更新预挂层等周期性的循环。

在过滤过程中，刮刀缓慢匀速前进，从初始位置(外侧限位开关位置)开始剥去预挂层，随着转鼓向刮刀侧转动，刮刀会缓慢刮去预挂层外层部分，使预挂层在过滤期间始终保持最佳的过滤状态。

当刮刀到达内侧限位开关处，刮刀快速后退至起始位置，经过反吹和清洗，再次向槽体喂入白泥形成新的预挂层，进入新的运行周期，因此，先进的刮刀系统的自动化控制对整个设备的稳定运行至关重要。

刮刀装置的两端应尽可能同步运行，从而使转鼓上挂料均匀，卸料的干度稳定。机械方式的刮刀传动方式是由一台电机与行星减速机连接，在刮刀的左右两侧各有一台行星减速机和一台蜗轮蜗杆减速机，通过穿过刮刀座的一根传动轴来实现同步动作，在实际运行中，通过机械方式连接的传动装置，蜗杆减速机会比行星减速机稍微滞后一点，随着使用时间的增加，传动轴会产生磨损，两台减速机之间的同步效果会越来越差，而且传动轴作为磨损件，会增加设备维护。

发明内容

针对以上技术问题的缺陷，本发明的目的在于提供一种既能节省设备运行维护成本，又能长时间稳定精准运行的过滤机刮刀控制系统。

本发明所要解决的技术问题首先是提供一种刮刀控制系统，该刮刀控制系统用于控制预挂式过滤机中的刮刀座相对于预挂层的相对运动，该刮刀控制系统包括：第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别通过减速器与所述刮刀座的一端相连，以驱动刮刀座运动；第一变频器，该第一变频器与所述第一电机信号连接以控制所述第一电机的转速和转向；第二变频器，该第二变频器与所述第二电机信号连接以控制所述第二电机的转速和转向；控制器，所述控制器提供用于控制所述第一电机和所述第二电机的转速和转向的工作信号给所述第一变频器，并接收来自所述第一变频器和第二变频器的变频器反馈信号，从而监控所述第一电机和所述第二电机的运行状态。

根据本发明提供的刮刀控制系统的一种优选实施形式，所述第一变频器和所述第二变频器被设计为分别直接与所述控制器信号连接，从所述控制器接收相同的工作信号，从而使所述第一电机和第二电机在相同的工作信号的控制下同步旋转和起动/停止。这时，利用两台变频器控制为刮刀控制系统配备的两台电机和两台减速器的运行，两台变频器同时接受例如来自DCS的控制信号，没有主从之分。

不过，也可以将第一变频器设计为主变频器，第二变频器设计为从变频器。这样，在根据本发明提供的刮刀控制系统的一种优选实施形式中，第一变频器被设计为适于接收控制器发出的工作信号并将工作信号传输给所述第二变频器，从而使所述第一电机和第二电机在相同的工作信号的控制下同步旋转和起动/停止。这时可以通过以主/从两台变频器控制电机的转速、方向来控制刮刀座的运行，从例如DCS过来的外部控制信号只传输到主变频器，主变频器再将信号传输给从变频器而达到控制另一台电机的目的，这样亦可使两台电机的运行处于同步状态。

优选地，根据本发明提供的刮刀控制系统的还包括：限位开关，所述限位开关用于检测刮刀座是否已运动到相应的预定极限位置，并在刮刀座运动到相应的预定极限位置时向控制器提供限位开关反馈信号，其中，所述控制器在收到所述限位开关反馈信号后向相应变频器发出使相应电机停止的信号。

优选地，所述第一电机和所述第二电机为伺服电机。

此外，本发明所要解决的技术问题还在于提供一种预挂式过滤机，所述预挂式过滤机包括如上所述的刮刀控制系统。

与现有技术相比，本发明提供的预挂式过滤机的刮刀控制系统采用了两台电机的同步控制，省去了在刮刀座两端的驱动装置之间的复杂机械同步传动装置，不但节省了设备运行维护成本，提高了设备运行的稳定性和准确度，同时设备运行的生命周期也得到有效的提高。通过控制变频器能够直接控制电机及减速器实现刮刀的慢进快退。

附图说明

图1示意地示出了根据本发明的预挂式过滤机的刮刀控制系统的第一实施例的原理图；

图2示意地示出了根据本发明的预挂式过滤机的刮刀控制系统的第二实施例的原理图；

图3示意地示出了根据本发明的预挂式过滤机的刮刀控制系统的结构示意图；

图4是预挂式过滤机示意的侧面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的预挂式过滤机100的刮刀控制系统101进行详细说明，需要强调的是，附图和实施例仅用于对本发明的解释，不能理解为对本发明的限制。

图1示意地示出了根据本发明的预挂式过滤机100的刮刀控制系统101的第一实施例的原理图，如图所示，本发明的预挂式过滤机100的刮刀控制系统包括：第一电机104和第二电机105，例如为为伺服电机，第一电机104和第二电机105分别通过减速器106与刮刀座102的一端相连，以驱动刮刀座102运动；第一变频器107，该第一变频器与第一电机104信号连接以控制第一电机104的转速和转向；第二变频器108，该第二变频器与第二电机105信号连接以控制第二电机105的转速和转向；控制器109，控制器109提供用于控制第一电机104和第二电机105的转速和转向的工作信号给第一变频器107，第一变频器107接收控制器109发出的工作信号并将工作信号传输给第二变频器108，这样，第一电机104和第二电机105就在相同的工作信号的控制下同步旋转和起动/停止。同时，控制器109接收来自第一变频器107和第二变频器108的变频器反馈信号，从而监控所述第一电机104和所述第二电机105的运行状态。

图2示意地示出了根据本发明的预挂式过滤机100的刮刀控制系统的第二实施例的原理图。如图所示，在本发明的预挂式过滤机100的刮刀控制系统101的该实施例中，该刮刀控制系统包括：第一电机104和第二电机105，第一电机104和第二电机105分别通过减速器106与刮刀座102的一端相连，以驱动刮刀座102运动；第一变频器107，该第一变频器107与第一电机104信号连接以控制第一电机104的转速和转向；第二变频器108，该第二变频器与第二电机105信号连接以控制第二电机105的转速和转向；控制器109，控制器109提供用于控制第一电机104和第二电机105的转速和转向的工作信号给第一变频器107。与前述实施例的不同之处在于，第二变频器108直接与控制器109信号连接，从而直接从控制器109接收与发送给第一变频器107的工作信号相同的工作信号，这样，第一电机104和第二电机105就在相同的工作信号的控制下同步旋转和起动/停止。同时，控制器109接收来自第一变频器107和第二变频器108的变频器反馈信号，从而监控所述第一电机104和所述第二电机105的运行状态。

图1和图2所示的实施例中还示出了限位开关110。每个电机配设有内侧和外侧限位开关，用于检测刮刀座102是否已运动到相应的预定极限位置，并在刮刀座102运动到相应的预定极限位置时向控制器109提供限位开关反馈信号，其中，控制器109在收到限位开关反馈信号后向相应变频器发出使相应电机停止的信号。

图3示意地示出了根据本发明的预挂式过滤机100的刮刀控制系统101的结构示意图。刮刀控制系统101由刮刀座102、第一电机104、第二电机105以及两台减速机106组成，电机分别通过减速机与刮刀座102两侧相连接，以驱动刮刀座102。利用电机或伺服电机实现频繁启停和正反转，可以通过控制输入电流的脉冲波形来控制输出转速的特性，实现刮刀以极慢的速度向预挂式过滤机100上的预挂层103前进和以较快速度后退，从而可以改进预挂式过滤机100的工作方式。

由于用于驱动刮刀座102的两端的两台电机通过同步的变频器保持同步运行，刮刀两端的运行速度也保持同步，因而刮刀的运行保持稳定，同时整个预挂层103厚度也比较均匀，刮刀座102上的刮刀受力均匀，从而减少了刮刀的异常磨损，使设备的维护成本降低。

与机械同步方式相比，使用主从变频器同步控制左右两台电机带动减速机的方案，由于使用的自控方式来实现同步，不存在蜗杆减速机会比行星减速机稍微滞后一点的问题，因而同步的效果不会因为使用时间增长而变差，而且两个变频器的最低转速为0.5Hz，使进刀速度可以保持在20～25r/min，保证整个过滤机达到较高的产能以及稳定的运行。

由于整台预挂式过滤机100的自动化程度比较高，整个工艺流程从白泥预挂，绿泥过滤，移除脱水绿泥层，预挂层更新等顺控流程都是通过自动化控制来实现的。

在整个工艺流程中，根据工艺要求的需要，DCS给出控制信号到第一变频器(主变频器)107控制第一电机104的移动方向和移动速度，同时第一变频器107还会将该控制信号传输给第二变频器(从变频器)108，通过第二变频器108控制第二电机105的移动方向和移动速度，使两台电机保持同步运行，带动刮刀根据工艺的需要前进或后退。

例如，DCS给出前进信号到第一变频器107，电机带动刮刀从初始位置(以外侧限位开关为起始点)以非常缓慢的速度向转鼓111方向前进，到达内侧的预定极限位置时触发限位开关信号并反馈回DCS，DCS给出信号到第一变频器107，则第一电机104、第二电机105改变移动方向，带动刮刀以较快的速度后退至初始位置，到达外侧的预定极限位置时又触发限位开关信号并反馈回DCS，DCS给出前进信号到第一变频器107以此循环，而刮刀移动的速度则可根据不同的工艺要求进行调整。

图4示意地示出了一种包括如上所述的刮刀控制系统101的预挂式过滤机100的侧面剖视图，其中可见两台电机，即第一电机104和第二电机105，它们同步驱动刮刀座102向预挂层103运动以及离开预挂层103。

综上所述，本发明提供的预挂式过滤机的刮刀控制系统不但节省了设备运行维护成本，提高了设备运行的稳定性和准确度，同时设备运行的生命周期也得到有效的提高。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

预挂式过滤机 100

刮刀控制系统 101

刮刀座 102

预挂层 103

第一电机 104

第二电机 105

减速器 106

第一变频器 107

第二变频器 108

控制器 109

限位开关 110

转鼓 111

工作信号 C

变频器反馈信号 F

限位开关反馈信号 L

Claims (6)

1.一种刮刀控制系统(101)，该刮刀控制系统用于控制预挂式过滤机(100)中的刮刀座(102)相对于预挂层的相对运动，其特征在于，该刮刀控制系统还包括：

第一电机(104)和第二电机(105)，所述第一电机和所述第二电机分别通过减速器(106)与所述刮刀座(102)的一端相连，以驱动刮刀座(102)运动；

第一变频器(107)，该第一变频器与所述第一电机(104)信号连接以控制所述第一电机(104)的转速和转向；

第二变频器(108)，该第二变频器与所述第二电机(105)信号连接以控制所述第二电机(105)的转速和转向；

控制器(109)，所述控制器提供用于控制所述第一电机(104)和所述第二电机(105)的转速和转向的工作信号给所述第一变频器(107)，并接收来自所述第一变频器(107)和第二变频器(108)的变频器反馈信号，从而监控所述第一电机(104)和所述第二电机(105)的运行状态。

2.根据权利要求1所述的刮刀控制系统(101)，其特征在于，所述第一变频器(107)和所述第二变频器(108)被设计为分别直接与所述控制器(109)信号连接，从所述控制器(109)接收相同的工作信号，从而使所述第一电机(104)和第二电机(105)在相同的工作信号的控制下同步旋转和起动/停止。

3.根据权利要求1所述的刮刀控制系统(101)，其特征在于，所述第一变频器(107)被设计为适于接收所述控制器(109)发出的所述工作信号并将所述工作信号传输给所述第二变频器(108)，从而使所述第一电机(104)和第二电机(105)在相同的工作信号的控制下同步旋转和起动/停止。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的刮刀控制系统(101)，其特征在于，所述刮刀控制系统(101)还包括：

限位开关(110)，所述限位开关用于检测刮刀座(102)是否已运动到相应的预定极限位置，并在刮刀座(102)运动到相应的预定极限位置时向控制器(109)提供限位开关反馈信号，

其中，所述控制器(109)在收到所述限位开关反馈信号后向相应变频器发出使相应电机停止的信号。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的刮刀控制系统(101)，其特征在于，所述第一电机(104)和所述第二电机(105)为伺服电机。

6.一种预挂式过滤机(100)，其特征在于，所述预挂式过滤机包括权利要求1至5中任一项所述的刮刀控制系统(101)。