CN109333694B - 一种贴面热压机的余热循环系统及自动循环方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴面热压机的余热循环系统，包括蒸汽锅炉、高温塔、中温塔、冷却池、热压机和自动控制系统，蒸汽锅炉直接对高温塔进行加热，中温塔分为中温区和低温区，热压机出水口设有三通阀，连接低温区、中温区和高温塔，形成循环回路；热压机还连接冷却池，冷却后又回流至冷却池；自动控制系统包括设置在控制柜内的PID控制器、PLC控制器和操作触摸屏，高温塔的温度采集器、压力采集器和液位传感器与PID控制器相连后再连接PLC控制器。本发明通过自动控制的余热循环系统将热压机使用的余热进行分级循环回收，重复利用。整个系统由控制中心自动控制，操作简单，可远程监控，同时每一步骤均设有保护动作，避免误动作发生。

Description

一种贴面热压机的余热循环系统及自动循环方法

技术领域

本发明涉及人造板材加工领域，尤其涉及一种贴面热压机的余热循环系统及自动循环方法。

背景技术

贴面热压机适用于家具制作厂家、木制门厂、人造板二次加工贴面，是木工机械的主要机械之一，主要用来热压粘合家具板件、建筑隔断、木质门、防火门表面材料贴面。

贴面热压机在工作过程中需要消耗大量的热能，热压机的工作过程包括三个升温步骤，一个保温步骤，以及三个冷却步骤，整个过程大约需要80分钟，水的用量非常大。热压机上有风箱，高温蒸汽经过热压机的散热片后变成热水，热水的温度还有80~90℃之间，还包含有很多热量。传统的贴面热压机加热是直接通过蒸汽锅炉提供热量对热压机进行加热，加热完成后的蒸汽转化为热水直接排掉，造成热量的浪费。传统热压机因锅炉直接加热，加热温度高达170℃，能量消耗过大，温度太高还不安全。

现有贴面热压机中也有采用余热的循环回收再利用的加热系统，但大多数是用单一的存储罐对余热进行回收，并未对水和蒸汽进行区分，无法最大限度的利用余热，造成能量损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种贴面热压机的余热循环系统及自动循环方法，通过自动控制系统，将余热进行分级，多级回收，以减少热量损耗，同时提高产品质量。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种贴面热压机的余热循环系统，其特征在于：包括蒸汽锅炉、高温塔、中温塔、冷却池、热压机和自动控制系统，所述蒸汽锅炉的出水阀与高温塔的进水阀相连，直接对高温塔进行加热，所述高温塔的高温阀与热压机相连，所述蒸汽锅炉与高温塔之间设有自动调压阀，所述热压机设有先导阀、主阀和加热泵；所述中温塔分为上下两个区，上层蒸汽层为中温区，下层热水层为低温区，所示中温区设有中温阀、低温区设有低温阀，均与热压机相连，所述热压机通过压机热水循环泵提供水流动力，在出水口设有三通阀，所述三通阀连接低温区、中温区和高温塔，形成循环回路；所述热压机还连接冷却池，冷却后又回流至冷却池；

所述自动控制系统包括设置在控制柜内的PID控制器、PLC控制器和操作触摸屏，以及设置在各设备上的数据采集模块和终端调节模块，所述数据采集模块包括设置在高温塔、中温塔和热压机内的温度采集器、压力采集器和液位传感器，所述终端调节模块包括三通阀和各电磁阀；所述高温塔的温度采集器、压力采集器和液位传感器与PID控制器相连后再连接PLC控制器，由PLC控制器调节自动调压阀；所述终端调节模块的三通阀和各电磁阀均与PLC控制器相连；

优选的，所述高温塔连接有高温循环泵组；

优选的，所述中温塔塔高在10米以上；

优选的，还包括热交换机，所述热交换机设置在冷却池与热压机之间，所述热交换机的冷凝水出口连接蒸汽锅炉；

优选的，所述冷却池设有冷却水先导阀、冷却主阀和冷却泵；

优选的，所述触摸屏上有三通阀的阈值设定，控制三通阀的开度，设置范围在0-100%，数值小阀门开度小，升温速度慢；数值大阀门开度大，升温速度快；

一种贴面热压机的余热循环方法，包括如下步骤：

步骤一：启动：先检查触摸屏上的液位、压力和温度是否正常，而后根据工艺要求设置好工作参数，例如压机温度参考点和高温塔温度参考点；时间清零，将控制柜内的手动/自动旋钮打到自动；

步骤二：升温一：由中温塔的低温区对热压机进行加热，热压机先导阀打开延时10秒后热压机的主阀、压机加热循环泵的主阀、高温循环泵组、中温塔的低温阀同时打开，其水循环路线为低温区→压机加热循环泵→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀→低温阀→低温区；

步骤三：升温二：由中温塔的中温区对热压机进行加热，低温阀自动切换为中温阀，其水循环路线为中温区→压机加热循环泵→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀→中温阀→中温区；

步骤四：升温三：由高温塔对热压机进行加热，中温阀自动关闭，自动转换为高温阀打开，其水循环路线为高温塔→压机加热循环泵→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀→高温阀→高温塔；

步骤五：保温：由高温塔对热压机进行加热，其水循环路线同步骤四，在保温状态下，温度由系统PID来控制，自动调压阀自动调节恒温；保温时间达到即进入下一步骤；

步骤六：冷却一：由中温塔的中温区对热压机进行冷却，高温阀自动切换到中温阀，其水循环路线同步骤二，储能到下一循环的步骤三时利用；

步骤七：冷却二：由中温塔的低温区对热压机进行冷却，中温阀关闭自动切换到低温阀打开，其水循环路线同步骤三，储能到下一循环的步骤二时利用；

步骤八：冷却三：低温阀、热压机主阀、先导阀、压机加热循环泵的主阀、高温循环泵组同时关闭，冷却水先导阀打开延时10秒管道压力卸掉后冷却主阀、冷却泵同时打开，到设定温度后自动关闭；其水循环路线为冷却池→冷却泵→冷水阀进→压机→冷水阀出→冷却池。

优选的，步骤八中的水循环路线为冷却池→冷却泵→冷水阀进→压机→冷水阀出→ 交换机冷却先导阀→冷却池，将冷却水内的余热通过热交换机导出至蒸汽锅炉。

本发明通过自动控制的余热循环系统将贴面热压机使用的余热进行分级循环回收，再加热重复利用，采用这一系统，加热温度可降至140℃，节能效果好，安全性高。整个系统由控制中心自动控制，操作简单，可远程监控，同时每一步骤均设有保护动作，避免误动作发生。同时将中温塔设计成可自动分层的形式，采用两个塔就可实现三个塔的功能，大大节约了成本。

附图说明

图1是本发明的系统连接示意图。

图2是控制模块示意图。

图中，1蒸汽锅炉、2高温塔、3中温塔、4冷却池、5热压机、6热交换机、21高温循环泵组、22自动调压阀、31中温区、32低温区、51压机热水循环泵、52三通阀。

实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、2为本发明的优选方案，包括蒸汽锅炉1、高温塔2、中温塔3、冷却池4、热压机5和热交换机6，各设备的进出阀门图中未完全示出。

蒸汽锅炉1的出水阀与高温塔2的进水阀相连，直接对高温塔2进行加热，蒸汽锅炉1与高温塔2之间设有自动调压阀22，本实施例中，高温塔2的温度设置在130℃~140℃之间，高温塔2的出水阀（即高温阀）与热压机5相连，热压机5设有先导阀、主阀和加热泵。蒸汽锅炉1烧出的蒸汽储存在高温塔2中，再输送至热压机5对热压机加热，高温塔2连接有高温循环泵组21，提供蒸汽流动动力。

中温塔3塔高在10米以上，高度大，水在中温塔内自动分为上下两个区，即上层蒸汽层为中温区31，下层热水层为低温区32，本实施例中，中温区31蒸汽的温度在100~110℃之间，低温区32热水的温度在80~90℃之间，中温区31设有中温阀、低温区32设有低温阀（图中未示出），均与热压机5相连，通过在不同升温或冷却步骤中控制中温阀和低温阀的启闭对热压机5进行加热或冷却。

热压机5通过压机热水循环泵51提供水流动力，在出水口还设有三通阀52，三通阀52连接低温区32、中温区31和高温塔2，形成循环回路。本实施例中，热压机5冷却至80℃左右时，即进入到冷却三这一步骤时需要引入常温水进行冷却，热压机5的进水管上还设有冷却池4，冷却池4的水温在40~50℃之间，冷却后又回流至冷却池4，冷却三开始时的前5~15分钟，热压机5出水阀排出的水温仍有60~80℃之间，还具有大量热能，如果直接排掉还是会造成热量浪费，因此在冷却池4与热压机5之间设有热交换机6（本实施例选用板式热交换机），所述热交换机6的冷凝水出口连接蒸汽锅炉1，将冷却三开始后的前5~15分钟时段的水通过板式热交换机6后将热水引入蒸汽锅炉1，冷凝水排入冷却池4回流，再循环，本实施例中，时间设置为10分钟。这一时段后排出的水则直接排入冷却池4回流使用。冷却池4设有冷却水先导阀、冷却主阀和冷却泵（图中未示出）。

本系统设有自动控制系统，自动控制系统包括设置在控制柜（图中未示出）内的PID控制器、PLC控制器和操作触摸屏，以及设置在各设备上的数据采集模块和终端调节模块，数据采集模块包括设在高温塔2、中温塔3和热压机5内的温度采集器、压力采集器和液位传感器，终端调节模块是设置在进出管道上的调压阀、进水阀和出水阀等电磁阀。高温塔2的温度采集器、压力采集器和液位传感器与PID控制器相连后再连接PLC控制器，由PLC控制器根据设定的温度调节自动调压阀22。终端调节模块的三通阀52和各电磁阀均与PLC控制器相连。三通阀52与PLC控制器相连，PLC控制器根据热压机5出口的温度判断三通阀52的联通管路，高温蒸汽回流至高温塔2，热水回流至中温塔3内，以减少热量损失，保持高温塔2和中温塔3的温度平稳。

PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，从而使温度、压力和液位的实际值与工艺要求的预定值一致，这样可以使系统更加准确，更加稳定。系统启动前，PID控制器先根据温度采集器和压力采集器采集到的数据，判断锅炉温度曲线，提供数据给PLC控制器，PLC控制器在对应温度下对自动调压阀22进行调整。

触摸屏上有三通阀52的阈值设定，控制三通阀52的开度，设置范围在0-100%，数值小阀门开度小，升温速度慢；数值大阀门开度大，升温速度快。触摸屏上还设定各升温段、保温段及冷却段的温度和时间，温度或者时间任意一个达到设定的值时，便自动进入下一步骤。

自动循环步骤如下：

启动：先检查触摸屏上的液位、压力和温度是否正常，而后根据工艺要求设置好工作参数，例如压机温度参考点和高温塔温度参考点；时间清零，将控制柜内的手动/自动旋钮打到自动；

升温一：由中温塔3的低温区32对热压机5进行加热，热压机5先导阀打开延时10秒后热压机5的主阀、压机加热循环泵51的主阀、高温循环泵组21、中温塔3的低温阀同时打开，其水循环路线为低温区32→压机加热循环泵51→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀52→低温阀→低温区32；

升温二：由中温塔3的中温区31对热压机5进行加热，低温阀自动切换为中温阀，其水循环路线为中温区31→压机加热循环泵51→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀52→中温阀→中温区31；

升温三：由高温塔2对热压机5进行加热，中温阀自动关闭，自动转换为高温阀打开，其水循环路线为高温塔2→压机加热循环泵51→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀52→高温阀→高温塔2；

保温：由高温塔2对热压机5进行加热，其水循环路线同步骤4，在保温状态下，温度由系统PID来控制，自动调压阀22自动调节恒温；保温时间达到即进入下一步骤；

冷却一：由中温塔3的中温区31对热压机5进行冷却，高温阀自动切换到中温阀，其水循环路线同步骤3，储能到下一循环的步骤三时利用；

冷却二：由中温塔3的低温区32对热压机5进行冷却，中温阀关闭自动切换到低温阀打开，其水循环路线同步骤2，储能到下一循环的步骤二时利用；

冷却三：低温阀、热压机5主阀、先导阀、压机加热循环泵51的主阀、高温循环泵组21同时关闭，冷却水先导阀打开延时10秒管道压力卸掉后冷却主阀、冷却泵同时打开，到设定温度后自动关闭；其水循环路线为冷却池4→冷却泵→冷水阀进→压机→冷水阀出→（交换机冷却先导阀）→冷却池4。

本循环系统有PLC控制器自动控制阀门动作，可远程监控，每一步骤均设有保护动作，避免误动作发生。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种贴面热压机的余热循环系统，其特征在于：包括蒸汽锅炉、高温塔、中温塔、冷却池、热压机和自动控制系统，所述蒸汽锅炉的出水阀与高温塔的进水阀相连，直接对高温塔进行加热，所述蒸汽锅炉与高温塔之间设有自动调压阀，所述高温塔的高温阀与热压机相连，所述热压机设有先导阀、主阀和加热泵；所述中温塔分为上下两个区，上层蒸汽层为中温区，下层热水层为低温区，所示中温区设有中温阀、低温区设有低温阀，均与热压机相连，所述热压机通过压机热水循环泵提供水流动力，在出水口设有三通阀，所述三通阀连接低温区、中温区和高温塔，形成循环回路；所述热压机还连接冷却池，冷却后又回流至冷却池；

所述自动控制系统包括设置在控制柜内的PID控制器、PLC控制器和操作触摸屏，以及设置在各设备上的数据采集模块和终端调节模块，所述数据采集模块包括设置在高温塔、中温塔和热压机内的温度采集器、压力采集器和液位传感器，所述终端调节模块包括三通阀和各电磁阀；所述高温塔的温度采集器、压力采集器和液位传感器与PID控制器相连后再连接PLC控制器，由PLC控制器调节自动调压阀；所述终端调节模块的三通阀和各电磁阀均与PLC控制器相连；

所述高温塔连接有高温循环泵组；

所述中温塔塔高在10米以上；

还包括热交换机，所述热交换机设置在冷却池与热压机之间，所述热交换机的冷凝水出口连接蒸汽锅炉；

所述冷却池设有冷却水先导阀、冷却主阀和冷却泵；

所述触摸屏上有三通阀的阈值设定，控制三通阀的开度，设置范围在0-100%，数值小阀门开度小，升温速度慢；数值大阀门开度大，升温速度快；

一种贴面热压机的余热循环方法，采用所述的贴面热压机的余热循环系统进行余热循环，包括如下步骤：

步骤一：启动：先检查触摸屏上的液位、压力和温度是否正常，而后根据工艺要求设置好工作参数，例如压机温度参考点和高温塔温度参考点；时间清零，将控制柜内的手动/自动旋钮打到自动；

步骤二：升温一：由中温塔的低温区对热压机进行加热，热压机先导阀打开延时10秒后热压机的主阀、压机加热循环泵的主阀、高温循环泵组、中温塔的低温阀同时打开，其水循环路线为低温区→压机加热循环泵→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀→低温阀→低温区；

步骤三：升温二：由中温塔的中温区对热压机进行加热，低温阀自动切换为中温阀，其水循环路线为中温区→压机加热循环泵→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀→中温阀→中温区；

步骤四：升温三：由高温塔对热压机进行加热，中温阀自动关闭，自动转换为高温阀打开，其水循环路线为高温塔→压机加热循环泵→热压机进水口→热压板→热压机出水口→三通阀→高温阀→高温塔；

步骤五：保温：由高温塔对热压机进行加热，其水循环路线同步骤四，在保温状态下，温度由系统PID来控制，自动调压阀自动调节恒温；保温时间达到即进入下一步骤；

步骤六：冷却一：由中温塔的中温区对热压机进行冷却，高温阀自动切换到中温阀，其水循环路线同步骤二，储能到下一循环的步骤三时利用；

步骤七：冷却二：由中温塔的低温区对热压机进行冷却，中温阀关闭自动切换到低温阀打开，其水循环路线同步骤三，储能到下一循环的步骤二时利用；

步骤八：冷却三：低温阀、热压机主阀、先导阀、压机加热循环泵的主阀、高温循环泵组同时关闭，冷却水先导阀打开延时10秒管道压力卸掉后冷却主阀、冷却泵同时打开，到设定温度后自动关闭；其水循环路线为冷却池→冷却泵→冷水阀进→压机→冷水阀出→冷却池。

2.如权利要求1所述的一种贴面热压机的余热循环系统，其特征在于：步骤八中的水循环路线为冷却池→冷却泵→冷水阀进→压机→冷水阀出→ 交换机冷却先导阀→冷却池，将冷却水内的余热通过热交换机导出至蒸汽锅炉。

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