CN109622383A - 一种风选机风力自动调节装置和调节方法 - Google Patents

Abstract

一种风选机风力自动调节装置和调节方法，装置：进料振槽设置于风选机进料口的前端，进料振槽的前端连接电子皮带秤，进料振槽的附近设有红外线水分仪，红外线水分仪的探测部对准进料振槽；风选机进料口下方开设入风口，入风口与回风管路连接的上游管路上设有正压风机；回风管路的末端与风选机出风口连通，在靠近出风口的下游管路上设有负压风机；风选机底部靠近入风口处开设杂物出料口，远离入风口处设有出料气锁；电子皮带秤、红外线水分仪、正压风机和负压风机均与控制器连接。方法：设定基础参数；采集实时数据；自动调节。该装置和方法能根据实际情况调节风力大小，实现烟丝和杂物的精确分离，该装置结构简单，该方法操作简便，易于实现。

Description

一种风选机风力自动调节装置和调节方法

技术领域

本发明涉及一种风选机风力自动调节装置和调节方法，属于烟草制丝设备控制技术领域。

背景技术

烟丝风选机广泛应用于烟草行业制丝生产线，在烟草制丝过程中，风选机根据空气动力学原理，利用轻重物料的密度不同，将烟丝与烟梗、碎石、结块进行分离，以达到净化烟丝同时对烟梗分离回收再利用的目的。

风选机风力的大小直接影响轻重物料分离的彻底性。由于风选机前的来料种类不固定，水分和流量波动都较大，这些因素均会影响风力作用在物料上面的效果。根据工艺标准要求，来料流量波动范围为4500Kg/H～7500Kg/H，而不同品种的烟丝密度也不同，即便在相同品种的烟丝中，水分波动也高达±0.7％，因此不同情况下的物料对于风力的需求是不同的，是变化的。

目前，行业内风选机一般采用正压分选、负压分选和正负压结合分选的方式，但是无论哪种方式，其风力大小都是恒定的，当风力过小时，部分烟丝无法被风力吹起，就会连同杂物一起被分离出去，造成原料的浪费；当风力过大时，部分烟梗或者其他杂物同样被风力吹起输送至下一级工序，无法起到筛选净化烟丝的作用，造成制丝质量下降。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种风选机风力自动调节装置和调节方法，该装置和方法能根据实际情况调节风力大小，实现烟丝和杂物的精确分离，该装置结构简单，该方法操作简便，易于实现。

为了实现上述目的，本发明提供一种风选机风力自动调节装置，包括进料振槽、风选机，进料振槽设置于风选机进料口的前端，进料振槽的前端连接电子皮带秤，进料振槽的附近设有红外线水分仪，红外线水分仪的探测部对准进料振槽；风选机进料口下方开设入风口，入风口与回风管路连接的上游管路上设有正压风机；回风管路的末端与风选机出风口连通，在靠近出风口的下游管路上设有负压风机；风选机底部靠近入风口处开设杂物出料口，远离入风口处设有出料气锁；

所述的电子皮带秤、红外线水分仪、正压风机和负压风机均与控制器连接。

进一步地，为确保烟丝在风选机内的运动曲线为抛物线，以便更好的实现杂物下落，烟丝前行，所述的入风口处设有向风选机内部上方倾斜角度为30度到60度的导流板。

进一步地，为防止烟丝从出风口处飘出，所述的出风口处设有防飘滤网。

本装置通过在进料振槽前端设置电子皮带秤实时测量流量，在进料振槽的附近设置红外水分仪对来料水分进行测量，并将电子皮带秤、红外水分仪、正压风机均与控制器连接，根据烟丝品种、流量和水分因素对正压风机的风力大小进行实时调节，实现了对烟丝和杂物的精确分离，减少了原料的浪费，提高了产品质量,且当设备待机空转时，风选机风机以低频率低速节能运转，降低了能源消耗。

一种风选机风力自动调节方法，包括如下步骤：

S1，设定基础参数：根据工艺标准要求，设定正压风机运行频率的基准值为P_标，电子皮带秤的基础流量为M_标；

S2，采集实时数据：通过中控下达的生产指令识别此时生产烟丝的种类，根据烟丝种类调出数据库中预先设置好的此种烟丝的水分基础值N_基础值；通过红外水分仪检测烟丝水分实时值n_实；通过电子皮带秤测量流量的实时值m_实；

S3，自动调节过程：

1)控制器将烟丝水分实时值n_实与水分基础值N_基础值实时比较，在正压风机运行频率的基准值P_标的基础上，当n_实小于等于6时，则无物料通过，正压风机以最低频运行；当n_实大于6时，经PLC内部程序的运算，实时输出水分单独影响下的水分频率值P_水分，计算公式为：

其中，0.05<K₁<0.3,0.8<K₂<1.2；

2)将电子皮带秤测量的流量实时值m_实与基础流量M_标实时比较，在水分频率值P_水分的基础上，经PLC内部程序的运算，实时输出水分和流量共同影响下的电机频率值P_计算，计算公式为：

3)定义风机的实际最低运行频率为P_min，当P_计算≥P_min时，正压风机的实际运行频率为P_计算，当P_计算＜P_min时，正压风机的实际运行频率为P_min，将以上计算得出的正压风机的实际运行频率通过控制器将信号传送给变频器，实时控制风力大小。

本方法通过实时采集烟丝种类，根据数据库中预先设置好的数据确定该种类的水分基础值，同时通过红外线水分仪检测该种烟丝的水分实时值，将水分实时值与水分基础值实时比较，在正压风机运行基准值的基础上，经控制器内部运算实时输出水分影响下的水分频率值；通过电子皮带秤测量流量的实时值与基础流量实时比较，在水分频率值的基础上，经控制器内部运算实时输出水分和流量共同影响下的电机频率值，兼顾了烟丝品种、水分和流量三大影响因素，根据不断变化的风力需求实时调控风选机的风力大小，既不会因风力过小将烟丝连同杂物一起被分离出去而造成资源浪费，也不会因风力过大将杂物吹起输送至下一工序而造成产品质量降低，实现了烟丝和杂物的精确分离，减少了原料浪费，提高了产品质量。

附图说明

图1是本发明风选机风力自动调节装置的结构示意图；

图2是本发明风选机风力自动调节方法的流程示意图。

图中：1、电子皮带秤，2、进料振槽，3、红外线水分仪，4、风选机，5、出风口，6、负压风机，7、回风管路，8、出料气锁，9、杂物出料口，10、正压风机，11、入风口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种风选机风力自动调节装置，包括进料振槽2和风选机4，进料振槽2连接于风选机4进料口的前端，进料振槽2的前端连接电子皮带秤1，进料振槽2的附近设有红外线水分仪3，红外线水分仪3的探测部对准进料振槽2；

风选机4进料口下方开设入风口11，入风口11与回风管路7连接的上游管路上设有正压风机10；回风管路7的末端与风选机4的出风口5连通，在靠近出风口5的下游管路上设有负压风机6；

风选机4底部靠近入风口11处开设杂物出料口9，远离入风口处设有出料气锁8；

烟丝经电子皮带秤1测量实时流量后进入进料振槽2，经进料振槽2的振动松散的同时经红外线水分仪3测得其实时水分值后从进料口进入风选机4内腔，进料口下方的入风口11处设置的正压风机10产生的风力将物料向上方吹起，物料中的烟梗、碎石、结块等密度大于烟丝，克服风力作用后分离下落至杂物出料口9排出；烟丝在正负压风力的共同作用下继续前进至风选机4后端，从出料气锁8输出至下一级工序。

所述的电子皮带秤1、红外线水分仪3、正压风机10和负压风机6均与控制器连接。控制器优选为PLC控制器，控制器单片机的型号为STC12C5A60S2。

为确保烟丝在风选机内的运动曲线为抛物线，以便更好的实现杂物下落、烟丝前行，入风口11处设有向风选机4内部上方倾斜角度为30度到60度的导流板。

为防止烟丝从出风口处飘出，出风口5处设有防飘滤网。

如图2所示，一种风选机风力自动调节方法，包括如下步骤：

S1，设定基础参数：根据工艺标准要求，设定正压风机10运行频率的基准值为P_标，电子皮带秤1的基础流量为M_标；

S2，采集实时数据：通过中控下达的生产指令识别此时生产烟丝的种类，根据烟丝种类调出数据库中预先设置好的此种烟丝的水分基础值N_基础值；通过红外水分仪3检测烟丝水分实时值n_实；通过电子皮带秤1测量流量的实时值m_实；

S3，自动调节过程：

1)控制器将烟丝水分实时值n_实与水分基础值N_基础值实时比较，在正压风机10运行频率的基准值P_标的基础上，当n_实小于等于6时，则无物料通过，正压风机10以最低频运行；当n_实大于6时，经PLC内部程序的运算，实时输出水分单独影响下的水分频率值P_水分，计算公式为：

其中，0.05<K₁<0.3,0.8<K₂<1.2；

2)将电子皮带秤1测量的流量实时值m_实与基础流量M_标实时比较，在水分频率值P_水分的基础上，经PLC内部程序的运算，实时输出水分和流量共同影响下的电机频率值P_计算，计算公式为：

3)定义风机的实际最低运行频率为P_min，当P_计算≥P_min时，正压风机10的实际运行频率为P_计算，当P_计算＜P_min时，正压风机10的实际运行频率为P_min，将以上计算得出的正压风机10的实际运行频率通过控制器将信号传送给变频器，实时控制风力大小。

实施例1：

根据工艺标准要求和生产经验，设定风选机4正压风机10运行的基准值为31Hz和电子皮带秤1的基础流量6000Kg/h；风选机4和除尘房处于生产状态，P_min＝20Hz，根据现场正压风机10和负压风机6的实际运行情况，设定k₁＝0.1，k₂＝1；

通过中控下达的生产指令识别此时生产烟丝的种类为A类，调出数据库中预先设置好的A类产品的水分基础值为13.3％；通过红外水分仪3检测烟丝水分实时值为13.9％；通过电子皮带秤测量流量实时值为5950Kg/h；

将烟丝水分实时值13.9％与水分基础值13.3％进行比较，在风选机4正压风机10运行基准值31Hz的基础上，经PLC内部程序运算，计算水分频率值P_水分为P_标+(n_实-N_基础值)*k₂＝31+(13.9-13.3)*1＝31.6Hz；

将电子皮带秤1测量的流量实时值5950Kg/h与基础流量6000Kg/h进行比较，在水分频率值P_水分为31.6Hz的基础上，经PLC内部程序的运算，计算输出水分和流量影响下的电机频率值P_计算＝P_水分+(m_实-M_标)/500＝31.6+(5950-6000)/500＝31.5Hz；

控制器将31.5Hz与风机最低运行频率20Hz作比较，向变频器输出正压风机10的运行频率为31.5Hz的信号，达到实时控制风力大小的目的。

实施例2：

根据工艺标准要求和生产经验，设定风选机4正压风机10运行的基准值为31Hz和电子皮带秤1的基础流量6000Kg/h；风选机4和除尘房处于生产状态，根据现场正压风机10和负压风机6的实际运行情况，设定k₁＝0.1，k₂＝1；

通过中控下达的生产指令识别此时生产烟丝的种类为B类，调出数据库中预先设置好的B类产品的水分基础值为13.6％；通过红外水分仪3检测烟丝水分实时值为14.3％；通过电子皮带秤1测量流量实时值为6050Kg/h；

将烟丝水分实时值14.3％与水分基础值13.6％进行比较，在风选机4正压风机10运行基准值31Hz的基础上，经PLC内部程序运算，计算水分频率值P_水分为P_标+(n_实-N_基础值)*k₂＝31+(14.3-13.6)*1＝31.7Hz；

将电子皮带秤1测量的流量实时值6050Kg/h与基础流量6000Kg/h进行比较，在水分频率值P_水分为31.7Hz的基础上，经PLC内部程序的运算，计算输出水分和流量影响下的电机频率值P_计算＝P_水分+(m_实-M_标)/500＝31.7+(6050-6000)/500＝31.8Hz；

控制器将31.8Hz与风机最低运行频率20Hz作比较，向变频器输出正压风机10的运行频率为31.8Hz的信号，达到实时控制风力大小的目的。

以上实施例的试验环境为每个生产批次时间在120分钟左右，数据采集分析周期为1秒，即每个生产批次采集的有效数据约为7200个，根据检验人员检测的数据比较得出，使用本发明中的风选机风力大小调节的方法，每批次被误筛选下的烟丝重量和漏筛的杂物重量都有了显著的减少。

Claims (4)

1.一种风选机风力自动调节装置，包括进料振槽(2)和风选机(4)，进料振槽(2)连接于风选机(4)进料口的前端，进料口下方开设入风口(11)，入风口(11)与回风管路(7)连接的上游管路上设有正压风机(10)；回风管路(7)的末端与风选机(4)的出风口(5)连通，在靠近出风口(5)的下游管路上设有负压风机(6)；风选机(4)底部靠近入风口(11)处开设杂物出料口(9)，远离入风口(11)处设有出料气锁(8)；

其特征在于，进料振槽(2)的前端连接电子皮带秤(1)，进料振槽(2)的附近设有红外线水分仪(3)，红外线水分仪(3)的探测部对准进料振槽(2)；

所述的电子皮带秤(1)、红外线水分仪(3)、正压风机(10)和负压风机(6)均与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种风选机风力自动调节装置，其特征在于，所述的入风口(11)处设有向风选机(4)内部上方倾斜角度为30度到60度的导流板。

3.根据权利要求1或2所述的一种风选机风力自动调节装置，其特征在于，所述的出风口(5)处设有防飘滤网。

4.一种风选机风力自动调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，设定基础参数：根据工艺标准要求，设定正压风机(10)运行频率的基准值为P_标，电子皮带秤(1)的基础流量为M_标；

S2，采集实时数据：通过中控下达的生产指令识别此时生产烟丝的种类，根据烟丝种类调出数据库中预先设置好的此种烟丝的水分基础值N_基础值；通过红外水分仪(3)检测烟丝水分实时值n_实；通过电子皮带秤(1)测量流量的实时值m_实；

S3，自动调节过程：

1)控制器将烟丝水分实时值n_实与水分基础值N_基础值实时比较，在正压风机(10)运行频率的基准值P_标的基础上，当n_实小于等于6时，则无物料通过，正压风机(10)以最低频运行；当n_实大于6时，经PLC内部程序的运算，实时输出水分单独影响下的水分频率值P_水分，计算公式为：

其中，0.05<K₁<0.3,0.8<K₂<1.2；

2)将电子皮带秤(1)测量的流量实时值m_实与基础流量M_标实时比较，在水分频率值P_水分的基础上，经PLC内部程序的运算，实时输出水分和流量共同影响下的电机频率值P_计算，计算公式为：

3)定义风机的实际最低运行频率为P_min，当P_计算≥P_min时，正压风机(10)的实际运行频率为P_计算，当P_计算＜P_min时，正压风机(10)的实际运行频率为P_min，将以上计算得出的正压风机(10)的实际运行频率通过控制器将信号传送给变频器，实时控制风力大小。