CN110158345A - 智能压力筛 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能压力筛，包括：压力筛本体、压力筛转子驱动电机、进浆口管道、进浆泵、进浆泵驱动电机、良浆出浆口管道和轻渣出浆口管道，所述进浆口管道一端与压力筛本体连接，另一端与进浆泵的出口连接，所述良浆出浆口管道和所述轻渣出浆口管道的一端分别与压力筛本体连接；该智能压力筛还包括主控制器，主控制器通过所述良浆出浆口压力传感器采集的出浆口压力值和所述进浆口压力值的压力差控制压力筛转子的转速，对进出浆的压力值进行闭环控制，保证其稳定在一合适的范围，有效降低电机的能耗，避免筛鼓堵塞的不良工况，提高生产率，适应大规模生产的自动化控制要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种造纸机械，具体涉及一种压力筛，IPC分类号为D21D5/06。
背景技术
在制浆过程中，原始浆料可能含有纤维束、砂粒、金属屑等杂质。这些杂质影响纸张的质量，甚至会造成设备的损坏，给生产带来不必要的麻烦。因此，在浆料上纸机抄造前，需要使用压力筛对浆料进行净化和筛选处理，一方面除去浆料中的尘埃和杂质，另一方面将浆料均匀分散，造成均匀分散的纤维悬浮液。
传统压力筛的结构可参考《纸浆造纸机械与设备(上)》(第三版，中国轻工业出版社2011年出版)，相关术语可参考轻工行业标准QB/T 1693-1993《纸浆造纸机械设备术语》。浆料以一定的压力沿切线方向经进浆口进入压力筛，由于筛鼓内外保持一定的压力差，加以旋翼在转动时，旋翼内侧和筛鼓内表面的间隙不断发生变化，即由逐渐收缩后逐渐变大，这样在旋翼和筛鼓之间的每一个瞬间，在旋翼的前部形成一个正压区、中部为平衡区、尾部为负压区。在负压区，筛鼓外的良浆往回冲，起着自清洗的作用，以保持筛缝畅通，当浆料离开翼尾负压随即消失，良浆又依靠另一个旋翼的推动再往外流，如此不断循环，浆渣则落入下部通过浆渣阀排出。
压力筛在工作过程中，为了保证浆料的正常筛选及压力筛的工作效率，需要调节进出口阀门的开合度以调节压力差在合适范围内。但现有的压力筛未实现自动化控制，如《纸浆造纸机械与设备(上)》所介绍的压力筛，并没有对压力差和电机转速进行自动监控，调节操作靠人工完成，一方面不符合大规模生产的效率要求，另一方面也存在因操作不当导致筛鼓堵塞甚至爆裂的隐患。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能压力筛，对进出浆的压力值进行闭环控制，保证其稳定在一合适的范围，有效降低电机的能耗，避免筛鼓堵塞的不良工况，提高生产率，适应大规模生产的自动化控制要求。
该智能压力筛包括压力筛本体、压力筛转子驱动电机、进浆口管道、进浆泵、进浆泵驱动电机、良浆出浆口管道和轻渣出浆口管道，所述进浆口管道一端与压力筛本体连接，另一端与进浆泵的出口连接，所述良浆出浆口管道和所述轻渣出浆口管道的一端分别与压力筛本体连接。
该智能压力筛还包括主控制器、进浆泵驱动电机的控制器和压力筛转子驱动电机的控制器；所述进浆口管道设置有进浆口压力传感器，采集进浆口的压力值，所述进浆口压力传感器、主控制器、进浆泵驱动电机的控制器和进浆泵驱动电机依次电气连接；所述良浆出浆口管道设置有良浆出浆口压力传感器，采集良浆出浆口的压力值，所述良浆出浆口压力传感器、主控制器、压力筛转子驱动电机的控制器和压力筛转子驱动电机依次电气连接。
主控制器通过所述良浆出浆口压力传感器采集的出浆口压力值和所述进浆口压力值的压力差控制压力筛转子的转速，使所述压力差保持在一预设的范围内；还通过所述进浆口的压力值控制所述进浆泵的转速，使所述进浆口的压力值保持在另一预设的范围内。
进一步地，所述良浆出浆口管道还设置有良浆出浆口流量传感器和良浆出浆口阀门，良浆出浆口流量传感器采集良浆出浆口的流量值；所述轻渣出浆口管道设置有轻渣出浆口流量传感器和轻渣出浆口阀门，轻渣出浆口流量传感器采集轻渣出浆口的流量值；良浆出浆口流量传感器、主控制器和良浆出浆口阀门依次电气连接；轻渣出浆口流量传感器、主控制器和轻渣出浆口阀门依次电气连接；主控制器通过良浆出浆口的流量值和一阈值的比较控制良浆出浆口阀门的开合度，使良浆出浆口的流量值保持在一预设的范围内，还通过轻渣出浆口的流量值和另一阈值的比较控制轻渣出浆口阀门的开合度，使轻渣出浆口的流量值保持在一预设的范围内。
进一步地，所述主控制器为PLC，所述进浆泵驱动电机和所述压力筛转子驱动电机为伺服电机。
本发明所提供的技术方案，相比于现有技术具备以下优点：
其一，在进浆口管道设置压力传感器，通过反馈控制保证进浆口的压力稳定在合适的范围，有效降低电机的能耗，避免筛鼓堵塞。
其二，还在良浆出浆口管道设置压力传感器，通过反馈控制保证进浆口和出浆口的压力差稳定在合适的范围，避免筛鼓堵塞。
其三，在良浆出浆口管道和轻渣出浆口管道设置流量传感器，通过反馈控制调节出浆口阀门的开合度，提高浆液的质量和产量。
其四，通过伺服电机以PID控制驱动进浆泵和压力筛转子，控制效果更精确。
总的来说，本发明提供的智能压力筛，实现了筛浆过程的全自动控制，而且控制更精细、准确，有效提高了浆液的质量和产量，降低故障发生的几率。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的一次电路的电气原理图；
图3是本发明实施例的二次电路的电气原理图。
附图标记：1-进浆泵；2-联轴器；3-进浆泵驱动电机；4-进浆口管道；5-进浆口压力传感器；6-压力筛本体；7-轻渣出浆口流量传感器；8-轻渣出浆口阀门；9-轻渣出浆口管道；10-良浆出浆口压力传感器；11-良浆出浆口流量传感器；12-良浆出浆口阀门；13-良浆出浆口管道；14-压力筛转子驱动电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进行说明。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的智能压力筛的结构示意图。
该智能压力筛包括压力筛本体6、压力筛转子驱动电机14、进浆口管道4、进浆泵1、联轴器2、进浆泵驱动电机3、良浆出浆口管道13和轻渣出浆口管道9，所述进浆口管道4设置有进浆口压力传感器5，所述进浆口管道4一端与压力筛本体6连接，另一端与进浆泵1的出口连接，进浆泵1与进浆泵驱动电机3通过联轴器2连接；良浆出浆口管道13设置有良浆出浆口压力传感器10、良浆出浆口流量传感器11和良浆出浆口阀门12，所述良浆出浆口管道13一端与压力筛本体6连接；所述轻渣出浆口管道9设置有轻渣出浆口流量传感器7和轻渣出浆口阀门8，所述轻渣出浆口管道9一端与压力筛本体6连接。
进浆泵1设于进浆口，与进浆泵驱动电机3除了通过联轴器2连接，也可以通过减速箱或液力耦合器连接，又或者是两者的泵轴和电机轴直接连接。
进浆泵驱动电机3带动进浆泵1运作，为浆料进入筛鼓提供压力。压力筛转子驱动电机14带动旋翼转动。进浆泵驱动电机3和压力筛转子驱动电机14具体可选为伺服电机，进浆泵驱动电机3和压力筛转子驱动电机14、良浆出浆口阀门12和轻渣出浆口阀门8通过PLC实现自动控制。
良浆出浆口阀门12和轻渣出浆口阀门8具体可以是气动阀门或电动阀门。
具体地，PLC可选用西门子s7-200smart或者三菱FX系列。
具体电控布局见图2，进浆泵驱动电机3和压力筛转子驱动电机14的伺服驱动器分别接入火地零三线，并分别与进浆泵驱动电机3、压力筛转子驱动电机14的相线连接。PLC控制的电气原理图见图3，CPU224XP模块的电源模块经变压器与空气开关连接，CPU224XP模块的I/O点位经继电器、接触器与执行元件连接，具体如与气动阀门控制模块连接；EM235模块为扩展模块，与压力传感器、流量计连接，接收采集进浆口和良浆出浆口的压力值、良浆出浆口和轻渣出浆口的流量值，还与气动阀门控制模块连接。CPU224XP模块通过串口通信与触摸屏连接，实现人机交互。
该智能压力筛在运行过程中：
PLC从进浆口压力传感器5接收进浆口的压力值，并与预设的进浆口压力值作比较，当进浆口的压力值大于预设的进浆口压力值时，控制进浆泵驱动电机3的伺服驱动器降低进浆泵驱动电机3的转速，当进浆口的压力值小于预设的进浆口压力值时，控制进浆泵驱动电机3的伺服驱动器提高进浆泵驱动电机3的转速，使得进浆口的压力值稳定在0.15MPa至0.2MPa的范围内。
PLC还从良浆出浆口压力传感器10接收出浆口的压力值，计算进浆口和出浆口的压力差，并与预设的压力差作比较，当进浆口和出浆口的压力差大于预设的压力差时，控制压力筛转子驱动电机14的伺服驱动器提高压力筛转子驱动电机14的转速，当进浆口和出浆口的压力差小于预设的压力差时，控制压力筛转子驱动电机14的伺服驱动器降低压力筛转子驱动电机14的转速，使得进浆口和出浆口的压力差稳定在0.01MPa至0.05MPa的范围内。
PLC从良浆出浆口流量传感器11和轻渣出浆口流量传感器7接收良浆出浆口管道和轻渣出浆口管道的流量值，并与预设的良浆/轻渣出浆口管道的流量值作比较，当良浆/轻渣出浆口管道的流量值大于预设的良浆/轻渣出浆口管道的流量值，控制减小良浆/轻渣出浆口阀门的开合度，当良浆/轻渣出浆口管道的流量值小于预设的良浆/轻渣出浆口管道的流量值，控制增大良浆/轻渣出浆口阀门的开合度，使流量控制在500m3/h至5000m3/h。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种智能压力筛，包括：压力筛本体、压力筛转子驱动电机、进浆口管道、进浆泵、进浆泵驱动电机、良浆出浆口管道和轻渣出浆口管道，所述进浆口管道一端与压力筛本体连接，另一端与进浆泵的出口连接，所述良浆出浆口管道和所述轻渣出浆口管道的一端分别与压力筛本体连接，其特征在于：该智能压力筛还包括主控制器、进浆泵驱动电机的控制器和压力筛转子驱动电机的控制器；所述进浆口管道设置有进浆口压力传感器，采集进浆口的压力值，所述进浆口压力传感器、主控制器、进浆泵驱动电机的控制器和进浆泵驱动电机依次电气连接；所述良浆出浆口管道设置有良浆出浆口压力传感器，采集良浆出浆口的压力值，所述良浆出浆口压力传感器、主控制器、压力筛转子驱动电机的控制器和压力筛转子驱动电机依次电气连接；主控制器通过所述良浆出浆口压力传感器采集的出浆口压力值和所述进浆口压力值的压力差控制压力筛转子的转速，使所述压力差保持在一预设的范围内。
2.根据权利要求1所述的智能压力筛，其特征在于：所述主控制器还通过所述进浆口的压力值控制所述进浆泵的转速，使所述进浆口的压力值保持在一预设的范围内。
3.根据权利要求2所述的智能压力筛，其特征在于：所述良浆出浆口管道还设置有良浆出浆口流量传感器和良浆出浆口阀门，良浆出浆口流量传感器采集良浆出浆口的流量值；所述轻渣出浆口管道设置有轻渣出浆口流量传感器和轻渣出浆口阀门，轻渣出浆口流量传感器采集轻渣出浆口的流量值；良浆出浆口流量传感器、主控制器和良浆出浆口阀门依次电气连接；轻渣出浆口流量传感器、主控制器和轻渣出浆口阀门依次电气连接；主控制器通过良浆出浆口的流量值和一阈值的比较控制良浆出浆口阀门的开合度，使良浆出浆口的流量值保持在一预设的范围内，还通过轻渣出浆口的流量值和另一阈值的比较控制轻渣出浆口阀门的开合度，使轻渣出浆口的流量值保持在一预设的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的智能压力筛，其特征在于：所述主控制器为PLC，所述进浆泵驱动电机和所述压力筛转子驱动电机为伺服电机。
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