CN114960283B - 一种自动控制胶化液位的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动控制胶化液位的装置及方法，属于钢纸制造领域，包括胶化槽、高位槽和控制器，所述高位槽与胶化槽之间连接有胶液回液管、胶液进液管，所述胶液进液管上安装有进液电动调节阀，所述胶液回液管上安装有回液电动调节阀以及回液泵，所述胶化槽底部还安装有压力传感器，所述高位槽用于存储胶化溶液，所述压力传感器可以获取胶化槽底部的压力值，并在控制器中换算成对应的胶化溶液液位，再根据当前的交换溶液液位来控制电动调节阀的开闭和回液泵的开闭，进而使胶化槽的实时液位始终保持在设定液位附近，解决了现有技术中，钢纸胶化的过程中，由于胶化槽液面变化，容易导致钢纸胶化时间不均匀的问题。

Description

一种自动控制胶化液位的装置及方法
技术领域
本发明涉及钢纸制造领域，尤其是涉及一种自动控制胶化液位的装置及方法。
背景技术
在钢纸生产中胶化过程是最主要的，原纸通过胶化溶液产生胶化反应，胶化过程主要的工艺胶化时间和胶化温度。胶化时间是原纸在胶化槽内通过胶化底辊进出胶化液的时间，主要通过胶化溶液液面高度调整，而胶化溶液在胶化的过程中又会不断损耗，因此如何控制胶化液位很关键。
例如，在中国专利文献上公开的“一种高效率的半自动化钢纸生产系统”，其公告号为CN207277098U，包括原纸供纸辊组模块、溶液浸泡胶化模块、胶化成型模块、辊组热压模块、老化模块、切料及散热模块、清洗模块以及干燥及整形模块。本实用新型的半自动化钢纸生产系统，采用多个辊轮对多层原纸进行同时供料，多层原纸进行同步浸泡胶化处理，并经一次热压成型制得半成品生钢纸；胶化成型模块的压合成型上、下辊轮之间的距离可调，可适应不同厚度的钢纸生产；钢纸生产工艺得到极大的简化，生产成本降低并保证了钢纸的质量，该专利的不足之处在于，钢纸在胶化的过程中，由于胶化液面不断变化，容易导致钢纸的胶化时间不均匀，导致产品质量较差。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，钢纸胶化的过程中，由于胶化槽液面变化，容易导致钢纸胶化时间不均匀的问题，提供一种自动控制胶化液位的装置及方法，可以自动控制胶化液位，从而确保在持续胶化的过程中，胶化槽的液面能始终保持稳定，从而使得钢纸的胶化时间更均匀，胶化质量更好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明，一种自动控制胶化液位的装置，包括胶化槽、高位槽和控制器，所述胶化槽内安装有胶化底辊，所述高位槽与胶化槽之间连接有用于将胶化溶液从胶化槽导入高位槽的胶液回液管，以及用于将胶化溶液从高位槽导入胶化槽的胶液进液管，所述胶液进液管上安装有进液电动调节阀，所述胶液回液管上安装有回液电动调节阀以及回液泵，所述胶化槽底部还安装有压力传感器，所述压力传感器、进液电动调节阀、回液电动调节阀均与控制器电连接。
所述高位槽用于存储胶化溶液，所述压力传感器可以获取胶化槽底部的压力值，并在控制器中换算成对应的胶化溶液液位，再根据当前的交换溶液液位来控制电动调节阀的开闭和回液泵的开闭，进而使胶化槽的实时液位始终保持在设定液位附近。
作为优选，所述高位槽内与脱盐槽之间通过循环回液管连接；脱盐槽用于胶化后钢纸的脱盐，脱盐液的溶质与胶化液的溶质相同，并且，随着脱盐过程的进行，脱盐液的浓度会逐渐增加，为了保证脱盐槽内脱盐液浓度的均衡，需要持续将脱盐液进行导出，而本方案通过循环回液管实现了胶化液和脱盐液溶质的循环，节省了成本和原料损耗。
作为优选，所述循环回液管经过老化装置，所述老化装置下部设有蒸干池，所述蒸干池内安装有加热组件，所述循环回液管包括用于将脱盐槽的内溶液导入蒸干池的稀液回液管，以及用于将蒸干池的溶液导入高位槽的浓液回液管；本方案通过蒸干池来提高溶液的浓度，从而使得导入高位槽的溶液浓度与所需的相同。
作为优选，所述蒸干池与脱盐槽之间还连接有清水槽，所述清水槽与蒸干池之间通过水气回流管连接，所述清水槽与脱盐槽之间通过清水回流管连接；所述清水槽可以将蒸干时分离出的清水收集，并通过清水回流管回流到脱盐槽中，在脱盐槽中不断加入的清水可以确保脱盐槽在脱盐过程中，脱盐液的浓度保持均衡。
作为优选，所述水气回流管包括位于老化装置内的热交换段；所述热交换段用于将蒸干池中产生的水蒸气的热量传递给老化装置，节省了老化装置加热所需的能耗。
作为优选，所述脱盐槽包括若干个溶液浓度依次递减的子脱盐槽；该方案可以提高脱盐的效率。
作为优选，所述蒸干池中安装有压力传感器；所述压力传感器可以通过蒸干池底部的压力来计算蒸干池蒸干过程中的液位变化，并根据液位变化的量来估算蒸干的进程，待蒸干程度满足要求后，再将蒸干池中的溶液导入高位槽，可以确保导入的溶液的浓度。
一种自动控制胶化液位的方法，包括以下步骤：
①通过压力传感器检测胶化槽底部的压力，进而计算出胶化槽内的实时液位，当胶化槽内的实时液位高于设定液位时，进液电动调节阀关闭，回液电动调节阀打开，回液泵启动，胶液从胶化槽导出到高位槽中；当胶化槽内的实时液位低于设定液位时，进液电动调节阀打开，回液电动调节阀关闭，回液泵停转，胶液从高位槽下落到胶化槽中；
②在持续对钢纸进行胶化的过程中，高位槽内的胶液会不断消耗，而脱盐槽中的溶液会不断补充到高位槽中。
作为优选，步骤②中，脱盐槽中的溶液补充到高位槽的方法包括以下步骤：
③通过稀液回液管将脱盐槽中的溶液回流到蒸干池中，然后通过蒸干池中的加热组件加热蒸干溶液；
④将经过加热蒸干的溶液通过浓液回液管导入到高位槽中，而加热蒸干过程中的水蒸气则进入水气回流管中；
⑤水蒸气在水气回流管的热交换段中与老化装置内环境发生热交换，提升老化装置内的温度，并使得水蒸气冷凝成清水进入清水槽中；
⑥清水槽中的清水通过清水回流管回到脱盐槽中，从而降低脱盐槽中溶液的浓度以确保脱每次脱盐后脱盐槽中的溶液浓度仍能保持平衡。
作为优选，步骤⑥中，每次脱盐后，脱盐槽中各个子脱盐槽中溶液浓度保持平衡的方法包括以下步骤：
⑦脱盐槽包括第一子脱盐槽、第二子脱盐槽，第一子脱盐槽中溶液浓度高于第二子脱盐槽，在脱盐过程中，经过老化的钢纸进入第一子脱盐槽，经过第一子脱盐槽中完成第一次脱盐的钢纸进入第二子脱盐槽，经过第二子脱盐槽中完成第二次脱盐的钢纸进入后一个子脱盐槽，而经过最后一个子脱盐槽中完成脱盐的钢纸离开脱盐槽；同时，清水回流管中的清水不断加入到最后一个子脱盐槽中，最后一个子脱盐槽中溢出的溶液进入其前一个子脱盐槽，第二子脱盐槽中溢出的溶液进入第一子脱盐槽，而第一子脱盐槽中溢出的溶液进入蒸干池。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）以自动控制胶化液位，从而确保在持续胶化的过程中，胶化槽的液面能始终保持稳定，从而使得钢纸的胶化时间更均匀，胶化质量更好；（2）可以将脱盐槽中的溶液回流到高位槽中，实现脱盐槽与胶化槽中的溶质循环；（3）通过蒸干池可以确保循环后胶化溶液的浓度达到胶化的要求；（4）蒸干池中产生的热量可以传递给老化装置，节省了老化装置本身加热所需的温度；（5）脱盐槽脱盐效果更好。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种结构示意图。
图2是本发明实施例二的一种结构示意图。
图3是本发明实施例二的老化装置处的一种局部放大图。
图中：1、胶化槽 2、高位槽 3、胶化底辊 4、胶液回液管 5、胶液进液管 6、进液电动调节阀 7、回液电动调节阀 8、回液泵 9、压力传感器 10、老化装置 11、蒸干池 12、加热组件 13、稀液回液管 14、浓液回液管 15、清水槽 16、水气回流管 17、清水回流管 18、热交换段 19、第一子脱盐槽 20、第二子脱盐槽 21、第三子脱盐槽 22、第四子脱盐槽 23、第五子脱盐槽 24、溢流管 25、浓液回液电控阀 26、浓液回液泵 27、稀液回液电控阀。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例一，如图1所示，一种自动控制胶化液位的装置，包括胶化槽1、高位槽2和控制器，所述胶化槽内安装有胶化底辊3，所述高位槽与胶化槽之间连接有用于将胶化溶液从胶化槽导入高位槽的胶液回液管4，以及用于将胶化溶液从高位槽导入胶化槽的胶液进液管5，所述胶液进液管上安装有进液电动调节阀6，所述胶液回液管上安装有回液电动调节阀7以及回液泵8，所述胶化槽底部还安装有压力传感器9，所述压力传感器、进液电动调节阀、回液电动调节阀均与控制器电连接。
一种自动控制胶化液位的方法，包括以下步骤：
①通过压力传感器检测胶化槽底部的压力，进而计算出胶化槽内的实时液位，当胶化槽内的实时液位高于设定液位时，进液电动调节阀关闭，回液电动调节阀打开，回液泵启动，胶液从胶化槽导出到高位槽中；当胶化槽内的实时液位低于设定液位时，进液电动调节阀打开，回液电动调节阀关闭，回液泵停转，胶液从高位槽下落到胶化槽中；
②在持续对钢纸进行胶化的过程中，高位槽内的胶液会不断消耗，而脱盐槽中的溶液会不断补充到高位槽中。
实施例二，如图2-3所示，一种自动控制胶化液位的装置，包括胶化槽1、高位槽2和控制器，所述胶化槽内安装有胶化底辊，所述高位槽与胶化槽之间连接有用于将胶化溶液从胶化槽导入高位槽的胶液回液管，以及用于将胶化溶液从高位槽导入胶化槽的胶液进液管，所述胶液进液管上安装有进液电动调节阀，所述胶液回液管上安装有回液电动调节阀以及回液泵，所述胶化槽底部还安装有压力传感器，所述压力传感器、进液电动调节阀、回液电动调节阀均与控制器电连接；所述高位槽内与脱盐槽之间通过循环回液管连接，所述循环回液管经过老化装置10，所述老化装置下部设有蒸干池11，所述蒸干池内安装有加热组件12，所述循环回液管包括用于将脱盐槽的内溶液导入蒸干池的稀液回液管13，以及用于将蒸干池的溶液导入高位槽的浓液回液管14，所述蒸干池与脱盐槽之间还连接有清水槽15，所述清水槽与蒸干池之间通过水气回流管16连接，所述清水槽与脱盐槽之间通过清水回流管17连接，所述水气回流管包括位于老化装置内的热交换段18；所述脱盐槽包括若干个溶液浓度依次递减的子脱盐槽；所述蒸干池中安装有压力传感器。
一种自动控制胶化液位的方法，包括以下步骤：
①通过压力传感器检测胶化槽底部的压力，进而计算出胶化槽内的实时液位，当胶化槽内的实时液位高于设定液位时，进液电动调节阀关闭，回液电动调节阀打开，回液泵启动，胶液从胶化槽导出到高位槽中；当胶化槽内的实时液位低于设定液位时，进液电动调节阀打开，回液电动调节阀关闭，回液泵停转，胶液从高位槽下落到胶化槽中；
②在持续对钢纸进行胶化的过程中，高位槽内的胶液会不断消耗，而脱盐槽中的溶液会不断补充到高位槽中。
步骤②中，脱盐槽中的溶液补充到高位槽的方法包括以下步骤：
③通过稀液回液管将脱盐槽中的溶液回流到蒸干池中，然后通过蒸干池中的加热组件加热蒸干溶液；
④将经过加热蒸干的溶液通过浓液回液管导入到高位槽中，而加热蒸干过程中的水蒸气则进入水气回流管中；
⑤水蒸气在水气回流管的热交换段中与老化装置内环境发生热交换，提升老化装置内的温度，并使得水蒸气冷凝成清水进入清水槽中；
⑥清水槽中的清水通过清水回流管回到脱盐槽中，从而降低脱盐槽中溶液的浓度以确保脱每次脱盐后脱盐槽中的溶液浓度仍能保持平衡。
步骤⑥中，每次脱盐后，脱盐槽中各个子脱盐槽中溶液浓度保持平衡的方法包括以下步骤：
⑦脱盐槽包括五个子脱盐槽，分别为第一子脱盐槽19、第二子脱盐槽20、第三子脱盐槽21、第四子脱盐槽22、第五子脱盐槽23，其中第一子脱盐槽中溶液浓度最高，第五子脱盐槽中溶液浓度最低，在脱盐过程中，经过老化的钢纸进入第一子脱盐槽，经过第一子脱盐槽中完成第一次脱盐的钢纸进入第二子脱盐槽，经过第二子脱盐槽中完成第二次脱盐的钢纸进入后一个子脱盐槽，而经过最后一个子脱盐槽中完成脱盐的钢纸离开脱盐槽；同时，清水回流管中的清水不断加入到第五子脱盐槽中，子脱盐槽中还安装有溢流管24，其中第一子脱盐槽的溢流管出口与稀液回液管连通，第二子脱盐槽的溢流管出口与第一子脱盐槽连通，第三子脱盐槽的溢流管出口与第二子脱盐槽连通，第四子脱盐槽的溢流管出口与第三子脱盐槽连通，第五子脱盐槽的溢流管出口与第四子脱盐槽连通，第五子脱盐槽中溢出的溶液进入第四子脱盐槽，以此类推，第二子脱盐槽中溢出的溶液进入第一子脱盐槽，而第一子脱盐槽中溢出的溶液进入蒸干池。
装置运行过程中，钢纸在装置中始终持续保持移动，清水槽中的清水持续加入第五子脱盐槽，而蒸干过程是间歇的，蒸干池中的压力传感器判断一次蒸干完成后，浓液回液管上的浓液回液电控阀25和浓液回液泵26打开，将蒸干池中溶液导入高位槽；当蒸干池中的压力传感器片判断溶液导出完成后，稀液回液管上的稀液回液电控阀27才会打开，再次将第一子脱盐槽中的溶液导出到蒸干池中。

Claims (8)

1.一种自动控制胶化液位的装置，其特征是，包括胶化槽、高位槽和控制器，所述胶化槽内安装有胶化底辊，所述高位槽与胶化槽之间连接有用于将胶化溶液从胶化槽导入高位槽的胶液回液管，以及用于将胶化溶液从高位槽导入胶化槽的胶液进液管，所述胶液进液管上安装有进液电动调节阀，所述胶液回液管上安装有回液电动调节阀以及回液泵，所述胶化槽底部还安装有压力传感器，所述压力传感器、进液电动调节阀、回液电动调节阀均与控制器电连接；所述高位槽与脱盐槽之间通过循环回液管连接；所述循环回液管经过老化装置，所述老化装置下部设有蒸干池，所述蒸干池内安装有加热组件，所述循环回液管包括用于将脱盐槽内的溶液导入蒸干池的稀液回液管，以及用于将蒸干池的溶液导入高位槽的浓液回液管。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制胶化液位的装置，其特征是，所述蒸干池与脱盐槽之间还连接有清水槽，所述清水槽与蒸干池之间通过水气回流管连接，所述清水槽与脱盐槽之间通过清水回流管连接。
3.根据权利要求2所述的一种自动控制胶化液位的装置，其特征是，所述水气回流管包括位于老化装置内的热交换段。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制胶化液位的装置，其特征是，所述脱盐槽包括若干个溶液浓度依次递减的子脱盐槽。
5.根据权利要求1所述的一种自动控制胶化液位的装置，其特征是，所述蒸干池中安装有压力传感器。
6.一种自动控制胶化液位的方法，其特征是，使用权利要求3所述的装置来完成，包括以下步骤：
①通过压力传感器检测胶化槽底部的压力，进而计算出胶化槽内的实时液位，当胶化槽内的实时液位高于设定液位时，进液电动调节阀关闭，回液电动调节阀打开，回液泵启动，胶液从胶化槽导出到高位槽中；当胶化槽内的实时液位低于设定液位时，进液电动调节阀打开，回液电动调节阀关闭，回液泵停转，胶液从高位槽下落到胶化槽中；
②在持续对钢纸进行胶化的过程中，高位槽内的胶液会不断消耗，而脱盐槽中的溶液会不断补充到高位槽中。
7.根据权利要求6所述的一种自动控制胶化液位的方法，其特征是，步骤②中，脱盐槽中的溶液补充到高位槽的方法包括以下步骤：
③通过稀液回液管将脱盐槽中的溶液回流到蒸干池中，然后通过蒸干池中的加热组件加热蒸干溶液；
④将经过加热蒸干的溶液通过浓液回液管导入到高位槽中，而加热蒸干过程中的水蒸气则进入水气回流管中；
⑤水蒸气在水气回流管的热交换段中与老化装置内环境发生热交换，提升老化装置内的温度，并使得水蒸气冷凝成清水进入清水槽中；
⑥清水槽中的清水通过清水回流管回到脱盐槽中，从而降低脱盐槽中溶液的浓度以确保每次脱盐后脱盐槽中的溶液浓度仍能保持平衡。
8.根据权利要求7所述的一种自动控制胶化液位的方法，其特征是，步骤⑥中，每次脱盐后，脱盐槽中各个子脱盐槽中溶液浓度保持平衡的方法包括以下步骤：
⑦脱盐槽包括第一子脱盐槽、第二子脱盐槽，第一子脱盐槽中溶液浓度高于第二子脱盐槽，在脱盐过程中，经过老化的钢纸进入第一子脱盐槽，经过第一子脱盐槽中完成第一次脱盐的钢纸进入第二子脱盐槽，经过第二子脱盐槽中完成第二次脱盐的钢纸进入后一个子脱盐槽，而经过最后一个子脱盐槽中完成脱盐的钢纸离开脱盐槽；同时，清水回流管中的清水不断加入到最后一个子脱盐槽中，最后一个子脱盐槽中溢出的溶液进入其前一个子脱盐槽，第二子脱盐槽中溢出的溶液进入第一子脱盐槽，而第一子脱盐槽中溢出的溶液进入蒸干池。
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