CN116288940A - 一种三层式喷胶干燥箱及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非织造布生产设备技术领域，具体公开了一种三层式喷胶干燥箱及其控制系统，包括网带结构，网带结构包括上层网带、中层网带和下层网带，上层网带和中层网带、中层网带和下层网带之间均设有对喷胶棉进行翻面的翻转结构，控制器用于控制电力供热单元和火力供热单元的供热功率以及风机的运行以维持烘箱内部供热的稳定性，本发明通过三层结构提升产品的烘干时间，提升烘干效果，同时通过电力供热单元和火力供热单元的混合供热模式，不仅降低能耗，同时保证其中一种动力失效时，产线能正常运行，极大提升了产线生产时的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及非织造布生产设备技术领域，具体的，涉及一种三层式喷胶干燥箱及其控制系统。
背景技术
喷胶棉又称喷浆絮棉，是非织造布的一种。喷胶棉结构形成的原理就是将粘合剂喷洒在蓬松的纤维层的两面，由于在喷淋时有一定的压力，以及下部真空吸液时的吸力，所以在纤维层的内部也能渗入粘合剂，喷洒粘合剂后的纤维层再经过烘燥、固化，使纤维间的交接点被粘接，而未被彼此粘接的纤维，仍有相当大的自由度。同时，在三维网状结构中，仍保留有许多容有空气的空隙。因此，纤维层具有多孔性、高蓬松性的保暖作用。因其具有蓬松，压缩回弹性高，耐干、湿洗涤，且质轻而保暖等性能，所以近几年已成为加工制造棉服和滑雪衫、太空服和棉被、睡袋等床上用品及某些工业用品的重要材料。因此，喷胶以及干燥箱的性能直接决定了喷胶棉的品质质量。
现有技术中的喷胶装置一般为敞开式装置，散发的粘合剂对人体与环境都有害；干燥箱一般采用传统能源为动力，结构单一，行程短，烘干效果不佳。鉴于此，本发明提出了一种三层式喷胶干燥箱及其控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三层式喷胶干燥箱及其控制系统，解决以下技术问题：
如何提升干燥箱对喷胶棉的烘干效果。
本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：
一种三层式喷胶干燥箱，包括：
烘箱、喷胶装置和控制器；
所述烘箱内设有用于运输喷胶棉的网带结构，所述烘箱内设有提供热空气的电力供热单元和火力供热单元，所述烘箱内设有促进热空气流动的风机；
所述网带结构包括上层网带、中层网带和下层网带，所述上层网带和中层网带、中层网带和下层网带之间均设有对喷胶棉进行翻面的翻转结构；
所述控制器用于控制电力供热单元和火力供热单元的供热功率以及风机的运行以维持烘箱内部供热的稳定性。
通过上述技术方案：通过三层结构提升产品的烘干时间，提升烘干效果，同时通过电力供热单元和火力供热单元的混合供热模式，不仅降低能耗，同时保证其中一种动力失效时，产线能正常运行，极大提升了产线生产时的可靠性。
作为本发明的进一步技术方案：所述烘箱侧面设有安装箱，所述电力供热单元和火力供热单元均设置在安装箱内，所述风机设置安装箱与烘箱的交接口处，所述电力供热单元靠近风机设置，所述火力供热单元设置在安装箱远离风机的一端。
通过上述技术方案：通过将电力供热单元和火力供热单元放置在同一安装箱内，可以进行混合供热，同时火力供热单元设置在安装箱远离风机的一端，使得火力供热单元的热力效用更晚的传递到烘箱内，为控制器调整电力供热单元的供热功率的功率提供一定的反应延迟时间。
作为本发明的进一步技术方案：所述烘箱顶壁上设有排气装置和抽湿装置。
作为本发明的进一步技术方案：所述上层网带呈传送带状进行布置，所述烘箱内设有吹风槽与吸风槽，所述吹风槽位于上层网带网面上方，用于为网带结构上的喷胶棉提供由上而下的风力，所述吸风槽设置在上层网带网面的下方，用于为网带结构上的喷胶棉提供由下而上的风力，需要说明的是，中层网带和下层网带附近的吹风槽和吸风槽的布置方案与上层网带相同，故不作赘述。
作为本发明的进一步技术方案：所述电力供热单元为发热管，所述火力供热单元为燃烧筒。
所述上层网带与其上方的吹风槽、中层网带与其上方的吹风槽和下层网带与其上方的吹风槽之间的间距逐渐增加。
通过上述技术方案：通过逐渐增加的间距，使得产品在沿着网带结构运行时，受到的风力作用由强变弱，从而通过风速差形成上吹下吸引的热风循环，双面干燥，可稳定保证干燥温度，提升干燥效果与喷胶棉质量。
作为本发明的进一步技术方案：包括喷胶装置，所述喷胶装置包括前喷胶组件和后喷胶组件，所述前喷胶组件和后喷胶组件均通过传送件与烘箱相连接。
通过上述技术方案：将喷胶组件集成到烘箱的两端，一方面，可以提升加工效率，减少多个工序、车间之间的转换等待时间，另一方面，由于延长了干燥时间，产品在长的行程中可能会出现过热造成布料收缩甚至损坏的问题，在布料运行到集成到两侧的喷胶组件时可以在喷胶过程中进行降温。
作为本发明的进一步技术方案：所述前喷胶组件和后喷胶组件上设有隔离罩与颗粒物吸附装置。
本发明的另一个目的在于提供一种三层式喷胶干燥箱的控制系统，包括：
数据收集模块，获取设备及其运行过程的相关参数，至少包括获取燃烧筒燃烧后排出的尾气中一氧化碳的实时浓度C，获取发热管的实时功率W，获取燃烧筒的热量从产生到影响到传递到烘箱的延迟时间T，显然延迟时间T受到风机的功率影响，风机的功率越大则空气流动速度越快，同时延迟时间T越短；
数据分析模块,通过公式:
数据处理模块,通过f(I)获得在(T，2T)的时间内发热管需要调整的功率的数值并将这个数值反馈给控制器控制发热管功率在T时间内均匀变化；
其中，t0是自发热管和燃烧筒稳定运行后的任一时间点；
是在t0时刻W(t)的图像的变化率；W(t)则是发热管的实时功率W关于运行时间t的函数关系式，为连续函数；
是t0时刻C(t)的图像的变化率；C(t)则是燃烧筒燃烧尾气的实时浓度C关于运行时间t的函数关系式；τ1和τ2是发热管和燃烧筒稳定运行后各自供热比例；T是燃烧筒的热量从产生到影响到传递到烘箱的延迟时间T，可以在通过控制变量的方式经过有限次实验获取。
通过上述技术方案：对干燥箱运行过程中的数据进行分析处理，从而量化控制发热管的功率变换以弥补燃烧筒燃烧不充分的情况下造成的热量缺失，从而避免这部分热量缺失在长时间运行过程中导致烘箱内部的温度持续变换的问题，维持干燥箱内部温度的温度稳定，进一步的，通过在延迟时间T内的数据分析，使得发热管的功率变化基于延迟时间T平稳的进行改变，从而避免由于在T时间内燃烧筒效率反复升降导致需要多次控制发热管功率变换的问题，避免发热管使用寿命降低。
本发明的有益效果：
1)本发明通过三层结构提升产品的烘干时间，提升烘干效果，同时通过电力供热单元和火力供热单元的混合供热模式，不仅降低能耗，同时保证其中一种动力失效时，产线能正常运行，极大提升了产线生产时的可靠性。
2本发明通过将电力供热单元和火力供热单元放置在同一安装箱内，可以进行混合供热，同时火力供热单元设置在安装箱远离风机的一端，使得火力供热单元的热力效用更晚的传递到烘箱内，为控制器调整电力供热单元的供热功率的功率提供一定的反应延迟时间。
3本发明通过逐渐增加的间距，使得产品在沿着网带结构运行时，受到的风力作用由强变弱，从而通过风速差形成上吹下吸引的热风循环，双面干燥，可稳定保证干燥温度，提升干燥效果与喷胶棉质量。
4本发明通过将喷胶组件集成到烘箱的两端，一方面，可以提升加工效率，减少多个工序、车间之间的转换等待时间，另一方面，由于延长了干燥时间，产品在长的行程中可能会出现过热造成布料收缩甚至损坏的问题，在布料运行到集成到两侧的喷胶组件时可以在喷胶过程中进行降温。
5本发明通过对干燥箱运行过程中的数据进行分析处理，从而量化控制发热管的功率变换以弥补燃烧筒燃烧不充分的情况下造成的热量缺失，从而避免这部分热量缺失在长时间运行过程中导致烘箱内部的温度持续变换的问题，维持干燥箱内部温度的温度稳定，进一步的，通过在延迟时间T内的数据分析，使得发热管的功率变化基于延迟时间T平稳的进行改变，从而避免由于在T时间内燃烧筒效率反复升降导致需要多次控制发热管功率变换的问题，避免发热管使用寿命降低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明整体结构正视图；
图2是本发明整体结构俯视图；
图3是本发明整体结构侧面剖视图；
图4是本发明干燥箱控制系统总体流程图。
附图标记说明：
10、烘箱；11、上层网带；12、中层网带；13、下层网带；14、吹风槽；15、吸风槽；16、抽湿装置；17、排气装置；
20、前喷胶组件；21、后喷胶组件；22、颗粒物吸附装置；
30、安装箱；31、发热管；32、燃烧筒；33、风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3所示，在一个实施例中，提供了一种三层式喷胶干燥箱，包括：
一种三层式喷胶干燥箱，包括：
烘箱10、喷胶装置和控制器；
烘箱10内设有用于运输喷胶棉的网带结构，烘箱10内设有提供热空气的电力供热单元和火力供热单元，烘箱10内设有促进热空气流动的风机33；
网带结构包括上层网带11、中层网带12和下层网带13，上层网带11和中层网带12、中层网带12和下层网带13之间均设有对喷胶棉进行翻面的翻转结构，翻转结构可以是机械壁翻转结构也可以是利用形状和运动特征设置的组合机械结构翻转，均属于现有技术，故不作赘述；
控制器用于控制电力供热单元和火力供热单元的供热功率以及风机33的运行以维持烘箱10内部供热的稳定性，控制器属于微程序控制器，根据配套的软件系统进行计算和控制，其可以是ControlLogix 5570型控制器，支撑多种通信选项，从而方便实现无线控制。
通过上述技术方案：通过三层结构提升产品的烘干时间，提升烘干效果，同时通过电力供热单元和火力供热单元的混合供热模式，不仅降低能耗，同时保证其中一种动力失效时，产线能正常运行，极大提升了产线生产时的可靠性。
烘箱10侧面设有安装箱30，电力供热单元和火力供热单元均设置在安装箱30内，风机33设置安装箱30与烘箱10的交接口处，电力供热单元靠近风机33设置，火力供热单元设置在安装箱30远离风机33的一端。
通过上述技术方案：通过将电力供热单元和火力供热单元放置在同一安装箱30内，可以进行混合供热，同时火力供热单元设置在安装箱30远离风机33的一端，使得火力供热单元的热力效用更晚的传递到烘箱10内，为控制器调整电力供热单元的供热功率的功率提供一定的反应延迟时间。
烘箱10顶壁上设有排气装置17和抽湿装置16，参考图1和图3，排气装置17设置在烘箱10顶部两端，抽湿装置16设置在烘箱10顶部中心处且抽湿装置16的管道呈现S状排列，排气装置17和抽湿装置16均是采用旋转的扇叶实现的，其具体过程属于现有技术，不做赘述。
上层网带11呈传送带状进行布置，烘箱10内设有吹风槽14与吸风槽15，吹风槽14位于上层网带11网面上方，用于为网带结构上的喷胶棉提供由上而下的风力，吸风槽15设置在上层网带11网面的下方，用于为网带结构上的喷胶棉提供由下而上的风力，需要说明的是，中层网带12和下层网带13附近的吹风槽14和吸风槽15的布置方案与上层网带11相同，故不作赘述。
电力供热单元为发热管31，通过电热丝通电实现发热，火力供热单元为燃烧筒32，通过燃烧燃料实现发热，二者均属于现有技术故不作赘述。
上层网带11与其上方的吹风槽14、中层网带12与其上方的吹风槽14和下层网带13与其上方的吹风槽14之间的间距逐渐增加，参考图2，在本实施例中，。
通过上述技术方案：通过逐渐增加的间距，使得产品在沿着网带结构运行时，受到的风力作用由强变弱，从而通过风速差形成上吹下吸引的热风循环，双面干燥，可稳定保证干燥温度，提升干燥效果与喷胶棉质量。
包括喷胶装置，喷胶装置包括前喷胶组件20和后喷胶组件21，前喷胶组件20和后喷胶组件21均通过传送件与烘箱10相连接。
通过上述技术方案：将喷胶组件集成到烘箱10的两端，一方面，可以提升加工效率，减少多个工序、车间之间的转换等待时间，另一方面，由于延长了干燥时间，产品在长的行程中可能会出现过热造成布料收缩甚至损坏的问题，在布料运行到集成到两侧的喷胶组件时可以在喷胶过程中进行降温。
需要说明的是，为了实现上述过程的效果且不影响产品质量，对产品烘干时间和喷胶时间都有着要求，作为示例，本实施例中上、中、下网带机械速度均为25M/MIN，上、中、下网带长度分别为38.9M，32.4M，和33.4M；产品在喷胶装置内的运行速度均接近24M/MIN，喷胶装置行程为16M。
前喷胶组件20和后喷胶组件21上设有隔离罩与颗粒物吸附装置22，隔离罩可以采用防尘网作为组成部分，颗粒物吸附装置22可以是活性炭板配合涡轮机对进入烘箱10的气体进行颗粒捕捉。
本发明的另一个目的在于提供一种三层式喷胶干燥箱的控制系统，参考图4，包括：
数据收集模块，获取设备及其运行过程的相关参数，至少包括获取燃烧筒32燃烧后排出的尾气中一氧化碳的实时浓度C，获取发热管31的实时功率W，获取燃烧筒32的热量从产生到影响到传递到烘箱10的延迟时间T，显然延迟时间T受到风机33的功率影响，风机33的功率越大则空气流动速度越快，同时延迟时间T越短；
数据分析模块,通过公式:
获得浓度变化比较系数I；
数据处理模块,通过f(I)获得在(T，2T)的时间内发热管31需要调整的功率的数值并将这个数值反馈给控制器控制发热管31功率在T时间内均匀变化；
其中，t0是自发热管31和燃烧筒32稳定运行后的任一时间点；
是在t0时刻W(t)的图像的变化率；W(t)则是发热管31的实时功率W关于运行时间t的函数关系式，为连续函数；/>
是t0时刻C(t)的图像的变化率；C(t)则是燃烧筒32燃烧尾气的实时浓度C关于运行时间t的函数关系式；τ1和τ2是发热管31和燃烧筒32稳定运行后各自供热比例，显然可以使τ1+τ2＝1；T是燃烧筒32的热量从产生到影响到传递到烘箱10的延迟时间T，可以在通过控制变量的方式经过有限次实验获取。
通过上述技术方案：对干燥箱运行过程中的数据进行分析处理，从而量化控制发热管31的功率变换以弥补燃烧筒32燃烧不充分的情况下造成的热量缺失，从而避免这部分热量缺失在长时间运行过程中导致烘箱10内部的温度持续变换的问题，维持干燥箱内部温度的温度稳定，进一步的，通过在延迟时间T内的数据分析，使得发热管31的功率变化基于延迟时间T平稳的进行改变，从而避免由于在T时间内燃烧筒32效率反复升降导致需要多次控制发热管31功率变换的问题，避免发热管31使用寿命降低。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，包括烘箱(10)、喷胶装置和控制器；
所述烘箱(10)内设有用于运输喷胶棉的网带结构，所述烘箱(10)内设有提供热空气的电力供热单元和火力供热单元，所述烘箱(10)内设有促进热空气流动的风机(33)；
所述网带结构包括上层网带(11)、中层网带(12)和下层网带(13)，所述上层网带(11)和中层网带(12)、中层网带(12)和下层网带(13)之间均设有对喷胶棉进行翻面的翻转结构；
所述控制器用于控制电力供热单元和火力供热单元的供热功率以及风机的运行以维持烘箱(10)内部供热的稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，所述烘箱(10)侧面设有安装箱(30)，所述电力供热单元和火力供热单元均设置在安装箱(30)内，所述风机(33)设置在安装箱(30)与烘箱(10)的交接口处，所述电力供热单元靠近风机设置，所述火力供热单元设置在安装箱(30)远离风机的一端。
3.根据权利要求1所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，所述烘箱(10)顶壁上设有排气装置(17)和抽湿装置(16)。
4.根据权利要求1所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，所述上层网带(11)呈传送带状进行布置，所述烘箱(10)内设有吹风槽(14)与吸风槽(15)，所述吹风槽(14)位于上层网带(11)网面上方，所述吸风槽(15)设置在上层网带(11)网面的下方。
5.根据权利要求2所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，所述电力供热单元为发热管(31)，所述火力供热单元为燃烧筒(32)。
6.根据权利要求4所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，所述上层网带(11)与其上方的吹风槽(14)、中层网带(12)与其上方的吹风槽(14)和下层网带(13)与其上方的吹风槽(14)之间的间距逐渐增加。
7.根据权利要求1所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，包括喷胶装置，所述喷胶装置包括前喷胶组件(20)和后喷胶组件(21)，所述前喷胶组件(20)和后喷胶组件(21)均通过传送件与烘箱(10)相连接。
8.根据权利要求7所述的一种三层式喷胶干燥箱，其特征在于，所述前喷胶组件(20)和后喷胶组件(21)上设有隔离罩与颗粒物吸附装置(22)。
9.一种应用于权利要求1-8所述的三层式喷胶干燥箱的控制系统，其特征在于，包括：
数据收集模块，获取设备及其运行过程的相关参数；
数据分析模块,通过公式:
数据处理模块,通过f(I)获得在(T，2T)的时间内发热管(31)需要调整的功率的数值并将这个数值反馈给控制器控制发热管(31)功率在T时间内均匀变化；
其中，t0是自发热管(31)和燃烧筒(32)稳定运行后的任一时间点；
是在t0时刻W(t)的图像的变化率；W(t)则是发热管(31)的实时功率W关于运行时间t的函数关系式，为连续函数；/>
是t0时刻C(t)的图像的变化率；C(t)则是燃烧筒(32)燃烧尾气的实时浓度C关于运行时间t的函数关系式；τ1和τ2是发热管(31)和燃烧筒(32)稳定运行后各自供热比例；T是燃烧筒(32)的热量从产生到影响到传递到烘箱(10)的延迟时间T。
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