CZ2021137A3 - Způsob regulace průtoku nebo tlaku v zařízení na dopravu odpadu v přípravě vlákna a zařízení - Google Patents

Abstract

Při regulaci průtoku nebo tlaku vzduchu v systému na dopravu odpadu v přípravě vlákna se potrubní sítí, která obsahuje sběrné vedení (14) napojené na zdroj podtlaku a soustavu sacích vedení (8, 10, 12) propojujících sběrné vedení (14) se sledem čistících strojů (2, 3, 4), nasává vzduch s nečistotami od jednotlivých čisticích strojů (2, 3, 4) do sběrného vedení (14) a vzduch s nečistotami se dopravuje do odvodu (17) odpadu nebo filtrační skříně (33). V každém sacím vedení (8, 10, 12) se samostatně měří a reguluje tlak vzduchu, přičemž hodnoty tlaku vzduchu v každém sacím vedení (8, 10, 12) se předávají regulátoru (29) zdroje podtlaku pro reguluji sacího výkonu zdroje sacího podtlaku.Vynález se také týká zařízení k provádění způsobu.

Description

Způsob regulace průtoku nebo tlaku v zařízení na dopravu odpadu v přípravě vlákna a zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu regulace průtoku nebo tlaku v zařízení na dopravu odpadu v rámci přípravy vlákna (čistírny bavlny) se sledem čistících strojů.

Vynález se také týká zařízení k provádění způsobu.

Dosavadní stav techniky

Dodávaná vlákna, respektive chomáče vláken se v přípravě vlákna v přádelně připravují pro použití v rámci dopřádacího stroje. V rámci přípravy vlákna probíhají vlákna připravovaná pro přádelnu větším množstvím stupňů zpracování. V prvním stupni se vlákna extrahují v podobě chomáčů vláken z balíků vlákna. Za tím účelem se většinou používá takzvaný rozvolňovač balíků. Pomocí pneumatického dopravování chomáčů jsou tyto chomáče vláken vyjímány z rozvolňovače balíku a jsou například vedeny do následujícího čistícího stroje. Příprava vlákna dále obsahuje sled čistících strojů, kterými probíhají vlákna, respektive chomáče vláken. Čistící stroje jsou přitom ve svém sledu a konstrukci sladěny se zpracovávanými vlákny a slouží k čištění, míchání a ojednocení chomáčů vláken do jednotlivých vláken, jakož i k jejich paralelizaci. Uspořádání jednotlivých čistících strojů v rámci přípravy vlákna může být provedeno různě, toto je mimo jiné závislé na zpracovávané surovině a produktu, kterého je třeba dosáhnout.

Jako čistící stroje jsou například používány hrubé čističe, jemné čističe, odlučovače cizích těles, stejně jako mykací stroje. Čistícími moduly, které rovněž patří k čistícím strojům, lze rovněž vybavit jiné stroje, jako zásobníky nebo mísící stroje. Vláknanebo chomáče vláken jsou mezi stroji zpravidla dopravovány pneumatickým dopravním systémem pomocí dopravního vzduchu. Před čistícími stroji se dopravní vzduch v případě nutnosti odvádí separátním systémem odpadního vzduchu. V čistícím stroji samotném dochází k extrakci takzvaného odpadu, tento obsahuje částečky nečistot, cizí tělesa, částečky semen nebo stonků, částečky prachu odloučené v čistícím procesu z vláken, respektive chomáčů vláken, stejně tak obsahuje krátká vlákna nebo uzlíky vláken, takzvané nopky. V čistících strojích je pro bezvadný provoz důležitý konstantní tlak v dopravním proudu vzduchu probíhajícím strojem.

Mykací stroje, které chomáče vláken ojednocují do jednotlivých vláken a tvarují je do pramene vláken, tvoří závěr přípravy vlákna. Po mykacích strojích se vlákna předávají v podobě pramene vláken do přípravy pro předení. V rámci přípravy pro předení se prameny vláken zpracovávají posukovacími stroji, česacími stroji nebo křídlovými stroji pro použití v rámci konečného způsobu spřádání.

Ze stavu techniky jsou známy různé návrhy týkající se dopravy odpadu vznikajícího v jednotlivých čistících strojích. EP 1 841 908 AI popisuje odlučovač cizích částic, u kterého je odpad veden do pytle na odpad. Dále je podle spisu DE 103 47 006 AI známa doprava odpadu pomocí výhradně pro tento účel umístěného ventilátoru z místa odloučení a pro jeho přívod k centrální likvidaci odpadu. EP 0 494 181 AI popisuje čistící stroj, u kterého je odpad veden do sběrného kanálu. Sběrný kanál je dále vyprazdňován mechanicky nebo pomocí nepřetržitého proudu dopravního vzduchu.

Nevýhodou uvedených způsobů je, že navržené systémy na dopravu odpadu vyžadují zdlouhavou a nákladnou mechanickou manipulaci se vzniklým odpadem neboje zde nutné odvedení odpadu nepřetržitým vysokým sacím výkonem.

-1 CZ 2021 - 137 A3

Z EP 3633086 je znám způsob a systém pro dopravu vláken při přípravě vláken, tedy systém pro dopravu vlákenného materiálu jakožto suroviny pro textilní výrobu. Za tím účelem je EP 3633086 zaměřen na vzduchový režim jednotlivých strojů a vzduchový režim pro dopravu vláken mezi jednotlivými stroji v sekcích. Aby stroje správně pracovaly a vlákna se mohla dopravovat postupně z jednoho stroje do druhého, je potřeba udržovat určitý vzduchový režim jak na vstupu těchto strojů, tak i najejich výstupu. Ktomu slouží systém podle EP 3633086, u kterého jsou i mezi stroji zapojeny ventilátory pro dopravu vláken a stroje jsou napojeny na sběrná vedení, z nichž některá jsou napojena na sací vedení s ventilátorem zakončené filtrační skříní, přičemž specifická sací vedení jsou napojena na samostatné sací vedení, které je bez ventilátoru a je samostatně napojeno na filtrační skříň. EP 3633086 popisuje různé kombinace dvou sběrných vedení vzduchu, z nichž pouze jedno má vlastní ventilátor. EP 3633086 také popisuje různá uspřádání pro měření průtoku nebo tlaku před některým strojem, nebo za některým stroje atd., s regulací některého sacího vedení nebo sběrného vedení, vždy však v návaznosti na dvojici sběrných vzduchových vedení.

Nevýhodou řešení podle EP 3633086 je jeho složitost a zaměření na vzduchový režim jednotlivých strojů a na dopravu vláken mezi nimi, přičemž zde chybí zaměření na dopravu nečistot a optimalizace dopravy nečistot z hlediska automatického provozu a energetické náročnosti.

Úkolem vynálezu je vytvořit takový způsob a zařízení, které umožňuje automatický provoz systému na dopravu odpadu a lze přitom dosáhnout snížení a optimalizace spotřeby energie pro dopravu odpadu.

Podstata vynálezu

Úkol je řešen způsobem a zařízením s význaky nezávislých nároků.

K řešení úkoluje navržen nový způsob regulace průtoku nebo tlaku v rámci systému na dopravu odpadu v přípravě vlákna se sledem čistících strojů, přičemž je výhodným způsobem uspořádán takový systém na dopravu odpadu, který obsahuje potrubní síť skládající se ze sběrného vedení a sacích vedení vycházejících ze sběrného vedení k čistícím strojům, přičemž sběrné vedení je připojeno ke zdroji podtlaku. Každé sací vedení obsahuje regulátor podtlaku a sací výkon zdroje podtlaku je regulován spínáním regulátoru podtlaku. Regulátor podtlaku obsahuje senzor tlaku, regulační okruh a škrtící člen, přičemž regulačním obvodem je stanovena požadovaná hodnota podtlaku a spuštěním škrtícího členu pomocí senzoru tlaku je regulován aktuální podtlak na požadovanou hodnotu. Pokud podtlak v čistícím stroji připojeném k systému na dopravu odpadu vzroste příliš silně, je toto zaznamenáno příslušným regulátorem podtlaku a poté se redukuje otevření škrtícího členu. Jako škrtící členy lze například použít šoupátka nebo klapky. Jednotlivé hodnoty kontrolovaného tlaku jsou předávány zdroji podtlaku. Pokud je zdroj podtlaku tvořen ventilátorem, lze tento regulovat na základě shrnutí podtlaků jednotlivých sacích vedení. Alternativně k regulaci sacího výkonu lze zdroj podtlaku v tomto případě provozovat s konstantním podtlakem, pokud je například zdroj podtlaku tvořen filtrační skříní. Regulací podtlaku u všech sacích vedení se uzpůsobí potřeba jednotlivých čistících strojů a není tak nutná další regulace podtlaku pro zabránění příliš vysokého sacího výkonu celého zařízení. Zdroj podtlaku, který může být společný pro celou přádelnu, je přitom nastaven pro zaručení konstantního podtlaku. Rovněž v této variantě je zabráněno vzniku zbytečně vysokého sacího výkonu a je adekvátně optimalizována spotřeba energie zdroje podtlaku.

Jako sací výkon je ve smyslu přihlášky označen takový výkon, který musí vykonat zdroj podtlaku pro vytvoření určitého průtoku pod určitým podtlakem. V tomto smyslu odpovídá sací výkon při vysokém podtlaku a nízkém průtoku sacímu výkonu při nízkém podtlaku a vysokém průtoku. Pokud je jako zdroj podtlaku například používán ventilátor, je sací výkon ekvivalentní k elektrickému výkonu, který potřebuje pohon ventilátoru pro vytvoření určitého průtoku pod určitým podtlakem.

-2 CZ 2021 - 137 A3

Pro dopravní výkon, respektive provozní bezpečnost systému na dopravu odpadu je mimo jiné rozhodující dopravní proud. Odváděné částečky odpadu jsou dopravovány dopravním vzduchem sacími vedeními a sběrným vedením, přitom je důležité, aby nedošlo k poklesu dopravní rychlosti pod určitou úroveň pro zabránění usazování částeček ve vedeních. Aby avšak z bezpečnostních důvodů nedocházelo ke zbytečnému zvýšení spotřeby energie, má se na druhé straně zabránit poskytnutí vysokého dopravního výkonu, respektive sacího výkonu, který není potřeba. Protože sací vedení jsou opatřena nastavovacím členem průtoku, například clonou, klapkou nebo šoupátkem, je poskytovaný celkový průtok adekvátně rozdělován na sací vedení. Z důvodu čisticích strojů, které jsou v provozu, lze řízením stanovit požadovaný průtok. Zdroj podtlaku je nyní adekvátně regulován srovnáním požadované a aktuální hodnoty tak, aby ve sběrném vedení bylo dosaženo co nej konstantnějšího průtoku.

Výhodné je opatření alespoň jednoho sacího vedení uzavíracím členem, přičemž před nebo současně s otevřením uzavíracího členu se zvýší sací výkon zdroje podtlaku o takové množství, které odpovídá potřebě sacího výkonu po otevření uzavíracího členu. Výhodou uzavíracího členu je, že čistící stroje, které nejsou v provozu, lze jednoduše odpojit od systému na dopravu odpadu a tímto není z důvodu možných vzniklých netěsností způsobeno zvýšení sacího výkonu, aniž by se muselo skutečně provést odsávání. Aby nyní při otevření uzavíracího členu nedošlo k přerušení dopravy odpadu rychlým připojením spotřebiče, zvýší se sací výkon zdroje podtlaku podle plánovaného otevření uzavíracího členu. Přitom se zvýšení sacího výkonu provede podle očekávaného nárůstu. Tímto způsobem lze zabránit většímu kolísání v rámci celkového průtoku systému na dopravu odpadu, jakož i spuštění kontroly podtlaku u jiných čistících strojů.

Nejlépe je více sacích vedení opatřeno uzavíracím členem a uzavírací členy jednotlivých sacích vedení jsou otevírány po sobě na určitou dobu. Tato cyklická doprava odpadu jednotlivých čistících strojů má výhodu v tom, že lze maximální hodnotu nutného sacího výkonu udržovat na nízké úrovni, protože se současně nemusí dopravovat odpad všech, respektive většího množství čistících strojů. Doby cyklu odsávání stejně jako přestávky mezi odsáváním různých čistících strojů je nutné přizpůsobit konstrukci čistících strojů ajejich provozu a zatížení. Přitom je možné se rovněž snažit o kombinaci cyklického a plynulého provozu jednotlivých čistících strojů. Nepřetržitou dopravou odpadu lze například opatřit čistící stroje, jako například mykací stroj.

Výhodné je, pokud nedojde k poklesu sacího výkonu zdroje podtlaku pod minimální úroveň. Tímto opatřením je zaručeno, že je zabráněno znečištění systému na dopravu odpadu. Do systému na dopravu odpadu lze rovněž integrovat odpadní místa, která musí vykazovat trvalý provoz, jako například ruční sací přístroje nebo nepřetržitá čistící zařízení v mykacích strojích.

Dále je navržena příprava vlákna se sledem čistících strojů a systémem na dopravu odpadu, přičemž systém na dopravu odpadu obsahuje zdroj podtlaku a potrubní síť skládající se ze sběrného vedení spojeného se zdrojem podtlaku a ze sacích vedení vycházejících ze sběrného vedení směrem k jednotlivým čistícím strojům. Sací vedení jsou vybavena regulací podtlaku se senzorem tlaku a škrtícím členem. Výhodné je, pokud je alespoň jedno sací vedení opatřeno uzavíracím členem. Toto umožňuje odpojit čistící stroj, který není v provozu, od systému na dopravu odpadu. Jako uzavírací členy lze například použít šoupátka nebo klapky. Při použití uzavíracího členu opatřeného pohonem lze dosáhnout cyklického připojení jednotlivých čistících strojů k systému na dopravu odpadu po určitou dobu otevřením a zavřením uzavíracího členu.

Ve sběrném vedení je výhodným způsobem umístěn otvor na falešný vzduch. Tento umožňuje ovládat zdroj podtlaku takovým způsobem, aby byl vždy dopravován minimální průtok, i když je většina čistících strojů odpojena od systému na dopravu odpadu. Dále je výhodné, pokud je otvor na falešný vzduch ovládán podtlakem. To znamená, že se otvor na falešný vzduch při nárůstu podtlaku ve sběrném vedení rozšíří a při poklesu podtlaku se otvor na falešný vzduch zmenší. Pomocí tohoto zařízení lze zachytit silný pokles podtlaku uzavřením uzavíracího členu čistícího stroje, takže průtok nasávaný zdrojem podtlaku je nasáván z otvoru na falešný vzduch, přinejmenším dokud se regulace zdroje podtlaku nepřizpůsobí nové situaci.

-3 CZ 2021 - 137 A3

Zdrojem podtlaku je s výhodou ventilátor s pohonem s regulací otáček. Alternativně může být zdrojem podtlaku filtrační skříň. V přádelnách nebo v rámci přípravy k předení jsou typicky instalovány takzvané filtrační skříně. V takové filtrační skříni jsou například svedena dohromady vedení odpadního vzduchu a sací vedení z celé přádelny. Přiváděný vzduch se čistí ve filtrační skříni. Pro zabránění znečištění okolí je filtrační skříň pod podtlakem. Tento podtlak je rovněž používán přímo k odsávání v sacích zařízeních spojených s filtrační skříní. Příslušným ventilátorovým zařízením se přitom reguluje filtrační skříň pod určitým podtlakem a slouží jako zdroj podtlaku.

Objasnění výkresů

Vynález je dále vysvětlen na základě příkladu uskutečnění na obrázku 1, který ukazuje schematické znázornění systému pro přípravu vláken.

Příklady uskutečnění vynálezu

Systém pro přípravu vláken obsahuje sled čistících strojů 2, 3 a 4. Upravovaná vlákna, respektive chomáče vláken jsou blíže neznázoměným přívodem 1 vláken vedeny do hrubého čističe 2. Dopravním vedením 5 se vlákna dostávají z hrubého čističe 2 do jemného čističe 3 a odsud dopravním vedením 6 co mykacího stroje 4. Poté, co vlákna, respektive chomáče vláken, byly vedeny různými stupni čištění a úpravy, opouštějí v podobě pramene 7 vláken mykací stroj 4 za účelem další úpravy. Odpad vznikající úpravou vláken je odváděn v systému na dopravu odpadu z jednotlivých čistících strojů 2, 3 a 4. Společným pro znázorněnou přípravu vláken je systém na dopravu odpadu se zdrojem podtlaku. Ve znázorněném příkladu uskutečnění je zdroj podtlaku tvořen filtrační skříní 33. V neznázoměném provedení je zdroj podtlaku tvořen ventilátorem s řiditelným pohonem.

Systém na dopravu odpadu obsahuje sběrné vedení 14 vycházející z filtrační skříně 33 a dále obsahuje ze sběrného vedení 14 vycházející sací vedení 8, 10 a 12, která jsou spojena s čistícím strojem 2, 3 nebo 4. Ve znázorněném příkladu uskutečnění je hrubý čistič 2 sacím vedením 8, jemný čistič 3 sacím vedením 10 a mykací stroj 4 sacím vedením 12 připojen ke sběrnému vedení 14. Zdrojem podtlaku se vznikající odpad nasává systémem na dopravu odpadu a poté se předává do odvodu odpadu.

V sacích vedeních 8, 10 a 12 je výhodným způsobem uspořádán hlídač podtlaku. Hlídač podtlaku obsahuje senzor 21, 24 a 27 tlaku a škrtící člen 22, 25 a 28, jakož i regulátor podtlaku 20, 23 a 26. Na příkladu sacího vedení 8 k hrubému čističi 2 je vysvětlena funkce hlídání podtlaku platná pro všechna sací vedení 8, 10 a 12. Senzorem tlaku 21 se měří stávající podtlak v sacím vedení 8. Tato naměřená hodnota se předá regulátoru 20 podtlaku a srovná se s hodnotou stanovenou pro specifický provoz hrubého čističe 2. V závislosti na tomto srovnání se škrtící člen 22 zavře, resp. otevře, za účelem úpravy podtlaku v sacím vedení 8. Sací vedení 8, 10 a 12 ústí do sběrného vedení 14, které je připojeno k filtrační skříni 33. Filtrační skříň 33, která se používá pro celou přádelnu, je regulována centrálně regulátorem 29. S tímto regulátorem 29 filtrační skříně 33 jsou spojeny regulátory podtlaku 20, 23 a 26, takže je umožněna regulace filtrační skříně 33 podle potřeby.

V neznázoměném provedení jev sacích vedeních 8 a 10 uspořádán uzavírací člen pro zabránění příliš vysokému, a tím pádem potřebě příslušného čistícího stroje 2, resp. 3, neuzpůsobenému průtoku vzduchu v sacím vedení 8 nebo 10. Spuštěním uzavíracích členů je dále umožněna cyklická doprava odpadu z jemného čističe 2, resp. hrubého čističe 3. Tímto lze zabránit příliš nízkému nebo příliš vysokému sacímu výkonu zdroje podtlaku a je umožněn optimalizovaný provoz.

-4 CZ 2021 - 137 A3

Pro možnost zachycení výkonových špiček je ve sběrném vedení 14 výhodným způsobem uspořádán otvor 30 na falešný vzduch.

Vynález se neomezuje na znázorněné a popsané příklady provedení. V rámci patentových nároků 5 jsou možné obměny stejně jako kombinace význaků, i když tyto jsou znázorněny a popsány v různých příkladech provedení.

Claims (9)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob regulace průtoku nebo tlaku vzduchu v systému na dopravu odpadu v přípravě vlákna, při kterém se potrubní sítí, která obsahuje sběrné vedení (14) napojené na zdroj podtlaku a soustavu sacích vedení (8, 10, 12) propojujících sběrné vedení (14) se sledem čistících strojů (2, 3, 4) nasává vzduch s nečistotami od jednotlivých čisticích strojů (2, 3, 4) do sběrného vedení (14) a vzduch s nečistotami se dopravuje do odvodu (17) odpadu nebo filtrační skříně (33), vyznačující se tím, že v každém sacím vedení (8, 10, 12) se samostatně měří a reguluje tlak vzduchu, přičemž hodnoty tlaku vzduchu v každém sacím vedení (8, 10, 12) se předávají regulátoru (29) zdroje podtlaku pro reguluji sacího výkonu zdroje sacího podtlaku.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v průběhu nasávání vzduchu s nečistotami od jednotlivých čisticích strojů (2, 3, 4) do sběrného vedení (14) se řídí otevření nebo uzavření alespoň jednoho sacího vedení (8, 10) pro průtok vzduchu od čistícího stroje (2, 3) do sběrného vedení (14), přičemž před nebo současně s otevřením tohoto sacího vedení (8, 10) se sací výkon zdroje podtlaku uzpůsobí očekávanému zvýšení potřeby sacího výkonu po otevření alespoň jednoho sacího vedení (8, 10).

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že v průběhu nasávání vzduchu s nečistotami od jednotlivých čisticích strojů (2, 3, 4) do sběrného vedení (14) se řídí uzavření a otevření alespoň dvou sacích vedení (8, 10) pro průtok vzduchu od čistícího stroje (2, 3) do sběrného vedení (14), přičemž otevření a uzavření jednotlivých sacích vedení (8, 10) se provádí vzájemně odděleně po sobě a vždy jen na určitou dobu.

4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že sací výkon zdroje podtlaku se reguluje tak, aby byl aktuální sací výkon vždy nad minimální úrovní sacího výkonu zdroje podtlaku.

5. Zařízení pro přípravu vlákna se sledem čistících strojů (2, 3, 4) a se systémem na dopravu odpadu od čisticích strojů (2, 3, 4) do odpadu, kde systém na dopravu odpadu obsahuje zdroj podtlaku a potrubní síť, kde potrubní síť obsahuje sběrné vedení (14) spojené se zdrojem podtlaku a dále obsahuje sací vedení (8, 10, 12), která propojují sběrné vedení (14) s jednotlivými čistícími stroji (2, 3, 4), vyznačující se tím, že každé sací vedení (8, 10, 12) je opatřeno regulátorem podtlaku (20, 23, 26) se senzorem (21, 24, 27) tlaku a dále je opatřeno škrtícím členem (22, 25, 28), přičemž regulátory podtlaku (20, 23, 26) jsou spřaženy s regulátorem (29) zdroje podtlaku napojeného na sběrné vedení (14).

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že ve sběrném vedení (14) je umístěn otvor (30) na falešný vzduch.

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že otvor (30) na falešný vzduch je vytvořen jako otvor s proměnnou velikostí průtočného průřezu řízenou podtlakem.

8. Zařízení podle alespoň jednoho z nároků 5 až 7, vyznačující se tím, že zdrojem podtlaku je ventilátor (16) napojený na pohon s regulací otáček neboje zdrojem podtlaku filtrační skříň (33).

9. Zařízení podle alespoň jednoho z nároků 5 až 8, vyznačující se tím, že alespoň jedno sací vedení (8, 10, 12) je opatřeno uzavíracím členem.