FI106974B - Operating system for a pump and procedure for operating a pump - Google Patents
Operating system for a pump and procedure for operating a pump Download PDFInfo
- Publication number
- FI106974B FI106974B FI981343A FI981343A FI106974B FI 106974 B FI106974 B FI 106974B FI 981343 A FI981343 A FI 981343A FI 981343 A FI981343 A FI 981343A FI 106974 B FI106974 B FI 106974B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pump
- suction
- operating
- vacuum
- tissue
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 2
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 claims 2
- 241000610375 Sparisoma viride Species 0.000 claims 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims 1
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 claims 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 15
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 208000035208 Ring chromosome 20 syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 238000009993 causticizing Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009950 felting Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000001926 lymphatic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004324 lymphatic system Anatomy 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Paper (AREA)
Description
106974106974
Pumpun ohjausjärjestelmä ja menetelmä pumpun ohjauksessaPump control system and method of pump control
Keksinnön kohteena on pumpun ohjausjärjestelmä ja menetelmä pumpun ohjauksessa. Erityisesti keksinnön kohteena on nesteen poistoon käytettävän imupumpun ohjausjär-5 jestelmä ja menetelmä kyseisen pumpun ohjaamiseksi. Keksinnössä käytettävää imu-pumppujärjestelmää voidaan käyttää mm. paperi-, kartonki- ja sellunkuivatuskoneilla sekä mm. erilaisilla sellutehtaan imusuotimilla ja -pesureilla. Yleisesti ottaen keksinnön mukainen pumpun ohjausjärjestelmä on sovellettavissa kaikkiin kohteisiin, joissa kaasua, nestettä tai niiden seosta imetään rei’itetyn tai viiramaisen pinnan läpi.The invention relates to a pump control system and a method for controlling a pump. More particularly, the invention relates to a control system for a suction pump for removing fluid and a method for controlling said pump. The suction pump system used in the invention can be used e.g. paper, board and pulp drying machines; various pulp mill suction filters and scrubbers. In general, the pump control system of the invention is applicable to all applications where the gas, liquid or mixture thereof is sucked through a perforated or wire surface.
1010
Erilaisten imujärjestelmien käyttö suodatuksen ja saostuksen apuvälineenä on yleisesti tunnettua paitsi paperi- ja puunjalostusteollisuudessa, myös esimerkiksi kaivos- ja lan-noiteteollisuudessa. Imujärjestelmiä käytetään sekä erilaisten viirasuodattimien ja -saostimien, joiksi paperi-, kartonki- ja sellun kuivatuskoneetkin voidaan katsoa, että 15 erilaisten imukiekko- tai imurumpusuotimien yhteydessä. Jo vanhastaan on tunnettua käyttää imujärjestelmänä imujalkaa, jossa ns. imujalkaan, olennaisesti pystysuoraan putkeen, virtaavan suodoksen paino synnyttää tarvittavan alipaineen. Koska imujalan kehittämän alipaineen suuruutta on käytännöllisesti katsoen mahdotonta säätää, on otettu käyttöön erilaisia tyhjöpumppuja, joista yleisimmäksi on tullut ns. vesirengas-20 pumppu. Vesirengaspumppu kehittää tyypillisesti vakioalipaineen. Kuitenkin vesiren-gaspumpun imukykyä on mahdollista säätää,mikä perustuu siihen, että kyseisen pumpun kapasiteetti on myös vakio Toisin sanoen päästämällä säädettävän venttiilin kautta lisäilmaa pumppuun voidaan muuttaa pumpun imukohteesta vetämän kaasun määrää.The use of various suction systems as a means of filtration and precipitation is well known not only in the paper and wood processing industry, but also, for example, in the mining and leaching industries. Suction systems are used for both various wire filters and dryers, which can be considered as paper, board and pulp drying machines, as well as 15 different suction disc or suction drum filters. It has long been known to use a suction foot as a suction system. the weight of the filtrate flowing into the suction foot, which is substantially vertical to the tube, creates the necessary vacuum. Since it is virtually impossible to control the vacuum created by the suction foot, various vacuum pumps have been introduced, the most common of which is the so-called vacuum pump. water ring-20 pump. The water ring pump typically generates a constant vacuum. However, it is possible to adjust the suction capacity of the water-ring pump based on the fact that the capacity of the pump is also constant. In other words, the amount of gas drawn from the suction point can be varied by introducing additional air into the pump.
» ..*·* 25 Viimeisimpänä imulaitevaihtoehtona on markkinoille tullut ns. suurnopeustyhjö-pumppu, »· · • \· joka itse asiassa on kaasun pumppaukseen sovellettu keskipakopumppu, jonka käyttöä « paperinvalmistuksen vedenpoistossa kuvataan Fl patentissa 97244. Kyseisessä julkai- • · sussa käsitellään mm. ongelmaa, joka syntyy siitä, kun paperikoneen kudos, huopa tai « · · J,: · viira, pyrkii tukkeutumaan ajan mittaan. Toisin sanoen kudoksen permeabiliteetti muut- 30 tuu sen käyttöiän mukana. Julkaisussa kyseinen ongelma ratkaistaan siten, että, kun • · · . tiedetään, kuinka paljon nestettä imukohteesta, esimerkiksi imulaatikosta tai ryhmästä « ·« imulaatikkoja, olisi poistettava, mitataan kyseisestä imukohteesta poistettavan nesteen ....: määrää, verrataan sitä tavoitearvoon ja säädetään imujärjestelmän toimintaa vastaa- vasti. Tämä tapahtuu helpoimmin säätämällä tyhjöpumpun pyörintänopeutta, koska ..· 35 esimerkiksi pyörintänopeuden lisääminen kasvattaa sekä tyhjöpumpun tilavuusvirtaa « · · n 106974 että alipainetasoa. Toisena säätövaihto-ehtona esitetään sekä pyörintänopeuden että alipainepumpun tuotoksen eli tilavuus-virran säätämistä.».. * · * 25 The latest option for suction equipment is the so-called suction device. a high speed vacuum pump, which is in fact a centrifugal pump for gas pumping, the use of which in papermaking dewatering is described in Fl patent 97244. This publication discloses e.g. a problem that occurs when a papermaking machine's fabric, blanket, or «· · J,: · wire tends to become clogged over time. In other words, the permeability of the tissue changes with its service life. The document solves this problem by: • · ·. it is known how much liquid should be removed from the suction unit, for example, from the suction box or group «·«, measured by the amount of liquid removed from that suction unit ...., compared to the target value and adjusted accordingly. This is most easily accomplished by adjusting the vacuum pump rotation speed because .. · 35, for example, increasing the rotational speed increases both the vacuum pump volume flow rate and the vacuum level. The second control alternative is to control both the rotational speed and the output of the vacuum pump, i.e., the flow rate.
Eräänä ongelmana kyseisessä julkaisussa esitetyssä ratkaisussa on se, että järjestel-5 mään kuuluu mekaaninen laite, virtausmittari, jonka pohjalta järjestelmän toimintaa ohjataan. Kyseinen laite on paitsi lisäinvestointi myös arka vaurioille, ainakin pidempiaikaisessa käytössä, jolloin koko paperinvalmistuksen tai muun vastaavan prosessin tarkkuus vaarantuu. Lisäksi pelkän virtausmittarin käyttö ei anna mitään lisäarvoa järjestelmään, vaan muut mielenkiintoiset seikat, kuten esimerkiksi imukohteen, huovan 10 tai vastaavan kunnonseuranta, huovanvaihtotarpeen selvittäminen jne. jäävät edelleen haaveeksi.One problem with the solution disclosed in that publication is that the system includes a mechanical device, a flow meter, on the basis of which the operation of the system is controlled. Such a device is not only an additional investment but also vulnerable to damage, at least in long-term use, whereby the accuracy of any papermaking or similar process is compromised. In addition, the use of a flow meter alone does not add any value to the system, but other interesting issues such as condition monitoring of the suction target, felt 10 or the like, determining the need for changing the felt, etc. remain a dream.
US 4,329,201 käsittelee viiralla olevasta rainasta tapahtuvaa vedenpoistoa. Vedenpos-toon voidaan käyttää julkaisun mukaan mm. keskipakoistyhjöpumppua. Julkaisussa Ki-15 vatulle idealla on ominaista pyrkiä käyttämään vakioalipainetta vedenpoistoon. Tähän päästään julkaisun mukaan sillä, että vedenpoistolaitteisiin kuuluu kaksi vedenpoistopd-kea, joiden yli viira kulkee. Uuden viiran kyseessä ollessa käytetään ainoastaan toista \e-denpoistoputkea, mutta alipaineen kasvaessa kyseisessä putkessa avataan toinen putki ja kohdistetaan imulaitteen imu myös toisen putken kautta viiralle. Julkaisun mukaisessa 20 ratkaisussa käytetään myös säätöventtiiliä, joka yhdessä tyhjönsäädön kanssa pitää imulaitteisiin kohdistuvan alipaineen vakiona. Julkaisussa mainitaan myös, kuinka viiran viipymäaikaa kunkin imuputken kohdalla voidaan tarvittaessa kasvattaa joko lisäämällä , , imuputkessa olevan imuraon viiran liikesuunnan suuntaista leveyttä tai hidastamalla viiran kulkunopeutta.US 4,329,201 deals with dewatering from a web on a wire. According to the publication, for example, water post can be used. keskipakoistyhjöpumppua. In Ki-15, the idea is to strive to use constant vacuum for dewatering. This is achieved, according to the publication, by the fact that the dewatering devices include two dewatering dents over which the wire passes. In the case of a new wire, only one of the second drainage tubes is used, but as the vacuum increases, the second tube is opened and the suction device suction is also directed through the second tube to the wire. The solution 20 of the publication also utilizes a control valve which, together with the vacuum control, maintains a constant negative pressure on the suction devices. The publication also mentions how the wire dwell time at each suction tube can be increased, if necessary, either by increasing, widening the suction slot in the suction tube or slowing the wire speed.
• · · · 25 • · • ·• · · · 25 • · • ·
Toisin sanoen, julkaisussa pyritään ottamaan huomioon viiran elinaikana sen permeabil- • « teetissa tapahtuvat muutokset joko lisäämällä imulaitteita, muuttamalla näiden imuleveyttä • · · • · tai muuttamalla imuaikaa.In other words, the publication seeks to account for changes in the permeability of the wire during its lifetime, either by adding suction devices, changing their suction widths, or changing suction time.
• · · .···. 30 US 4,466,873 käsittelee edellisen julkaisun tavoin paperikoneen tasoviiraosan vedan- • · • · · .···. poistoa. Tämän patentin laitteistossa käytetään säädettävänopeuksista tyhjöpumppua, « · · .· . joka voi olla myös keskipakoistyhjöpumppu. Laitteistolla pyritään ohjaamaan vedenpos- • · · toa kahdessa jaksossa niin, että ensimmäisen jakson aikana pumpun kierrosnopeus p-. * detään vakiona, jolloin pumppu kehittää riittävän alipaineen rainan vedenpoistoon. Viiran • · : *·· 35 vähitellen tukkeutuessa alipaine imulaatikoissa kasvaa. Kun alipaine viimeisessä imulaa- • · 3 106974 tikossa on kohonnut ennaltamäärättyyn arvoon, ohjausyksikkö määrää tyhjöpumppua alentamaan pyörintänopeutta niin, että alipaine pysyy jatkossakin edellä mainitussa mä<-simi-arvossaan.• · ·. ···. 30 U.S. Pat. No. 4,466,873, as in the previous publication, deals with the drawing wire of the flat wire section of a papermaking machine. removal. The equipment of this patent employs a variable speed vacuum pump, «· ·. ·. which can also be a centrifugal vacuum pump. The system aims to control the water supply in two • cycles so that during the first cycle the pump speed is p-. * is determined as constant, whereby the pump generates sufficient vacuum for web dewatering. As the wire • ·: * ·· 35 gradually becomes clogged, the vacuum in the suction boxes increases. When the vacuum in the last suction cup • · 3 106974 has increased to a predetermined value, the control unit instructs the vacuum pump to lower the rotational speed so that the vacuum remains at its aforementioned smax.
5 Vaikka julkaisun mukainen ratkaisu ottaakin huomioon viiran tukkeutumisen tuomat vä-kutukset, ei se opeta kahden vastuskäyrän syöttöä ohjausyksikköön eikä tietenkään nä-den käyttöä niin, että viiran käyttöikä voidaan haluttaessa optimoida.5 Although the solution of the publication takes into account the effects of wire clogging, it does not teach the supply of two resistance curves to the control unit and, of course, their use so that the wire life can be optimized if desired.
US patenttijulkaisu 4,518,318 käsittelee sähkömoottorin ja siihen kiinnitetyn keskipalo-10 pumpun ohjausta erilaisissa käyttötilanteissa. Useammassa kohtaa julkaisussa otetaan esimerkiksi keskuslämmitysjärjestelmien pumput, joiden toimintaa, lähinnä pyörimisnopeutta, ohjataan suhteessa vesipattereissa oleviin termostaattiventtiileihin. Julkaisussa luvataan, kuinka pumpun ohjausyksikköön on syötetty nostokorkeus - tilavuusvirtakoa-dinaatistoon sekä pumpun vakiokierros-nopeuskäyrät että ns. modulaatiokäyrät. Mocli-15 laatiokäyrä on käyrä, jonka mukaisesti nostokorkeus ja tilavuusvirta muuttuvat pumpun kierrosnopeutta muutettaessa.U.S. Patent 4,518,318 discloses the control of an electric motor and a central fire 10 pump attached thereto under various operating conditions. At several points in the publication, for example, pumps for central heating systems are controlled, whose operation, mainly rotational speed, is controlled in relation to the thermostatic valves in the water radiators. The publication promises how the lifting height is entered into the pump control unit - volumetric flow co-ordinate, both constant pump speed curves and so-called pump speeds. modulaatiokäyrät. The Mocli-15 draft curve is a curve that adjusts the lift height and volume flow as the pump speed changes.
Ao. julkaisussa käsiteltävänä ongelmana ovat tehohäviöt silloin, kun virtausolosuhteita verkostossa muutetaan. Tähän esitetään ratkaisuksi pumpun pyörintänopeuden muutfe- 20 mistä virtausolosuhteiden mukaan. Julkaisu opettaa yksityiskohtaisesti palstan 4 riviltä 30 alkaen, kuinka pumppausjärjestelmä on mitoitettu virtausmäärälle Qx ja nostokorkeudelleAo. the problem addressed in the publication is power losses when the flow conditions in the network are changed. A solution to this is the modification of the pump speed according to the flow conditions. The document teaches in detail, starting with column 4, line 30, how the pumping system is dimensioned for flow rate Qx and lift height
Hx, jotka siis vastaavat tilannetta, jossa keskuslämmitysputkiston kaikki termostaattivert- tiilit ovat auki. Osakuormatapauksissa, joissa siis venttiileitä on kuristettu tai suljettu pum- ; pun tulisi toimia käyrän Hr(Q) mukaan. Tämä on ohjelmoitu pumpun ohjausyksikköön s- • · · 25 ten, että esimerkiksi useampien venttiilien sulkeuduttua paine (=nostokorkeus) putkista- • · · • ·. sa kasvaa ja vastaavasti tilavuusvirta pienenee, mikäli pumpun pyörintänopeus pysyy \a- kiona. Toisin sanoen kuviossa kaksi mennään vakiokierrosnopeuskäyrää vasemmalle.Hx, which corresponds to a situation where all thermostatic valves in the central heating piping are open. In partial load cases where the valves are throttled or closed by a pump; pun should follow the curve Hr (Q). This is programmed in the pump control unit s · · · 25 so that, for example, when several valves close, the pressure (= lifting height) in the pipes • · · · ·. the flow rate increases, and the flow rate decreases accordingly, if the pump speed remains constant. In other words, in figure two, the constant speed curve is to the left.
• · · *;!;* Pumpun ohjausjärjestelmään on syötetty kytkentäpisteitä kullekin vakionopeuskäyrälle « « * *** niin, että esimerkiksi järjestelmän paineen kohotessa pistettä 57 vastaavaan arvoon jär- ... 30 jestelmä ohjaa pumpun käyttömoottoria laskemaan kierrosnopeuttaan. Vastaavalla 6- • · ;;;* valla ohjausjärjestelmä osaa ohjata pumpun nostamaan kierrosnopeuttaan, mikäli osa- ';' kuormatapauksessa jokin tai joitakin venttiilejä avataan.• · · *;!; * Switching points are supplied to the pump control system for each constant speed curve «« * *** so that, for example, when the system pressure rises to 57, the system drives the pump drive motor to decrease its speed. The corresponding 6- • · ;;; * control system can control the pump to increase its speed if in the event of a load, one or more valves are opened.
I ·I ·
Toisin sanoen edellä käsitellyt US patentit 4,329,201 ja 4,466,853 käsittelevät paperirä-35 nan vedenpoistoon ja viiran muuttumiseen liittyviä asioita, mutta eivät ratkaise niitä käy- » · • · • · · 4 106974 tämällä hyväksi pumpun ominaiskäyrästöä. Jälkimmäisessä näistä kahdesta julkaisusta ainoastaan tiedetään ja käytetään hyväksi pumpun imun ja pyörimisnopeuden välistä rip-puvuutta. US patentissa 4,518,318 ja DE julkaisussa 196 18 462 käsitellään puolestaan ominaiskäyrästön hyväksikäyttöä, mutta sekä eri tavalla että eri tarkoitusta varten kuin 5 seuraavassa lähemmin kuvatussa keksinnössämme.In other words, U.S. Patents 4,329,201 and 4,466,853, discussed above, deal with, but do not resolve, paper-35 nanoparticle dewatering and wire-change issues by utilizing a pump characteristic. In the latter of these two publications, only the dependence between pump suction and rotational speed is known and exploited. US Patent 4,518,318 and DE 196 18 462, on the other hand, deal with the utilization of the characteristic diagram, but both in a different way and for a different purpose than in our next more detailed invention.
Seuraavassa imupumppujärjestelmän käyttöä kuvataan tarkemmin esimerkinomaisesti paperikoneen tyhjöjärjestelmän yhteydessä. Sekä tekniikan tason mukaisten erilaisten imupumppujärjestelmien että esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja imu-10 pumppujärjestelmän käyttökohteet jakautuvat periaatteessa kahteen ryhmään.The use of a suction pump system will now be described in more detail by way of example in connection with a vacuum system for a paper machine. The uses of both the prior art suction pump systems and the method and suction pump system of the present invention fall into two groups.
Ensimmäisessä ryhmässä imukohteessa on sekä kudos että massarata. Näissä tapauksissa virtausvastus samalla massalla ajettaessa on lähes vakio riippumatta huovan vastuksesta, koska massaradan vastus on määräävä. Virtausvastus muuttuu merkittä-15 västi silloin, kun paperilajia vaihdetaan. Perinteinen käyttötapa on määrittää kullekin paperilaadulle vakioalipainetaso, jota sitten ajon aikana pyritään seuraamaan. Tyypillisiä imukohteita ovat paperi-, kartonki-ja sellun kuivatuskoneen rainan muodostusosan tasoimulaatikot, erilaiset imutelat muodostusosalla ja puristinosalla sekä erilaiset tyh-jösuotimet sellutehtaan kaustisoinnissa ja mm. lannoite-ja perusmetalliteollisuudessa.In the first group, the lymphatic site has both a tissue and a mass pathway. In these cases, the flow resistance when running at the same mass is almost constant regardless of the felt resistance, since the resistance of the mass path is dominant. The flow resistance changes significantly when the paper type is changed. The traditional usage is to determine a constant vacuum level for each paper grade, which is then followed while driving. Typical suction targets include flat forming boxes for the forming section of a paper, board and pulp drying machine, various suction rolls with a forming section and a press section, and various vacuum filters for causticizing the pulp mill and e.g. fertilizers and base metals.
2020
Toisessa ryhmässä imukohteessa on pelkkä kudos. Tällöin virtausvastus kasvaa kudoksen ikääntyessä likaantumisen ja kudoksen kokoonpuristumisen takia. Tyypillisiä imukohteita ovat mm. paperikoneen huovankunnostuksen imulaatikot.In the second group, the lymphatic system has only tissue. As a result, the flow resistance increases as the tissue ages due to fouling and tissue compression. Typical suction targets are e.g. paper machine felt refinishing suction boxes.
: Näillä paperikoneen puristinosalle sijoittuvilla imulaatikoilla poistetaan vettä kudoksesta • · · 25 imemällä sen läpi ilmaa. Huovankunnostuksella on kolme päätehtävää: • · · : ·* 1) vedenpoisto (osa kudoksessa olevasta vedestä on siirtynyt paperiradasta kudokseen [ * puristinosalla), • · e 2) puhdistus (osa vedestä on peräisin pesusuihkuista, joilla puhdistetaan kudosta), ja 3): These suction boxes on the press section of the paper machine remove water from the fabric by · · · 25 suctioning air through it. Felting has three main functions: • · ·: · * 1) dewatering (some of the water in the tissue has moved from the paper web to the fabric [* with press section), • · e 2) cleaning (some of the water comes from wash jets to clean the tissue), and 3)
• · I• · I
*·’ * ylläpitää kudoksessa tasainen kosteusprofiili koneen poikkisuunnassa.* · '* Maintains a consistent moisture profile in the fabric across the machine.
30 Perinteisesti tällaisissa käyttökohteissa on tyhjöpumppua käytetty siten, että tyhjöpum- • · *;;;' pulla kudoksen läpi imetään vakiotilavuusvirta, jolloin alipainetaso kasvaa kudoksen ···* ikääntyessä. Tämäntyyppinen ajotapa saadaan automaattisesti syrjäytystyyppisellä ·.*·· tyhjöpumpulla, esim. nesterengaspumpulla.30 Traditionally, in such applications, a vacuum pump has been used such that the vacuum pump • · * ;;; the bun is absorbed through the tissue at a constant volume flow, which increases the vacuum level as the tissue ··· * ages. This type of driving is automatically achieved by a displacement type ·. * ·· vacuum pump, eg liquid ring pump.
« « « · • « · 106974«« «· •« · 106974
Huovankunnostuksen tavoitteena ei kuitenkaan ole vedenpoiston maksimointi kudoksesta, koska liian kuiva kudos ei toimi kunnolla puristinnipissä tapahtuvassa vedenpoistossa. Imulaatikolla kudoksen läpi imettävä ilmamäärä valitaan siten, että kudokseen jää sopiva kosteussuhde. Kosteusuhde on kudoksessa olevan veden painon 5 suhde kudoksen painoon. Liian suuri ilmavirtaus johtaa liian alhaiseen kosteussuhtee-seen ja liian pieni ilmavirtaus vastaavasti liian suureen kosteussuhteeseen. Käytännössä on kuitenkin huomattu, että edellä kuvatulla vakiotilavuusvirtaan perustuvalla ajotavalla ei päästä optimaaliseen kosteussuhteeseen, vaan kosteussuhde vaihtelee jopa haitallisessa määrin.However, the purpose of felt rebuilding is not to maximize dewatering of the tissue, since too dry tissue will not function properly in dewatering of the press nip. The amount of air to be absorbed through the tissue in the suction box is selected so that a suitable moisture ratio remains in the tissue. The moisture ratio is the ratio of the weight of water in the tissue to the weight of the tissue. Too much airflow leads to too low a moisture ratio and too little airflow to a correspondingly too high humidity ratio. In practice, however, it has been found that the driving mode based on the constant volume flow described above does not achieve the optimum humidity ratio, but the humidity ratio even varies to an adverse degree.
1010
Mainittuun ongelmaan erääksi ratkaisuksi on osoittautunut tapa säätää huovankunnostuksen alipainetasoa mittaamalla kudoksen kosteutta imulaatikon jälkeen ja pyrkiä pitämään kosteus haluttuna säätämällä tyhjöpumpun pyörimisnopeutta ja tuottopistettä.One solution to the above problem has proven to be a way of adjusting the vacuum level of the felt refinement by measuring the tissue moisture after the suction box and trying to keep the moisture desired by adjusting the vacuum pump rotation speed and output point.
15 Toinen ongelmaan ratkaisun tuova mahdollinen tapa on mitata imulaatikolta poistuvaa vesimäärää sekä suihkuvesien määrää ja pyrkiä sen avulla arvioimaan huovan kosteus ja tarvittava alipaine. Ongelmaksi kuitenkin tulee puristinnipissä rainasta huopaan siirtyvän vesimäärän arviointi, mikä ei kuitenkaan ole läheskään samaa luokkaa oleva ongelma kuin vakiotilavuusvirtaan perustuvalla ajotavalla kosteussuhteeseen jäävät 20 vaihtelut.15 Another possible way to solve the problem is to measure the amount of water leaving the suction box and the amount of shower water and use it to estimate the moisture and required vacuum of the felt. However, the problem becomes the estimation of the amount of water transferred from the web to the nip in the press nip, which, however, is far from being of the same order as the variations in the humidity ratio of the constant volume flow.
Pyrittäessä optimaaliseen ajotapaan paperi- tai vastaavilla koneilla siinä tilanteessa, että imukohteessa on sekä kudos että massarata, toimitaan tekniikan tason mukaisesti 4 4 ’ ·' siten, että vettä poistetaan suoraan massasta imemällä ilmaa massan ja kudoksen läpi.In the pursuit of optimum driving by paper or similar machines in a situation where the suction target has both a tissue and a pulp path, prior art 4 4 '·' operates by dewatering directly from the pulp by suctioning air through the pulp and the tissue.
• · · •;*j 25 Paperikoneella tavoitteena on poistaa vettä massasta niin paljon kuin mahdollista en- • · · ; ·[ nen kuivatusosaa, koska mekaanisen vedenpoiston (puristaminen ja imeminen) kus- ] * tannus on vain noin neljäsosa kuivatusosalla tapahtuvan vedenpoiston kustannuksista.• · · •; * j 25 The purpose of a paper machine is to remove as much water as possible from the pulp • • ·; · [Dewatering section, as the cost of mechanical dewatering (pressing and suction)] * is only about a quarter of the cost of dewatering dewatering.
• · ·• · ·
Vedenpoiston tulee kuitenkin tapahtua asteittain. Ensimmäisissä imukohteissa, eli • · · *·* * kohteissa, joissa rata on kosteimmillaan, ei voida käyttää liian korkeaa alipainetasoa, 30 koska tällöin massarata tiivistyisi liikaa ja vedenpoisto heikkenisi myöhemmissä vai- • · - heissä. Perinteisesti alipainetaso on pyritty pitämään vakiona kussakin imukohteessa.However, dewatering should be gradual. For the first suction sites, i.e., • · · * · * * sites where the web is at its humidest, too high a vacuum level cannot be used, 30 as this would over-compact the pulp web and weaken dewatering in later stages. Traditionally, the vacuum level has been kept constant at each suction point.
• · ··/’ Valittu alipaine riippuu ajettavasta massalaadusta.• · ·· / 'The selected vacuum depends on the type of mass being run.
« «· *: : Vakionopeuksisilla nesterengastyhjöpumpuilla alipainetasoa säädetään alipaineen 35 säätöventtiilillä, jolla päästetään tarvittava määrä ulkoilmaa imujärjestelmään. Tällainen « • · • · 6 106974 säätötapa on erittäin ongelmallinen sen tuhlatessa energiaa, koska tyhjöpumpun kapasiteetista osa käytetään ulkoilman pumppaamiseen.«« · *: With constant speed liquid ring vacuum pumps, the vacuum level is controlled by a vacuum 35 control valve that delivers the required amount of outdoor air to the suction system. This type of control is very problematic when wasting energy, because part of the vacuum pump's capacity is used to pump outdoor air.
Tämän tekniikan tason mukaisen paperikoneteknologian kohdalla vesirengaspump-5 ujen käyttöön perustuvat imujärjestelmät ovat ylipäätänsä perustuneet teknologiaan, jossa imupumpun aikaansaamaa alipainetta tai ainakin sen avulla poistettavan veden määrää säädetään kokemusperäisesti. Esimerkiksi paperikoneen tasoviiraosalla ali-painetasoa on perinteisesti säädetty massaradan kiillon mukaan. Tämä on tapahtunut siten, että paperikoneen käyttäjä kokemuksensa pohjalta tietää, missä vaiheessa taso-10 viiraosuutta massaradan kiillon tulisi alkaa samentua. Kiillon samentuminen tarkoittaa käytännössä sitä, että massaradan pinnassa ei enää ole yhtenäistä vesifilmiä, vaan veden määrä radassa on vähentynyt niin paljon, että lähes kaikki vesi mahtuu radan sisälle. Paperikoneen huovan alkaessa tukkeutua pitenee radan kiiltävä osuus, jolloin koneenkäyttäjä tietää, että alipainetasoa olisi lisättävä halutun nestemäärän imemiseksi 15 radasta. Tällainen ohjaustapa ei kuitenkaan ole paras mahdollinen, koska se vaatii tarkkaa seurantaa eikä siitä huolimatta ole tarkin mahdollinen tapa seurata nesteen-poistoa. Tämä seurantatapa ei myöskään anna selvää merkkiä siitä, koska paperikoneen kudos olisi vaihdettava, vaan vaihtaminen suoritetaan taaskin kokemusperäisesti useimmiten kudoksen käyttöikään perustuen. Toisin sanoen kullekin kudokselle on 20 määritetty käytännön kestoikä, jonka kuluttua kudos vaihdetaan riippumatta sen todellisesta kunnosta.In this prior art paper machine technology, suction systems based on the use of water ring pumps 5 have generally been based on technology whereby the vacuum created by the suction pump, or at least the amount of water to be removed by it, is empirically controlled. For example, the flat wire section of a papermaking machine has traditionally been adjusted to the gloss of the pulp web. This has been done so that the user of the paper machine, based on his experience, knows at what point in the level-10 wire section the pulp gloss should begin to cloud. In practice, the gloss clouding means that there is no longer a uniform film of water on the surface of the web, but the amount of water in the web has been reduced to such an extent that almost all of the water will fit inside the web. As the felt of the papermaking machine begins to clog, the shiny portion of the web becomes longer, so the operator knows that the vacuum level should be increased to absorb the desired amount of fluid from the 15 webs. However, this type of control is not the best possible because it requires close monitoring and nevertheless is not the most accurate way to monitor fluid removal. Also, this tracking method does not give a clear indication that the tissue machine fabric should be replaced, but the replacement is again empirical, most often based on the fabric life. In other words, each tissue is assigned a practical lifetime after which the tissue is replaced regardless of its actual condition.
Keksinnön mukaisessa imujärjestelmässä sovellettavalla säädettävänopeuksisella kes-; ·' kipakotyhjöpumpulla alipainetasoa voidaan säätää pumpun pyörimisnopeutta muutta- • ♦ · •••J 25 maila, jolloin halutun alipaineen kehittämiseksi tarvittava teho optimoituu ja tehonkulu- ♦ · 1· : ·1 tus alenee alipainetason ollessa alempi kuin tekniikan tason mukaisissa ratkaisuissa.With an adjustable velocity medium in the suction system of the invention; · 'S suction vacuum pump can be used to adjust the pump speed by adjusting the pump rotation speed by 25 clubs to optimize the power required to generate the desired vacuum and reduce power consumption ♦ · 1 ·: · 1 with lower vacuum levels than prior art solutions.
• · • · • · · V.1 Eräs keksinnön mukaisista optimaalisimmista ajotavoista tällaisessa järjestelmässä on • ·· *·1 1 mitata paperirainan kosteutta puristinosan jälkeen ennen kuivatusosaa ja pyrkiä kuiva- 30 ainepitoisuuden maksimointiin säätämällä alipainetta kaikissa imukohteissa samanai- ··· kaisesti. Sopiva alipainetaso kussakin imukohteessa ja alipaineiden suhde eri imu- « « 1 \· kohteiden välillä voidaan hakea esimerkiksi oppivan ohjausjärjestelmän ja sumean lo- ·:1· giikan avulla.V.1 One of the most optimal driving methods for such a system according to the invention is to measure the moisture of the paper web after the press section before the drying section and to seek to maximize the dry matter content by simultaneously adjusting the vacuum at all suction points. An appropriate vacuum level at each suction target and the vacuum ratio between the various suction targets may be obtained, for example, by means of a learning control system and fuzzy logic.
* « · • » « P1462; Horo et ai.* «· •» «P1462; Horo et al.
· « 4 • ♦ 1 4 106974· «4 • ♦ 1 4 106974
Toinen tapa säätää vedenpoiston toimintaa, on mitata poistuvia vesimääriä, esimerkiksi Fl patentissa 97244 esitetyllä tavalla, ja säätää alipainetasoja sen mukaan. Oleellista on, että ei pyritä maksimoimaan yksittäisen imukohteen veden poistumaa, vaan kaikista imukohteista yhteensä poistuvaa vesimäärää.Another way to control dewatering activity is to measure the amount of water discharged, for example, as disclosed in Fl 9797, and to adjust the vacuum levels accordingly. It is essential that the aim is not to maximize the drainage of a single inlet, but the total amount of water discharged from each inlet.
55
Keksinnön mukaiselle imujärjestelmälle ja sen yhteydessä sovellettavalle menetelmälle on lisäksi ominaista, että sitä pystyy soveltamaan myös kudoksen kunnonvalvontaan. Kuten jo edellä todettiin kudoksen permeabiliteetissa tapahtuu muutoksia kudoksen käytön aikana sekä kudoksen tukkeutumisen että kokoonpuristumisen takia. Permeabi-10 liteetissa tapahtunut riittävän suuri muutos mahdollisesti yhdessä muiden, esim. radan ja/tai kudoksen kosteusmittaustulosten kanssa kertoo kudoksen vaihtotarpeesta.Further, the suction system according to the invention and the method applied thereto are also capable of being applied to tissue condition monitoring. As noted above, changes in tissue permeability occur during tissue use, due to both tissue obstruction and compression. A sufficiently large change in permeability to Permeabi-10, possibly in combination with other results, such as track and / or tissue humidity, indicates a need for tissue replacement.
Eräänä toisena kudoksen kunnonvalvontaan liittyvänä seikkana keksintömme antaa mahdollisuuden kudoksen trendiseurantaan (kudoksen elinaikainen seurantamittaus), 15 joka antaa mahdollisuuden vertailla erilaisia kudoksia ja auttaa näin löytämään parhaan mahdollisen kudostyypin kuhunkin käyttökohteeseen. Toisin sanoen keksintömme antaa mahdollisuuden vertailla esimerkiksi eri valmistajien paperikonekudoksia tai eri materiaalia olevia paperikonekudoksia samoin kuin erilaisten kudosten soveltuvuutta erilaisille massoille.As another aspect of tissue condition monitoring, our invention enables tissue trend monitoring (lifetime tracking of tissue), which enables the comparison of different tissues, thereby helping to find the best tissue type for each application. In other words, our invention makes it possible to compare, for example, paper machine fabrics of different manufacturers or paper machine fabrics of different materials, as well as the suitability of different fabrics for different pulps.
2020
Keksintö antaa myös mahdollisuuden imujärjestelmästä mitattujen pumppua ja sen toimintaa koskevien tietojen ja järjestelmään syötetyn uuden pumpun ominaiskäyrästön perusteella seurata pumpun toimintakuntoa, esim. likaantumista ja hälyttää tästä.The invention also makes it possible to monitor and alert the operating condition of the pump, e.g., contamination, based on the measurement of the pump and its operation from the suction system and the characteristic diagram of the new pump introduced into the system.
I « t · · • ••ϊ 25 Uusi keksinnön mukainen imupumppujärjestelmä, joka koostuu jo em. Fl patentissa ·· · • · · • ·* 97244 käsitellystä kierroslukusäädettävästä imupumpusta, imukohteesta sekä mittaus- φ * ’ ja ohjausjärjestelmästä, korjaa muun muassa edellä esitetyt tekniikan tason järjestel- • · • · · ’·*·* mien puutteet sekä pyrkii optimoimaan erilaisten käyttökohteiden vedenpoiston. Kek- • · · • · · . *·* ‘ sinnössä käytettävälle imupumppujärjestelmälle on ominaista, että käytetään hyväksi 30 erilaista imupumpun käytöstä saatavaa informaatiota, kuten esimerkiksi pumpun pyö- • M « · - *···* rintänopeutta, pumpun ottamaa tehoa, pumpun vääntömomenttia jne.The new suction pump system according to the invention, already consisting of a speed controlled variable suction pump, a suction unit and a measuring and control system Fl * ', as discussed in the above patent Fl · · · · · · · * presented the disadvantages of prior art systems and seeks to optimize the drainage of various applications. Kek- • · · • · ·. * · * 'Suction pump system is characterized by utilizing 30 different types of suction pump information such as pump rotation • M «· - * ··· * breast speed, pump power, pump torque, etc.
Tekniikan tasona mainittakoon patenttijulkaisu US-A- 4 108 574, jossa esitetystä ratkai-·"*: susta on tullut tunnetuksi pumppu, jota käytettäessä määritetään pumpusta kaksi virta- 35 ukseen vaikuttavaa muuttujaa, esimerkiksi teho, pyörintänopeus ja/tai pumpun yli vallit- • · · 8 106974 seva paine-ero. Kun nämä tiedot on koeajotilanteessa yhdistetty mitattaviin tilavuusvir-tatietoihin, saadaan pumpulle ominaiskäyrästö, jonka perusteella ei enää varsinaisessa käyttötilanteessa tarvitse mitata pumpun tilavuusvirtaa, vaan se saadaan käyttämällä hyväksi edellä mainittuja kahta virtaukseen liittyvää muuttujaa, tässä tapauksessa esi-5 merkiksi pumpun tehoa ja pyörintänopeutta. Menemällä tarkasteluissa hieman pidemmälle on julkaisussa päästy siihen, että pumppua voi käyttää esimerkiksi puunjalostusteollisuuden massojen “sakeusmittarina”, koska sakeus on yksi virtaukseen vaikuttava muuttuja, joka voidaan koeajosarjojen perus-teella määrittää muiden virtaukseen vaikuttavien muuttujien avulla. Kyseisessä julkaisussa selitetään pumpulta saatavan into formaation lisäkäsittelyä hyvin yksityis-kohtaisesti ja sillä tavalla, että se soveltuu monilta osiltaan myös tämänkertaisessa keksinnössämme sovellettavaksi ottaen luonnollisesti huomioon keksintömme mainitusta US patentista selkeästi eroavat tavoitteet ja lähtökohdat.As a state of the art, US-A-4 108 574 discloses a solution which discloses a pump which determines two variables affecting the flow of the pump, for example power, rotational speed and / or control over the pump. · · 8 106974. When this data is combined with the measured flow rate data during the test run, the pump has a characteristic curve that no longer requires the pump flow rate to be measured in actual operation, but by using the two flow-related variables mentioned above. Going a bit further, the publication has made it possible to use the pump as a "consistency meter" for the pulp industry, for example, as consistency is one of the flow variables that can be determined from test runs. This publication explains the further treatment of the infusion from the pump in great detail and in many respects applicable to our present invention, of course, with the objectives and starting points clearly different from our US patent.
15 Kyseinen julkaisu kuitenkin puhuu ensinnäkin pelkästään nesteiden käsittelystä. Toiseksi julkaisu ei millään muotoa puutu siihen, mitä pumpun imupuolella tapahtuu. Ainoa seikka, mitä pumpun imupuolelta tarvitaan on “lähtöarvo” pumpun kehittämälle paine-erolle.15 However, that publication refers, first, to the treatment of liquids. Second, the publication in no way interferes with what happens on the suction side of the pump. The only thing needed on the suction side of the pump is the "starting value" for the differential pressure generated by the pump.
20 Ominaista esillä olevan keksintömme mukaiselle järjestelmälle sovellettuna esimerkiksi paperikoneen yhteyteen on, että käyttötilanteessa pumpun ohjaus-/keskusyksikköön on taltioitu imupumpun ominaiskäyrästö esimerkiksi muodossa, jossa alipaine-tilavuusvirta-koordinaatistoon on piirretty käyräparvet sekä pumpun kierrosnopeudelle että pumpun momentille tai teholle, jonka ominaiskäyrästön perusteella mittaustulok-,·. 25 sista (esimerkiksi pumpun kierrosnopeus ja momentti tai teho) lasketaan pumpattavan ilman virtaama. Ilmavirtaaman ja mitatun alipainetason perusteella saadaan edelleen » · lasketuksi imulaatikon päällä olevan kudoksen tai kudoksen ja paperiradan yhteinen « · permeabiliteetti. Näin voidaan seurata ajan funktiona kudoksessa tai paperiradassa ta- • · « . ·; ·. pahtuvia tiiveysmuutoksia ja tehdä tarvittavia muutoksia prosessissa tai kudoksen kun- • · · 30 nostuksessa automaattisesti.It is characteristic of the system according to the present invention, for example in connection with a paper machine, that in operation, ·. From this (for example, pump speed and torque or power), the flow of pumped air is calculated. Based on the airflow and the measured vacuum level, it is still possible to · · calculate the total permeability of the tissue on the suction box or between the tissue and the paper web. This can be followed as a function of time in the tissue or paper path. ·; ·. • • · 30 and make any necessary changes to the process or tissue repair automatically.
• « I < «• «I <«
« I«I
, , Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti tallennetaan pumpun ohjaus- '' /keskusyksikön muistiin imukohteen vastusfunktio eli niinsanottu vastuskäyrä. Vastus- ’ funktio tallennetaan kahdessa eri tilanteessa. Ohjaus-/keskusyksikön muistiin tallenne- 35 taan ensiksikin sellainen vastusfunktio f,, joka käsittää lähtötilanteen, jossa huopakudos F1462; Horo et ai.According to a preferred embodiment of the invention, the suction target resistor function, or so-called resistor curve, is stored in the memory of the pump control unit / central unit. The resistor function is stored in two different situations. First, a resistor function f 1 is stored in the memory of the control / central unit, comprising a baseline with felt fabric F1462; Horo et al.
• · 9 106974 tai suodatinmateriaali, jonka läpi väliainetta imetään pumpulla, on uusi ja tukkeutumaan. Keksinnön mukaisesti tallennetaan keskusyksikön muistiin myös sellainen vastus-käyrä eli vastusfunktio f2, joka käsittää muuten samat vastuskompo-nentit, mutta nyt materiaali, jonka läpi imetään, kuten kudos tai suodatinmateriaali, on sellainen, joka on 5 ollut käytössä ja tukkeutunut. Mainittuja vastusfunktioita seurataan imupumppujärjes-telmän käytön aikana suhteessa pumpun toimintapisteeseen (kierrosnopeus, sillä saavutettu alipainetaso pumpun imupuolella ja alipainetasolla saavutettu pumpattavan aineen virtausmäärä, esimerkiksi m3/aikayksikkö). Pumpun toimintapisteeksi sanotaan vastuskäyrän ja pyörimisnopeuskäyrän leikkauspistettä. Pumppua pyritään siten Ohio jaamaan niin, että sen toimintapiste pysyy sallitulla (vastusfunktioiden kuvaajien välisellä) alueella tilavuusvirta- alipaine- koordinaa-tistossa. Pumppua voidaan ohjata myös niin, että toimintapisteen mukaan säädetään esimerkiksi paperikoneen kudoksen puhdistusta (eli esimerkiksi vastuskäyrän noustessa liikaa voidaan pesusuihkujen käyttöä tehostaa tai ottaa useampia pesusuihkuja käyttöön) ja/tai säädetään pumpun kierros-15 nopeutta ja kudoksen tukkeutumisen myötä lisätään pumpun kierrosnopeutta.• · 9 106974 or the filter material through which the medium is aspirated by the pump is new and clogged. According to the invention, a resistor curve or resistor function f2 is also stored in the memory of the central unit, which otherwise comprises the same resistor components, but now the material to be sucked in, such as tissue or filter material, has been used and clogged. Said resistance functions are monitored during operation of the suction pump system in relation to the pump operating point (rotational speed, the achieved vacuum level at the suction side of the pump and the flow rate of the pumped material reached, e.g. m3 / time unit). The pump operating point is called the intersection of the resistance curve and the rotation speed curve. Thus, it is sought to distribute the pump in Ohio so that its operating point remains within the permissible range (between the graphs of the resistor functions) in the volumetric flow pressure coordinate system. The pump may also be controlled by adjusting, for example, the cleaning of the tissue paper tissue (i.e., if the resistance curve rises, the use of wash jets may be enhanced or multiple wash jets may be used) and / or pump rpm may be adjusted and pump rpm increased.
Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti voidaan eri huopatyyppi-en vastusfunktiot fa, fb, fc... tallentaa pumpun ohjaus-/keskusyksikön 100 muistiin ja pumpun keskusyksikön muistista voidaan kyseiset tallennetut funktiot fa, fb, fc... ottaa 20 käyttöön aina vaihdettaessa huopatyyppiä. Luonnollisesti voidaan tallentaa myös vas-tusfunktioparit, siis vastusfunktiot sekä uudelle että tukkeutuneelle huovalle. Eri huopien kohdalla voidaan suorittaa myös huopatyyppien välistä pitkäaikaista trendiseurantaa ja voidaan myös kyseisen trendiseurannan perusteella valita sopivin huopa kullekin pa-peri-/kartonkimassalle.According to another preferred embodiment of the invention, the resistor functions fa, fb, fc ... of the different felt types can be stored in the memory of the pump control / central unit 100 and the stored functions fa, fb, fc ... can be enabled from the pump central memory each time the felt type is changed. . Of course, pairs of resistor functions, that is, resistor functions on both new and blocked felts, can also be stored. Long-term trend tracking between different types of felts can also be performed and, based on that trend tracking, the most appropriate felt for each paper / board mass can be selected.
e < • ♦ 25 * * · ♦ ·e <• ♦ 25 * * · ♦ ·
Keksinnön mukaiselle imupumpun ohjausjärjestelmälle ja menetelmälle imupumpun • · • · : säädössä on tunnusmerkillistä se, mitä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.The control system and method of the suction pump according to the invention is characterized by what is stated in the appended claims.
• · • · · • · · • 1• • • • • • • • 1
Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisiin kuvioihin, joissa on esitetty 30 keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which some preferred embodiments of the invention are shown, but are not intended to be limited thereto.
« « P1462; Horo et ai.«« P1462; Horo et al.
« · · . Kuviossa 1A on esitetty keskipakotyhjöpumpun tuottokäyrä, ns. ominaiskäyrä. Vaaka- . akselilla on esitetty tilavuusvirta ja pystyakselilla saavutettu alipainetaso pumpun imu- . 35 puolella. Kuvaajat G1, G2, G3 ovat vääntömomenttikäyriä ja kuvaajat D1, D2, D3 ovat 10 106974 kierrosnopeuskäyriä. Tietyllä vääntömomentilla ja tietyllä kierrosnopeudella saavutetaan tietty virtausmäärä ja edelleen tietty alipainetaso.«· ·. Figure 1A shows the yield curve of a centrifugal vacuum pump, the so-called. characteristic. Horizontal. the shaft represents the volumetric flow rate and the vertical axis the vacuum level reached by the pump suction. 35 sides. The graphs G1, G2, G3 are torque curves and the graphs D1, D2, D3 are 10,106,974 rpm curves. At a given torque and at a certain speed, a certain amount of flow is achieved and a certain level of vacuum is still achieved.
Kuviossa 1B on esitetty pumpun tuottopisteen määräytyminen havainnollisesti koor-5 dinaatistossa, jossa vaaka-akselilla esitetään imupumpun tilavuusvirta ja pystyakselilla alipainetaso pumpun imupuolella. Koordinaatistoon on piirretty edellä mainittujen vas-tusfunktioiden kuvaajat f, ja f2 sekä pumpun tuottopisteen siirtymän kuvaaja E.Figure 1B illustrates the determination of the pump output point in a co-ordinate system of 5, showing the suction pump volume flow on the horizontal axis and the vacuum on the suction side of the pump on the vertical axis. In the coordinate system, the graphs f, and f2 of the above-mentioned resistance functions and the displacement graph E of the pump output point are plotted.
Kuviossa 1C on esitetty havainnollisesti keksinnön mukainen imupumppu ja siihen liit-10 tyvät keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaiset säätö-/mittauslaitteet.Fig. 1C illustrates a suction pump according to the invention and associated control / measurement devices according to a preferred embodiment of the invention.
Kuviossa 2A on esitetty keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukainen järjestelmä esimerkinomaisesti paperikoneen huovankunnostuksen imulaatikon yhteydessä.Fig. 2A illustrates a system according to another preferred embodiment of the invention in connection with a paper machine felt refining suction box.
1515
Kuviossa 2B on esitetty kuvion 2A tyyppinen järjestelmä esimerkinomaisesti paperikoneen ns. viiraosan imulaatikon yhteydessä, jossa paperikoneen huopa ja massarata yhdessä muodostavat vastuksen, jota keksinnön mukaisessa järjestelmässä seurataan.Figure 2B illustrates a system of the type shown in Figure 2A by way of example in a so-called paper machine. in connection with the suction box of the wire section, in which the felt and pulp web of the paper machine together form a resistance which is monitored in the system according to the invention.
20 Kuviossa 2C on esitetty keksinnön erään kolmannen edullisen suoritusmuodon mukainen imupumppujärjestelmä esimerkinomaisesti selluloosateollisuuden imusuotimen yhteyteen järjestettynä.Figure 2C shows a suction pump system according to a third preferred embodiment of the invention, arranged in an exemplary manner in connection with a suction filter for the cellulose industry.
Kuviossa 2D on esitetty lohkokaavioesityksenä keksinnön mukaisen imupumppu-25 järjestelmän toiminta.Figure 2D is a block diagram showing the operation of a suction pump system according to the invention.
« · « · • · · • · · • ·«·« · • · · · · · ·
Kuviossa 1A on esitetty imupumpun tuotto- eli ominaiskäyrä koordinaatistossa, jossa • · vaaka-akselilla on imupumpun tuotto eli tilavuusvirta (kaasuvirta imupumpun läpi) ja • · · pystyakselilla imupumpun kehittämä alipaine. Imupumppu 10 on edullisesti keskipako- • · · 30 tyhjöpumppu. Kuviossa on esitetty sekä vakionopeuskäyrät D1, D2, D3... että vakio-. · , momenttikäyrät G1, G2, G3.... Kuten kuviosta nähdään, löytyy tietylle vääntömomen- .···. tillejä pyörimisnopeudelle lähes aina yksikäsitteinen leikkauspiste. Suorittamalla koe- • # olosuhteissa tilavuusvirta-ja alipainemääritykset vaihtelemalla sekä pumpun pyörimis- * nopeutta että pumpun momenttia (tai haluttaessa tehoa) voidaan pumpun ohjaus- 35 /keskusyksikön muistiin syöttää kuvion 1A mukainen ominaiskäyrästö. Pumpun 10 • ·Figure 1A shows the yield or characteristic curve of a suction pump in a coordinate system, where • · the horizontal axis has the suction pump output or volume flow (gas flow through the suction pump) and • · · the vertical axis represents the vacuum generated by the suction pump. The suction pump 10 is preferably a centrifugal vacuum pump. The figure shows both constant speed curves D1, D2, D3 ... and constant. ·, Torque curves G1, G2, G3 .... As shown in the figure, there is a given torque · ···. bridges for rotation are almost always a unique intersection. By performing volume # and vacuum measurements under test conditions by varying both pump speed and pump torque (or power output if desired), the characteristic curve of FIG. 1A can be fed to the memory of the pump control unit 35 / CPU. Pump 10 • ·
Pl462; Horo et ai.Pl462; Horo et al.
106974 tuottopiste (tilavuusvirta ja tyhjötaso) voidaan tämän jälkeen määrittää mittaamalla pelkästään pumpun 10 momentti (tai teho) ja pyörimisnopeus eli sen kierrosnopeus.The 106974 output point (volumetric flow and vacuum level) can then be determined by simply measuring the pump 10 torque (or power) and rotational speed, i.e. its rotational speed.
Käytännön olosuhteissa voidaan edelleen mitata pumpulla saavutettava todellinen tyh-5 jötaso, jonka perusteella pumpun tuottopiste voidaan tarkistaa ja todeta, onko pumpun toiminta muuttunut esimerkiksi kulumisen tai likaantumisen seurauksena.Under practical conditions, the actual vacuum level achieved by the pump can be further measured, which can be used to check the pump's output point and determine whether the pump's performance has changed as a result of wear or contamination, for example.
Pumpun tuottokäyriä voidaan tarvittaessa korjata mittaamalla edelleen imettävän väliaineen kuten ilman lämpötilaa ja kosteutta, koska ne vaikuttavat tuottoarvoihin sinänsä io tunnetulla tavalla.The pump output curves can be corrected, if necessary, by further measuring the temperature and humidity of the medium to be sucked, since they affect the output values in a manner known per se.
Kuviossa 1B näytetyn esitystavan mukaisesti tyhjöpumpun tuottopisteen määrää jo edellisestä kuviosta tutussa koordinaatistossa imujärjestelmän vastuskäyrä f yhdessä pyörimisnopeuden D kanssa. Tuottopiste asettuu pyörimisnopeuden kuvaajan D ja 15 vastuskäyrän f leikkauspisteeseen. Vastuskäyrän f muoto riippuu siitä, kuinka paljon imujärjestelmä läpäisee ilmaa eri tyhjötasoilla. Vastuskäyrän muotoon eli virtausvastukseen vaikuttavat paperikoneella mm. paperiradan ja kudoksen virtausvastukset, put-kistohäviöt, putkistossa mahdollisesti olevan säätöventtiilin asento jne. Esimerkiksi uuden (puhtaan ja kuohkean) huovan vastuskäyrä ^ on loivasti kohoava käyrä. Sille on 20 ominaista, että pieni tyhjötason kasvu lisää tilavuusvirtaa reilusti. Vanhan (tukkeutuneen ja kokoonpuristuneen) huovan vastuskäyrä f2 on jyrkempi, jolloin pieni tyhjötason kasvu lisää tilavuusvirtaa vain vähän.1B, the vacuum pump yield point is already determined by the suction system resistance curve f along with rotation speed D in the coordinate system already known from the previous figure. The yield point is located at the intersection of the rotation speed graph D and 15 of the resistance curve f. The shape of the resistance curve f depends on how much air is passed through the suction system at different vacuum levels. The shape of the resistance curve, i.e. the flow resistance, is influenced by the paper machine e.g. paper web and fabric flow resistances, pipe truncation losses, position of any control valve in the pipeline, etc. For example, the resistance curve of a new (clean and fluffy) blanket is a slightly rising curve. It is characterized by the fact that a small increase in the vacuum level increases the volume flow considerably. The resistance curve f2 of the old blanket (clogged and compressed) is steeper, whereby a small increase in vacuum level increases the flow rate only marginally.
Kuviossa 1B kuvaajat f, ja f2 esittävät siis mainittuja imujärjestelmän vastuskäyriä. Ku- t · 25 vaaja f, esittää vastuskäyrää uudelle läpäisevälle materiaalille ja f2 on vanhan tukkeu-* · • « · · tuneen materiaalin, kuten huovan, vastuskäyrä. D1, D2, D3 ovat eri kierrosnopeus- • · • · käyriä. Kuviossa on havainnollisesti esitetty tuottopisteen muuttumista materiaalin ikääntyessä kuvaajalla E1. Jotta sama virtausmäärä saavutettaisiin, joudutaan nosta- » · maan pumpun pyörimisnopeutta.Thus, in Fig. 1B, the graphs f, and f2 show said suction system resistances. Fig. 25 scales f, represents the resistance curve for the new permeable material, and f2 is the resistance curve for the old clogged material, such as felt. D1, D2, D3 are different speed curves. The figure illustrates the change in the yield point as the material ages with graph E1. To achieve the same flow rate, the pump speed must be increased.
• · · 30 . · · ·. Huovan ikääntyessä keskipakotyhjöpumpun tilavuusvirta alenee, jos sen pyörimis- . · · ·. nopeus pidetään vakiona, koska virtausvastus huovan läpi kasvaa. Jos tilavuusvirta • · * • . halutaan pitää vakiona tai nostaa suuremmaksi, pitää pumpun 10 pyörimisnopeutta j nostaa. Tätä esittää esimerkinomaisesti käyrä E1, jonka mukaisesti pumpun kierros- 35 nopeuden kasvattaminen lisää sekä alipainetasoa että tilavuusvirtaa. Tässä esimer- ♦ · ... P1462; Iloro et ai.• · · 30. · · ·. As the felt ages, the flow rate of the centrifugal vacuum pump decreases if it rotates. · · ·. the speed is kept constant as the flow resistance through the blanket increases. If the volume flow • · * •. to keep it constant or to increase it, to keep the pump 10 rotating speed j. This is exemplified by curve E1, whereby increasing the pump speed increases both the vacuum level and the volume flow. In this example, ♦ · ... P1462; Iloro et al.
12 106974 kissä on lähdetty siitä, että huovan tukkeutuessa tarvitaan sekä suurempi alipainetaso että suurempi tilavuusvirta huovan kosteussuhteen tai rainan sakeuden säilyttämiseksi. Käytännössä tilanne voi olla myös sellainen, että pelkkä alipaineen kasvattaminen riittää pyrittäessä olennaisesti vakiosuuruiseen vedenpoistoon, jolloin pumpun kierros-5 nopeuden nostaminen pitää tilavuusvirran vakiona. Pumpun 10 tuottopistettä voidaan keksinnön mukaisella menetelmällä säätää huovan eliniän aikana. Kyseinen säätö voidaan toteuttaa keksinnön mukaisesti mittausten (esimerkiksi huovasta poistuva vesimäärä, radan kosteus) perusteella. Kuviossa 1B esitetty kudoksen vastuskäyrä mitataan muuttamalla pumpun pyörimisnopeutta ja mittaamalla sen tuotto eli tilavuusvirta eri 10 pyörimisnopeuksilla. Käytännössä, keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti, mittaus tehdään uudelle kudokselle sen ominaisuuksien eli vastuskäyrän määrittämiseksi. Tekemällä vastaavat mittaukset eri materiaalia oleville ja/tai eri valmistajien kudoksille voidaan eri kudoksia vertailla keskenään. Kun mitataan vanhalle ja tukkeutuneelle huovalle vastaava vastuskäyrä, voidaan kyseistä tietoa käyttää ilmoittamaan pa-15 penkoneen käyttöhenkilöstölle huovan vaihtotarpeesta. Lisäksi järjestelmään on mahdollista lisätä huovan käytönaikainen kunnonvalvonta, jolloin ao. valvonta ilmoittaa, mikäli huovan kunnossa tapahtuu jotain odottamattomia muutoksia kesken normaalin käyttöiän.12 106974 It is assumed that when a blanket becomes blocked, both a higher vacuum level and a higher volume flow are required to maintain the moisture ratio or web consistency of the blanket. In practice, the situation may also be such that merely increasing the negative pressure is sufficient to achieve a substantially constant dewatering, whereby increasing the pump revolution-5 maintains the flow rate constant. The output point of the pump 10 can be adjusted by the method of the invention during the life of the felt. Such adjustment can be made according to the invention on the basis of measurements (for example, the amount of water leaving the felt, the moisture of the web). The tissue resistance curve shown in Fig. 1B is measured by varying the rotational speed of the pump and measuring its output, i.e. the flow rate, at different rotational speeds. In practice, according to a preferred embodiment of the invention, the measurement is made on a new tissue to determine its properties, i.e. the resistance curve. By making similar measurements on tissues of different materials and / or different manufacturers, it is possible to compare different tissues. When measuring the resistance curve for an old and clogged blanket, this information can be used to inform pa-15 paddle operator personnel of the need to replace the blanket. In addition, it is possible to add blanket condition monitoring to the system, which will alert you if any unexpected changes occur in the condition of the blanket during its normal life.
20 Mikäli käytössä ei kaikissa imukohteissa (tai kaikilla koneilla) ole em. jatkuvaan mittaukseen perustuvaa säätömenetelmää, voidaan edullinen ajotapa määrittää esim. yhdellä koneella tarkoilla mittauksilla tai muuhun kokemukseen perustuen. Oleellista on, että tyhjöpumpun tuottopistettä täytyy muuttaa (eli nostaa alipainetasoa) huovan käyt- '.'. töiän aikana kokonaisvedenpoiston optimoimiseksi, useimmiten maksimoimiseksi, ja * · 25 huovan eliniän pidentämiseksi.20 If not all of the inlet targets (or all machines) have the aforementioned continuous measurement based adjustment method, then the preferred driving mode can be determined, for example, with one machine based on accurate measurements or other experience. It is essential that the vacuum pump's output point must be changed (i.e., increased vacuum level) using the felt. during work to optimize total drainage, most often to maximize, and * · 25 to extend the life of your felt.
Il·· • · · • · · • ♦ ♦ ·Il · • · • · ♦ ♦ ♦ ·
Tuottopisteen muuttaminen, edullisesti huovankunnostuksessa, huovan ikääntyessä voidaan säädettävänopeuksisella keskipakotyhjöpumpulla toteuttaa esimerkiksi seu- • · raavasti: • · · 30 1) Vakiotilavuusvirta . · · ·. Ennalta mitatun tuottokäyrän perusteella tiedetään, mikä pyörimisnopeus- . ·. vääntömomentti -pari vastaa haluttua tilavuusvirtaa. Mittaamalla jatkuvasti pumpun * . pyörimisnopeutta ja vääntömomenttia ja muuttamalla pyörimisnopeutta tarvittaessa voidaan ylläpitää haluttu tilavuusvirta.Changing the yield point, preferably during felt refinement, as the felt ages, with an adjustable speed centrifugal vacuum pump can be accomplished, for example, as follows: • 1 · 1) A constant volume flow. · · ·. From the predetermined yield curve it is known which rotation speed. ·. the torque pair corresponds to the desired flow rate. By continuously measuring the pump *. the rotational speed and torque and, if necessary, changing the rotational speed, can maintain the desired flow rate.
• · « « *... P1462; Horo et ai.• · «« * ... P1462; Horo et al.
• · 13 106974 2) Pyörimisnopeuden nosto ajan funktiona tulee kyseeseen etenkin tilanteissa, joissa ei ole käytettävissä tarkempaa mittauskalustoa, esimerkiksi huovan kosteutta mittaavaa anturia, vaan on uskottava siihen, että huovan tukkeutuminen tapahtuu lineaarisesti eli tasaisesti kasvatettava pyörimisnopeus kompensoi huovan tukkeutumisen riittävällä 5 tarkkuudella. Toki huovan tukkeutuminen voi olla myös ei-lineaarista suhteessa aikaan, jolloin siis myöskään pyörimisnopeuden muutoksen ei kuulu olla koko huovan elinikää vakio tiettynä ajanjaksona, vaan mahdolliset erilaiset muutokset voidaan ennalta ohjelmoida ohjaus-/keskusyksikköön.• · 13 106974 2) Increasing the speed of rotation as a function of time is especially useful when no more accurate measuring equipment is available, such as a sensor for measuring moisture in the blanket, but it is plausible that the blanket clogging occurs linearly, with steadily increasing rotation speeds. Of course, the blanket clogging can also be non-linear with respect to time, so that the change in rotational speed is not to be constant throughout the lifetime of the blanket over a given period, but possible different changes can be pre-programmed in the control unit.
3) Alipainetason nosto ajan funktiona tulee kyseeseen etenkin tilanteissa, joissa ei ole io käytettävissä tarkempaa mittauskalustoa, esimerkiksi huovan kosteutta mittaavaa anturia, vaan on uskottava siihen, että huovan tukkeutuminen tapahtuu lineaarisesti eli tasaisesti kasvatettava alipainetaso kompensoi huovan tukkeutumisen riittävällä tarkkuudella. Toki alipainetasoon tehtävien muutoksien ei tarvitse olla koko huovan elinikää vakioita tiettynä ajanjaksona, vaan mahdolliset erilaiset muutokset voidaan ennalta oh- 15 jelmoida ohjaus-/keskusyksikköön.3) Increasing the vacuum level as a function of time is especially important in situations where no more accurate measuring equipment is available, such as a felt humidity sensor, but it has to be believed that the blanket clogging occurs linearly, ie a steadily raised vacuum level compensates for the blanket clogging. Of course, the changes to the vacuum level need not be constant throughout the lifetime of the felt over a given period of time, but any different changes can be pre-programmed in the control / central unit.
4) Vapaavalintainen tuottopisteen siirtymäkäyrä4) Optional ROI transition curve
Kun tunnetaan kutakin tuottopistettä vastaava pyörimisnopeus-vääntömomentti -pari, voidaan pumppu ohjelmoida seuraamaan haluttua tuottopisteen siirtymäkäyrää. Siirtyminen käyrällä tuottopisteestä toiseen tapahtuu sitä mukaa, kun kudoksen vastus-20 käyrä muuttuu. Vaihtoehto 1) on tämän erikoistapaus, jossa siirtymäkäyrä on pystysuora viiva tilavuusvirta-alipaine koordinaatistossa. Tuottopisteen siirtymäkäyrä voi olla lineaarinen, jana, paraabeli tai murtoviiva. Toisin sanoen siirtymäkäyrä voi olla toisen tai korkeamman asteen funktion kuvaaja kyseisessä tilavuusvirta-alipaine- koor-v, dinaatistossa.By knowing the rotational speed-torque pair corresponding to each yield point, the pump can be programmed to follow the desired yield point shift curve. Shifting the curve from one production point to another as the tissue resistance-20 curve changes. Option 1) is a special case of this, where the displacement curve is a vertical line in the volumetric flow vacuum in the coordinate system. The transition point of the yield point can be linear, line, parabola, or broken line. In other words, the displacement curve may be a graph of a second order or higher order in the given volume flow negative pressure coefficient, v, dynamics.
‘ 25 ··.·. Toisin sanoen, optimaalinen toimintapisteen siirtymäkäyrä E määritetään jossakin imu- • « kohteessa esim. paperikoneessa mittaamalla poistuvaa vesimäärää ja/tai massaradan « · tai kudoksen kosteutta ja säätämällä samalla pumpun 10 pyörimisnopeutta optimaali- • · · sen poistuvan vesimäärän tai kudoksen kosteuden saavuttamiseksi ja tallentamalla • · · 30 imupuolen vastusfunktion f muuttuessa optimaaliset toimintapisteet ohjaus- .·«·, /keskusyksikön 100 muistiin. Edellä kuvatulla tavalla mittaamalla määritetty optimaali- « · .···. nen toimintapisteen siirtymäkäyrä skaalataan eri imukohteisiin esimerkiksi paperiko- • # neella imulaatikon vapaan virtauspinta-alan ja kudoksen nopeuden mukaan sopivassa ] suhteessa • · 35 *. ,4 IM 462; Horo et ai.'25 ··. ·. In other words, the optimum operating point displacement curve E is determined at a suction site, e.g., in a paper machine, by measuring the amount of water leaving and / or the web or the moisture of the tissue while adjusting the pump speed to achieve the optimal · 30 · f vastusfunktion the suction side changes the optimum operating points of the control. · «·, / the central processing unit 100 memory. By measuring as described above, the optimal- «·. ···. The offset point curve is scaled to different suction targets, for example, with a paper machine • # 35 * in accordance with the free flow area of the suction box and the speed of the fabric. , 4 IM 462; Horo et al.
• t 106974• t 106974
Kuviossa 1C on esitetty pumpun 10 rakenne ja instrumentointi. Pyörimisnopeudeltaan säädettävä imupumppu 10 on rakenteeltaan esimerkiksi oheisen kuvion mukainen kes-kipakotyhjöpumppu, jonka pääosat ovat moottori 11, moottorin akselille 12 asen-nettu juoksupyörä 13, spiraalipesä 14 sekä laakerointi 15. Pumpun 10 moottorin 11 pyörimis-5 nopeutta säädetään taajuusmuuttajalla 16, josta voidaan mitata mm. pumpun 10 pyörimisnopeutta sekä vääntömomenttia (tai tehoa).Fig. 1C shows the construction and instrumentation of the pump 10. The rotationally adjustable suction pump 10 is, for example, structured as a central centrifugal vacuum pump, the main parts of which are an engine 11, an impeller 13 mounted on a motor shaft 12, a spiral housing 14 and a bearing 15. The speed mm. pump speed 10 and torque (or power).
Pumpun 10 mittaukset voidaan järjestää esimerkiksi mainitun kuvion 1C mukaisesti. Kuvioon merkityt mittaukset ovat 10 Pl Imupuolen alipaineen mittausMeasurements of the pump 10 may be arranged, for example, in accordance with the aforementioned Figure 1C. the measurements are indicated in Figure 10 Pl suction negative pressure
Tl Imuilman lämpötilan mittausTl Measurement of inlet air temperature
Ml Imuilman kosteuden mittaus EI(S) Pumpun pyörimisnopeuden mittaus EI(X) Pumpun vääntömomentin mittaus 15Ml Suction Humidity Measurement EI (S) Pump Speed Measurement EI (X) Pump Torque Measurement 15
Kuviossa 2A on esitetty keksinnön mukainen imupumppujärjestelmä liitettynä esimerkinomaisesti paperikoneen imulaatikon yhteyteen. Kyseinen imupumppu-järjestelmä käsittää pyörimisnopeudeltaan säädettävän imupumpun 10, edullisesti suurnopeus-pumpun ja edullisimmin suurnopeuskeskipakotyhjöpumpun, joka on liitetty imukana-20 vaan 17, joka imukanava on edelleen liitetty vedenerottimeen 18. Pumpun 10 avulla imetään vedenerottimeen 18 sen sisäpuoliseen tilaan 19 alipaine ja edelleen vedenerottimeen 18 johdetaan veden ja kaasun seosta imukanavan 20 kautta imulaa-tikolta 21, joka on paperikoneen/kartonkikoneen kudosta H1 vasten. Vedenerottimessa : ·' veden ja kaasun seos jaetaan olennaisesti vedettömään kaasujakeeseen ja veteen, • · · .··: 25 joista kaasujae imetään kanavan 17 kautta imupumppuun 10 ja sen kautta pois järjes- • · · • · · ί ·1 telmästä.Fig. 2A shows an suction pump system according to the invention connected by way of example to a suction box of a paper machine. This suction pump system comprises a speed adjustable suction pump 10, preferably a high speed pump and most preferably a high speed centrifugal vacuum pump connected to suction channel 20 but 17, which suction channel is further connected to the water separator 18. The suction channel 18 further passing the mixture of water and gas through the suction passage 20 from the suction box 21 which is against the tissue H1 of the paper machine / board machine. In the water separator: · 'the mixture of water and gas is divided into a substantially anhydrous gas fraction and water, 25 of which the gas fraction is sucked through duct 17 to suction pump 10 and out of the system.
• · • · • · · *·1♦1 Kudoksesta, kuten paperi- tai kartonkikoneen huovasta H1, imetään veden ja kaasun • ·♦ • · · *·1 1 seosta imulaatikon 21 sisäpuoliseen tilaan imulaatikon 21 listojen 21a1, 21a2... välisten 30 rakojen kautta. Vesi siirretään edelleen alipaineen avulla vedenerottimeen 18 sen sisäi- • · *···1 seen tilaan 19, josta vesi poistetaan poistokanavan 18a kautta. Imulaatikon 21 avulla ♦ · · ···1 poistetaan myös huovan päälle sijoittuvasta massaradasta M vettä. Tällöin massarata « M on paperikoneen tai kartonkikoneen kudosta, kuten viiraa H1 vasten ja vedenpoisto ·:·1: tapahtuu massaradasta viiran H1 läpi imulaatikon 21 sisäpuoliseen tilaan ja edelleen • · • · · • · 106974 edellä mainittuun vedenerottimeen 18. Vedenpoistoa voidaan haluttaessa säätää esimerkiksi ei-esitetyin säätöventtiilein.1 ♦ 1 A fabric such as H1 of a paper or board machine is used to suck a mixture of water and gas into the interior of the suction box 21 into the interior of the suction box 21, the molds 21a1, 21a2 ... through 30 gaps. The water is further conveyed under reduced pressure to the water separator 18 into its internal space 19, where the water is discharged through the outlet conduit 18a. Suction box 21 also uses ♦ · · ··· 1 to remove water from the mass web M over the felt. In this case, the pulp track «M is the tissue of a paper machine or board machine, such as against wire H1 and dewatering:: 1: occurs from the pulp track through wire H1 into the space inside the suction box 21 and further 106974 to the aforementioned water separator 18. with control valves not shown.
Kuvion 2A mukainen järjestelmä käsittää kuvion 1C esityksessä esitetyt mittausanturit, 5 joista tarvitaan ainakin pyörimisnopeuden ja pumpun momentin (tai vaihtoehtoisesti tehon) mittatieto. Kyseisten anturien antama tieto syötetään pumpun keskus- /ohjausyksikön 100 muistiin, johon on myös tallennettu kuviossa 2A esitetty huovan H1 vas-tuskäyrä f, eli vastusfunktio huovan ollessa uusi ja käyttämätön. Edullisesti ohjaus-/keskusyksikön muistiin on tallennettu myös tukkeutuneen huovan vastuskäyrä f2.The system of Figure 2A comprises the measuring sensors 5 shown in the representation of Figure 1C, for which at least information on rotation speed and pump torque (or alternatively power) is required. The information provided by these sensors is fed into the memory of the pump control / control unit 100, which also stores the resistance curve f of the felt H1 shown in Fig. 2A, i.e. the resistance function when the felt is new and unused. Preferably, the resistance / curve f2 of the blocked felt is also stored in the memory of the control / central unit.
10 Vastuskäyrä f, on tallennettu siten keskusyksikön 100 muistiin, että pumppua on ajettu eri kierrosnopeuksilla ja kuhunkin kierrosnopeuteen liittyvä saavutettu alipaine pumpun imupuolella pumpun ja huovan välissä ja alipaineeseen liittyvä imetty kaasumäärä m3/min on tallennettu keskusyksikön 100 muistiin. Ohjaus-/keskusyksikön 100 antaman ja edellä mainittuihin mittatietojen ja yksikön muistissa olevien tietojen avulla muutetaan 15 edelleen pumpun pyörimisnopeutta ohjaus-/keskusyksikön 100 määräämällä tavalla.The resistance curve f1 is stored in the memory of the central unit 100 such that the pump has been run at different speeds and the achieved negative pressure associated with each speed between the pump suction side and the pumped gas volume associated with the vacuum in m3 / min. By means of the control / central unit 100 and the aforementioned dimension and unit memory information, the pump rotation speed 15 is further modified as determined by the control / central unit 100.
Ajettaessa paperikonetta/kartonkikonetta keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti mitataan jatkuvasti pumpun 10 pyörimis- eli kierrosnopeutta sekä sillä saavutettua alipainetasoa ja virtausmäärää. Keksinnön mukaisesti voidaan pyöri-20 misnopeutta lisätä virtausmäärän pienentyessä tai päinvastoin, jolloin pumppu saa ohjauksensa keskusyksiköltä 100 mittaustiedon perusteella ja esimerkiksi huovan alkaessa tukkeutua keskusyksikkö nostaa pumpun pyörimisnopeutta ja siten siirtää pumpun tuottopistettä hallitusti niin, että itse paperin valmistusprosessiin ei aiheudu huovan al-kavasta tukkeutumisesta haittoja. Paperin laatu pysyy hyvänä, koska veden poistomää-25 rä huovasta pidetään hallittuna edullisesti olennaisesti vakiona koko paperinvalmistus- • · · · prosessin ajan.When running a paper machine / board machine according to another preferred embodiment of the invention, the rotational speed of the pump 10 and the vacuum level and flow rate achieved with it are continuously measured. According to the invention, the rotation speed can be increased as the flow rate decreases or vice versa, whereupon the pump receives control from the central unit 100 based on the measurement data and, for example, when the felt begins to clog the central unit increases the pump rotation speed. . The quality of the paper remains good because the amount of dewatering from the blanket is preferably kept substantially constant throughout the papermaking process.
• · • · 9• · • · 9
Mitattaessa paperikoneen/kartonkikoneen uuden kudoksen kuten huovan H1 tai viiran • · vastusfunktio f„ voidaan kyseisen funktion vastuskäyrä mitata myös pumpun toiminta-30 ajan eli esim. paperikoneen/kartonkikoneen käytön aikana, jolloin vastusfunktio käsit-_.*··. tää paitsi huovan aikaansaaman vastuksen myös muut vastukset, kuten massaradan, .·*·. venttiilien tai toisen huovan aiheuttaman vastuksen. Olennaista on, että suoritettaessa tällöin vertailu, tulee vertailu suorittaa myös sellaiseen tukkeutuneeseen huopaan H1, • « joka käsittää yhteydessään vastaavat vastuskomponentit, kuten massaradan, venttiilit • · . 35 tietyissä säätöasennoissa, putkistot jne. Keksinnölle on olennaista, että järjestelmässä « · • ·» 1 P1462; Horo et ai.When measuring a new fabric of a paper machine / board machine such as felt H1 or fabric, the resistance curve f · of that function can also be measured during pump operation, e.g., when using a paper machine / board machine, where the resistance function is -_. * ··. In addition to the resistance provided by the felt, other resistors such as the mass path,. resistance caused by valves or other felt. It is essential that, when doing such a comparison, the comparison should also be performed on a blocked blanket H1, which in its connection comprises corresponding resistance components such as a mass path, valves. 35 in certain control positions, piping, etc. It is essential for the invention that in the system «· • ·» 1 P1462; Horo et al.
106974 seurataan paperikoneen kudoksen tilaa sen käytön aikana ja suoritetaan mainittuun seurantaan perustuen pumpun 10 pyörimisnopeuden säätöä ja/tai suoritetaan huovan vaihto mainittuun seurantaan perustuen.106974 monitors the condition of the tissue machine of the papermaking machine during its operation and, based on said monitoring, adjusts the speed of rotation of the pump 10 and / or performs a felt change based on said monitoring.
5 Kuviossa 2B on esitetty keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto. Kuvion 2B suoritusmuodossa mitataan ja tallennetaan vastusfunktiot f, ja f2 paperi-/kartonkikoneen ajoti-lanteessa, jossa massarata M on paperikoneen kudosta H1 vasten.Figure 2B shows a preferred embodiment of the invention. In the embodiment of Figure 2B, the resistor functions f1 and f2 are measured and recorded in a paper / board machine run situation where the pulp track M is against the paper machine tissue H1.
Kuviossa 2C on esitetty keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen imu-10 pumppujärjestelmä suodatinmateriaalin H2 yhteydessä. Kuviossa on esitetty kaa-viomaisesti imurumpusuodinta 30, jonka revitetyn tai viiramaisen pinnan H100 alle järjestettyihin suodoslokeroihin 32 kohdistetaan imu imupumpulla 10. Menettely pumpun 10 ohjauksessa on vastaava kuin kuvioissa 2A ja 2B esitetyissä suoritusmuodoissa eli paperikoneen kudoksen läpi tapahtuvaan nesteen poistoon tarkoitetuissa suoritusmuo-15 doissa.Fig. 2C shows a suction pump system according to a preferred embodiment of the invention in connection with the filter material H2. The drawing schematically illustrates a suction drum filter 30 whose suction cups 10 are subjected to suction by the suction pump 10 provided under the tear or web surface H100. The procedure for controlling the pump 10 is similar to that of the embodiments shown in Figs 2A and 2B.
Kuviossa 2C esitetyllä tavalla imupumppu 10 imee nestettä materiaalin H2 läpi, joka on edullisesti suodatusmateriaalia ja suodatettava aine sijaitsee suodatusmateriaalin toisella puolella tilassa F. Myös tässä suoritusmuodossa voidaan suodatinmateriaalin H2 20 vastuskäyrä mitata suodattimen käytön aikana ensin, kun suodatin on uusi. Vastus-käyrään eli materiaalin H2 liittyvä alipaine pumpun imupuolella ja siihen liittyvä virtaus-määrä sekä pumpun pyörimisnopeusriippuvuudet on ajettu keskusyksikön 100 muistiin ja vastaavasti tukkeutuneen suodattimen vastaavat tiedot. Myös tässä suoritusmuo- /. *. dossa pumppua, sen nopeutta, voidaan säätää mittausten avulla saatujen toimintapis- • « 25 tetietojen perusteella ja kun saavutetaan tietty ei-sallittu toimintapiste, antaa keskusyk- • · · · sikkö tästä hälytyksen, jolloin pumppu pysäytetään ja suodatin on puhdistettava, kun- • · nostettava tai vaihdettava. Pumpun sallittua toiminta-aluetta on uuden materiaalin H2 vastuskäyrän f, sekä tukkeutuneen materiaalin H2 vastuskäyrän f2 välinen alue. Pum- » · pulla imettävä materiaali voi olla ilmaa, kaasua, nestettä tai näiden seosta, suodatuk- 30 sessa se on aina kaasu-nesteseos. Näin ollen keksinnön yleisimmässä suoritusmuo- .···. dossa ei pumpun imemää materiaalia ole rajoitettu esimerkiksi pelkästään ilmaan.As shown in Fig. 2C, the suction pump 10 draws liquid through material H2, which is preferably from the filter material and the filter material is located on the other side of the filter material in state F. Also in this embodiment, the resistance curve of the filter material H2 20 can be measured first. The vacuum curve or material flow rate related to the resistance curve, i.e. material H2, and the pump speed rotation dependencies are driven into the memory of the CPU 100 and the corresponding data of the clogged filter. Also in this embodiment,. *. • where the pump, its speed, can be adjusted based on the operating point data obtained through measurements, and when a certain • unauthorized operating point is reached, the central unit gives an alarm to stop the pump and clean the filter when lifted or replaced. The permissible operating range of the pump is between the resistance curve f of the new material H2 and the resistance curve f2 of the clogged material H2. The material to be absorbed by the pump can be air, gas, liquid or a mixture thereof, and is always a gas-liquid mixture for filtration. Thus, in the most general embodiment of the invention, ···. The material absorbed by the pump is not restricted to air, for example.
• » · • * · • · • · · * . Kuten jo edellä esitetystä käy ilmi keksinnön mukaista imupumppujärjestelmää voidaan • » , käyttää muuallakin kuin paperiteollisuudessa. Mm. erilaisilla tyhjösuotimilla nostetaan • « . 35 kuitumassan tai lietteen sakeutta monissa eri teollisuusprosesseissa. Suotimet voivat • * • · • « · ... 1U 462; Horo et ai.• »· • * · • · • · *. As can be seen from the foregoing, the suction pump system according to the invention may be used »other than in the paper industry. For example, various vacuum filters are used to raise • «. 35 consistency of fiber pulp or slurry in many different industrial processes. Filters can • * • · • «· ... 1U 462; Horo et al.
« t * * 106974 olla tyypiltään esimerkiksi rumpu- tai kiekkosuotimia. Tyhjöpumpun kannalta tällainen prosessi on verrattavissa paperikoneen kudos+massarata -tapaukseen. Suotimella on tavoitteena poistaa massasta nestettä niin paljon, että päästään haluttuun kuiva-ainepitoisuuteen. Optimaalinen ajotapa on tällöin mitata kuiva-ainepitoisuutta suotimen 5 jälkeen ja säätää alipainetta sen mukaan.«T * * 106974 may be of the drum or disk type. From the vacuum pump's point of view, such a process is comparable to the paper machine web + pulp web case. The purpose of the filter is to remove enough liquid from the pulp to achieve the desired solids content. The optimum driving mode is then to measure the dry matter content after the filter 5 and adjust the vacuum accordingly.
Kuviossa 2D on havainnollistettu keksinnön mukaisen imupumppujärjestelmän käyttöä. Lohkokaavioesityksessä vaiheessa a) mitataan ja tallennetaan pumpun 10 ohjaus- tai keskusyksikön 100 muistiin pumpun 10 imupuolen ominaisvastusfunktio f, eli ns. vasto tuskäyrä pumpun eri pyörimisnopeuksilla imun tapahtuessa uuden vasta käyttöönotetun materiaalin H1, H2 läpi. Näin ollen tietyllä kierrosnopeudella tallen-netaan saavutettu alipainetaso pumpun imupuolella ja alipainetasoa vastaava saavu-tettu virtaus-määrä esimerkiksi m3/min. Vaiheessa b) tallennetaan pumpun 10 keskus-yksikön 100 muistiin tukkeutuneen materiaalin H1, H2 ominaisvastusfunktio eli vastuskäyrästö f2.Figure 2D illustrates the use of a suction pump system according to the invention. Block diagram of the step a) is measured and stored in the pump 10 or the central control unit 100 in the memory 10 on the suction side of the pump ominaisvastusfunktio f, ie. Resistance curve at different pump speeds as suction occurs through new material introduced H1, H2. Thus, at a given speed, the achieved vacuum level at the suction side of the pump and the achieved flow rate corresponding to the vacuum level are stored, for example, in m3 / min. In step b), the resistivity curve f2 of the material H1, H2 clogged in the memory of the central unit 100 of the pump 10 is stored.
15 Vaiheessa c) määritetään keskusyksikön 100 mikroprosessorilla ylipäätänsä ne toiminta-alueet; tyhjötaso ja sitä vastaava virtausmäärä, joissa sallitaan laitteiston toiminta. Vaiheessa d) määritetään hälytysrajat eli ne arvoparit eli ne toimin-ta-alueet, joissa järjestelmä ja pumppu ei saisi toimia, jolloin mainitun hälytyksen perusteella voidaan vaihtaa kudos. Mikäli vastuskäyrä nousee f2:n yläpuolelle, ei pyörimisnopeuden muu-20 toksella päästä sieltä enää pois, vaan ainoana mahdollisuu-tena on vaihtaa tai kunnostaa paperi- tai kartonkikoneen kudos tai suodattimen viirapinta tai rei’itetty pinta.In step c), the CPU 100 microprocessor determines the operating ranges in general; the vacuum level and the corresponding flow rate at which the equipment is allowed to operate. In step d), the alarm limits, i.e. the value ranges, i.e. the operating ranges, in which the system and the pump should not operate, are determined, whereby the alarm can be used to change the tissue. If the resistance curve rises above f2, the rotation speed will no longer get out of it, but the only option is to replace or refurbish the tissue or filter surface or perforated surface of the paper or board machine.
Imupumppujärjestelmän toiminnan aikana mitataan pumpun vääntömomenttia ja pum- _ v. pun nopeutta, jolloin pumpun ominaiskäyrästön ollessa tallennettuna pumpun 10 ohja- • * 25 us-/keskusyksikön muistiin, voidaan kyseisten mitattujen tietojen perusteella laskea » ·« · pumpun 100 mikroprosessorilla, tai ulkopuolisella prosessorilla suoraan kutakin vään- • · tömomenttia ja pumpun kierrosnopeutta vastaava alipainetaso pumpun imupuo-lella ja . kyseiseen alipainetasoon liittyvä virtausmäärä. Pumpun vääntömomentti-käyrien ja • · pyörimisnopeuskäyrien leikkauspisteistä voidaan laskea pumpun 10 toimintapisteissä * 30 toteutunut alipainetaso ja sitä vastaava virtausmäärä.During the operation of the suction pump system, the pump torque and pump speed are measured and, when the pump characteristic curve is stored in the memory of the pump's 10 * 25 control / central units, it can be computed by the pump's 100 microprocessor or external processor. • vacuum level corresponding to each torque and pump speed directly on the suction side of the pump and. the flow rate associated with that vacuum level. From the intersection of the pump torque curves and • · rotation speed curves, the vacuum level at the pump 10 operating points * 30 and the corresponding flow rate can be calculated.
* * * 9 · I « 9 9 9 . ” \ Näin voidaan verrata pumpun kulloistakin toimintapistettä sallittuihin toimintapisteisiin ja aa» • . suorittaa hälytykset ja/tai pumpun ohjaus mainittuun toimintapistetietoon sekä tämän • · , jälkeiseen vertailuun perustuen.* * * 9 · I «9 9 9. "\ This is how the current operating point of the pump can be compared with the permitted operating points and aa» •. performs alarms and / or pump control based on said operating point information and • · following comparison.
> m t • · . 35 • » • ·> m t • ·. 35 • »• ·
• M• M
P1462; Horoetal.P1462; Horoetal.
e » • · * 9e »• · * 9
Claims (27)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI981343A FI106974B (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Operating system for a pump and procedure for operating a pump |
| US09/719,308 US6592340B1 (en) | 1998-06-11 | 1999-06-10 | Control system for a vacuum pump used for removing liquid and a method of controlling said pump |
| PCT/FI1999/000507 WO1999064667A1 (en) | 1998-06-11 | 1999-06-10 | Control system for a vacuum pump used for removing liquid and a method of controlling said pump |
| EP99931281A EP1102886A1 (en) | 1998-06-11 | 1999-06-10 | Control system for a vacuum pump used for removing liquid and a method of controlling said pump |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI981343A FI106974B (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Operating system for a pump and procedure for operating a pump |
| FI981343 | 1998-06-11 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI981343A0 FI981343A0 (en) | 1998-06-11 |
| FI981343A7 FI981343A7 (en) | 1999-12-12 |
| FI106974B true FI106974B (en) | 2001-05-15 |
Family
ID=8551967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI981343A FI106974B (en) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | Operating system for a pump and procedure for operating a pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI106974B (en) |
-
1998
- 1998-06-11 FI FI981343A patent/FI106974B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI981343A0 (en) | 1998-06-11 |
| FI981343A7 (en) | 1999-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6592340B1 (en) | Control system for a vacuum pump used for removing liquid and a method of controlling said pump | |
| US4435193A (en) | Controlling operation of a centrifugal pump | |
| CN105917118B (en) | Method for operating a supply device for supplying liquid to a channel, and supply device, hollow catheter and catheter pump | |
| US4329201A (en) | Constant vacuum felt dewatering system | |
| ES2221058T3 (en) | METHOD AND APPLIANCE FOR APPLYING A MATERIAL TO A BAND. | |
| CN110799702B (en) | Suction roll seal strip monitor and lubrication water control system | |
| FI100412B (en) | A system in the press section of a paper machine for monitoring and controlling the flow of press felts | |
| JP2005218925A (en) | Biohazard countermeasure cabinet and cabinet filter replacement time detection method | |
| FI106974B (en) | Operating system for a pump and procedure for operating a pump | |
| US3762211A (en) | Method and apparatus for continuously measuring the porosity of a moving wet porous continuous sheet | |
| CN101831834A (en) | System and method to control press section dewatering on paper and pulp drying machines using chemical dewatering agents | |
| EP1454012A1 (en) | Method and apparatus for adjusting operation of wire section | |
| CN101048547B (en) | Method and system in a paper machine | |
| JP2010514575A (en) | Equipment for cutting labels on labeling equipment | |
| FI106975B (en) | Control system for a pump and procedure for controlling a pump | |
| JPH01502038A (en) | Dryer differential pressure control device | |
| FI97914C (en) | Method and apparatus for measuring the air permeability of a drying wire | |
| JPH0654000B2 (en) | Dryer differential pressure control device | |
| EP3305980B1 (en) | A system and a method for collecting and handling dust in a paper-making environment | |
| FI106575B (en) | Control system for a paper machine or board machine and a method for controlling a pump, whose speed is adjustable, in a paper or board machine | |
| AU694266B2 (en) | Procedure and apparatus for the drainage of the wire and/or press section of a paper machine or equivalent | |
| JPS63134022A (en) | Determination method for clogging of bag filter | |
| CN113950551A (en) | Method and device for determining the contamination of a suction roller of a machine for producing a fibrous material web | |
| SE517426C2 (en) | Suction roll for a paper or cardboard machine | |
| JP2002011499A (en) | Sludge drying equipment |