FI106975B - Pumpun säätöjärjestelmä ja menetelmä pumpun säädössä - Google Patents

Description

106975 PUMPUN SÄÄTÖJÄRJESTELMÄ JA MENETELMÄ PUMPUN SÄÄDÖSSÄ

Esillä olevan keksinnön kohteena on pumpun säätöjärjestelmä ja menetelmä pumpun 5 säädössä. Erityisesti keksintö koskee imupumppuna käytettävää suurnopeuskeskipa-kopumppua ja sen käyttöä erilaisten suodatusmateriaalien yhteydessä.

Tekniikan tasona mainittakoon US 4 108 574 patenttijulkaisu, jossa esitetystä ratkaisusta on tullut tunnetuksi pumppu, jota käytettäessä määritetään pumpusta kaksi virta-10 ukseen vaikuttavaa muuttujaa, esimerkiksi teho, pyörintänopeus ja/tai pumpun yli vallitseva 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-15 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 in-20 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. Esimerkiksi paperikoneteknologian kohdalla imupumppuratkaisut ovat yli- « · 4 « päänsä perustuneet teknologiaan, jossa pumpun aikaansaamaa alipainetta säädetään • · · · 25 kokemusperäisesti. Tämä on haitta.

• · • · • · « US 4,329,201 käsittelee viiralla olevasta rainasta tapahtuvaa vedenpoistoa. Vedenpos- • · toon voidaan käyttää julkaisun mukaan mm. keskipakoistyhjöpumppua. Julkaisussa ki- vatulle idealla on ominaista pyrkiä käyttämään vakioalipainetta vedenpoistoon. Tähän .···. 30 päästään julkaisun mukaan sillä, että vedenpoistolaitteisiin kuuluu kaksi vedenpoistopil- • · · .···. kea, joiden yli viira kulkee. Uuden viiran kyseessä ollessa käytetään ainoastaan toista ve- • . denpoistoputkea, mutta alipaineen kasvaessa kyseisessä putkessa avataan toinen putki « · ja kohdistetaan imulaitteen imu myös toisen putken kautta viiralle. Julkaisun mukaisessa • · . ratkaisussa käytetään myös säätöventtiiliä, joka yhdessä tyhjönsäädön kanssa pitää « « • < I 1 · · • « • « 2 106975 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.

5

Toisin sanoen, julkaisussa pyritään ottamaan huomioon viiran elinaikana sen permeabili-teetissa tapahtuvat muutokset joko lisäämällä imulaittelta, muuttamalla näiden imuleveyttä tai muuttamalla imuaikaa.

10 US 4,466,873 käsittelee edellisen julkaisun tavoin paperikoneen tasoviiraosan vedenpoistoa. Tämän patentin laitteistossa käytetään säädettävänopeuksista tyhjöpumppua, joka voi olla myös keskipakoistyhjöpumppu. Laitteistolla pyritään ohjaamaan vedenpoistoa kahdessa jaksossa niin, että ensimmäisen jakson aikana pumpun kierrosnopeus p-detään vakiona, jolloin pumppu kehittää riittävän alipaineen rainan vedenpoistoon. Viiran 15 vähitellen tukkeutuessa alipaine imulaatikoissa kasvaa. Kun alipaine viimeisessä imulaa-tikossa on kohonnut ennaltamäärättyyn arvoon, ohjausyksikkö määrää tyhjöpumppua alentamaan pyörintänopeutta niin, että alipaine pysyy jatkossakin edellä mainitussa mäc-simi-arvossaan.

20 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.

I 4 4 («n US patenttijulkaisu 4,518,318 käsittelee sähkömoottorin ja siihen kiinnitetyn keskipalo- ··«« 25 pumpun ohjausta erilaisissa käyttötilanteissa. Useammassa kohtaa julkaisussa otetaan • · esimerkiksi keskuslämmitysjärjestelmien pumput, joiden toimintaa, lähinnä pyörimisnope- » utta, ohjataan suhteessa vesipattereissa oleviin termostaattiventtiileihin. Julkaisussa lii- « · vataan, kuinka pumpun ohjausyksikköön on syötetty nostokorkeus - tilavuusvirtakoa-dinaatistoon sekä pumpun vakiokierros-nopeuskäyrät että ns. modulaatiokäyrät. MocLi-30 laatiokäyrä on käyrä, jonka mukaisesti nostokorkeus ja tilavuusvirta muuttuvat pumpun • · · . · · ’. kierrosnopeutta muutettaessa.

Ao. julkaisussa käsiteltävänä ongelmana ovat tehohäviöt silloin, kun virtausolosuhteita verkostossa muutetaan. Tähän esitetään ratkaisuksi pumpun pyörintänopeuden muutfe- P1479; Horo et ai.

, 106975 mistä virtausolosuhteiden mukaan. Julkaisu opettaa yksityiskohtaisesti palstan 4 riviltä 30 alkaen, kuinka pumppausjärjestelmä on mitoitettu virtausmäärälle Qx ja nostokorkeudelle Hx, jotka siis vastaavat tilannetta, jossa keskuslämmitysputkiston kaikki termostaattiventli-lit ovat auki. Osakuormatapauksissa, joissa siis venttiileitä on kuristettu tai suljettu pumpun 5 tulisi toimia käyrän Hr(Q) mukaan. Tämä on ohjelmoitu pumpun ohjausyksikköön siten, että esimerkiksi useampien venttiilien sulkeuduttua paine (=nostokorkeus) putkistossa kasvaa ja vastaavasti tilavuusvirta pienenee, mikäli pumpun pyörintänopeus pysyy vakb-na. Toisin sanoen kuviossa kaksi mennään vakiokierrosnopeuskäyrää vasemmalle. Pim-pun ohjausjärjestelmään on syötetty kytkentäpisteitä kullekin vakionopeuskäyrälle niin, 10 että esimerkiksi järjestelmän paineen kohotessa pistettä 57 vastaavaan arvoon järjestelmä ohjaa pumpun käyttömoottoria laskemaan kierrosnopeuttaan. Vastaavalla tavalla ohjais-järjestelmä osaa ohjata pumpun nostamaan kierrosnopeuttaan, mikäli osakuormatapaik-sessa jokin tai joitakin venttiilejä avataan.

15 Toisin sanoen edellä käsitellyt US patentit 4,329,201 ja 4,466,853 käsittelevät paperirainan vedenpoistoon ja viiran muuttumiseen liittyviä asioita, mutta eivät ratkaise niitä käyttämällä hyväksi pumpun ominaiskäyrästöä. Jälkimmäisessä näistä kahdesta julkaisusta ainoastaan tiedetään ja käytetään hyväksi pumpun imun ja pyörimisnopeuden välistä riippuvuutta. US patentissa 4,518,318 ja DE julkaisussa 196 18 462 käsitellään puolestaan 20 ominaiskäyrästön hyväksikäyttöä, mutta sekä eri tavalla että eri tarkoitusta varten kuin seuraavassa lähemmin kuvatussa keksinnössämme.

Uusi keksinnön mukainen järjestelmä koostuu kierroslukusäädettävästä imupumpusta, I I t • · ·: imulaatikosta sekä mittaus- ja säätöjärjestelmästä.

e • · · 25 • · · • · 1 ; ·1 Tunnusomaista järjestelmälle on, että käyttötilanteessa pumpun keskusyksikköön on taltioitu pumpun ominaiskäyrästö, jonka perusteella mittaustuloksista lasketaan pum- * 1 1 pattavan ilman virtaama. Ilmavirtaaman ja mitatun alipainetason perusteella saadaan • · · *·' 1 lasketuksi imulaatikon päällä olevan kudoksen tai kudoksen ja paperiradan yhteinen 30 permeabiliteetti. Näin voidaan seurata ajan funktiona kudoksessa tai paperiradassa ta- • · - ’···’ pahtuvia tiiveysmuutoksia ja tehdä tarvittavia muutoksia prosessissa tai kudoksen kun-

I I I

• ” 1 nostuksessa automaattisesti.

« · ♦ « « « · · « · ♦ > » »· • · • · • · · « ···1 P1479; Horoetal.

4 106975

Kudoksen permeabiliteetissa tapahtunut riittävän suuri muutos mahdollisesti yhdessä muiden, esim. radan ja/tai kudoksen kosteusmittaustulosten kanssa kertoo kudoksen 5 vaihtotarpeesta. Lisäksi trendiseuranta (kudoksen elinaikainen seurantamittaus) antaa mahdollisuuden vertailla erilaisia kudoksia ja auttaa näin löytämään parhaan mahdollisen kudostyypin.

Mitattujen tietojen ja uuden pumpun ominaiskäyrästön perusteella järjestelmä pystyy 10 seuraamaan pumpun toimintakuntoa, esim. likaantumista, ja voi antaa tästä hälytyksen.

Keksinnön mukaisesti tallennetaan pumpun keskusyksikön muistiin vastusfunktio eli niinsanottu vastuskäyrästö. Vastusfunktio tallennetaan kahdessa eri tilanteessa. Koneen muistiin tallennetaan sellainen vastusfunktio, joka käsittää lähtötilanteen, jossa 15 huopakudos tai suodatinmateriaali, jonka läpi väliainetta imetään pumpulla, on uusi ja tukkeutumaton. Keksinnön mukaisesti tallennetaan keskusyksikön muistiin myös sellainen ominaisvastuskäyrästö eli vastusfunktio, joka käsittää muuten samat vastuskom-ponentit, mutta nyt materiaali, jonka läpi imetään, kuten kudos tai suodatinmateriaali, on sellainen, joka on ollut käytössä ja tukkeutunut. Pumpun käytön aikana seurataan pum-20 pun toimintapistettä (kierrosnopeus, sillä saavutettu alipainetaso pumpun imupuolella ja alipainetasolla saavutettu pumpattavan aineen virtausmäärä, esimerkiksi m3/aikayksikkö). Pumppua pyritään siten ohjaamaan niin, että sen toimintapiste pysyy sallitulla alueella (alipainetaso-virtausmäärä-kentässä) ja pumppua voidaan ohjata myös

t I I

•"; niin, että toimintapisteen mukaan säädetään esimerkiksi paperikoneen kudoksen puh-

• M

25 distusta ja/tai säädetään pumpun kierrosnopeutta ja kudoksen tukkeutumisen myötä * « » ; ·[ lisätään pumpun kierrosnopeutta. Olennaista kuitenkin on, että pumpun toimintapiste * * pidetään sallitulla alueella, jonka määräävät pumpun vastusfunktio f1 uudelle materiaa- • · · *·*·' lille, kuten paperikoneen kudokselle ja vastusfunktio f2 tukkeutuneelle ja käytetylle ma- • · « *·* * teriaalille, kuten paperikoneen kudokselle. Pumpun toimintapisteen tulee olla edellä 30 mainittujen vastusfunktioiden kuvaajien rajaaman alueen sisäpuolella.

• · • * • · · ···* Keksinnön mukaisesti voidaan eri huopatyyppien vastusfunktiot f 1, f2, f3 tallentaa pum- • · ·*.*·♦ pun keskusyksikön 100 muistiin ja pumpun keskusyksikön muistista voidaan kyseiset tallennetut funktiot f 1, f2, f3 ottaa käyttöön aina vaihdettaessa huopatyyppiä. Nämä voi- • · • ·

• I I

• · ·· P1479; Horo et ai.

106975 ja voidaan myös kyseisen trendiseurannan perusteella valita sopivin huopa kullekin pa-peri-/kartonkimassalle.

Keksinnön mukaiselle imupumpun säätöjärjestelmälle ja menetelmälle imupumpun 5 säädössä on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisten piirustusten kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

10

Kuviossa 1A on esitetty keskipakotyhjöpumpun tuottokäyrä. Vaakakoordinaatistossa on esitetty tuottomäärä/aikayksikkö ja pystykoordinaatistossa saavutettu alipainetaso pumpun imupuolella. Kuvaajat G1, G2, G3 ovat vääntömomenttikäyriä ja kuvaajat D1, D2, D3 ovat kierrosnopeuskäyriä. Tietyllä vääntömomentilla ja tietyllä kierrosnopeudella 15 saavutetaan tietty virtausmäärä ja edelleen tietty alipainetaso.

Kuviossa 1B on esitetty pumpun tuottopisteen määräytyminen havainnollisesti. Funktiot f1, f2, esittävät vastuskäyriä. Funktio f1 on vastuskäyrä uudelle läpäisevälle materiaalille ja f2 on vastuskäyrä vanhalle tukkeutuneelle materiaalille, kuten huovalle. D1, D2, 20 D3 ovat eri kierrosnopeuskäyriä. Kuviossa on havainnollisesti esitetty tuottopisteen muuttumista materiaalin ikääntyessä. Jotta sama virtausmäärä saavutettaisiin, nostetaan pumpun pyörimisnopeutta. Pumpun tuottopisteen muutosta on esitetty suoralla .:. E1. Kuvaajassa vaakakoordinaatistossa on esitetty imupumpun virtausmäärä ja pysty- I « < « ,:. koordinaatistossa alipainetaso imupumpun imupuolella.

» · · · 25 • · • ·

Kuviossa 1C on esitetty havainnollisesti keksinnön mukainen imupumppu ja siihen liit-tyvät säätö-/mittauslaitteet.

• · • · · • t · • · ·

Kuviossa 2A on esitetty keksinnön mukainen järjestelmä paperikoneen imulaatikon yh- .···. 30 teydessä.

··· • · · * · • . Kuviossa 2B on esitetty viiran ja massaradan yhdessä muodostama vastus, jota kek- . sinnön mukaisessa järjestelmässä seurataan.

« · « · « I » I I « I « • « I « « P1479; Horoet ai.

6 106975

Kuviossa 2C on esitetty keksinnön mukainen imupumppujärjestelmä suodatinmateriaa-lin yhteydessä.

Kuviossa 2D on esitetty lohkokaavioesityksenä toiminta pumppujärjestelmässä.

5

Kuviossa 1A on esitetty imupumpun tuottokäyrä. Imupumppu 10 on edullisesti keskipa-kotyhjöpumppu. Kuvion 1A kuvaajassa on esitetty keskipakotyhjöpumpun 10 eli ns. tur-bokompressorin tuottokuvaajat. Kuviossa on esitetty vakionopeuskäyrät D1, D2, D3... että vakiomomenttikäyrät G1, G2, G3 .... Kuten kuviosta nähdään, löytyy tietylle vääntö tömomentille ja pyörimisnopeudelle lähes aina yksikäsitteinen leikkauspiste. Pumpun 10 tuottopiste (tilavuusvirta ja tyhjötaso) voidaan tällöin määrittää mittaamalla pumpun 10 momentti ja pyörimisnopeus eli sen kierrosnopeus.

Mittaamalla lisäksi todellinen tyhjötaso voidaan tuottopiste tarkistaa ja todeta, onko 15 pumpun toiminta muuttunut esimerkiksi kulumisen tai likaantumisen seurauksena.

Mittaamalla imettävän väliaineen kuten ilman lämpötilaa ja kosteutta voidaan tuotto-käyriä korjata, koska ne vaikuttavat tuottoarvoihin tunnetulla tavalla.

20 Kuviossa 1B on esitetty pumpun 10 tuottopisteen määräytyminen. Tyhjöpumpun 10 tuottopisteen määrää ns. systeemin vastuskäyrä f 1, f2 ... yhdessä pumpun 10 pyörimisnopeuden kanssa. Tuottopiste asettuu pyörimisnopeuden kuvaajan vastusfunktion . |. kuvaajan eli ns. ja vastuskäyrän leikkauspisteeseen.

i « t » ·♦·· 25 Vastuskäyrän f1, f2 ... muoto riippuu siitä, kuinka paljon imusysteemi läpäisee ilmaa eri • « tyhjötasoilla. Vastuskäyrän muotoon eli virtausvastukseen vaikuttavat mm. paperiradan φ ja kudoksen virtausvastukset, putkistohäviöt, putkistossa mahdollisesti olevan säätö- • · venttiilin asento jne.

.1··. 30 Esimerkiksi uuden (puhtaan ja kuohkean) huovan vastuskäyrä f1 on loivasti kohoava ··» käyrä. Pieni tyhjötason kasvu lisää tilavuusvirtaa reilusti. Vanhan (tukkeutuneen ja ko- • · · * . koonpuristuneen) huovan vastuskäyrä f2 on jyrkempi, jolloin pieni tyhjötason kasvu li- • · . sää tilavuusvirtaa vain vähän.

« « « « P1479; Horo et ai.

« 1 106975

Huovan ikääntyessä keskipakotyhjöpumpun tilavuusvirta alenee, jos sen pyörimisnopeus pidetään vakiona. Jos tilavuusvirta halutaan pitää vakiona tai nostaa suuremmaksi, pitää pumpun 10 pyörimisnopeutta nostaa. Pumpun 10 tuottopistettä voidaan säätää huovan eliniän aikana. Kyseinen säätö voidaan toteuttaa keksinnön mukaisesti mitta-5 usten (esim. huovasta poistuva vesimäärä, radan kosteus) perusteella.

Kudoksen vastuskäyrä voidaan mitata muuttamalla pumpun pyörimisnopeutta ja mittaamalla sen tuottopiste eri pyörimisnopeuksilla. Mittaus voidaan tehdä uudelle kudokselle sen ominaisuuksien määrittämiseksi ja vertailemiseksi muihin kudoksiin. Mittaamalla to vanhan kudoksen vastuskäyrä voidaan todeta sen kunto ja mahdollinen vaihtotarve.

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 asennettu 15 juoksupyörä 13, spiraalipesä 14 sekä laakerointi 15.

Pumpun 10 pyörimisnopeutta säädetään taajuusmuuttajalla 16, josta voidaan mitata mm. pumpun 10 pyörimisnopeutta sekä vääntömomenttia. Pumpun 10 mittaukset voidaan järjestää esimerkiksi oheisen kuvan mukaisesti. Kuvaan merkityt mittaukset ovat 20

Pl Imupuolen alipaineen mittaus

Tl Imuilman lämpötilan mittaus

Ml Imuilman kosteuden mittaus EI(S) Pumpun pyörimisnopeuden mittaus « 25 EI(X) Pumpun vääntömomentin mittaus • · • · • · • · • · · • · ·

Kuviossa 2A on esitetty keksinnön mukainen pumppujärjestelmä, joka käsittää pyöri- • · · misnopeudeltaan säädettävän pumpun 10, edullisesti imupumpun ja edullisimmin kes- .···. 30 kipakotyhjöpumpun, joka on liitetty imukanavaan 17, joka imukanava on edelleen liitetty • · -.···, vedenerottimeen 18. Pumpun 10 avulla imetään säiliöön 18 sen sisäpuoliseen tilaan 19 » • > alipaine ja edelleen säiliöön 18 johdetaan vettä/ilmaa imukanavan 20 kautta imulaati- ‘ koita 21, joka on paperikoneen/kartonkikoneen kudosta H1 vasten.

• · • · • « • »» 1 P1479; Horo et ai.

« • · s 106975

Kudoksesta, kuten paperikoneen tai kartonkikoneen huovasta H1 imetään vettä imu-laatikon 21 sisäpuoliseen tilaan imulaatikon 21 listojen 21 a1, 21a2 ... välisten rakojen kautta. Vesi siirretään edelleen alipaineen avulla vedenerottimeen 18 sen sisäiseen tilaan 19, josta vesi on poistettavissa poistokanavan 18 a kautta. Imulaatikon 21 avulla 5 voidaan poistaa myös massaradasta M vettä. Tällöin massarata M on paperikoneen kudosta, kuten viiraa H1 vasten ja vedenpoisto tapahtuu massaradasta viiran H1 läpi imulaatikon 21 sisäpuoliseen tilaan ja edelleen edellä mainittuun vedenerottimeen 18. Vedenpoistoa voidaan säätää ei-esitetyin säätöventtiilein.

ίο Kuvion 2A mukainen järjestelmä käsittää kuvion 1C esityksessä esitetyt mittausanturit, joiden kautta tuotetun mittatiedon avulla säädetään edelleen pumpun pyörimisnopeutta. Pumpun keskusyksikön 100 muistiin on tallennettu kuviossa 2A esitetyn huovan H1 vastuskäyrästö f1 eli vastusfunktio huovan ollessa uusi ja käyttämätön. Vastuskäyrästö f1 on tallennettu siten keskusyksikön 100 muistiin, että pumppua on ajettu eri kierrosno-15 peuksilla ja kuhunkin kierrosnopeuteen liittyvä saavutettu alipaine pumpun imupuolella pumpun ja huovan välissä ja alipaineeseen liittyvä imetty ainemäärä m3/min on tallennettu keskusyksikön 100 muistiin pumpun eri kierrosnopeuksilla.

Keksinnön mukaisesti on keskusyksikön 100 muistiin tallennettu lisäksi käytetyn huo-20 van H1 vastuskäyrästö, vastaavasti eri pyörimisnopeuksilla mitattu alipainetaso ja siihen liittyvä virtausmäärä. Vastusfunktion kuvaaja f2 esittää siten käytetyn huovan H1 ominaisvastuskäyrästöä.

f

Ajettaessa paperikonetta/kartonkikonetta mitataan jatkuvasti pumpun 10 pyörimis- eli « • »Il 25 kierrosnopeutta seka sillä saavutettua alipainetasoa ja virtausmäärää. Keksinnön mu- • · • i kaisesti voidaan pyörimisnopeutta lisätä virtausmäärän pienentyessä tai päinvastoin, • · jolloin pumppu saa ohjauksensa keskusyksiköltä 100 mittaustiedon perusteella ja esi- • · · • · merkiksi huovan tukkeutuessa keskusyksikkö nostaa pumpun pyörimisnopeutta ja siten • · · siirtää pumpun tuottopistettä hallitusti niin, että itse paperinvalmistusprosessiin ei ai- .···. 30 heudu huovan tukkeutumisesta haittoja. Paperin laatu pysyy hyvänä, koska veden • · poistomäärä huovasta pidetään hallittuna esimerkiksi vakiona koko paperinvalmistus-prosessin ajan.

• · 1 P1479; Horoetal.

· · » 106975

Mitattaessa paperikoneen/kartonkikoneen uuden kudoksen kuten huovan H1 tai viiran vastusfunktio, voidaan kyseisen funktion vastuskäyrä mitata myös pumpun toiminta-ajan eli esim. paperikoneen/kartonkikoneen käytön aikana, jolloin vastusfunktio käsittää paitsi huovan aikaansaaman vastuksen myös muut vastukset, kuten massaradan, venttiili-5 en 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 tietyissä säätöosannoissa, putkistot jne. Keksinnölle on olennaista, että järjestelmässä seurataan paperikoneen kudoksen tilaa sen käytön aikana ja suoritetaan huovan vaihto mainittuun 10 seurantaan perustuen ja/tai suoritetaan mainittuun seurantaan perustuen pumpun 10 pyörimisnopeuden säätöä.

Kuviossa 2B on esitetty keksinnön eräs edullinen suoritusmuoto. Kuvion 2B suoritusmuodossa mitataan ja tallennetaan vastusfunktiot f1 ja f2 paperikoneen/kartonkikoneen 15 ajotilanteessa, jossa massarata M on paperikoneen kudosta H1 vasten.

Kuviossa 2C on esitetty keksinnön mukainen kierrossäädettävä pumppu 10 suodatin-materiaalin H100 yhteydessä. Suodatinmateriaalina voi olla esimerkiksi erilaisten pesurien tai saostimien viirapintainen tai rei’itetty rumpu tai kiekko. Myös muut eri teollisuus-20 prosesseissa käytettävät suodatintyypit tulevat keksinnössä kyseeseen, kuten esimerkiksi tyhjösuotimet sellutehtaan kaustisoinnissa ja mm. lannoite- ja perusmetalliteolli-suudessa. Kuviossa on esitetty kaaviomaisesti imurumpusuodinta 30, jonka rei’itetyn tai viiramaisen pinnan H100 alle järjestettyihin suodoslokeroihin 32 kohdistetaan imu imu-

···; pumpulla 10. Menettely pumpun 10 ohjauksessa on vastaava kuin kuvioissa 2Aja 2B

»·· ··1! 25 esitetyissä paperikoneen kudoksen käyttöön soveltuvissa suoritusmuodoissa.

• · · • · • · * / Kuviossa 2C esitetysti pumppu imee nestettä materiaalin H100 läpi, joka on edullisesti • · · *;[·1 suodatusmateriaalia ja suodatettava aine sijaitsee suodatusmateriaalin toisella puolella

• » I

tilassa F. Myös tässä suoritusmuodossa voidaan suodattimen H100 vastuskäyrä mitata 30 suodattimen käytön aikana ensin kun suodatin on uusi. Vastuskäyrään H100 liittyvä ali- • · - 1;;·1 paine pumpun imupuolella ja siihen liittyvä virtausmäärä sekä pumpun pyörimisnopeus ···’ riippuvuudet on ajettu keskusyksikön 100 muistiin ja vastaavasti tukkeutuneen suodat- ·'.1·: timen vastaavat tiedot. Myös tässä suoritusmuodossa pumppua, sen nopeutta, voidaan ': ’': säätää mittausten avulla saatujen toimintapistetietojen perusteella ja kun saa- « « ”* P1479; Horo et ai.

10 106975 vutetaan tietty ei-sallittu toimintapiste, antaa keskusyksikkö tästä hälytyksen, jolloin pumppu pysäytetään ja suodatin on vaihdettava. Pumpun sallittua toiminta-aluetta on uuden materiaalin H100 vastuskäyrän sekä tukkeutuneen materiaalin HIOO vastus-käyrän välinen alue. Pumpulla imettävä materiaali voi olla ilmaa, kaasua, nestettä. Näin 5 ollen keksinnön yleisimmässä suoritusmuodossa ei pumpun imemää materiaalia ole rajoitettu esimerkiksi pelkästään ilmaan.

Kuviossa 2D on havainnollistettu keksinnön mukaisen pumppujärjestelmän käyttöä. Lohkokaavioesityksessä vaiheessa a) mitataan ja tallennetaan pumpun 10 keskusyksi-10 kön 100 muistiin pumpun 10 imupuolen ominaisvastusfunktio f1 eli ns. vastuskäyrä pumpun eri pyörimisnopeuksilla imun tapahtuessa uuden vasta käyttöönotetun materiaalin H1, H100 läpi. Näin ollen tietyllä kierrosnopeudella tallennetaan saavutettu ali-painetaso pumpun imupuolella ja alipainetasoa vastaava saavutettu virtausmäärä esimerkiksi m3/min. Vaiheessa b) tallennetaan pumpun 10 keskusyksikön 100 muistiin 15 tukkeutuneen materiaalin H1, H100 ominaisvastusfunktio eli vastuskäyrästö f2. 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 toiminta-alueet, joissa järjestelmä ja pumppu ei saisi toimia, jolloin mainitun hälytyksen perusteella voidaan ohjata 20 suoraan pumpun pyörimisnopeutta ja esimerkiksi kudoksen tukkeutuessa kasvattaa pyörimisnopeutta.

,;, Pumpun ajon aikana mitataan pumpun vääntömomenttia ja pumpun nopeutta ja pum- « ,J, pun ominaiskäyrästö on tallennettuna pumpun 10 muistiin ja kyseisten mitattujen tieto- ··.·. 25 jen perusteella laskee pumpun 100 mikroprosessori suoraan kutakin vääntömomenttia • · ja pumpun kierrosnopeutta vastaavan alipainetason pumpun imupuolella ja kyseiseen • · alipainetasoon liittyvän virtausmäärän. Pumpun vääntömomenttikäyrien ja pyörimisno- • · · peuskäyrien leikkauspisteistä voidaan laskea pumpun 10 toimintapisteissä toteutunut • · · alipainetaso ja sitä vastaava virtausmäärä.

30 • · ,*··, Näin voidaan verrata pumpun kulloistakin toimintapistettä sallittuihin toimintapisteisiin ja « • # suorittaa hälytykset ja/tai pumpun ohjaus mainittuun toimintapistetietoon sekä tämän * jälkeiseen vertailuun perustuen.

• I

« · ♦ • · * P1479; Horo et ai.

Claims (12)

1. Pumpun säätöjärjestelmä, joka säätöjärjestelmä käsittää kierrosnopeudeltaan säädettävän imupumpun (10) ja joka järjestelmä käsittää pumpun imupuolella materiaalin (H1, H100), jonka läpi imetään pumpun (10) avulla väliainetta, kuten ilmaa tai ,;. nestettä ja jossa järjestelmässä järjestelmä käsittää kyseisen imupumpun (10) kierros- nopeutta mittaavan anturin tai vastaavan, tunnettu siitä, että pumpun (10) keskusyk- « J"·. 25 sikkö (100) käsittää muistin, johon on tallennettu pumpun imupuolen vastusfunktio (f1), • · ]..\ jolloin vastusfunktion (f1) imuvastus muodostuu ainakin imupuoleen liitetystä mate- • ♦ riaalista (H1, H100), jonka läpi imetään ilmaa tai nestettä ja että keskusyksikön (100) • · · .···, muistiin tallennettu funktio (f1) liittyy käyttämättömään uuteen materiaaliin (H1, H100) • · · ja että keskusyksikköön (100), sen muistiin, on tallennettu lisäksi pumpun imupuolen ..... 30 toinen vastusfunktio (f2), joka käsittää yhtenä imuvastuksena käytetyn materiaalin • · .···. (H100, H1,), jonka läpäisevyys on käytössä muuttunut ja että kukin vastusfunktio (f1, f2) esittää tietyllä pumpun pyörimisnopeudella saavutettua pumpun imupuolen alipainetta ja sillä saavutettua väliainevirtausta (ainemäärä/aikayksikkö) materiaalin (H1, H100) läpi, jolloin pumpun toimintapistettä ohjataan niin, että toimintapiste sijait- • t « * * • » 1 • · • · P1479; Horo et ai. 12 106975 see mainittujen keskusyksikön (100) muistiin tallennettujen vastusfunktioiden (f 1 ja f2) rajaamalla sallitulla toiminta-alueella.

2. Patenttivaatimukseni mukainen säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että mate- 5 riaalina (H1), jonka läpi pumppu (10) imee väliainetta, on paperikoneen/kartonkikoneen kudos.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että materiaalina (H100), jonka läpi pumppu imee väliainetta, on suodatinmateriaali, kuten 10 esimerkiksi imurumpu- tai imukiekkosuotimen suodatuspinta.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että pumppu (10) on yhdistetty alipainekammioon (18), joka on edelleen liitetty imulaatikkoon (21) tai vastaavaan, jolloin imulaatikon listapintaa vasten on paperi- 15 koneen kudos, kuten huopa tai viira ja että listojen (21 a1,21 a2...) imetään viirasta vettä imulaatikon (21) sisäpuoliseen tilaan ja edelleen alipainekammioon (18), josta vesi poistetaan poistoyhteen kautta.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen säätöjärjestelmä, tunnettu 20 siitä, että menetelmässä tallennetaan pumpun keskusyksikön muistiin pumpun imu- puolen vastusfunktio (ilmamäärä ja siihen liittyvä alipainetaso ja niihin liittyvä pumpun kierrosnopeus), joka vastusfunktio käsittää yhtenä imuvastuksena paperikoneen kudoksen lisäksi siihen liittyvän massaradan, jolloin arvoparien tallennus keskusyksikön muis- I < I " ·« tiin tapahtuu koneen ajon aikana massaradan ollessa paperikoneen kudoksen yhtey- ·*« ···· 25 dessä. • · · • · · • · • ·

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen säätöjärjestelmä, tunnettu • · · *;]·* siitä, että pumpun (10) keskusyksikön (100) muistiin on tallennettu pumpun (10) imu- • · · ’·* * puolen vastusfunktio, joka käsittää suodatusmateriaalin ja sen yhteydessä olevan suo- 30 datettavan aineen, josta nestettä imetään tai että suodatinmateriaalin läpi imetään ilmaa • · * tai kaasua, jolloin suodatin toimii ilmasuodattimena tai kaasusuodattimena. t · · » • · :· I

7. Menetelmä kierrosnopeudeltaan säädettävän imupumpun (10) ohjauksessa, tunnettu siitä, että kyseisen imupumpun yhteyteen on liitetty keskusyksikkö (100) ja • · • · • · · • ♦ · • · ***** P1479; Horo et ai. ,3 106975 siinä oleva muisti, johon on tallennettavissa pumpun imupuolen vastusfunktio, ja että menetelmässä tallennetaan pumpun keskusyksikön muistiin pumpun (10) imupuolen vastusfunktio (f1), jossa vastus muodostuu käyttämättömästä uudesta materiaalista (H1, H100), jonka läpi imetään ilmaa tai nestettä ja että pumpun keskusyksikön muis-5 tiin on tallennettu lisäksi vertailutiedoksi vastusfunktion (f2), jossa yhtenä imuvas-tuksena on käytetty läpäisevyydeltään muuttunut materiaali (H1, H100), jonka läpi imetään ilmaa tai nestettä, jolloin mainitun käytössä tukkeutuneen materiaalin tiedot ovat vertailutietoja säädettäessä pumpun käyttöä pumpun toimintapisteen ollessa vas-tusfunktioiden (f 1 ja f2) kuvaajien määräämällä toiminta-alueella. 10

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se materiaali (H1), jonka läpi imetään väliainetta, on paperikoneen/kartonkikoneen kudos kuten huopa tai viira.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalina (H100), jonka läpi imetään nestettä tai ilmaa, on suodatinmateriaali, jolloin pumpun (10) keskusyksikön muistiin on tallennettu kyseiseen materiaaliin liittyvä vastusfunktio eli tietyllä pumpun kierrosnopeudella saavutettu pumpun imupuolen alipainetaso ja siihen liittyvä virtausmäärä (m3/min). 20

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pumpun kierrosnopeutta säädetään vastusfunktioiden (f1 ja f2) kuvaajien välisellä . toiminta-alueella. i « < « i t t 4 f I < · • 1**1 25

11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, • · ] \ että pumpun imupuoli on liitetty alipainekammioon, joka alipainekammio edelleen liittyy • · I . imulaatikkoon tai vastaavaan, jonka listoituksen kautta paperikoneen kudos, kuten • · » !.l huopa tai viira on sovitettu kulkemaan ja että menetelmässä mitataan pumpun imu- ♦ · · puolen alipainetasoa, pumpun kierrosnopeutta, sekä pumpulla imettävän väliaineen 30 lämpötilaa. • · • · · m « · «

12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, » • i 4 » m * * että menetelmässä tallennetaan pumpun (10) keskusyksikön muistiin useiden eri pa- * penkoneen kudosten vastusfunktiot (alipaine - virtausmäärä) ja otettaessa pumppu (10) 4 * 4 · • « · « 4 4» 4 4 • · P1479; Horo et ai. .4 106975 käyttöön, valitaan kyseisistä tallennetuista funktioista paperikoneen sen hetkiseen käyttöön liittyvän kudostyypin ja ominaisvastusfunktio, jolloin käytössä verrataan pumpun käytön toimintapistettä hälytysrajana olevaan käytetyn ja läpäisevyydeltään muuttuneen kudoksen vastusfunktioon (f2). 5