氣墊式流漿箱和羅茨風機貯氣罐：變頻羅茨鼓風機是否加裝儲氣罐

　　原標題：變頻羅茨鼓風機是否加裝儲氣罐

　　如果變頻器控制羅茨鼓風機，有條件加裝儲氣罐的話，對羅茨風機和控制器來說非常完美。

　　1、我們先對羅茨風機的機械特性進行一下講解，羅茨風機不能調節(jié)風壓，只能調節(jié)風量，風壓是由負載決定的。當風機轉速保持一定的時候，負載用風量錦工壓就小，負載用風量小風壓就大。俗稱羅茨風機為遇強則強，遇弱則弱。

　　2、反過來，負載用風量保持一定的時候，調節(jié)風機轉速使產(chǎn)生的風量=負載需要的風量，這個時候達到平衡關系（假設為稱這個為平衡轉速），但系統(tǒng)沒有壓力。壓力需要風機轉速要稍高于平衡轉速，供應風量大于需求風量，壓力就建立起來，但這個平衡關系非常脆弱，因為羅茨風機的機械特性非常硬。

　　3、這個時候如果客戶的管路長一些，羅茨風機精度差一些，效率低一點，或者加裝一個儲氣罐，這樣機械特性就會軟一些，有調節(jié)的空間，這個狀態(tài)變頻器處于恒功率狀態(tài)，加裝儲氣罐完美利于羅茨風機穩(wěn)定運行。

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氣墊式流漿箱和羅茨風機貯氣罐：氣墊式流漿箱.doc

　　氣 墊 式 流 漿 箱 控 制 系 統(tǒng)

　　技 術 說 明 書

　　一、引言

　　成紙的均勻度取決于纖維在流漿箱中的分散程度和流漿箱唇口的均勻度。在抄速超過250米／分的紙機上，必須配備氣墊式流漿箱，其主要控制參數(shù)是總壓，漿位和漿速/網(wǎng)速比?？刂瓶倝旱哪康氖菫榱双@得均勻的從流漿箱噴到網(wǎng)上的紙漿流量和流速，控制漿位的目的是為了獲得適當?shù)募垵{流域，以減少橫流和濃度的變化。產(chǎn)生和保持可控的喘流以限制纖維的絮聚。

　　在本系統(tǒng)中，共有三個流漿箱。采用計算機分別對每一個流漿箱的總壓和漿位進行有效的控制，以提高抄紙質量。為確?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，變送器可選用YOKOGAWA公司的產(chǎn)品，控制系統(tǒng)采用SIEMENS S7-300產(chǎn)品，變頻器采用ABB公司的產(chǎn)品，操作員站采用DELL計算機。

　　二、基本參數(shù)

　　1．電源： 220V 50Hz

　　2．紙機車速：170~500米/分

　　液位：0.43米

　　總壓: 4.3Kpa~35Kpa

　　3．設備:

　　PIC—101~103：流漿箱總壓頭控制

　　——EJA法蘭式差壓變送器：3臺

　　——PLC調節(jié)回路及AI、AO接口電路：3套

　　LIC—101~103：流漿箱液位控制

　　——EJA法蘭式液位變送器：3臺

　　——PLC調節(jié)回路及AI、AO接口電路：3套

　　——羅茨風機：3臺

　　——風機變頻器：3臺

　　PIC—201~203：流漿箱零差壓控制

　　——EJA法蘭式差壓變送器：3臺

　　——PLC調節(jié)回路及AI、AO接口電路：3套

　　——氣動調節(jié)閥：3臺

　　4．控制柜：前后開門結構，內(nèi)置PLC、繼電器、各種開關、

　　端子及保護裝置。

　　5．外型尺寸：高×寬×深=2200×800×600

　　三、氣墊式流漿箱控制原理

　　1．總壓頭控制

　　在氣墊式流漿箱中，P＝P’+H，其中，P為總壓頭，P’為氣墊壓力，H為漿位。通過改變P’來穩(wěn)定H，總壓頭控制著流漿箱的噴漿速度，它由上漿泵的轉速來調節(jié)，總壓頭的穩(wěn)定與否對紙張縱向定量有較大的影響，必須保證總壓控制回路工作在最佳狀態(tài)。

　　1) 總壓頭檢測：利用智能壓力變送器PT—101~103檢測總壓 頭，PT—101~103安裝在流漿箱操作側兩勻漿輥中間的側墻上。壓力變送器的測量范圍為0～40KPa(可根據(jù)實際情況進行調整)，輸出電信號為4～20mA DC。

　　總壓頭設定:總壓頭設定值P有兩種設定方法，一是 在計算機上直接設定(給定值)；二是在計算機上投入漿網(wǎng)速比，計算機根據(jù)公式P＝K×（αs×W）2計算確定，通過通信接口送給S7-300 PLC。

　　3) 總壓頭控制:計算機根據(jù)總壓頭的設定值、實測值及總壓頭與漿位之間的耦合關系，經(jīng)過相應的控制處理后，給出控制信號(4～20mA DC)，通過上漿泵變頻器控制上漿泵的轉速，若總壓頭的實際值低于給定值，則增大上漿泵的轉速，反之，則減小上漿泵的轉速，直至總壓頭達到設定值。上漿泵也可手動控制，即在人機界面上將對變頻器的輸出置于“手動”位置，直接控制上漿泵的轉速。

　　4) 漿速／網(wǎng)速比控制：紙頁在縱橫方向的組成是否一致，與紙漿在流漿箱唇口的噴漿速度和網(wǎng)速的關系十分密切，而流漿箱總壓又決定了紙漿的噴漿速度， 其關系為α＝J／W＝，其中P為總壓頭，W為網(wǎng)速，α為漿速網(wǎng)速比，在實際使用時，由于唇板開度、流漿箱形狀等各不相同，α的設定值αs值亦不相同，因此需要根據(jù)實際情況來如以確定，在沒有漿網(wǎng)速比控 制的設備上，一般都通過人工計算列出對照表，操作工根據(jù)不同車速手動調節(jié)總壓頭設定值。在本系統(tǒng)中，總壓可自動跟隨車速變化(配備網(wǎng)速輸入模塊)，而且通過鍵盤輸入，可容易地改變αs值以適應工藝的要求；同時又給出了不同漿網(wǎng)速比條件下的總壓—網(wǎng)速對照表，供操作者查詢。

　　5) 正常運行：系統(tǒng)運行時，計算機會自動控制上漿泵的轉速，保證總壓頭的實際值在其給定值附近允許的范圍內(nèi)變化。

　　2．漿位控制

　　在雙勻漿輥氣墊式流漿箱中，漿位控制回路是總壓控制回路中的一個中間環(huán)節(jié)，在總壓調節(jié)過程中，會使?jié){位產(chǎn)生不斷的波動，這就要依靠漿位調節(jié)回路不斷進行調整，使液位穩(wěn)定在一定的高度上。

　　漿位檢測：利用差壓式液位變送器LT—101~103檢測漿位，其法蘭部安裝在流漿箱底部外側。低壓側通過導引管安裝在流漿箱上部的外側，根據(jù)其差壓測定漿位高度。

　　漿位設置：根據(jù)實際要求設置在0.40米

　　漿位控制：計算機根據(jù)漿位的設定值、實測值及漿位于總壓頭之間的耦合關系，經(jīng)過相應的控制處理后，給出控制信號（4~20mA DC），通過風機變頻器控制羅

氣墊式流漿箱和羅茨風機貯氣罐：氣墊式流漿箱漿位控制裝置的制作方法

　　專利名稱：氣墊式流漿箱漿位控制裝置的制作方法

　　技術領域：

　　本實用新型涉及造紙機流漿箱漿位控制裝置，特別是一種氣墊式流漿箱漿位控制裝置。

　　背景技術：

　　流漿箱是造紙機的主要部件，是連接“備漿流送”和“紙頁成形”兩部分的關鍵樞紐，其決定紙幅橫幅定量的分布，并影響紙幅成形的質量，流漿箱的主要作用是布漿、勻漿和噴漿，對雙勻漿輥的流漿箱來說，保持適當?shù)南潴w內(nèi)漿位是保證流漿箱勻漿和噴漿質量的關鍵。隨著造紙機車速的不斷提高，流漿箱由敞開式發(fā)展到氣墊式、半水力式和水力式。實踐證明，根據(jù)流漿箱結構尺寸的不同，最佳工作漿位一般在30～40cm，即高出勻漿輥上表面3～5cm。對于敞開式流漿箱，漿位隨紙機車速的變化而變化，所以車速適用范圍比較窄，一般在140～190m/min之間，并且逐漸被淘汰；氣墊式流漿箱是我國目前廣泛采用的一種流漿箱，一般用于車速超過250m/min的紙機上，通過增加氣墊壓力使流漿箱箱體內(nèi)漿位維持在最佳位置。但是，對于許多板紙機，其工作車速比較低(如低于140m/min)，另外，一些新造紙機設備，因機械磨合等因素，往往需要很長時間(半年以上)運行在低車速下，這時，即使把氣墊式流漿箱當作敞開式流漿箱來使用，也難以良好發(fā)揮其勻漿和噴漿的效果，因此，對氣墊式流漿箱漿位控制的常規(guī)方法進行改進，擴充其車速的適用范圍是解決上述問題的關鍵。

　　實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有氣墊式流漿箱漿位控制不適用于低車速的缺陷，提供一種可擴充流漿箱的工作狀態(tài)，擴大車速適用范圍的氣墊式流漿箱漿位控制裝置，使得在紙機車速較低時(如100m/min以下)也能使氣墊式流漿箱箱體內(nèi)漿位保持在最佳位置，以獲得良好的勻漿和噴漿效果。

　　為達到上述目的，本實用新型是采取如下技術方案來實現(xiàn)的一種氣墊式流漿箱漿位控制裝置，包括有與勻漿輥軸連接的雙勻漿輥電機、羅茨風機、流漿箱進氣閥門等，此外，該控制裝置還包括可換向氣路機構，風機變頻器和電機變頻器，所述的風機變頻器、電機變頻器分別與羅茨風機、勻漿輥電機進行電氣連接。

　　所述的可換向氣路機構更具體的技術方案是在羅茨風機進氣端設置有空氣過濾器及消音器，羅茨風機的進氣端與消音器之間由管道與閥門V1相連，羅茨風機的出氣端設置有空氣過濾嘴，羅茨風機通過該過濾嘴與閥門V2、V4由管道相連，閥門V3由管道跨接在閥門V1與羅茨風機連接的一側和閥門V2至流漿箱的一側；上述可換向氣路機構的四個閥門可以用來改變空氣流動方向，其中有兩只用于控制給氣墊式流漿箱增加氣墊壓力的進氣通道，另外兩只用于控制給氣墊式流漿箱抽負壓的出氣通道；所述可換向氣路機構連接管道可用鋼管或塑料管，管徑一般為DN50或DN65，閥門的管徑須與管道管徑相一致。

　　所述的風機變頻器、電機變頻器的控制輸入端可由信號電纜與可編程邏輯控制器PLC的輸出端連接，所述的可編程邏輯控制器的輸入端由接口板卡與工業(yè)控制計算機實現(xiàn)信號連接，并通過其多點接口網(wǎng)卡及信號電纜與設置在流漿箱上的液位變送器、網(wǎng)速傳感器實現(xiàn)信號輸入連接。

　　在上述技術方案中，羅茨風機運行于單一方向，一直保持正轉，轉速大小由羅茨風機變頻器輸入頻率決定；勻漿輥的轉速通過電機變頻器來調節(jié)，以適應車速范圍拓寬的需要；所述的工業(yè)控制計算機也可用液晶觸摸屏來代替，通過其實現(xiàn)人機接口并兼?zhèn)浔O(jiān)控功能；由計算機和PLC組成的控制系統(tǒng)可由應用軟件協(xié)調對流漿箱漿位實行控制。

　　本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其有益效果體現(xiàn)在在常規(guī)氣墊式流漿箱漿位控制的基礎上，通過增加可換向氣路機構，使氣墊式流漿箱可工作于“加壓”、“抽負壓”和“敞開”三種工作狀態(tài)，即當車速大于VH(如175m/min)時，流漿箱運行于加壓狀態(tài)，通過增大箱體內(nèi)壓力來降低漿位，從而獲得最佳的勻漿效果；當車速低于VL(如140m/min)時，流漿箱運行于抽負壓狀態(tài)，通過降低箱體內(nèi)壓力來提升漿位，從而獲得最佳的勻漿效果；當車速在VH～VL之間時，羅茨風機停止運行，氣墊式流漿箱運行在一個大氣壓下(即敞開狀態(tài))，可當作敞開式流漿箱使用，漿位受工藝要求的漿/網(wǎng)速比來調節(jié)，以獲得滿意的勻漿效果，VH和VL的取值根據(jù)流漿箱結構尺寸和生產(chǎn)廠家的不同而不盡相同，具體數(shù)值由現(xiàn)場調試得到。在保持羅茨風機轉向不變的情況下，本實用新型有效地拓寬了氣墊式流漿箱的車速適用范圍，使其在較低車速(100m/min以下)下仍然能發(fā)揮理想的布漿、勻漿和噴漿效果，同時，可換向氣路機構結構簡單，容易實現(xiàn)。

　　圖1是本實用新型的結構框圖。

　　圖2是本實用新型的可換向氣路機構連接示意圖。

　　圖3是本實用新型控制系統(tǒng)的電氣、信號連接框圖。

　　具體實施方式

　　以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。

　　由圖1所示，一種氣墊式流漿箱漿位控制裝置，該裝置包括有與勻漿輥6軸連接的雙勻漿輥電機1和2、電機變頻器11、羅茨風機9、風機變頻器10，流漿箱進氣閥門15和可換向氣路機構8；其中的風機變頻器10、電機變頻器11的輸出端分別與羅茨風機9、勻漿輥電機1和2電氣連接；風機變頻器10、電機變頻器11的控制輸入端則由信號電纜與可編程邏輯控制器PLC的輸出端連接，該可編程邏輯控制器PLC的輸入端由接口板卡與工業(yè)控制計算機7實現(xiàn)信號連接，并通過其中的多點接口網(wǎng)卡(MPI)及信號電纜與設置在流漿箱3上的液位變送器6及網(wǎng)速傳感器4實現(xiàn)信號輸入連接，上述由計算機和PLC組成的硬件系統(tǒng)由應用軟件對流漿箱漿位實行控制；在圖1中，實線表示機械連接，虛線表示電氣連接或信號連接，點劃線表示軸連接。

　　參見圖2，可換向氣路機構8的一個具體實施例是，其在羅茨風機9進氣端設置有空氣過濾器12及消音器13，羅茨風機9與消音器13之間由管道與閥門V1相連，羅茨風機9的出氣端設置有空氣過濾嘴14，羅茨風機9通過該過濾嘴14與閥門V2、V4由管道相連，閥門V3由管道跨接在閥門V1與羅茨風機9連接的一側和閥門V2至流漿箱3的一側；可換向氣路機構8連接管道可用鋼管或塑料管，管徑一般為DN50或DN65，具體由流漿箱幅寬決定，閥門的管徑須與管道管徑相一致并采用密封性能好的不銹鋼手動閥門便可滿足使用要求。羅茨風機9與流漿箱3的進氣閥門15之間由管道通過可換向氣路機構8連接起來，是空氣流動的通道，實現(xiàn)給流漿箱箱體內(nèi)加壓(注入空氣)或抽負壓(抽出空氣)功能在圖2中，當流漿箱3工作在抽負壓狀態(tài)時，V1、V2關閉，V3、V4打開，空氣流向是流漿箱3→V3→羅茨風機9→空氣過濾嘴14→V4，羅茨風機9起到“抽氣”作用；當流漿箱3工作在加壓狀態(tài)時，V1、V2打開，V3、V4關閉，空氣流向是空氣過濾器12→消音器13→V1→羅茨風機9→空氣過濾嘴14→V2→流漿箱3，羅茨風機9起到“壓氣”作用；當流漿箱3工作在敞開狀態(tài)時，羅茨風機9停轉，空氣流向與加壓狀態(tài)時相同。

　　在圖1中，風機變頻器10用于控制羅茨風機9的轉速，通過調節(jié)羅茨風機9的進、出氣量來調節(jié)流漿箱3箱體內(nèi)漿位；電機變頻器11用來調節(jié)兩個勻漿輥6的轉速，因兩個勻漿輥轉向相反，轉速通常相同，本實施例采用一個電機變頻器11控制兩個勻漿輥電機1和2；風機變頻器10和電機變頻器11均受PLC控制，需要PLC發(fā)出啟/停信號和轉速(頻率)設定信號，同時要向PLC反饋運行狀態(tài)信號；漿位信號和網(wǎng)速(代表紙機車速)信號通過液位變送器6和網(wǎng)速傳感器4也要進入PLC參與控制(圖3)。

　　本實施例控制系統(tǒng)電氣、信號連接參見圖3，工業(yè)控制計算機7與PLC的CPU端通過接口卡連接起來，實現(xiàn)現(xiàn)場工況監(jiān)視和人機接口功能；風機變頻器10與羅茨風機9之間、電機變頻器11與勻漿輥電機1和2之間采用220VAC三相四線制電氣連接(A、B、C、O)，也可省去中性線O；勻漿輥電機1和2的同速反轉通過A、B、C三相電的倒相來實現(xiàn)，即A、B、C任意兩相交換；網(wǎng)速輸入信號和漿位輸入信號分別由網(wǎng)速傳感器4和液位變送器5通過信號電纜至PLC的AI端；為保證變頻器正常工作，其輸入端需要三種信號頻率輸入(轉速)信號(4～20mA)、變頻器啟動/停止信號(高低電平信號)和電機運行狀態(tài)反饋信號(高低電平信號)，該三種信號是由信號電纜與PLC的AO、DO、DI端連接實現(xiàn)的。

　　權利要求1.一種氣墊式流漿箱漿位控制裝置，包括有羅茨風機(9)、與勻漿輥(6)軸連接的勻漿輥電機(1)和(2)，其特征是，該控制裝置還包括可換向氣路機構(8)、風機變頻器(10)和電機變頻器(11)，所述的可換向氣路機構(8)包括一設置在羅茨風機(9)進氣端的空氣過濾器(12)及消音器(13)，羅茨風機(9)的進氣端與消音器(13)之間由管道與閥門(V1)相連，羅茨風機(9)的出氣端設置有空氣過濾嘴(14)，羅茨風機(9)通過該過濾嘴(14)與閥門(V2)、(V4)由管道相連，閥門(V3)由管道跨接在閥門(V1)與羅茨風機(9)連接的一側和閥門(V2)至流漿箱(3)的一側，所述的風機變頻器(10)、電機變頻器(11)的輸出端分別與羅茨風機(9)、勻漿輥電機(1)和(2)電氣連接。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的氣墊式流漿箱漿位控制裝置，其特征是，所述的風機變頻器(10)、電機變頻器(11)的控制輸入端由信號電纜與可編程邏輯控制器(PLC)的輸出端連接，所述的可編程邏輯控制器(PLC)的輸入端由接口板卡與工業(yè)控制計算機(7)實現(xiàn)信號連接，并通過其多點接口網(wǎng)卡及信號電纜與設置在流漿箱(3)上的液位變送器(5)、網(wǎng)速傳感器(4)實現(xiàn)信號輸入連接。

　　專利摘要本實用新型公開了一種氣墊式流漿箱漿位控制裝置，包括有與勻漿輥軸連接的雙勻漿輥電機、羅茨風機、風機變頻器和電機變頻器。所說的風機變頻器、電機變頻器分別與羅茨風機、勻漿輥電機進行電氣連接。其特點是，該控制裝置在羅茨風機與流漿箱連接管道之間還設置有可換向氣路機構，該氣路機構可實現(xiàn)對流漿箱壓氣和抽氣的作用。本實用新型改進了現(xiàn)有控制設備的缺陷，擴充了流漿箱的工作狀態(tài)，擴大了車速適用范圍，使得在紙機車速較低時(如100m/min以下)也能使氣墊式流漿箱箱體內(nèi)漿位保持在最佳位置，獲得了良好的勻漿和噴漿效果。

　　文檔編號G05D9/00GKSQ

　　公開日2006年11月1日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2005年9月30日

　　發(fā)明者王孟效, 湯偉, 趙凱坤, 陳玉鐘 申請人:陜西科技大學

氣墊式流漿箱和羅茨風機貯氣罐：氣墊式流漿箱的結構說明及性能特點

　　一、結構說明及性能特點

　　氣墊式流漿箱 由方錐管裝置、勻漿輥裝置、上唇板調節(jié)裝置、箱體、控制系統(tǒng)、噴霧裝置、氣路系統(tǒng)等部分組成。流漿箱按用戶提供的工況參數(shù)進行專門設計，確保工作性能。

　　1.方錐管裝置

　　1).方錐管采用單程總管進漿，三臺階孔板布漿。方錐管由大方圓管、方錐管、小方圓管組成。方錐管配有壓力平衡管，方錐管段可方便翻下清洗;

　　2).臺階孔板材質為有機玻璃;

　　3).方錐管材質為不銹鋼(304)。大方圓管和小方圓管均帶有配對法蘭。

　　2.勻漿輥裝置

　　1).勻漿輥裝置由唇口勻漿輥和喉部勻漿輥組成;

　　2).勻漿輥直徑φ219、開孔率喉部勻漿41%, 唇口勻漿輥46%;

　　3).勻漿輥由定制優(yōu)質冷軋不銹鋼管(304)制成，雙螺旋線排列;

　　4).勻漿輥傳動采用百線針輪減速器，用戶自備變頻器，可在9～50轉/分之間按工藝要求無級變速。

　　3.上唇板調節(jié)裝置

　　上唇板調節(jié)裝置由上、下唇板、橫梁、粗調及微調機構和大小轉軸等組成。

　　1).上唇板采用單關節(jié)調節(jié)機構;

　　2).噴漿采用結合式唇口，設有橫向平直且彈性良好的垂直小唇 板，進一步改善漿料分布。垂直小唇板配有小間距(約115mm)精密微調，百分表顯示值0.01mm，可精確調整;

　　3).上唇板開度調節(jié)采用蝸輪蝸桿結構;

　　4).下唇板采用優(yōu)質不銹鋼(316L)加工，箱內(nèi)無螺孔;垂直小唇板采用優(yōu)質不銹鋼(316L)加工;

　　5).唇口兩側配有鰓流孔，以調節(jié)紙幅兩邊定量，鰓流孔帶配對法蘭。

　　4.箱體

　　1).流漿箱底座采用Q235A,上覆鏡面板;

　　2).箱體前后墻板、兩側墻板均由不銹鋼板(304)加工;

　　3).操作側墻板配有視鏡，以便觀察漿料流態(tài);

　　4).箱體配有前后走臺及扶梯，材料均為不銹鋼;

　　5).箱蓋上方配有低壓照明燈;

　　6).后墻板配有人孔裝置;

　　7).箱體配有前墻溢流，溢流孔帶配對法蘭及接管;

　　8).箱體內(nèi)與漿料接觸部分均經(jīng)精細拋光，確保不掛絲不掛漿。外表面整潔;

　　9).唇口部分和臺階孔板后段均帶有清洗孔，以方便流漿箱清洗。

　　5.噴霧裝置

　　6.流漿箱內(nèi)配有旋轉式專有噴嘴的噴霧裝置，噴霧裝置進口處配有過濾器(用戶自備)

　　7.氣路系統(tǒng) (用戶自備)

　　1).流漿箱的氣墊式壓力由氣路系統(tǒng)直接供給，其裝備包括低脈動羅茨鼓風機、進出口消音器以及機架、電動機、閥門和管道等。

　　2).鼓風機采用變頻調速，由控制系統(tǒng)控制。

　　8.控制系統(tǒng) (用戶自備)

　　流漿箱的控制包括箱內(nèi)漿位和氣墊壓力的控制，漿位由液位傳感器取得信號傳給電腦，總壓頭即漿位和氣墊壓力之和，由壓力傳感器取得信號，通過漿位和總壓信號的解耦器(軟件)，經(jīng)處理后把執(zhí)行信號傳給上漿泵和鼓風機電動機的變頻器，以自動控制流漿箱所需的上漿裝置和噴漿壓力。漿位和總壓的控制精度均為±0.5%。

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