專利名稱：氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣力輸送技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
目前，氣力輸送及相關(guān)技術(shù)廣泛應(yīng)用于建材、化工、糧食、冶金、采礦、環(huán)保、輕工、 能源等部門，在運(yùn)輸作業(yè)中，對(duì)各種份末狀、顆粒狀。纖維狀、和葉片狀的物料，如水泥，石灰，面粉、谷物、煤粉、炸藥、化肥、化工原料、型砂、棉花、羊毛、煙絲、茶葉、炭黑、木屑等，越來越廣泛地采用氣力輸送的方式。在卷煙生產(chǎn)中，廣泛采用氣力輸送煙絲。氣力輸送煙絲有投資省、布置靈活、可靠性高、便于維護(hù)管理的優(yōu)點(diǎn)，但在氣力輸送中煙絲的造碎率高是氣力輸送方式的一大缺點(diǎn)。一般在氣力輸送中影響煙絲造碎率的主要因素有4個(gè)(1)煙絲的含水率；(2)煙絲氣力輸送的流態(tài)；(3)氣力輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；(4)氣力輸送系統(tǒng)壓力及風(fēng)量的穩(wěn)定度。目前，在卷煙生產(chǎn)過程中煙絲的含水率和氣力輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般是固定的，這時(shí)煙絲氣力輸送的流態(tài)和氣力輸送系統(tǒng)壓力及風(fēng)量的穩(wěn)定度就成為影響煙絲造碎率的最主要因素。煙絲氣力輸送的流態(tài)主要是以煙絲為固態(tài)，空氣為氣態(tài)的氣固二相流。其流動(dòng)狀態(tài)隨氣流速度變化。當(dāng)氣流速度低到某一數(shù)值時(shí)，在水平管道中輸送的絕大部分煙絲產(chǎn)生連續(xù)密相流動(dòng)，這種流動(dòng)狀態(tài)是人們最希望得到的，在這種情況下，大部分煙絲在管道中在重力作用下沿水平管道的管底呈結(jié)團(tuán)狀滑動(dòng)，主要靠空氣的壓力能輸送；在水平管道斷面的上部，少量煙絲為飛翔輸送，其流動(dòng)狀態(tài)很不規(guī)則，主要依靠空氣的速度能輸送，在這種穩(wěn)定低速的流動(dòng)狀態(tài)下，煙絲的造碎率相對(duì)于其它流動(dòng)方式最小，但是過低的風(fēng)速容易造成管道堵塞，而且要求氣力輸送系統(tǒng)管道壓力高。當(dāng)氣流速度大于某一數(shù)值，煙絲在垂直管道中為懸浮流，而在水平管段中為飛翔流，其輸送量大，需要的氣量小，但煙絲的造碎率卻很高。煙絲在管道中的流動(dòng)狀態(tài)很復(fù)雜，其流動(dòng)方式很少是單純的一種，一般至少是兩種流動(dòng)方式，有時(shí)甚至產(chǎn)生三種流動(dòng)方式。為最大限度減少煙絲在氣力輸送過程中的造碎，就需要使在水平管道中輸送的大部分煙絲產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的密相流動(dòng)，這樣就必須控制煙絲的流動(dòng)速度，使之既不會(huì)出現(xiàn)管道堵塞，又不會(huì)出現(xiàn)以飛翔流為主的煙絲流動(dòng)狀態(tài)。卷煙機(jī)送絲過程是間隙性、隨機(jī)性的，有時(shí)還會(huì)臨時(shí)停機(jī)，這樣會(huì)導(dǎo)致煙絲氣力輸送系統(tǒng)中壓力及風(fēng)量波動(dòng)，也會(huì)影響氣力輸送氣流速度的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響煙絲氣力輸送的流態(tài)。目前，國(guó)內(nèi)在卷煙生產(chǎn)中采用的煙絲氣力輸送系統(tǒng)都是通過檢測(cè)氣流速度來間接控制煙絲流動(dòng)速度，氣流速度一般是根據(jù)計(jì)算或測(cè)定出被輸送物料的懸浮速度而確定，煙絲的懸浮速度為6 8m / s，但在目前尚無可靠的理論公式計(jì)算出最優(yōu)輸送氣流速度，因此，輸送氣流速度只能依靠經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)確定，為了避免管道堵塞，有時(shí)輸送氣流速度甚至高達(dá)30m / s，在這樣的工況下，煙絲的造碎率是很高的。且由于卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等原因，導(dǎo)致煙絲氣力輸送系統(tǒng)的壓力及風(fēng)量時(shí)刻處于變化中，使得常規(guī)的煙絲氣力輸送系統(tǒng)很難達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的二相流流態(tài)(集團(tuán)流)，更無法穩(wěn)定該流態(tài)。也就是說，即使得出合理的輸送氣流速度，也無法保證輸送氣流速度的穩(wěn)定，更加不能保證煙絲流動(dòng)速度的穩(wěn)定。同時(shí)，由于卷煙機(jī)送絲過程是間隙性、隨機(jī)性的，有時(shí)還會(huì)臨時(shí)停機(jī)， 導(dǎo)致煙絲氣力輸送系統(tǒng)中壓力及風(fēng)量波動(dòng)，也會(huì)影響輸送氣流速度的穩(wěn)定性。因此，人們期望采用一種采用柔性啟動(dòng)，啟動(dòng)后直接測(cè)量煙絲在管道中流動(dòng)速度， 結(jié)合柔性控制方式，并且以此為依據(jù)調(diào)節(jié)輸送氣流速度來控制煙絲流動(dòng)速度，以使水平管道 中輸送的大部分煙絲產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的密相流動(dòng)，使之既不會(huì)出現(xiàn)管道堵塞，又不會(huì)出現(xiàn)以飛翔流為主的煙絲流動(dòng)狀態(tài)；同時(shí)還可以消除因卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等導(dǎo)致的煙絲氣力輸送系統(tǒng)中的風(fēng)量及壓力波動(dòng)，實(shí)用可靠、安裝方便、成本低廉的氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置及控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置及控制方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置，它包括安裝在卷煙機(jī)集絲箱上的除塵管端口和除塵管之間的速度調(diào)節(jié)氣閥、第一氣體整流器、第一計(jì)算機(jī)、氣體流量計(jì)、壓力傳感器、空氣歧管、補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥、第二氣體整流器、第二計(jì)算機(jī)、空氣濾清器、除塵管彎管、回風(fēng)電控氣閥及安裝在卷煙機(jī)集絲箱上的煙絲輸送管端口和煙絲輸送管道之間的第一煙絲輸送管彎管、第二煙絲輸送管彎管、煙絲速度測(cè)量?jī)x。除塵管入口端連接速度調(diào)節(jié)氣閥出口端，速度調(diào)節(jié)氣閥入口端連接第一氣體整流器出口端，第一計(jì)算機(jī)安裝在第一氣體整流器上，用于控制速度調(diào)節(jié)氣閥。第一氣體整流器入口端連接氣體流量計(jì)出口端，氣體流量計(jì)入口端連接空氣歧管的盲管出口端，空氣歧管的盲管入口端連接除塵管彎管出口端，空氣歧管的歧管入口端連接補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥出口端，補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥入口端連接第二氣體整流器出口端，第二氣體整流器入口端連接空氣濾清器出口端，空氣濾清器入口端與大氣相通。壓力傳感器連接在空氣歧管的直管出口端附近，與空氣歧管內(nèi)部連通；第二計(jì)算機(jī)安裝在第二氣體整流器上，用于控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥。除塵管彎管入口端連接回風(fēng)電控氣閥出口端，回風(fēng)電控氣閥入口端連接卷煙機(jī)集絲箱上的除塵管端口。卷煙機(jī)集絲箱上的煙絲輸送管端口連接第一煙絲輸送管彎管出口端，第一煙絲輸送管彎管入口端連接第二煙絲輸送管彎管出口端，第二煙絲輸送管彎管入口端連接煙絲速度測(cè)量?jī)x出口端，煙絲速度測(cè)量?jī)x入口端連接到煙絲輸送管道出口端，煙絲速度測(cè)量?jī)x上的速度傳感器應(yīng)安裝在最接近地面的底部，以便準(zhǔn)確地測(cè)量在重力作用下沿輸送管道底部滑動(dòng)的煙絲密相集團(tuán)流；單元控制器安放在卷煙機(jī)機(jī)臺(tái)上，用來控制氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置正常工作。上述電氣結(jié)構(gòu)如下送絲開始信號(hào)和送絲停止信號(hào)送入單元控制器輸入端A，煙絲速度測(cè)量?jī)x輸出端連接到單元控制器輸入端B，氣體流量計(jì)輸出端連接到單元控制器輸入端C，壓力傳感器輸出端連接到單元控制器輸入端D ；單元控制器輸出端A連接到第一計(jì)算機(jī)輸入端，第一計(jì)算機(jī)輸出端連接到速度調(diào)節(jié)氣閥；單元控制器輸出端B連接到第二計(jì)算機(jī)輸入端，第二計(jì)算機(jī)輸出端連接到補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥；單元控制器輸出端C連接到回風(fēng)電控氣閥。所述的煙絲速度測(cè)量?jī)x上的速度傳感器采用微波多普勒速度傳感器或激光多普勒速度傳感器，采用微波多普勒速度傳感器時(shí)，其工作頻率高于24GHz。本發(fā)明的另一目的是提供一種通過氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置來控制煙絲輸送的方法，其具體步驟如下
一、在卷煙機(jī)開始送絲時(shí)，單元控制器接收到送絲開始信號(hào)，控制回風(fēng)電控氣閥逐漸開啟，同時(shí)通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)煙絲氣力輸送系統(tǒng)軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)階段的煙絲造碎；氣力輸送系統(tǒng)啟動(dòng)后，煙絲速度測(cè)量?jī)x直接測(cè)量在重力作用下沿輸送管道底部滑動(dòng)的煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度，并且將該速度信號(hào)送單元控制器運(yùn)算處理，再通過第一計(jì)算機(jī)控制速度調(diào)節(jié)氣閥增加或減少氣閥的開度調(diào)節(jié)輸送氣流速度來控制煙絲輸送速度，使水平管道中輸送的大部分煙絲控制在速度范圍為5m Mm/s的連續(xù)穩(wěn)定密相集團(tuán)流態(tài)下沿管道底部滑動(dòng)流動(dòng)，使之既不會(huì)出現(xiàn)管道堵塞，又不會(huì)出現(xiàn)以飛翔流為主的煙絲流動(dòng)狀態(tài)；氣體整流器用于減少空氣歧管內(nèi)的氣流擾動(dòng)，以提高測(cè)量和控制精度； 氣體流量計(jì)測(cè)量工作常態(tài)輸送氣流速度 ，送單元控制器儲(chǔ)存，其范圍為15m 25m/s ；
在卷煙機(jī)送絲的間歇停止期，單元控制器接收到送絲停止信號(hào)，控制回風(fēng)電控氣閥關(guān)閉，隨著控制送絲的回風(fēng)電控氣閥的關(guān)閉，單元控制器通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步加大氣閥的開度，空氣通過空氣濾清器和第二氣體整流器進(jìn)入，再根據(jù)單元控制器儲(chǔ)存的工作常態(tài)輸送氣流速度數(shù)據(jù)，與氣體流量計(jì)測(cè)量的輸送氣流速度相運(yùn)算，控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥增加或減少補(bǔ)風(fēng)氣流流量來模擬卷煙機(jī)的送絲工況，以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量；然后，通過壓力傳感器測(cè)量除塵管道的壓力，送單元控制器處理，再通過第二計(jì)算機(jī)微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥的開度，進(jìn)一步穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量，此時(shí)除塵管道內(nèi)的壓力范圍為9000Pa 14000Pa，輸送氣流速度與工作常態(tài)輸送氣流速度基本相等，這樣就達(dá)到了最大限度減少因卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等導(dǎo)致的煙絲氣力輸送系統(tǒng)中的壓力及風(fēng)量波動(dòng)的目的；
所述的煙絲輸送速度、輸送氣流速度和除塵管道壓力參數(shù)儲(chǔ)存在單元控制器內(nèi)，并由單元控制器來控制煙絲輸送速度、輸送氣流速度和除塵管道壓力。二、具體的工作流程如下
A、開機(jī)，單元控制器內(nèi)置計(jì)算機(jī)初始化；
B、單元控制器接收到送絲開始信號(hào)；
C、單元控制器控制回風(fēng)電控氣閥逐漸開啟，通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步關(guān)
閉；
D、單元控制器通過第一計(jì)算機(jī)控制速度調(diào)節(jié)氣閥根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存的煙絲輸送速度數(shù)值開啟合適的開度；
E、煙絲速度測(cè)量?jī)x測(cè)量煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度模擬信號(hào)送單元控制器處理；
F、單元控制器將模擬速度信號(hào)經(jīng)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；
G、與預(yù)先設(shè)定并儲(chǔ)存的煙絲輸送速度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算；
H、根據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過第一計(jì)算機(jī)控制速度調(diào)節(jié)氣閥的開度；
I、氣體流量計(jì)測(cè)量輸送煙絲過程中的工作常態(tài)輸送氣流速度，信號(hào)送單元控制器儲(chǔ)
存；J、壓力傳感器測(cè)量正常工作時(shí)的壓力，信號(hào)送單元控制器儲(chǔ)存； K、單元控制器接收到卷煙機(jī)送絲停止信號(hào)； L、通過第一計(jì)算機(jī)保持速度調(diào)節(jié)氣閥工作開度不變； M、控制回風(fēng)電控氣閥關(guān)閉，并通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步開啟； N、單元控制器根據(jù)儲(chǔ)存的工作常態(tài)輸送氣流速度數(shù)據(jù)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥繼續(xù)開啟到模擬送絲工況；
0、壓力傳感器測(cè)定除塵管道內(nèi) 的壓力，模擬信號(hào)送單元控制器；
P、單元控制器將壓力模擬信號(hào)經(jīng)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； Q、與正常工作時(shí)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算；
R、根據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過第二計(jì)算機(jī)微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥的開度以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量；
S、重復(fù)B R步驟，直到卷煙機(jī)停機(jī)； T、卷煙機(jī)停機(jī)后，繼續(xù)按照L S步驟工作。本發(fā)明采用的氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置及控制方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)
1、采用軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)煙絲氣力輸送系統(tǒng)以減少啟動(dòng)時(shí)的煙絲造碎率；
2、送絲過程中，通過煙絲速度測(cè)量?jī)x直接測(cè)量煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度，并且以此為依據(jù)，控制速度調(diào)節(jié)氣閥增加或減少氣閥的開度調(diào)節(jié)輸送氣流速度來控制煙絲輸送速度，使水平管道中輸送的大部分煙絲產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的密相流動(dòng)，減少了煙絲在氣力輸送過程中的造碎率，同時(shí)降低了氣力輸送系統(tǒng)的能耗；
3、在卷煙機(jī)送絲的間歇期和停止工作期間，通過模擬送絲工況控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥補(bǔ)風(fēng)，以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量，再通過壓力傳感器測(cè)定除塵管道內(nèi)的壓力，微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥加大或減小補(bǔ)風(fēng)氣流流量進(jìn)一步穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量，大大降低了因卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等導(dǎo)致的煙絲氣力輸送系統(tǒng)中壓力及風(fēng)量的波動(dòng)。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


附圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為本發(fā)明的電氣結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3為本發(fā)明的工作流程附圖4為連接附圖3中的后續(xù)流程圖。
具體實(shí)施例方式一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置，它包括安裝在卷煙機(jī)集絲箱14上的除塵管端口和除塵管1之間的速度調(diào)節(jié)氣閥2、第一氣體整流器3、第一計(jì)算機(jī)4、氣體流量計(jì)5、 壓力傳感器6、空氣歧管7、補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8、第二氣體整流器9、第二計(jì)算機(jī)10、空氣濾清器 11、除塵管彎管12、回風(fēng)電控氣閥13及安裝在卷煙機(jī)集絲箱14上的煙絲輸送管端口和煙絲輸送管道19之間的第一煙絲輸送管彎管16、第二煙絲輸送管彎管17和煙絲速度測(cè)量?jī)x18。除塵管1入口端連接速度調(diào)節(jié)氣閥2出口端，速度調(diào)節(jié)氣閥2入口端連接第一氣體整流器3出口端，第一計(jì)算機(jī)4安裝在第一氣體整流器3上，用于控制速度調(diào)節(jié)氣閥2。第一氣 體整流器3入口端連接氣體流量計(jì)5出口端，氣體流量計(jì)5入口端連接空氣歧管7的直管出口端，空氣歧管7的直管入口端連接除塵管彎管12出口端，空氣歧管7的歧管入口端連接補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8出口端，補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8入口端連接第二氣體整流器9出口端，第二氣體整流器9入口端連接空氣濾清器11出口端，空氣濾清器11入口端與大氣相
通壓力傳感器6連接在空氣歧管7的直管出口端附近，與空氣歧管7內(nèi)部連通；第二計(jì)算機(jī)10安裝在第二氣體整流器9上，用于控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8。除塵管彎管12入口端連接回風(fēng)電控氣閥13出口端，回風(fēng)電控氣閥13入口端連接卷煙機(jī)集絲箱14上的除塵管端口。卷煙機(jī)集絲箱14上的煙絲輸送管端口連接第一煙絲輸送管彎管16出口端，第一煙絲輸送管彎管16入口端連接第二煙絲輸送管彎管17出口端，第二煙絲輸送管彎管17入口端連接煙絲速度測(cè)量?jī)x18出口端，煙絲速度測(cè)量?jī)x18入口端連接到煙絲輸送管道19出口端，煙絲速度測(cè)量?jī)x18上的速度傳感器應(yīng)安裝在最接近地面的底部，以便準(zhǔn)確地測(cè)量在重力作用下沿輸送管道底部滑動(dòng)的煙絲密相集團(tuán)流；單元控制器15安放在卷煙機(jī)機(jī)臺(tái)上， 用來控制氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置正常工作。上述電氣結(jié)構(gòu)如下送絲開始信號(hào)和送絲停止信號(hào)送入單元控制器15輸入端Α， 煙絲速度測(cè)量?jī)x18輸出端連接到單元控制器15輸入端B，氣體流量計(jì)5輸出端連接到單元控制器15輸入端C，壓力傳感器6輸出端連接到單元控制器15輸入端D ；單元控制器15 輸出端A連接到第一計(jì)算機(jī)4輸入端，第一計(jì)算機(jī)4輸出端連接到速度調(diào)節(jié)氣閥2 ；單元控制器15輸出端B連接到第二計(jì)算機(jī)10輸入端，第二計(jì)算機(jī)10輸出端連接到補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥 8 ；單元控制器15輸出端C連接到回風(fēng)電控氣閥13。所述的煙絲速度測(cè)量?jī)x18上的速度傳感器采用微波多普勒速度傳感器或激光多普勒速度傳感器，采用微波多普勒速度傳感器時(shí)，其工作頻率高于24GHz。本實(shí)施例還提供一種通過氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置來控制煙絲輸送的方法，其具體步驟如下
一、在卷煙機(jī)開始送絲時(shí)，單元控制器15接收到送絲開始信號(hào)，控制回風(fēng)電控氣閥13 逐漸開啟，同時(shí)通過第二計(jì)算機(jī)10控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8同步關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)煙絲氣力輸送系統(tǒng)軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)階段的煙絲造碎；氣力輸送系統(tǒng)啟動(dòng)后，煙絲速度測(cè)量?jī)x18直接測(cè)量在重力作用下沿輸送管道底部滑動(dòng)的煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度，并且將該速度信號(hào)送單元控制器15運(yùn)算處理，再通過第一計(jì)算機(jī)4控制速度調(diào)節(jié)氣閥2增加或減少氣閥的開度調(diào)節(jié)輸送氣流速度來控制煙絲輸送速度，使水平管道中輸送的大部分煙絲控制在速度范圍為 5m 10m/S的連續(xù)穩(wěn)定密相集團(tuán)流態(tài)下沿管道底部滑動(dòng)流動(dòng)，使之既不會(huì)出現(xiàn)管道堵塞， 又不會(huì)出現(xiàn)以飛翔流為主的煙絲流動(dòng)狀態(tài)；氣體整流器3用于減少空氣歧管7內(nèi)的氣流擾動(dòng)，以提高測(cè)量和控制精度；氣體流量計(jì)5測(cè)量工作常態(tài)輸送氣流速度，送單元控制器15儲(chǔ)存，其范圍為15m 25m/s。在卷煙機(jī)送絲的間歇停止期，單元控制器15接收到送絲停止信號(hào)，控制回風(fēng)電控氣閥13關(guān)閉，隨著控制送絲的回風(fēng)電控氣閥13的關(guān)閉，單元控制器15通過第二計(jì)算機(jī)10 控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8同步加大氣閥的開度，空氣通過空氣濾清器11和第二氣體整流器9 進(jìn)入，再根據(jù)單元控制器15儲(chǔ)存的工作常態(tài)輸送氣流速度數(shù)據(jù)，與氣體流量計(jì)5測(cè)量的輸送氣流速度相運(yùn)算，控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8增加或減少補(bǔ)風(fēng)氣流流量來模擬卷煙機(jī)的送絲工況，以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量；然后，通過壓力傳感器6測(cè)量除塵管道內(nèi)的壓力，送單元控制器15處理，再通過第二計(jì)算機(jī)10微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8的開度，進(jìn)一步穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量，此時(shí)除塵管道內(nèi)的壓力范圍為9000Pa 14000Pa，輸送氣流速度與工作常態(tài)輸送氣流速度基本相等，這樣就達(dá)到了最大限度減少因卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、 隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等導(dǎo)致的煙絲氣力輸送系統(tǒng)中壓力及風(fēng)量波動(dòng)的目的。

所述的煙絲輸送速度、輸送氣流速度和除塵管道壓力參數(shù)儲(chǔ)存在單元控制器15 內(nèi)，并由單元控制器15來控制煙絲輸送速度、輸送氣流速度和除塵管道壓力。二、具體的工作流程如下
A、開機(jī)，單元控制器15內(nèi)置計(jì)算機(jī)初始化；
B、單元控制器15接收到送絲開始信號(hào)；
C、單元控制器15控制回風(fēng)電控氣閥13逐漸開啟，通過第二計(jì)算機(jī)10控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8同步關(guān)閉；
D、單元控制器15通過第一計(jì)算機(jī)4控制速度調(diào)節(jié)氣閥3根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存的煙絲輸送速度數(shù)值開啟合適的開度；
E、煙絲速度測(cè)量?jī)x18測(cè)量煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度模擬信號(hào)送單元控制器15處
理；
F、單元控制器15將模擬速度信號(hào)經(jīng)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；
G、與預(yù)先設(shè)定并儲(chǔ)存的煙絲輸送速度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算；
H、根據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過第一計(jì)算機(jī)4控制速度調(diào)節(jié)氣閥2的開度；
I、氣體流量計(jì)5測(cè)量輸送煙絲過程中的工作常態(tài)輸送氣流速度，信號(hào)送單元控制器15 儲(chǔ)存；
J、壓力傳感器6測(cè)量正常工作時(shí)的壓力，信號(hào)送單元控制器15儲(chǔ)存；
K、單元控制器15接收到卷煙機(jī)送絲停止信號(hào)；
L、通過第一計(jì)算機(jī)4保持速度調(diào)節(jié)氣閥2工作開度不變；
M、控制回風(fēng)電控氣閥13關(guān)閉，并通過第二計(jì)算機(jī)10控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8同步開啟； N、單元控制器15根據(jù)儲(chǔ)存的工作常態(tài)輸送氣流速度數(shù)據(jù)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥8繼續(xù)開啟到模擬送絲工況；
0、壓力傳感器6測(cè)定除塵管道內(nèi)的壓力，模擬信號(hào)送單元控制器15 ； P、單元控制器15將壓力模擬信號(hào)經(jīng)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； Q、與正常工作時(shí)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算；
R、根據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過第二計(jì)算機(jī)10微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥的開度以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量；
S、重復(fù)B R步驟，直到卷煙機(jī)停機(jī)； T、卷煙機(jī)停機(jī)后，繼續(xù)按照L S步驟工作。
權(quán)利要求
1.一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置，其特征是它包括安裝在卷煙機(jī)集絲箱上的除塵管端口和除塵管之間的速度調(diào)節(jié)氣閥、第一氣體整流器、第一計(jì)算機(jī)、氣體流量計(jì)、壓力傳感器、空氣歧管、補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥、第二氣體整流器、第二計(jì)算機(jī)、空氣濾清器、除塵管彎管、回風(fēng)電控氣閥及安裝在卷煙機(jī)集絲箱上的煙絲輸送管端口和煙絲輸送管道之間的第一煙絲輸送管彎管、第二煙絲輸送管彎管、煙絲速度測(cè)量?jī)x；除塵管入口端連接速度調(diào)節(jié)氣閥出口端，速度調(diào)節(jié)氣閥入口端連接第一氣體整流器出口端，第一計(jì)算機(jī)安裝在第一氣體整流器上，用于控制速度調(diào)節(jié)氣閥；第一氣體整流器入口端連接氣體流量計(jì)出口端，氣體流量計(jì)入口端連接空氣歧管的直管出口端，空氣歧管的直管入口端連接除塵管彎管出口端，空氣歧管的歧管入口端連接補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥出口端，補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥入口端連接第二氣體整流器出口端，第二氣體整流器入口端連接空氣濾清器出口端，空氣濾清器入口端與大氣相通；壓力傳感器連接在空氣歧管的直管出口端附近，與空氣歧管內(nèi)部連通；第二計(jì)算機(jī)安裝在第二氣體整流器上，用于控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥；除塵管彎管入口端連接回風(fēng)電控氣閥出口端，回風(fēng)電控氣閥入口端連接卷煙機(jī)集絲箱上的除塵管端口；卷煙機(jī)集絲箱上的煙絲輸送管端口連接第一煙絲輸送管彎管出口端，第一煙絲輸送管彎管入口端連接第二煙絲輸送管彎管出口端，第二煙絲輸送管彎管入口端連接煙絲速度測(cè)量?jī)x出口端，煙絲速度測(cè)量?jī)x入口端連接到煙絲輸送管道出口端，煙絲速度測(cè)量?jī)x上的速度傳感器應(yīng)安裝在最接近地面的底部，以便準(zhǔn)確地測(cè)量在重力作用下沿輸送管道底部滑動(dòng)的煙絲密相集團(tuán)流；單元控制器安放在卷煙機(jī)機(jī)臺(tái)上，用來控制氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置正常工作；上述電氣結(jié)構(gòu)如下送絲開始信號(hào)和送絲停止信號(hào)送入單元控制器輸入端A，煙絲速度測(cè)量?jī)x輸出端連接到單元控制器輸入端B，氣體流量計(jì)輸出端連接到單元控制器輸入端 C，壓力傳感器輸出端連接到單元控制器輸入端D ；單元控制器輸出端A連接到第一計(jì)算機(jī)輸入端，第一計(jì)算機(jī)輸出端連接到速度調(diào)節(jié)氣閥；單元控制器輸出端B連接到第二計(jì)算機(jī)輸入端，第二計(jì)算機(jī)輸出端連接到補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥；單元控制器輸出端C連接到回風(fēng)電控氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置，其特征是煙絲速度測(cè)量?jī)x上的速度傳感器采用微波多普勒速度傳感器或激光多普勒速度傳感器，采用微波多普勒速度傳感器時(shí)，其工作頻率高于24GHz。
3.—種通過氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置來控制煙絲輸送的方法，其特征是它是通過氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置來控制煙絲的輸送，其具體步驟如下一、在卷煙機(jī)開始送絲時(shí)，單元控制器接收到送絲開始信號(hào)，控制回風(fēng)電控氣閥逐漸開啟，同時(shí)通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)煙絲氣力輸送系統(tǒng)軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)階段的煙絲造碎；氣力輸送系統(tǒng)啟動(dòng)后，煙絲速度測(cè)量?jī)x直接測(cè)量在重力作用下沿輸送管道底部滑動(dòng)的煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度，并且將該速度信號(hào)送單元控制器運(yùn)算處理，再通過第一計(jì)算機(jī)控制速度調(diào)節(jié)氣閥增加或減少氣閥的開度調(diào)節(jié)輸送氣流速度來控制煙絲輸送速度，使水平管道中輸送的大部分煙絲控制在速度范圍為5m 邊m/s的連續(xù)穩(wěn)定密相集團(tuán)流態(tài)下沿管道底部滑動(dòng)流動(dòng)，使之既不會(huì)出現(xiàn)管道堵塞，又不會(huì)出現(xiàn)以飛翔流為主的煙絲流動(dòng)狀態(tài)；氣體整流器用于減少空氣歧管內(nèi)的氣流擾動(dòng)，以提高測(cè)量和控制精度； 氣體流量計(jì)測(cè)量工作常態(tài)輸送氣流速度，送單元控制器儲(chǔ)存，其范圍為15m 25m/s ；在卷煙機(jī)送絲的間歇停止期，單元控制器接收到送絲停止信號(hào)，控制回風(fēng)電控氣閥關(guān)閉，隨著控制送絲的回風(fēng)電控氣閥的關(guān)閉，單元控制器通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步加大氣閥的開度，空氣通過空氣濾清器和第二氣體整流器進(jìn)入，再根據(jù)單元控制器儲(chǔ)存的工作常態(tài)輸送氣流速度數(shù)據(jù)，與氣體流量計(jì)測(cè)量的輸送氣流速度相運(yùn)算，控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥增加或減少補(bǔ)風(fēng)氣流流量來模擬卷煙機(jī)的送絲工況，以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量；然后，通過壓力傳感器測(cè)量除塵管道的壓力，送單元控制器處理，再通過第二計(jì)算機(jī)微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥的開度，進(jìn)一步穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量，此時(shí)除塵管道內(nèi)的壓力范圍為9000Pa 14000Pa，輸送氣流速度與工作常態(tài)輸送氣流速度基本相等，這樣就達(dá)到了最大限度減少因卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等導(dǎo)致的煙絲氣力輸送系統(tǒng)中的壓力及風(fēng)量波動(dòng)的目的； 所述的煙絲輸送速度、輸送氣流速度和除塵管道壓力參數(shù)儲(chǔ)存在單元控制器內(nèi)，并由單元控制器來控制煙絲輸送速度、輸送氣流速度和除塵管道壓力； 二、具體的工作流程如下A、開機(jī)，單元控制器內(nèi)置計(jì)算機(jī)初始化；B、單元控制器接收到送絲開始信號(hào)；C、單元控制器控制回風(fēng)電控氣閥逐漸開啟，通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步關(guān)閉；D、單元控制器通過第一計(jì)算機(jī)控制速度調(diào)節(jié)氣閥根據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存的煙絲輸送速度數(shù)值開啟合適的開度；E、煙絲速度測(cè)量?jī)x測(cè)量煙絲密相集團(tuán)流的輸送速度模擬信號(hào)送單元控制器處理；F、單元控制器將模擬速度信號(hào)經(jīng)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；G、與預(yù)先設(shè)定并儲(chǔ)存的煙絲輸送速度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算；H、根據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過第一計(jì)算機(jī)控制速度調(diào)節(jié)氣閥的開度；I、氣體流量計(jì)測(cè)量輸送煙絲過程中的工作常態(tài)輸送氣流速度，信號(hào)送單元控制器儲(chǔ)存；J、壓力傳感器測(cè)量正常工作時(shí)的壓力，信號(hào)送單元控制器儲(chǔ)存； K、單元控制器接收到卷煙機(jī)送絲停止信號(hào)； L、通過第一計(jì)算機(jī)保持速度調(diào)節(jié)氣閥工作開度不變； M、控制回風(fēng)電控氣閥關(guān)閉，并通過第二計(jì)算機(jī)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥同步開啟； N、單元控制器根據(jù)儲(chǔ)存的工作常態(tài)輸送氣流速度數(shù)據(jù)控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥繼續(xù)開啟到模擬送絲工況；O、壓力傳感器測(cè)定除塵管道內(nèi)的壓力，模擬信號(hào)送單元控制器； P、單元控制器將壓力模擬信號(hào)經(jīng)內(nèi)置的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； Q、與正常工作時(shí)的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運(yùn)算；R、根據(jù)運(yùn)算結(jié)果通過第二計(jì)算機(jī)微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥的開度以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量；S、重復(fù)B R步驟，直到卷煙機(jī)停機(jī)；τ、 卷煙機(jī)停機(jī)后，繼續(xù)按照L S步驟工作。
全文摘要
一種氣力輸送煙絲速度柔性控制裝置及控制方法，它是采用軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)煙絲氣力輸送系統(tǒng)以減少啟動(dòng)時(shí)的煙絲造碎率。啟動(dòng)后，直接測(cè)量和控制煙絲輸送速度，結(jié)合柔性控制方式，使水平管道中輸送的煙絲產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的密相流動(dòng)，減少了煙絲在氣力輸送過程中的造碎率，同時(shí)降低了氣力輸送系統(tǒng)的能耗；在卷煙機(jī)送絲過程的間歇期和停止工作期間，通過模擬送絲工況控制補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥補(bǔ)風(fēng)，以穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力及風(fēng)量，再通過測(cè)定除塵管道內(nèi)的壓力，微調(diào)補(bǔ)風(fēng)調(diào)節(jié)氣閥增加或減少補(bǔ)風(fēng)氣流流量來進(jìn)一步穩(wěn)定除塵管道內(nèi)的壓力，大大降低了因卷煙機(jī)送絲過程的間隙性、隨機(jī)性和臨時(shí)停機(jī)等導(dǎo)致的煙絲氣力輸送系統(tǒng)中的壓力波動(dòng)。
文檔編號(hào)A24C5/39GK102429320SQ201110263029
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者胡海洋 申請(qǐng)人:衡陽(yáng)中微科技開發(fā)有限公司