[發(fā)明專利]二元等值替換恒速氣力輸送法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710066250.5
• 申請(qǐng)日: 2007-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN101134531A
• 公開（公告）日: 2008-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄺勇興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄺勇興
• 主分類號(hào): B65G53/66
• 分類號(hào): B65G53/66;A24C5/39
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陳左

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于被輸送物質(zhì)物理及化學(xué)組分特性需保持，且物流供給呈定量隨機(jī)間歇短時(shí)供給多臺(tái)包裝或造型機(jī)組的二元等值替換恒速氣力輸送法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，特別是食品及煙草行業(yè)中存在很多將制成原料或半成品，連續(xù)定量供給多臺(tái)包裝或造型機(jī)組，最終制成產(chǎn)品的工藝流程或系統(tǒng)。這些被輸送的物流的原料或半成品通常都經(jīng)過了復(fù)雜的工藝制備過程，其品質(zhì)高低實(shí)質(zhì)上表征了產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)，其耗量與成本密切相關(guān)。實(shí)踐證實(shí)，在這類物流呈定量間歇短時(shí)供給多機(jī)組的系統(tǒng)中，由于工況的不規(guī)則變化，使系統(tǒng)內(nèi)載體氣流及物質(zhì)流速發(fā)生了幅度很大的激烈波動(dòng)：當(dāng)流速過低時(shí)會(huì)使物流輸送不暢，阻塞而影響生產(chǎn)；當(dāng)流速過高時(shí)，在高速風(fēng)力的作用下被輸送物質(zhì)與管壁的摩擦及撞擊損傷劇增，使被輸送物碎裂、粉化度加大，其中的水份、香氣散失等損失將成倍數(shù)的遞增。可見實(shí)現(xiàn)均衡平穩(wěn)輸送方式有重要的應(yīng)用價(jià)值。

卷煙行業(yè)的風(fēng)力送絲系統(tǒng)是典型的應(yīng)用工況之一，其工作特點(diǎn)是：卷煙機(jī)組的落絲斗分上下倉，下倉煙絲源源不斷供給卷煙機(jī)組高速卷制成品煙支，當(dāng)料往下落到設(shè)定光電料位計(jì)控制位置時(shí)，上倉翻板閥開啟，倉中煙絲全部落入下倉，而后即關(guān)閉。隨后，上倉位氣動(dòng)閥開啟，在系統(tǒng)負(fù)壓作用下，煙絲經(jīng)過送絲管從遠(yuǎn)端送絲機(jī)吸入，直至上倉設(shè)定料位時(shí)，氣閥關(guān)閉。一般這個(gè)定量送絲過程約為30秒。由于一個(gè)風(fēng)力送絲系統(tǒng)包含多臺(tái)卷煙機(jī)，通常3≤n≤15臺(tái)，而卷煙機(jī)組十分復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)發(fā)生隨機(jī)臨時(shí)停車情況，于是各機(jī)組供絲狀態(tài)就變成了無序隨機(jī)狀態(tài)，其工況變化至少有N＝2ⁿ種組合狀態(tài)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律及能量守恒定律，這種無序隨機(jī)的間歇中斷系統(tǒng)內(nèi)一部分支流運(yùn)動(dòng)的情況，必然引發(fā)系統(tǒng)內(nèi)的氣流的激烈振蕩。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果都證實(shí)了這種情況。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)速V＝18m/s時(shí)，實(shí)測(cè)V_max＝42.3m/s、V_min＝9.1m/s；供絲時(shí)間設(shè)定τ＝30″時(shí)，實(shí)測(cè)τ_max＝1′59″?2、τ_min＝9.8″。過高的風(fēng)速使煙絲造碎率激劇上升，相當(dāng)一部分煙絲變成煙塵而遭排放，使單位產(chǎn)品物耗劇增；同時(shí)煙絲水份及香氣損失量也增大了；另一方面，過低的風(fēng)速使煙絲輸送不暢，甚至阻塞，直接影響生產(chǎn)，這種隨機(jī)的波動(dòng)使煙支的內(nèi)在煙絲結(jié)構(gòu)及水份、香氣組合一致性變差，從而使卷煙產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量受到明顯影響。顯然，在卷煙風(fēng)力送絲實(shí)現(xiàn)均衡平穩(wěn)物流輸送具有控制及提升產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、降低物耗成本、保證生產(chǎn)等重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

現(xiàn)有抑制多支管氣力稀相輸送流速波動(dòng)的方法評(píng)述，仍以卷煙風(fēng)力送絲系統(tǒng)為例，迄今國(guó)內(nèi)外先后出現(xiàn)了許多種解決方案，可歸納整理為五類方法：

第一類：在主風(fēng)機(jī)前配手動(dòng)或氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)卷煙機(jī)組開機(jī)狀態(tài)進(jìn)行適量風(fēng)量調(diào)節(jié)。

評(píng)價(jià)：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部分機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停開時(shí)，通過調(diào)節(jié)氣動(dòng)閥有一定抑制過高風(fēng)速和節(jié)能功效，但對(duì)動(dòng)態(tài)波動(dòng)的風(fēng)量Q、風(fēng)壓P的控制基本無效。

第二類：除塵主風(fēng)機(jī)配變頻器，按檢測(cè)到風(fēng)量信號(hào)，自動(dòng)變頻調(diào)速以調(diào)節(jié)系統(tǒng)總風(fēng)量。有的還配置了PLC，應(yīng)用排隊(duì)理論控制同時(shí)供絲機(jī)臺(tái)數(shù)以求減少變頻調(diào)節(jié)頻度。

評(píng)價(jià)：其效能近似但優(yōu)于第一類。應(yīng)指出，變頻調(diào)速自動(dòng)化程度高，節(jié)能效果顯著。但因風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，此方法難以在短時(shí)間內(nèi)作出有效動(dòng)態(tài)響應(yīng)，因之對(duì)隨時(shí)都在變化的系統(tǒng)氣流波動(dòng)的抑制作用很有限，在系統(tǒng)組合變化為N＝2ⁿ情況下，即使應(yīng)用PLC進(jìn)行排隊(duì)控制，因其可以預(yù)設(shè)的變頻器頻率值是十分有限的。故對(duì)系統(tǒng)的調(diào)控能力也將十分有限，何況變頻后擬達(dá)到的風(fēng)量還有一個(gè)響應(yīng)過程。再者頻繁的調(diào)速會(huì)使風(fēng)機(jī)軸承受到反復(fù)的交變應(yīng)力沖擊而過早失效，反而危及到系統(tǒng)本身的安全性和可靠性。

第三類：在系統(tǒng)主管配重力平衡閥，抑制系統(tǒng)風(fēng)量、風(fēng)壓波動(dòng)。

評(píng)價(jià)：顯然，其只能對(duì)系統(tǒng)氣流波動(dòng)起到較粗略的平衡調(diào)節(jié)作用。

第四類：在各支管設(shè)計(jì)氣動(dòng)閥，當(dāng)某支管工作氣流突然中斷后，立即補(bǔ)入風(fēng)量，以抑制系統(tǒng)氣流波動(dòng)。

評(píng)價(jià)：這種方法簡(jiǎn)易、投資少、對(duì)抑制系統(tǒng)氣流波動(dòng)有一定的效果。其主要問題有二點(diǎn)：

a)、風(fēng)量Q、風(fēng)壓P是系統(tǒng)內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)密切相關(guān)的最主要參數(shù)。只對(duì)其中一個(gè)參數(shù)風(fēng)量Q控制顯然是不能完全滿足系統(tǒng)平衡需要的。

b)、多支管風(fēng)送系統(tǒng)中，各支管物理長(zhǎng)度不一，使其風(fēng)壓不等，而各節(jié)點(diǎn)的風(fēng)壓平衡對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定極為重要。因此，僅補(bǔ)入等量風(fēng)量，而無相應(yīng)風(fēng)壓量的貢獻(xiàn)也不可能有效抑制系統(tǒng)氣流波動(dòng)。所以這類方法仍不完善。